Повышение качества стали (внепечная обработка стали)

Обработка металла жидким синтетическим шлаком заключается в ускорении взаимодействия между сталью и шлаком за счёт интенсивного их перемешивания при заполнении сталью ковша. При обработке жидким синтетическим шлаком в разливочный ковш перед выпуском стали наливают предварительно выплавленный в электропечи жидкий шлак богатый оксидом кальция. Количество шлака в ковше составляет 3…5 % от массы выпускаемой в ковш стали. В результате интенсивного перемешивания шлака и стали поверхность их взаимодействия возрастает в сотни раз по сравнению с имеющейся в печи. Поэтому скорость процессов рафинирования (очистки) резко возрастает и на их протекание требуется не 1,5…2 часа как в печи, а всего 5 – 10 мин, т.е. столько времени, сколько уходит на выпуск стали. Обработка металла жидким синтетическим шлаком – наиболее простой и дешевый способ очистки сталей от примесей. В стали после такой обработки – низкое содержание серы, кислорода и неметаллических включений, что обеспечивает её высокую пластичность и ударную вязкость.

Вакуумная дегазация стали проводится для уменьшения в стали содержания растворенных газов и неметаллических включений. Выплавленную в кислородных конвертерах, мартеновских или электрических печах сталь выдерживают в ковше в течение 10…15 мин в специальных вакуумных камерах. Пи снижении давления растворимость газов в стали падает, и они в виде пузырьков всплывают на поверхность. Захватывая с собой и неметаллические включения. Чем глубже вакуум, тем меньше остаётся в жидком металле кислорода, так как с увеличением степени разрежения возрастает раскислительная способность углерода. В отличие от раскисления такими элементами как алюминий, кремний, марганец, титан, в результате которого образуются неметаллические частицы – оксиды, засоряющие металл, продуктом раскисления углеродом является газ CO. При вакуумной дегазации стали дополнительно применяют нагрев расплава, так как при этом окислительная способность углерода по сравнению с металлами-раскислителями возрастает ещё больше.

Рафинирующий переплав:

а) Электрошлаковый переплав. Электрошлаковому переплаву подвергают металл, ранее выплавленный и прокатанный на расходуемые электроды. Электроды опускают в водоохлаждаемый кристаллизатор с заранее наведённым в нём жидким шлаком. Подают напряжение между поддоном кристаллизатора и электродом. При прохождении тока через жидкий шлак выделяется тепло, которое плавит электрод. Капли жидкого металла, проходя через основный шлак, очищаются от серы, газов и неметаллических включений и образуют под шлаком ванну, при затвердевании которой получается слиток плотного однородного металла. Содержание кислорода и неметаллических включений в слитке 2 – 3 раза, чем до переплава.

б) Вакуумно-дуговой переплав применяют для удаления из металла газов и неметаллических включений. Осуществляется в вакуумных дуговых печах с расходуемым электродом. При подаче напряжения между электродом и затравкой, находящейся в охлаждаемой водой медной изложнице, возникает дуга, которая расплавляет металл. Капли его, проход через зону дугового разряда. дегазируются, заполняют изложницу и, кристаллизуясь, образуют слиток массой до 50 т. Слитки содержат мало газов, неметаллических включений и имеют более высокие значения пластичности, вязкости и прочности.

Наглядные учебные пособия, используемые на лекции:

· Современная 185 т мартеновская печь (плакат);

· Мартеновская печь (плакат)

Лекция № 3

Тема 4: Основы литейного производства.

Основные вопросы, рассматриваемые на лекции: