АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Разливка стали под защитными средами

После выхода из плавильного агрегата и ковша струя металла попадает в воздушную среду, содержащую значительное ко­личество кислорода, что приводит к вторичному окислению стали, ее загрязнению и появлению ряда дефектов. Если не принять специальных мер для уменьшения вторичного окисления, металл в изложнице и кристаллизаторе загрязнится всплывающими в процессе, разливки и образующими шлаковую корочку оксидными включениями, первичными продуктами раскисления, и экзогенными частицами Так как поверхность жидкой стали в изложнице охлаждается, тошлаковая корочка и остывающий металл иногда образуют грубую, загрязненную неметаллическими включениями корку, которая затем дает известный дефект спокойного слитка — заворот корки.

Уменьшить попадание в сталь кислорода в процессе разливки можно в результате проведения таких мероприятий:

1. Снижение содержания, кислорода в атмосфере изложницы (кристаллизатора) при её наполнении.

2. Разливка с защитой струи и зеркала металла инертными газами

3.Разливка под защитными средами (теплоизолирующие смеси, экзотермические шлаковые смеси; жидкие синтетические шлаки и др.)

С этой же целью изложницы красят петролатумом и другими веществами. Сгорая, они создают восстановительную атмосферу в изложнице.

Применение деревянных рамок, при горении которых снижается содержание кислорода в атмосфере и создаются условия, препятствующие приближению окисленной корки к стенкам изложницы, обеспечивает возможность разливки стали с более, низкой температурой. Для того чтобы уменьшить проникновение кислорода к зеркалу металла, используют брикетьг из отходов текстиля, бумаги, картона (их лучше пропитывать маслом, лаком) у торфа и других материалов, горящих коптящим пламенем.

С целью снижения вторичного окисления металла разливку стали иногда проводят в атмосфере коксовального и природного (бутана) газа.

Окисление металла во время разливки можно уменьшить, применяя элементы, обладающие большим химическим сродством к кислороду, например магниевую стружку (70—80 г/т. стали). Последняя мгновенно испаряясь и заполняя полость изложншы парами, предохраняет сталь от окисления. В СССР и за рубежом разработано значительное количество вариантов защи­ты металла газами (аргон и др.) при разливке (сифонной и сверху) качественных сталей.

Однако разливка с защитой струи и зеркала металла инерт­ными газами наряду с положительным эффектом имеет й ряд существенных недостатков, к которым следует отнести:

1. Громоздкость приспособлений для защиты струи и зеркала металла.

2. Сложность наблюдения за поведением металла в излож­нице в процессе разливки.

3. Трудность центрирования ковша.

4. Дополнительное охлаждение поверхности жидкой стали, что может привести к образованию корочки на зеркале металла.

Проведение описанных выше мероприятий позволяет в опре­деленной степени улучшить, качество слитка, однако в условиях массового производства не решает полностью вопроса надежной защиты от вторичного окисления.

В настоящее время для улучшения качества поверхности слитков широко применяют разливку стали с изоляцией зеркала металла в изложнице путем использовния теплоизолирующих или различного рода шлаковых смесей.

При разливке стали под шлаками (особенно при разливке сверху) необходимо учитывать влияние межфазного натяжения по границе металл—шлак, на образование и устойчивость шлако- металлической эмульсии, т.е. загрязнение металла шлаком. Если натяжение на границе металл-шлак снижаетеся прилипание (адгезия) шлака к металлу увеличивается, что способствует образованию шлако-металлической эмульсии.

Увеличение значения согласно второму началу термодинамики затрудняет дробление шлака, способствует слиянию частице и очистке от них металла. Работа адгезии на границе металл—шлак

Необходимо тщательно подбирать составы используем при разливке смесей с учетом их физических свойств. Для изоляции зеркала металла в изложнице применяют материалы, которые по числу компонентов и поведению при разливке относятся к одной из трех групп:

а) двух- и трехкомпонентные смеси или отдельные материалы (например вермикулит), которые лишь слегка подплавляются при разливке

б) многокмпонентные смеси без эффективных горючих компонентов, которые частично расплавляются в изложнице образуя тонкую прослойку жидкого шлака и слой находящегося над ней нерасплавившегося материала в) многокомпонентные экзотермические смеси, образующие в изложнице жидкий шлак.

