Способы повышения качества стали

Современная техника предъявляет всё более высокие требования к качеству

стали. Для многих изделий авиационной, приборостроительной техники, для изготовления конструкций, работающих на крайнем севере, для космической техники требуется сталь, содержащая очень малое количество газов, неметаллических включений и других примесей. Удовлетворить эти требования при обычном ведении плавки в конвертере, дуговой электропечи или мартеновском агрегате в большинстве случаев невозможно.

Поэтому всё большее развитие получают способы выплавки металла

ответственного назначения, основывающиеся на использовании следующих

технологических приёмов:

- обработка металла вакуумом;

- продувка металла инертными газами;

- перемешивание капель металла со специально приготовленным шлаком;

- продувка металла порошкообразными материалами.

Проведение технологических операций, направленных на повышение

качества металла, чаще всего выносят за пределы сталеплавильных агрегатов для исключения снижения их производительности. В последние годы широкое применение находит так называемая внепечная обработка жидкой стали, применяемая с целью выравнивания состава и температуры, раскисления и легирования, удаления газов, неметаллических включений и вредных примесей.

Металл обрабатывают одним каким-либо способом или одновременно

несколькими способами в сталеразливочном ковше, снабженным устройством для вдувания газопорошковых и газовых струй, или в агрегате типа конвертера. Способы повышения качества стали можно разделить на две группы:

- способы повышения качества жидкой стали;

- переплавные способы.

Разливка стали

Разливка стали является важным этапом сталеплавильного производства.

Технология и организация разливки часто определяют качество готового металла и количество отходов при дальнейшем переделе стальных слитков.

Выплавленную качественную сталь можно испортить неправильно

организованной разливкой.

При разливке выплавленную сталь выпускают в разливочный ковш и далее разливают в металлические формы - изложницы или направляют на машины непрерывной разливки. В результате затвердевания получают стальные слитки, которые затем подвергают обработке давлением (прокатке, ковке). Изложницы представляют собой чугунные формы, используемые для изготовления слитков. Они могут быть с квадратным, прямоугольным, круглым и многогранным поперечным сечениями .Слитки квадратного сечения переделывают на сортовой прокат (уголки,

швеллеры, двутавровые балки).

Слитки прямоугольного сечения переделывают на

лист. Из слитков круглого сечения изготавливают трубы, колеса. Многогранные слитки используют для поковок.

Для прокатки отливают слитки массой 0,2-25 т. Для поковок

изготавливают слитки массой до 300 т и более. Обычно углеродистые спокойные и кипящие стали разливают в слитки массой до 25 т. Легированные и высококачественные стали - в слитки массой 0,5-7 т, а некоторые сорта высоколегированных сталей – в слитки массой в несколько килограммов.

По форме продольного сечения изложницы бывают двух типов

- с уширением к верху .

- с уширением к низу .

Изложницы, уширяющиеся к верху, изготавливают с дном и применяют для

разливки спокойной стали. Изложницы, уширяющиеся к низу, делают без дна (сквозными), при разливке устанавливают на чугунные поддоны и используют для разливки кипящей стали. Применяют два основных способа разливки стали:

- разливка в изложницы;

- непрерывная разливка.

Разливку в изложницы подразделяют на два вида:

- разливка сверху;

- сифонная разливка.

Разливка сверху. При разливке сверху сталь из ковша непосредственно поступает в изложницы. После заполнения каждой изложницы

ковш транспортируют к следующей изложнице и после заполнения ее цикл

повторяется.

При сифонной разливке , основанной на принципе

сообщающихся сосудов, сталью одновременно заполняют несколько изложниц (от двух до нескольких десятков). Жидкая сталь из ковша поступает в установленную на поддоне центровую, а из нее по каналам в поддоне визложницы снизу. После наполнения всех установленных на поддоне изложниц ковш транспортируют к следующему поддону.

Оба способа разливки широко применяются на практике. Каждый из них

имеет свои достоинства и недостатки. Однозначного ответа на вопрос, какой из них является лучшим, до сих пор нет. Благодаря простоте и отсутствию потерь металла с литниками часто предпочитают разливку сверху. Разливка сверху " для рядовых марок стали является более экономичной, чем разливка сифоном. В то же время высококачественные и легированные стали, когда для уменьшения потерь дорогостоящего металла при зачистке важно получить чистую поверхность слитка, разливают преимущественно сифоном.

Непрерывная разливка стали. Сущность способа непрерывной разливки

заключается в том, что жидкую сталь непрерывно заливают в водоохлаждаемую изложницу без дна - кристаллизатор, из нижней части которого вытягивают затвердевший по периферии слиток с жидкой сердцевиной . Далее слиток движется через зону вторичного охлаждения, где полностью затвердевает, после чего его разрезают на заготовки определенной длины. Разливку ведут до израсходования металла в сталеразливочном ковше. До начала разливки в

кристаллизатор вводят временное дно, называемое затравкой.

Агрегаты для разливки стали этим методом называют машинами

непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) или установками непрерывной разливки стали (УНРС). Существует несколько типов машин непрерывной разливки, из которых наиболее распространение получили вертикальные, криволинейные,горизонтальные . В зависимости от количества одновременно отливаемых слитков машины могут быть одноручьевыми, двухручьевыми и многоручьевыми.На машинах непрерывной разливки отливают заготовки квадратного сечения (блюмы), прямоугольного (слябы), круглого и полые круглые заготовки для производства труб.

Главные преимущества непрерывной разливки стали перед разливкой в

изложницы заключаются:

- в повышении выхода годного металла (вследствие отсутствия усадочной

раковины в заготовках, полученных при непрерывной разливке);

- в отсутствии необходимости строительства и эксплуатации обжимных

станов (блюмингов и слябингов);

- в снижении химической неоднородности металла;

- в уменьшении затрат ручного труда;

- в улучшении условий труда при разливке;

- в возможности автоматизации процесса разливки.