Расположение изложниц на поддоне,8– разливочный ковш

Для уменьшения размера усадочной раковины принимают различные меры: слиток расширяют вверху и сужают к нижней части; верхнюю съемную часть изложницы внутри футеруют огнеупором (так называемыми утепленными насадками); у крупных слитков после начала затвердевания верхнюю часть нагревают газовыми горелками, электросварочной дугой, иногда кладут термитную смесь. Для разогрева верхней части слитка применяют и другие технические приемы.

Различают полученные в изложницах слитки спокойной и кипящей стали. Если слиток спокойной стали разрезать вдоль и отшлифовать, то можно увидеть несколько различных структурных зон (рис. 16). У поверхности боковых стенок и дна слитка есть небольшой слой мелких однородных плотных кристаллов. Затем следует второй, более толстый, слой столбчатых дендритных кристаллов, образующих различные дефекты и пустоты в местах стыка отдельных дендритов особенно при стыке дендритов боковых стенок и дна; и в середине находится третья зона равноосных кристаллов разного размера неплотной структуры с большим количеством неметаллических включений, чем у краев слитка, вызванных тем, что эта часть слитка застывает последней и часть неметаллических примесей оттесняется сюда затвердевающими у стенок дендритами.

Структура слитка в различных его частях так же, как химический состав стали, сильно отличается от средних данных, полученных после взятия пробы жидкой стали, перед разливкой. Благодаря ликвации, происходящей при остывании слитка в изложнице, содержание углерода, а особенно серы и фосфора в различных частях слитка может отклоняться на 200÷ 300%. В середине верхней трети или четверти слитка располагается более или менее компактная усадочная раковина, вблизи которой часто можно увидеть мелкие раковины и рыхлоту. Кроме того, химический состав стали, и других сплавов в различных местах одного и того же дендрита получается неоднородным. Оси дендрита, образовавшиеся позднее, богаче легкоплавким элементом и плавятся быстрее (и застывают позже). Поэтому слиток в зоне дендритов имеет внутрикристаллическую или дендритную ликвацию еще более резко в слитке спокойной стали выражена, так называемая, зональная ликвация, то есть пробы металла, взятые у стенок слитка в его средней (третьей) зоне, могут существенно отличаться по химическому составу. Это можно наблюдать у углеродистой стали, полученной изложенными выше способами и хорошо раскисленной в печи и ковше.

В последние десятилетия, создается большое количество установок для непрерывной разливки стали, при которой не образуется усадочных раковин и, получаются слитки, значительно более равномерные как по химическому составу, так и по структуре. Схема машины для непрерывной разливки стали, представляющей собой многоэтажное сооружение, показана на рис. 17.

Сталь из разливочного ковша через промежуточный ковш непрерывной и равномерной струей заливается в кристаллизатор, представляющий собой слегка качающейся вверх и вниз двухстенный короб из красной меди, стенки которого интенсивно охлаждаются проточной водой. Благодаря этому сталь быстро формирует прочные и плотные стенки слитка. Из кристаллизатора слиток непрерывно вытягивается валками с определенной скоростью, соответствующей скорости кристаллизации слитка. Ниже кристаллизатора до выхода из валков слиток подвергается вторичному охлаждению брызгами, при этом заканчивается его отвердение. После выхода из валков от непрерывно опускающегося слитка кислородно-газовой горелкой отрезают куски необходимой длины и отвозят в нужном направлении.

 

№12

 

Методы рафинирования

Рафинирование чернового металла: черновой металл, загрязнённый примесями, рафинируют различными методами (с относительно узкими границами применимости) [2].

1. Физические методы рафинирования металлов: ликвация (зейгерование), осаждение интерметаллических соединений, дистилляция или дистилляционное рафинирование (дразнение).
2. Химические методы рафинирования металлов: избирательные окисление и сульфидизация, хлорирование.
3. Электрохимические методы рафинирования металлов (электролитическое рафинирование - электролиз водных растворов или расплавов).

