Тема. Способы разливки стали

Готовую сталь из плавильного агрегата сливают в ковш, а из ковша по изложницам.

Изложницы – это чугунные или стальные формы, применяемые для получения слитков.

Ковши для разливки представляют сварной железный кожух, по всей поверхности которого расположены отверстия диаметром 15 мм для свободного прохода газов и пара.

Ковши футеруются огнеупорным шамотным кирпичом. В днище имеется круглое отверстие для ковшового стакана, который закрывается пробкой.

 

1. Разливка «сверху». Очищенные, предварительно смазанные графитом или каменноугольной смолой изложницы устанавливаются на чугунный поддон. Ковш с металлом подводится к изложнице таким образом, что выпускное отверстие точно приходилось над центром изложницы.

Способ применяется для получения крупных слитков или при разливке высококачественной, «спокойной» стали.

2. Сифонная разливка или разливка «снизу». Подготовленные изложницы устанавливаются группами по две, четыре, шесть и более штук на чугунный поддон, в теле которого имеются каналы. В эти каналы для прохождения жидкой стали укладываются пустотелые шамотные кирпичи.

Способ применяется для быстрой разливки некрупных слитков в большом количестве.

3. Непрерывная разливка. Жидкий металл заливается в верхнюю часть кристаллизатора, охлаждаемого водой, а из нижней непрерывно вытягивается частично или полностью затвердевший слиток – заготовка, разрезаемая после охлаждения на части.

 

Схема кристаллизации слитка

Соприкасаясь со стенками изложницы, металл быстро охлаждается, образуя корку, состоящую из мелких кристаллов. Это I зона кристаллизации.

По направлению к оси охлаждение происходит медленнее, появляются крупные столбчатые кристаллы – II зона кристаллизации. III зона образуется в осевой части и состоит из крупных беспорядочно ориентированных кристаллов.

Дефекты слитка

1. Усадочная раковина.

При затвердевании металл уменьшается в объеме и получается усадка. Так как у стенок изложницы металл затвердевает раньше, чем внутри, то толщина затвердевшего слоя по мере отвода теплоты постепенно увеличивается, а уровень жидкого металла, находящегося в середине, вследствие усадки, понижается. В верхней части  слитка образуется усадочная раковина – это дефект, являющийся отходом.

Меры предотвращения:

1) разливку сверху производить медленнее;

2) расширяют изложницы кверху, при этом верхняя часть более массивная и остывает медленнее нижней;

3) повышенное давление над поверхностью кристаллизующегося металла.

2. Газовая раковина (пузыри).

Газы, поглощенные во время плавки, выделяются при затвердевании слитка и не успевают остыть, остаются в виде газовых раковин.

3. Неметаллические включения и засоры.

Неметаллические включения оказываются в слитке потому, что продукты раскисления стали – марганец, кремний и алюминий, не успели всплыть в шлак и «запутались» в металле.

 Засоры получаются от попадания в струю стали загрязнений из ковша и сифона по пути от выпускного отверстия до изложницы.

4. Ликвация – это неоднородность состава металла в отливке. Сера, фосфор и углерод в период затвердевания слитка являются сильно ликвирующими химическими элементами. Содержание их в центре значительнее. Чем у поверхности.

 

Вопросы для самопроверки:

1. Что такое шихта?

2. Перечислите основные части доменной печи

3. Что такое науглероживание

4. Какие чугуны называют литейными, предельными, ферросплавами?

5. Назовите назначение флюсов

6. Объясните процесс шлакообразования

7. В чем преимущества стали перед чугунами?

8. В чем достоинства мартеновской печи?

9. Что такое десульфурация?

10. Что такое изложница?

11. Перечислите основные способы разливки стали