Металлургия

Химическая неоднородность слитков

Химическая неоднородность слитковХимическая неоднородность слитков

Жидкая сталь представляет собой однородный раствор углерода, кремния, марганца, фосфора, серы, кислорода и газов в жидком железе, но содержание этих примесей в различных точках стального слитка неодинаково. Химическая неоднородность, или ликвация, возникает при затвердевании слитка.
Причиной возникновения ликвации является то, что растворимость ряда примесей в твердом железе ниже, чем в жидком. Вследствие этого растущие при затвердевании оси кристаллов содержат меньшее количество примесей, чем исходная сталь (процесс «избирательной кристаллизации»), а остающийся жидкий металл обогащается примесями.
Склонность к ликвации различных элементов, содержащихся в стали, неодинакова. Степень ликвации обычно характеризуют следующим выражением:


где С — максимальное, минимальное и среднее содержание элемента в той или иной части слитка.
Различают ликвацию двух видов: дендритную и зональную.
Подробнее

Слиток полуспокойной стали

Слиток полуспокойной стали
Полуспокойная сталь по степени раскисленности занимает промежуточное положение между спокойной и кипящей сталью. Ее раскисляют как правило в ковше, вводя силикомарганец, ферромарганец и ферросилиций в количестве, обеспечивающем получение заданного содержания в стали марганца и введение 0,06—0,13 % Si.
Полуспокойную сталь разливают в сквозные расширяющиеся книзу или в бутылочные изложницы. При затвердевании в изложнице наблюдается «искрение» — образование и выделение небольшого количества монооксида углерода. Длительность искрения служит показателем оптимальной степени раскисленности стали и должна составлять 10—40 с.
В верхней части слитка полуспокойной стали (см. рисунок 1, б,в) имеются сотовые или округлые пузыри (они могут отсутствовать), концентрированная усадочная раковина и под ней усадочная рыхлость, доходящая до 35— 45 % высоты слитка. Пузыри расположены у поверхности слитка, так как окисленность металла и интенсивность кипения недостаточны для формирования беспузыристой корки заметной толщины. В ниженй части слитка, где велико ферростатическое давление, пузыри из-за недостаточной окисленности металла не образуются.
Слиток полуспокойной стали
Подробнее

Слиток кипящей стали

Слиток кипящей стали
В процессе разливки кипящей стали и после ее окончания сталь в изложнице «кипит», т. е. происходит окисление углерода по реакции [С] + [О] = СО с выделением пузырьков окиси углерода.
Окисление углерода и образование пузырьков СО происходит на поверхности формирующихся при затвердевании стали кристаллов. Значительная часть пузырей СО, выделяющихся при кипении остается в слитке. В дальнейшем они завариваются при прокатке.
Для уменьшения неоднородности состава готовой стали кипение вскоре после наполнения изложницы прекращают, накрывая слиток массивной металлической крышкой (механическое закупоривание) или раскисляя металл в верхней части изложницы алюминием (химическое закупоривание).
В слитках кипящей стали не образуется концентрированной усадочной раковины. Усадка здесь рассредоточена по многочисленным газовым полостям. Форма слитка кипящей стали отличается от формы слитка спокойной стали. Поскольку в слитке отсутствует усадочная раковина нет необходимости применять изложницы, расширяющиеся кверху. Кипящую сталь разливают в сквозные изложницы, расширяющейся книзу. Это упрощает процесс раздевания слитков — изложницу просто снимают с затвердевшего слитка.
Механически закупоренный слиток кипящей стали характеризуется расположением газовых пузырей в определенном порядке. Структура механически закупоренного слитка кипящей стали, приведена на рисунке 1, а.
Слиток кипящей стали
Подробнее

Слиток спокойной стали

Слиток спокойной стали
Строение слитка спокойной стали представлено на рисунке 1.
Слиток спокойной стали



1 — мост металла над раковиной;
2— усадочная раковина;
3 — усадочные пустоты;
4 — осевая усадочная рыхлость;
5 — зона беспорядочно ориентированных равноосных кристаллов;
6 — мелкие равноосные кристаллы;
7, 8 — зоны столбчатых кристаллов;
9 — столбчатые кристаллы, направленные к тепловому центру;
10 — конус осаждения

Рисунок 1 – Строение слитка спокойной стали
Подробнее

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
←  вернутся 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 20 дальше →

РЕКЛАМА

Видео металлургия

Счетчики