В качестве засыпок на зеркало металла применяют графит. Он замедляет остывание стали и, сгорая, создает восстановительную атмосферу в изложнице, в результате чего улучшается поверхность слитка, нопри этом происходит науглероживание металла, что может отрицательно сказаться на его качестве.

Известны применяемые для разливки углеродистых сталей смеси, основой которых является зольная пыль, сода и углерод. Такие смеси обладают теплоизоляционными свойствами и способностью частично расплавляться в месте контакта с жидкой сталью.

В ряде случаев используют смеси на основе уноса золы ТЭЦ (ГРЭС), перлита или вермикулита с графитом, который, повышает температуру их плавления, а также смеси на основе боя красного кирпича, частично расплавляющегося в изложнице.

Преимуществами этих смесей по сравнению с экзотермическими является малое число компонентов, более низкая стоимость, меньшая трудоэмкость изготовления, возможность длительного хранения и исключения засыпок для утепления металла в прибыльной части, отсутствие затруднений при чистке изложниц, снижение в ряде случаев головной обрези.

Особое место при заливке с защитой зеркала металла занимают экзотермические шлаковые смеси или брикеты, которые включают, как правило, горюче материалы (порошки алюминия, магния и ферросилиция), окислители (натриевая селитра, шпат, силикатная глыба). Наличие этих компонентов в шлаковых смесях обеспечивает их быстрое расплавление.

Применение селитры в качестве источника кислорода упрощает задачу составления смесей, однако селитра при реагировании выделяет оксиды азота, которые являются токсичными веществами. По характеру поведения в процессе разливики шлаковые смеси бывают быстро и медленно сгорающие. Смеси, содержащие порошок магния и селитру, сгорают быстро, выделяют большое количество дыма (что является недостатком) и плавятся за 20-30с. Смеси же, не содержащие указанных выше компонентов, плавятся сравнительно медленно (в течении 2-3 мин), не выделяя газов. Составы шлаковых смесей приведены в табл.2.

Шлаковые смеси должны иметь по возможности низкую стоимость и не выделять вредных газообразных продуктов при нагреве и плавлении. Необходимо, чтобы получаемые из этих смесей шлаки отличались следующими свойствами:

1. Температурой плавления в интервале 1000-1200°С (на 300-400°С ниже температуры разливки стали).

2. Оптимальной вязкостью (0,2 -1 )

3. Низкими величинами адгезии к металлу и удельного веса (3 )

4. Межфазным натяжением не менее 900 Н/м.

Применение смесей эффективнее при разливке качественных сталей: легированых, углеродистых, трубных. Высоколегированные стали и сплавы разливают под содержащими селитру и магний, быстросгорающими смесями на основе алюмини и силикокальция.

Разливка под шлаком не дает возможность устранить заворот корки, уменьшить глубину усадочной раковины (см.гл. IV) и одновременно с этим успешно вести борьбу с подкорковыми пузырями и экзогенными неметалическими включениями, снизить брак по трещинам и рванинам, увеличить скорость разливки, повысить производительность разливочных пролетов.

Одной из разновидностей разливик стали под слоем шлака является обаботка металла жидкми синтетическими шлаками в изложнице. При этом наряду с улучшениями качества поверхности слитка сталь очищается от газов и неметалических включений (особенно при отливке крупных слитков),

увеличивается выход годного проката. Синтетические шлаки должны удовлетворятьтаким требованиям: не окислять металл и иметь хороую текучесть во время наполнения изложниц. Шихтой для выплавки этих шлаков служат измельченный шамотный кирпич, песок, плавиковый шпат, силикатная глыба, магнезитовый кирпич и др. Под жидким шлаком можно осуществлять разливку стали сверху и сифонную. При сифонной разливке, расход шлака составляет 4-5 кг/ т стали. Разливка сверху существенно увеличивает взаимодействие металла со шлаком вследствии интенсивного перемешивания. В значительной мере устраняются завороты, всплески металла и его разбрызгивание в результате гашения шлаком струи, входщей в изложницу.

Таблица 2

Дата добавления: 2015-01-18 | Просмотры: 691 | Нарушение авторских прав