Физические методы рафинирования основываются на различиях в физических свойствах разделяемых компонентов. Например, такой метод рафинирования металлов, как ликвация, основан на создании гомогенности расплава за счёт уменьшения растворимости примесей при медленном охлаждении расплава или на разложении сплава при его медленном нагреве.

Химические методы рафинирования представляют собой избирательное окисления и основываются на различиях в химическом сродстве к кислороду (O), сере (S), хлору (Cl).

Электролитическое рафинирование чернового металла - это рафинирование металлов при электролизе с растворяющимся анодом.

Рафинирование стали

Рафинирование стали - это процесс удаления из жидкой стали вредных и нежелательных примесей. Процесс рафинирования стали может осуществляться как в печи, так и вне печи (внепечное рафинирование стали), в ковше, а также в специальных агрегатах (например - вакууматор). Рафинирование стали могут проводить добавлением окислителей и восстановителей, продувкой расплава стали инертными газами и др.

Процесс рафинирования стали включает в себя целый комплекс операций, направленный на очищение стали от лишних примесей. В случае необходимости применяют комбинированные методы обработки, включающие в себя сразу несколько способов рафинирования стали, например раскисление, модифицирование и/или удаление неметаллических включений, десульфурация, дегазация (удаление азота и водорода) и т.д.

Внепечное рафинирование стали - рафинирование стали вне сталеплавильного агрегата. Так как затруднительно проведение рафинирования стали в крупных и высокопроизводительных сталеплавильных агрегатах, то многие технологические операции рафинирования стали проводят за пределами агрегата (печи). Внепечное рафинирование стали технологически осуществляется гораздо легче. При непрерывной разливке стали также удобнее использовать методы внепечного рафинирования. Рафинирование стали в установках печь-ковш обеспечивает массовое производство металла особо высокого качества. В результате внепечного рафинирования сталь имеет однородный состав, высокие характеристики пластичности, вязкости и трещиностойкости. Одновременно рафинированием практически полностью подавляется флокеночувствительность стали [3].

С помощью внепечного рафинирования, помимо прочих, решается сложная задача введения в расплав летучих, легкоокисляемых, труднорастворимых и токсичных элементов.

Рафинирующие переплавы

Рафинирующими переплавами (или электрорафинирующими переплавами) называются металлургические процессы, применяемые для повышения качества сталей и других сплавов, полученных в плавильных агрегатах. Различают электрошлаковый переплав, вакуумный дуговой, электронно-лучевой и плазменно-

 

 

№13

Кристаллизация стали начинается с возникновения в жидкой массе центров кристаллизации, от которых начинается рост кристаллов. Величина кристаллических зерен находится в зависимости от количества центров кристаллизации и от скорости роста отдельных кристаллов. Чем больше возникает кристаллизационных центров и чем меньше скорость роста кристаллов, тем мелкозернистее будет структура затвердевшего сплава.

При малой скорости возникновения центров кристаллизации и быстром росте кристаллов получается крупнозернистая структура.

Так как для стали с понижением температуры количество центров кристаллизации увеличивается весьма быстро, то с увеличением скорости охлаждения жидкой стали можно получить мелкозернистую структуру.

Затвердевание стального слитка начинается от стенок изложницы. Перпендикулярно к стенкам изложницы, т. е. в направлении отвода тепла, начинается рост первичных осей кристаллов; перпендикулярно к первичным осям вырастают вторичные оси, а на этих последних — оси высших порядков.

Схема образования осей различных порядков дана на фиг. 91. По этим осям располагается материал сплава; оси постепенно утолщаются и, встречаясь, срастаются. В результате такого процесса получаются древовидные образования, называемые дендритами (фиг. 92). Дендритную кристаллизацию исследовал впервые Д. К. Чернов.

Так как внутренние поверхности изложницы всегда шероховаты, то, очевидно, и первичные оси кристаллов, развивающиеся перпендикулярно охлаждающим сплав поверхностям, не могут быть параллельны между собой, а будут перекрещиваться под различными углами. По этой причине общее

направленное развитие дендритов становится возможным лишь после образования первого ближайшего к стенкам изложницы слоя.

Ближе к центральной части слитка, где за счет уменьшения перепада температур фактор направленного теплоотвода не играет существенной роли и за счет более равномерного охлаждения центры кристаллизации возникают одновременно во всем объеме, наблюдаются различно ориентированные равноосные зерна.

Схема образования кристаллов от стенки изложницы к внутренней части слитка представлена на фиг. 93.

На фиг. 94 дана фотография поперечного разреза стального слитка. Здесь ясно видно изменение структуры слитка от периферии к центру (наружный край слитка расположен внизу фигуры); это изображение соответствует схеме, представленной на фиг. 93.

 

 

№ 14

Развитие машиностроения и приборо­строения предъявляет возрастающие тре­бования к качеству металла: его прочно­сти, пластичности, газосодержанию. Улуч­шить эти показатели можно уменьшением в металле вредных примесей, газов, неме­таллических включений. Для повышения качества металла используют

· обработку металлов синтетическим шлаком,

· вакуум­ную дегазацию металла,

· электрошлаковый переплав (ЭШП),

· вакуумно-дуговой пере­плав (ВДП),

· переплав металла в электрон­но-лучевых и плазменных печах и другие способы.

Обработка металла синтетическим шлаком заключается в следую­щем. Синтетический шлак, состоящий из 55 % СаО, 40 % А1₂О₃, небольшого коли­чества SiO₂, MgO и минимума FeO, выплав­ляют в электропечи и заливают в ковш В этот же ковш затем заливают сталь При перемешивании стали и шлака поверхность их взаимодейст­вия резко возрастает, и реакции между ними протекают гораздо быстрее, чем в плавильной печи. Благодаря этому, а так­же низкому содержанию оксида железа в шлаке сталь, обработанная таким спосо­бом, содержит меньше серы, кислорода и неметаллических включений, улучшаются ее пластичность и прочность. Такие стали применяют для изготовления ответствен­ных деталей машин.

Вакуумирование стали проводят для понижения концентрации кислорода, во­дорода, азота и неметаллических включе­ний. Для вакуумирования используются различные способы, например вакуумирование в ковше, циркуляционное и поточ­ное вакуумирование, струйное и порцион­ное вакуумирование и др.

При вакуумной обработке стали про­исходит раскисление углеродом, так как при снижении давления в камере концен­трации углерода и кислорода становятся избыточными и появляется термодинами­ческая возможность протекания реакции окисления углерода. Вакуумирование ста­ли сопровождается кипением металла. Для примера рассмотрим вакуумирование ста­ли в ковше, циркуляционное и поточное вакуумирование.

Электрошлаковый переплав (ЭШП) применяют для выплавки высококачественных сталей для шарикоподшипников, жаропрочных сталей для дисков и лопаток турбин, валов компрессоров, авиационных конструкций.

 

 

№15

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Взаимное расположение двух плоскостей в пространстве.
2. Взаимное расположение двух прямых.
3. Взаимное расположение объектов
4. Гидравлические процессы при заливке форм из поворотного ковша.
5. Когда возникает нерасположение или расположение к кому-либо, не возлагай свое отношение на него, но оставайся центрированной.
6. Месторасположение жилого дома.
7. Общие свойства примитивов: текущий цвет, текущий тип линий, текущий слой, текущая система координат, размер и место расположение видимой части чертежа, панорамирование.
8. Определение необходимых усилий на режущей кромке ковша
9. Плотина; 2 – донный водоспуск; 3 – ковшовый водосброс
10. Проецирование. Основные виды и их расположение на чертеже
11. Раздел 1. Расположение электрических устройств в автомобиле.
12. Рангоут судна с механическим двигателем, основные элементы, их виды, расположение, назначение