Металлургия » Металлургия стали

Классификация стали по степени раскисленности

Классификация стали по степени раскисленности
Сталь в зависимости от технологии выплавки и, главным образом, от степени раскисленности подразделяют на спокойную, кипящую и полуспокойную. Спокойную сталь обычно раскисляют марганцем, кремнием и алюминием. Активность кислорода при этом понижается настолько, что полностью прекращается реакция окисления углерода. Разливка и кристаллизация спокойной стали идут без заметного газовыделения. Кипящую сталь лишь частично раскисляют марганцем и в процессе ее разливки и затвердевания в изложнице активно идет процесс окисления углерода по реакции [О] + [С] = {СО}
Подробнее

Подготовка оборудования к разливке

Подготовка оборудования к разливкеПодготовка оборудования к разливке

В современных сталеплавильных цехах сталь разливают в изложницы, установленные на тележках (железнодорожных платформах). Состав с подготовленными изложницами перед выпуском стали из печи подают в разливочный пролет сталеплавильного цеха. После окончания разливки для предотвращения возникновения ликвационных дефектов в затвердевающих слитках состав выдерживают в разливочном пролете в течение 20—120 мин (в зависимости от массы слитка и марки разливаемой стали). Далее состав отправляют в стрипперное отделение цеха, оборудованное специальными кранами для снятия прибыльных надставок и освобождения слитков от изложниц, а затем в здание нагревательных колодцев прокатного цеха.
Подготовка изложниц и надставок. После освобождения от слитков изложницы охлаждают до температуры 80—110 ˚С либо путем длительной выдержки на воздухе, либо в душирующих устройствах, обеспечивающих мягкое охлаждение за счет подачи на поверхность изложницы распыленной воды.
Далее внутреннюю поверхность изложниц очищают от приварившихся брызг и частиц металла, а также от окисленных пленок (нагара). Чистят изложницы металлическими щетками или струями воды, подаваемой на внутреннюю поверхность изложницы под большим давлением. После чистки изложницу продувают сжатым воздухом, а затем внутреннюю поверхность изложниц смазывают.
Подробнее

Оборудование для разливки стали

Оборудование для разливки стали

К оборудованию для разливки стали относят: сталеразливочный ковш, разливочный стакан, стопор или шиберный затвор, промежуточные воронки и ковши, изложницы, поддоны, прибыльные надставки, литниковую систему и др.
Сталеразливочный ковш представляет собой выполненный из сальных листов футерованный сосуд, имеющий форму усеченного конуса, расширяющегося кверху. Емкость ковшей находится в пределах 5—480 т; помимо жидкой стали ковш должен вмещать немного шлака (2—3 % от массы металла), который предохраняет металл от быстрого охлаждения во время разливки.
Стойкость футеровки ковша в зависимости от ее вида составляет от 10 до 100 плавок.
Для разливки стали из ковша по изложницам служит стакан со стопором или шиберным, а иногда поворотным затворами.
Разливочный стакан вставляют в днище ковша в специальный гнездовой кирпич; иногда вместо гнездового кирпича делают набивное гнездо, заполняя зазор между стаканом и футеровкой днища огнеупорной массой. «Диаметр стакана» составляет 25— 120 мм, высота стаканов в зависимости от емкости ковша равна 120— 440 мм.
Оборудование для разливки стали

Подробнее

Сущность процесса кристаллизации

Сущность процесса кристаллизации

Сущность процесса кристаллизации стали заключается в переходе ее из жидкого состояния в твердое.
При понижении температуры увеличивается вероятность существования образований (кристаллов или роев) с упорядоченным строением, а их структура приближается к структуре твердого кристалла. При определенной температуре, называемой температурой кристаллизации, термодинамически одинаково вероятно наличие в системе как жидкой, так и твердой фаз. При этой температуре свободная энергия чистого металла в жидком и твердом состояниях одинакова.
Из схемы (рисунок 1) следует, что выше температуры кристаллизации Т2 > ТЕ устойчивым является жидкое состояние Gж < Gтв и наоборот.
Таким образом, при температуре ТЕ возможно возникновение кристаллика, который при определенных условиях может расти.
Сущность процесса кристаллизации
Подробнее

Способы разливки стали

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 (см. рисунок 1) сталь непосредственно из ковша 1 поступает в изложницы 2, устанавливаемые на чугунных плитах — поддонах 3.
Способы разливки стали
Подробнее

Процессы при выпуске и выдержке металла в ковше

Процессы при выпуске и выдержке металла в ковшеПроцессы при выпуске и выдержке металла 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 и воздействия на него атмосферных газов.
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.
При выпуске предварительно раскисленного в печи металла, общее содержание кислорода 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 за счет активизации реакции окисления углерода. Выделяющийся на желобе СО экранирует струю от контакта с атмосферой.
Подробнее

Внеагрегатная десульфурация

Внеагрегатная десульфурацияВнеагрегатная десульфурация

Удаление серы в сталеплавильных процессах осуществляется путем перевода ее в соединения, не растворимые в металле и хорошо растворимые в шлаке. Таким соединением является CaS.
В условиях мартеновской или конвертерной плавки при высокой окисленности шлака (Σ(FeO) до 10-12 % и выше) коэффициент распределения серы (Ls = (S)/[S]) между шлаком и металлом не превышает 4—8. Процесс удаления серы может быть ускорен при обработке стали в ковше синтетическим шлаком, обладающим высокой десульфурирующей способностью, при одновременном сокращении продолжительности плавки.

Обработка стали синтетическими шлаками
Технологическая схема процесса: порцию шлака в количестве 3—6 % от массы стали заливают в сталеразливочный ковш, а затем в этот же ковш выпускают сталь.
Подробнее

Продувка металла инертными газами в ковш

Продувка металла инертными газами в ковшПродувка металла инертными газами в ковш

Влияние продувки металла и н е р т н ы м и газами на качество металла аналогично обработке вакуумом. Каждый пузырек представляет собой «вакуумную камеру», так как парциальные давления водорода и азота в таком пузырьке равны нулю, поэтому газы, растворенные в металле, переходят в пузырь и вместе с ним удаляются в атмосферу. При продувке инертным газом происходит интенсивное перемешивание металла, усреднение его состава; в тех случаях, когда на поверхности металла наведен хороший шлак, перемешивание облегчает протекание процесса ассимиляции таким шлаком НМВ; если этот имеет высокую основность (а также малую окисленность) происходит также десульфурация металла.
Подробнее

Обработка металла вакуумом

Обработка металла вакуумом

Газовая фаза образуется при протекании реакции окисления углерода, процессов выделения растворенных в металле водорода и азота, а также процессов испарения примесей цветных металлов.
При обработке вакуумом равновесие реакции [С] + [О] = CO сдвигается вправо, кислород реагирует с углеродом, образуя окись углерода.
[О] = рсо/К [C].
Следовательно, обработка стали в вакууме позволяет уменьшить концентрацию кислорода в расплаве пропорционально снижению остаточного давления.
В тех случаях, когда кислород в металле находится в составе оксидных неметаллических включений, снижение давления над расплавом приводит в результате взаимодействия с углеродом к частичному или полному разрушению этих включений по реакции (МеО) + [С] = [Me] + СОГ.
МnО или Сг2О3, восстанавливаются почти нацело; для восстановления более прочных включений, (А12О3 или ТiO2) требуется очень глубокий вакуум.
Обработка металла вакуумом влияет и на содержание в стали водорода и азота. Cодержание водорода в металле определяется при прочих равных условиях давлением водорода в газовой фазе
Обработка металла вакуумом
Подробнее

Раскисление и легирование стали в ковше

Раскисление и легирование стали в ковшеРаскисление и легирование стали в ковше

Атмосфера большинства сталеплавильных агрегатов — окислительная. При окислительном характере газовой фазы какое-то количество кислорода всегда переходит из газовой фазы в металл.
Растворимость кислорода в γ-Fe при температуре плавления (1539ºС)
составляет 0,034 %, и далее при охлаждении она изменяется в соответствии с уравнением lg [О] = - 12630/Т + 5,51, а также скачкообразно уменьшается при полиморфных превращениях железа γ-β-α. Это приводят к выделению из металла кислорода в виде дисперсной оксидной фазы. Чем меньше содержание кислорода, тем позднее начинается это выделение. При относительно низких концентрациях кислорода его обособление в самостоятельную фазу происходит уже во время службы изделия, что способствует охрупчиванию (старению) стали. Выделение кислорода в виде оксидной фазы при температурах прокатки или ковки может быть причиной плохой деформируемости стали в горячем состоянии и ее пониженной пластичности (особенно низкой ударной вязкости).
Для устранения отрицательных последствий присутствия кислорода сталь раскисляют. Раскисление заключается в связывании растворенного в металле кислорода в прочные оксиды, которые в большей части удаляются из металла.
Подробнее

РЕКЛАМА

Видео металлургия

Счетчики