Разливка стали в стационарные изложницы

Вопрос №12.

Выплавленную сталь выпускают из плавильной печи в разливочный ковш, из которого ее разливают в изложницы или кристаллизаторы машины для непрерыв­ного литья заготовок (МНЛЗ). В излож­ницах или кристаллизаторах сталь затвер­девает, и получаются слитки, которые подвергают прокатке, ковке.

Изложницы - чугунные формы для изготовления слитков. Изложницы вы­полняют с квадратным, прямоугольным, круглым и многогранным поперечными сечениями. Слитки квадратного сечения переделывают на сортовой прокат (дву­тавровые балки, швеллеры, уголки и т.д.). Слитки прямоугольного сечения переде­лывают на лист. Из слитков круглого се­чения изготовляют трубы, колеса. Много­гранные слитки используют для поковок.

Для прокатки отливают слитки мас­сой 200 кг... 25 т; для поковок - массой 300 т и более. Обычно углеродистые спо­койные и кипящие стали разливают в слитки массой до 25 т, легированные и высококачественные стали - в слитки массой 500 кг.... 7 т, а некоторые сорта высоколегированных сталей - в слитки массой в несколько килограммов.

Сталь разливают в изложницы свер­ху, снизу (сифоном) и на МНЛЗ.

В изложницы сверху (рис. 2.9, а) сталь разливают непосредственно из ковша 1.

При сифонной разливке (рис. 2.9, 6) сталью заполняют несколько изложниц (4... 60). Изложницы устанавливают на поддоне 6, в центре которого располагает­ся центровой литник 5, футерованный огнеупорными трубками 4, соединенный каналами 7 с изложницами. Жидкая сталь 2 из ковша 1 поступает в центровой лит­ник и снизу плавно, без разбрызгивания заполняет изложницы 5. Поверхность слитка получается чистой, можно разли­вать большую массу металла одновремен­но в несколько слитков. Для обычных углеродистых сталей используют разлив­ку сверху, а для легированных и высоко­качественных - разливку сифоном.

Непрерывная разливка стали состоит в том, что жидкую сталь из ковша 1 через промежуточное разливочное устройство 2 непрерывно подают в водоохлаждаемый кристаллизатор 3, из нижней части которого вытягивается затвердевающий слиток 4. перед заливкой металла в кристаллизатор вводят затравку, образующую его дно. Жидкий металл, попадая в кристаллизатор и на затравку, охлаждается, затвердевает, образуя корку, и соединяется с затравкой. Затравка тянущими валками 5 вытягивается из кристаллизатора вместе с затвердевающим слитком, сердцевина которого еще жидкая. Скорость вытягивания слитка из кристаллизатора составляет 0,3…10м/мин, она зависит от его поперечного сечения, температуры разливаемого металла, условий вторичного охлаждения и теплофизических свойств разливаемой стали.

На выходе из кристаллизатора слиток охлаждается водой из форсунки в зоне 6 вторичного охлаждения. Затем затвердевший слиток попадает в зону 7 резки, где его разрезают газовым резаком 8 на слитки заданной длины. Таким способом отливают слитки с прямоугольным поперечным сечением, квадратным сечением, круглые в виде толстостенных труб.

Раскисление - процесс удаления из жидкого металла кислорода, проводи­мый для предотвращения хрупкого раз­рушения стали при горячей деформации.

Спокойные стали раскисляют мар­ганцем, кремнием и алюминием. Они со­держат мало кислорода и затвердевают спокойно, без газовыделения. Кипящие стали раскисляют только марганцем. Пе­ред разливкой в них содержится повы­шенное количество кислорода, который при затвердевании, частично взаимодей­ствуя с углеродом, удаляется в виде СО. Выделение пузырей СО создает впечатле­ние кипения стали, с чем и связано ее на­звание. Кипящие стали дешевы, их произ­водят низкоуглеродистыми и практически без кремния (Si < 0,07 %), но они содер­жат повышенное количество газообраз­ных примесей.

Полуспокойные стали по степени раскисления занимают промежуточное положение между спокойными и кипя­щими.

Сталь затвердевает в виде кристал­лов древовидной формы - дендритов. Раз­меры и формы дендритов зависят от усло­вий кристаллизации. На строение сталь­ного слитка большое влияние оказывает степень раскисленности стали.

Спокойная сталь (рис. 2.11, а, г) за­твердевает без выделения газов, в верхней части слитка образуется усадочная рако­вина 1, а в средней - усадочная осевая рыхлость.

В слитках кипящей стали (рис. 211,б,д) не образуются усадочные раковины: усадка стали рассредоточена по полостям газовых пузырей, возникающих при кипении стали в изложнице. При прокатке слитка газовые пузыри завариваются. Кипение стали влияет на зональную ликвацию в слитках, которая развита в них больше, чем в слитках спокойной стали. Углерод, сера и фосфор потоком металла выносятся в верхнюю часть слитка. отчего свойства стали в этой части слитка ухудшаются. Поэтому при прокатке отрезают только верхнюю часть слитка. так как в донной ликвация мала.

Полуспокойная сталь сохраняет преимущества спокойной и кипящей сталей и не имеет их недостатков.