10. Разливка стали в слитки: методы разливки, схемы, преимущества, недостатки, непрерывная разливка стали.

И з печи сталь выпускают в сталеразливочный ковш (5 …250 тн). В основном применяются два традиционных способа разливки (рис.1.23) в изложницы (чугунные формы): сверху и сифонная снизу. Сверху — это для крупных слитков, снизу — для мелких.

Очень эффективна непрерывная разливка стали (рис. 1.24). Расплавленная сталь через регулируемый стакан непрерывно поступает в водоохлаждаемый кристаллизатор. Дальнейшее охлаждение проводится струями воды, после этого выполняется прокатка слитка валками. С помощью кислородного резака отрезается необходимой длины слиток. Слитки изготовляются прямоугольного (150´ 500,300 ´ 200,…), квадратного (150´ 150, 400´ 400,…) или круглого сечения. В слитке непрерывной разливки нет усадочной раковины и более равномерная структура металла.Стали делятся на : кипящие, спокойные и полуспокойные. Кипящая сталь не полностью раскислена в печи и раскисляется в изложнице. При разливке кипящих сталей выделяется окись углерода СО, поэтому создается внешнее впечатление, что сталь как бы кипит в изложницеFeO + C ® Fe + CO .Окись углерода СО при выходе из стали способствует удалению N, H и поэтому создается впечатление кипящей стали. В стали при затвердении слитка образуется не усадочная раковина, а большое количество газовых пузырей, устраняемых прокаткой. Спокойные стали получаются при полном раскислении в печи. В верхней части слитка при разливе спокойной стали будет усадочная раковина, а у кипящих сталей ее нет.Полуспокойная сталь получается при недостаточном количестве ферросилиция или алюминия. Качество выплавляемой стали определяется: Качеством исходных материалов (чугуна, шлаков, металлолома).Совершенством технологического процесса плавки.Технологической дисциплиной плавки.Технологией разливки.При разливке может проводиться вакуумная обработка в ковше или электропечи в течение 10…15 минут. Газы всплывают на поверхность металла, захватывая неметаллические шлаковые и другие включения, поэтому металл имеет высокую чистоту и,с оответственно, высокое качество. Для повышения качества металла применяются следующие виды переплава: электрошлаковый,в акуумно-дуговой, плазменно-дуговой и электронно-лучевой.

12. Способы повышения качества стали. Электрошлаковый и вакуумно-дуговой переплав, как способы повышения качества стали.

Способы повышения качества стали: плавка с применением синтетических шлаков, электрошлаковый, вакуумно-дуговой,электроннолучевой переплав, зонная плавка.

Cпособы повышения качества стали в металл производстве основаны, во-первых, на более полном удалении из сталей газов и вредных неметаллических включений и, во-вторых на изменении химического состава сталей за счет ввода в них специальных легирующих элементов, улучшающих различные свойства сталей.Сущность обработки металла синтетическим шлаком заключается в том, что жидкую сталь из плавильной печи выливают в ковш со специальным синтетическим шлаком с большой высоты. При бурном перемешивании шлак всплывает, сталь получается чистой. Рафинирование жидким синтетическим шлаком в ковше улучшает макроструктуру стали, удаляет до 70% серы. Этот способ нашел широкое применение при обработке конвертерной, мартеновской стали, а также электрометалла.При электрошлаковом переплаве из металла, подлежащего обработке, вначале изготавливают электроды, которые затем опускают в сой рабочего флюса, обладающего высоким сопротивлением. При прохождении электрического тока рабочий флюс плавится и образуется шлак, который выделяет тепло. Проходя через жидкий шлак, капли металла очищаются от вредных примесей и образуют высококачественный слиток. Этот метод целесообразно применять при получении высококачественных шарикоподшипниковых сталей, жаропрочных сплавов, изготовлении деталей турбин и др.Одним из наиболее распространенных способов вакуумирования является вакуумно-дуговой переплав в печах с расходуемым электродом. При этом выплавленную сталь переплавляют повторно в вакуумном пространстве с помощью электрической дуги. В результате оплавления металла в вакууме происходит дегазация и сталь приобретает новые, более высокие механические свойства.Сущность вакуумирования в электроннолучевых печах заключается в том, что на переплавляемый металл, находящийся в вакуумной камере, направляют электронные лучи из катодов. В процессе воздействия высокой температуры металл расплавляется и рафинируется в вакууме. Зонная плавка, зонная перекристаллизация, кристаллофизический метод рафинирования материалов, который состоит в перемещении узкой расплавленной зоны вдоль длинного твёрдого стержня из рафинируемого материала. Наиболее важное значение имеют два варианта зонной плавки – зонная очистка и зонное выравнивание. Зонная очистка. Метод состоит в том, что некоторое число расплавленных зон перемещают по слитку в одном направлении. Каждая зона переносит определенное количество примесей к концу слитка, очищая от них остальную его часть. Метод зонного выравнивания, позволяющий вводить в германий контролируемые количества равномерно распределенных легирующих примесей.