Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Лекции Разливка и кристаллизация стали - файл 1.doc


Лекции Разливка и кристаллизация стали
скачать (1029 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc1029kb.06.12.2011 12:41скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12
Реклама MarketGid:
Загрузка...
Лекция №1 РАЗЛИВКА СТАЛИ И СТРОЕНИЕ СЛИТКА
Выплавленную в сталеплавильном агрегате сталь выпускают в разливочный ковш и далее разливают в металлические формы — изложницы или направляют на машины непрерывной разливки. В ре­зультате кристаллизации получают стальные слитки, которые в даль­нейшем подвергают обработке давлением (прокатке, ковке).

На слитки разливают большую часть стали, выплавленной во всех сталеплавильных агрегатах; лишь около 2 % всей стали идет на фа­сонное литье.

Разливка — важный этап сталеплавильного производства. Техно­логия и организация разливки в значительной степени определяют качество готового металла и количество отходов при дальнейшем переделе стальных слитков. Так из-за неправильно организованной разливки от 6 до 18 %, а иногда и до 25 % всей выплавляемой стали возвращается в переплав из-за дефектов, возникающих в процессе разливки и кри­сталлизации слитка.
^ Выпуск металла и выдержка в ковше

При наклоне конвертера или по желобу из мартеновской или двухванной печи сталь поступает непосредственно в ковш. При этом в ковш попадает также и часть шлака (до 2—3 % от массы металла), который предохраняет металл от быстрого остывания во время разливки и воздействия на него атмосферных газов.

Попадание большого количества шлака в ковш может привести к повышенному угару раскислителей, рефосфорации, переходу части газов из шлака в металл, поэтому на практике стара­ются отсечь основную часть шлака после схода металла. Оставшийся шлак сливают в специальную шлаковую чашу.

Процессы, происходящие во время выпуска и разливки стали. Во время выпуска сталь взаимодействует с кислородом и азотом воз­духа, шлаком и футеровкой желоба и ковша. В ковше производится раскисление стали, происходит образование и удаление из него неметаллических включений, снижается температура металла и шлака, изменяется их состав. Все эти процессы могут оказывать большое влияние на качество стали.

Прежде всего следует указать на возможность окисления стали при сливе в ковш. Исследованиями установлено, что в стали, предварительно раскисленной в печи марганцем и кремнием, общее содержание кислорода при выпуске повышается и может до­стигнуть того значения, которое было до раскисления. Таким образом, предварительное раскисление стали в печи, особенно малоуглеродистой, нецелесообразно.

При выпуске нераскисленной кипящей стали, напротив, отмечается обычно сниже­ние окисленности металла. В этом случае при уменьшении ферроста-тического давления активизируется реакция окисления углерода и снимается часть сверхравновесного с углеродом кислорода. Выде­ляющийся на желобе СО экранирует струю от контакта с атмосферой.

При контакте струи с атмосфе­рой возможно поглощение метал­лом и азота. Этому способствует более высокое, чем в плавильном агрегате, парциальное давление N2 и отсутствие защиты слоем шла­ка (так, на ММК при сливе металла из большегрузного конвертера содер­жание азота иногда повышалось с 0,003—0,004 до 0,005—0,007%).

В целом степень взаимодей­ствия металла с атмосферой определяется удельной величиной поверхности и временем контакта, т. е. характером струи, а также зависит от состава газовой фазы, непосредственно примыкающей к поверхности металла, и от его состава.

Существенными источниками кислорода, поступающего в сталь во время выпуска плавки и выдержки металла в ковше, являются также шлак и огнеупорная футеровка. Это подтверждается сравни­тельно высоким угаром раскислителей, присаженных в ковш, кото­рый повышается при увеличении окисленности и количества шлака, попавшего в ковш.

После окончания выпуска сталь выдерживают в ковше перед разливкой. Продолжительность выдержки качественной стали со­ставляет обычно 10—15 мин, выдержка рядовых сталей определяется временем транспортировки ковша до разливочной площадки или МНЛЗ.

Выдержка стали в ковше перед разливкой и в течение раз­ливки способствует всплыванию частиц шлаковых и огнеупорных включений и продуктов раскисления, равномерному распределению элементов-раскислителей, присаженных в ковш, выравниванию тем­пературы, выделению растворенных в стали газов.

В процессе выпуска стали в зависимости от емкости сталеплавиль­ного агрегата металл остывает на 20—50 °С, а во время выдержки в ковше он остывает на 0,3—1,5°С/мин в зависимости от объема ковша.

При температуре стали шамотная футеровка активно взаимодействует с печным шлаком, находящимся в ковше. При этом шлак обогащается кремнеземом и глиноземом, что снижает его основность и вязкость - создаются условия для перехода части фосфора из шлака в металл. В результате к концу разливки его содержание в металле может возрастать.

Концентрация марганца в кипящей стали обычно умень­шается, что связано с его окислением при снижении температуры. В процессе разливки окисляется также до 0,02—0,03 % углерода.

В спокойной стали частично окисляется кремний и практически полностью выгорает алюминий.

Во время разливки стали в слитки происходит ее повторное окис­ление. При этом общее содержание кислорода может увеличиваться в два-три раза. Наиболее склонен ко вторичному окислению глубокораскисленный металл. Опасность окисления больше при непрерыв­ном литье заготовок, где суммарная площадь контакта металла с атмосферой в струе и промежуточном ковше сравнительно велика.

Для уменьшения вторичного окисления при разливке применяют защиту струи аргоном, разливку через удлиненный стакан под уровень металла в кристаллизаторе, защиту зеркала металла в из­ложнице и кристаллизаторе шлаковыми смесями или созданием восстановительной атмосферы в полости изложницы и т. п.
^ Способы разливки стали

Применяют два основных способа разливки стали: разливку в из­ложницы и непрерывную разливку. Разливку в изложницы подраз­деляют на разливку сверху и сифоном.

При разливке сверху (рис.) сталь непосредственно из ковша 1 поступает в изложницы 2, устанавливаемые на чугунных плитах — поддонах 3.



Схема разливки стали сверху, через промежуточный ковш (а) и промежуточную воронку (б)
После заполнения каждой изложницы стопор или шиберный затвор ковша закрывают, ковш транспортируют к следующей изложнице, вновь открывают стопор (шиберный затвор) и после заполнения сталью новой изложницы цикл повторяют.

Иногда при разливке сверху применяют двухстопорные ковши; это позволяет одновременно заполнять две изложницы и сократить длительность разливки. С целью уменьшения напора струи и разбрызгивания металла на стенки изложниц разливку сверху иногда ведут через промежуточные ковши (рис., а) или через промежуточные воронки (рис., б).

При сифонной разливке, основанной на принципе сообщающихся сосудов, сталью одновременно заполняют несколько (от двух до шестидесяти) изложниц. Жидкая сталь из ковша поступает (рис.) в установленный на поддоне футерованный изнутри центровой литник (2), а из него по футерованным каналам поддона в изложницы снизу. Центровой литник и изложницы устанавли­вают на массивной чугунной плите — поддоне, имеющей канавки, в которые укладывают пустотелый сифонный кирпич (трубки или проводки).

Таким образом, металл из ковша поступает в изложницу, лишь пройдя систему каналов, футерованных огнеупорным кирпичом. После наполнения всех установленных на поддоне изложниц стопор (шиберный затвор) закрывают, и ковш транспортируют к следующему поддону и т. п.

Оба способа разливки обладают рядом преимуществ и недостатков. ^ Сифонная разливка имеет следующие преимущества перед разливкой сверху:

  1. одновременная отливка нескольких слитков сокращает дли­тельность разливки плавки и позволяет разливать в мелкие слитки плавки большой массы;

  2. удобно применять защиту зеркала металла в изложнице шлако­выми смесями или жидким шлаком;

  3. поверхность слитка получается чистой, так как металл в из­ложницах поднимается спокойно без разбрызгивания;

  4. повышается стойкость футеровки ковша и улучшаются условия работы стопора и шиберного затвора вследствие меньшей длитель­ности разливки и уменьшения числа открываний и закрываний сто­пора или затвора;

  5. во время разливки можно следить за поведением поднимаю­щеюся металла в изложнице и в соответствии с этим регулировать скорость разливки.


^ Недостатки сифонной разливки:

  1. сложность и повышенная стоимость разливки, обусловленные расходом сифонного кирпича, установкой дополнительного оборудо­вания и значительными затратами труда на сборку поддонов и центро­вых;

  2. дополнительные потери металла в виде литников (0,7—2,5 % от массы разливаемой стали) и возможность потерь при прорывах металла через сифонные кирпичи;

  3. необходимость нагрева металла в печи до более высокой тем­пературы, чем при разливке сверху, так как он дополнительно ох­лаждается в каналах сифонного кирпича;

  4. опасность загрязнения стали неметаллическими включениями в результате размывания сифонного кирпича.

Преимуществами разливки сверху являются:

  1. более простая подготовка оборудования к разливке и меньшая стоимость разливки;

  2. меньше опасность загрязнения стали неметаллическими включе­ниями;

  3. отсутствие расхода металла на литники;

  4. температура металла перед разливкой может быть ниже, чем при сифонной разливке.

Вместе с тем, разливке сверху присущи следующие недостатки:

  1. образование плен на поверхности нижней части слитков, что является следствием разбрызгивания металла при ударе струи о дно изложницы. Застывшие на стенках изложницы и окисленные с поверхности брызги металла не растворяются в поднимающейся жидкой стали, образуя дефект поверхности — плены, которые не свариваются с металлом при прокатке, благодаря чему поверхность прокатанных заготовок приходится подвергать зачистке;

  2. большая длительность разливки;

  3. из-за большой длительности разливки снижается стойкость футеровки ковша и в связи с большим числом открываний и закры­ваний ухудшаются условия работы стопора или шиберного затвора.

Оба способа разливки широко применяют. Вопрос о том, какой из них является лучшим, до сих пор не решен. Благодаря простоте и отсутствию потерь металла с литниками часто предпочитают разливку сверху. Несмотря на необходимость дополнительной зачистки по­верхности проката, разливка сверху для рядовых марок является более экономичной, чем разливка сифоном. В то же время высокока­чественные в легированные стали, когда стремятся уменьшить потери дорогостоящего металла на зачистку и получить чистую поверх­ность слитка, разливают главным образом сифоном. Сифонной раз­ливкой, как правило, получают также слитки массой менее 2,5 т. Потери металла при разливке сифоном и сверху в виде скрапа и недоливов составляют 0,6—1,9 %; при разливке сифоном дополни­тельно теряется 0,7—2,5 % разливаемой стали в виде литников.
^ КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ СТАЛИ

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12



Скачать файл (1029 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации