Разливка стали - Курсовая работа

Макроструктура прокатанного металла, полученного из слитков непрерывной разливки, во многом зависит от степени развития в них усадочных пороков, а также внутренних горячих трещин и осевой ликвации. В то же время для получения удовлетворительных механических свойств проката достаточно проводить 4-6-кратное обжатие. Это обстоятельство необходимо учитывать при сравнении качества слитков стали непрерывной разливки, полученных двумя разными способами. Макроструктура готового сортового проката, полученного из квадратных заготовок непрерывной разливки, бывает плотной, с равномерным распределением ликвирующих элементов. Так, например, по данным завода "Красное Сормово", с увеличением степени обжатия как непрерывного слитка стали сечением 200 X 200 мм, так и обычного сечением 300 X 300 мм пластические свойства (относительное удлинение и сжатие поперечного сечения) низкоуглеродистой стали заметно возрастают с повышением степени обжатия.Выплавленную в плавильной печи сталь выпускают в сталеразливочный ковш и мостовым краном переносят к месту разливки в слитки. Сталь разливают в изложницы или кристаллизаторы установок для непрерывной разливки. При разливке сверху сталь подают ковшом в каждую изложницу отдельно. При такой разливке поверхность слитков вследствие попадания брызг жидкого металла на стенки изложницы может быть загрязнена корольками (каплями затвердевшего металла) и пленками оксидов. На выходе из кристаллизатора слиток охлаждают водой, он окончательно затвердевает и попадает в зону резки, где его разрезают газовым резаком на куски определенной длины.Ковши для разливки стали чаще всего делаются стопорными. сталь из таких ковшей разливается через отверстие в особом огнеупорном стакане 1 (рис.1), вставленном в днище. Изложницы, в которые заливается сталь, отливаются главным образом из чугуна и редко из стали. Форма и конструкция изложниц зависят от назначения отливаемых в них слитков и способа разливки стали (рис.2а), а также от того, для разливки какой стали они предназначены - кипящей, полуспокойной или спокойной. Кипящей называется сталь, при разливке которой наблюдается "кипение" металла в изложнице в период кристаллизации слитка. В процессе раскисления образующаяся окись углерода вместе с другими растворенными в стали газами выделяется из металла, что создает впечатление кипения стали в изложницах.Разливка сверху обеспечивает существенные преимущества по сравнению с разливкой сифоном: Упрощается трудоемкая подготовка и конструкция поддонов, а также составов в целом под разливку стали, отпадает необходимость Связано это с тем, что при разливке сверху циркуляционные потоки жидкой стали в изложнице и напряжения в затвердевающих участках слитка существенно отличаются от таковых, возникающих при разливке сифоном, рис. Скорость падения струи в донной части слитка рассчитывается по уравнению: (1) где Нм - высота уровня металла в ковше над нижним торцом стакана, м; hш - толщина слоя шлака в ковше, м - коэффициент торможения струи воздухом, который в зависимости от состояния поверхности струи изменяется в пределах 0,90-0,98; - коэффициент скорости при истечении струи; рш, рм - соответственно плотность шлака и металла, т/м3; Нс - длина струи, м. При подъеме уровня металла в изложнице до покрытых окисными пленками застывших брызг и корочек происходит взаимодействие окислов с углеродом, кремнием и другими элементами, образуя подкорковые пузыри и шлаковые включения в слитке. Приваривание слитков учащается при увеличении удельного давления и количества подводимого тепла к зоне приваривания донной части слитка, что имеет место при разливке перегретого металла и при увеличении скорости разливки, как это следует из выражения для определения количества тепла, подводимого к зоне приваривания донной части слитка: (3) где Sc - площадь поперечного сечения струи у дна изложницы; См - средняя теплоемкость жидкой стали в интервале температур, при которых она воздействует на дно изложницы; t - понижение температуры жидкой стали в результате потери тепла на нагрев омываемого участка изложницы (поддона).Ее регламентируют с целью обеспечения заданного темпа повышения уровня металлического расплава в изложнице; как правило, оптимальная линейная скорость заполнения составляет 0,2…0,3 м/мин. Уменьшение скорости разливки сопровождается увеличением продолжительности наполнения изложниц, вследствие чего усиливается охлаждение открытой поверхности металла, поднимающегося в изложнице при разливке, что приводит к образованию на ней твердой окисленной "корочки" и к ее заворотам. Если скорость будет больше некоторого критического значения, то металлический расплав будет поступать в изложницу в виде фонтана и, падая, он будет захватывать шлак и окисляться кислородом воздуха. При использовании сифонного метода на начальных стадиях поступления металлического расплава в изложницу, особенно при высоких скоростях разливки, ввиду наличия интенсивного напора и малого сопротивления создаются условия для возникновения фонтана

Оглавление

Введение

1. Разливка стали и строение слитка

1.1 Оборудование для разливки стали

2. Технология разливки стали в изложницы

2.1 Разливка сверху

2.1.1 Разливка стали в изложницы сверху

2.1.2 Сифонная разливка стали (Разливка стали снизу)

2.1.3 Скоростной режим сифонной разливки

2.2 Разливка стали на МНЛЗ

3 Улучшение качества разливки стали

Список литературы

Макроструктура прокатанного металла, полученного из слитков непрерывной разливки, во многом зависит от степени развития в них усадочных пороков, а также внутренних горячих трещин и осевой ликвации. Для полного заваривания осевой пористости и внутренних горячих трещин в слитках квадратного и круглого сечения достаточно, чтобы коэффициент вытяжки при прокатке был равен 4-5, а для среднелегированной и инструментальной стали значительно выше, порядка 6-8. В то же время для получения удовлетворительных механических свойств проката достаточно проводить 4-6-кратное обжатие.

При прокатке обычных слитков степень обжатия, как правило, бывает выше 10-20, а при прокатке непрерывного слитка она часто составляет 4-6. Это обстоятельство необходимо учитывать при сравнении качества слитков стали непрерывной разливки, полученных двумя разными способами.

Макроструктура готового сортового проката, полученного из квадратных заготовок непрерывной разливки, бывает плотной, с равномерным распределением ликвирующих элементов. В прокате высоколегированных сталей отмечена более мелкая ледебуритная или цементитная сетка по сравнению с готовым прокатом из обычных слитков, что следует объяснить более быстрым охлаждением металла.

Более высокое качество слитка стали непрерывной разливки по сравнению с обычным приводит к тому, что в ряде случаев для достижения одинаковых механических свойств для непрерывного слитка требуется меньшее обжатие. Так, например, по данным завода "Красное Сормово", с увеличением степени обжатия как непрерывного слитка стали сечением 200 X 200 мм, так и обычного сечением 300 X 300 мм пластические свойства (относительное удлинение и сжатие поперечного сечения) низкоуглеродистой стали заметно возрастают с повышением степени обжатия. В то же время 10-кратное обжатие слитка стали непрерывной разливки обеспечивает такие же значения пластических свойств поперек и вдоль направления прокатки, какие достигаются у образцов из слитка стали обычной разливки только при 22,5-кратном обжатии.

Пластические свойства трансформаторного листа, прокатанного из слитка стали непрерывной разливки сечением 200 X 200 мм, по данным Верх-Исетского завода, также лучше, чем из обычного слитка, что позволило повысить содержание кремния в стали до 4,6-4,7% (вместо 4-4,3%). Относительно большая скорость кристаллизации слитка непрерывной разливки при небольших поперечных размерах обеспечивает равномерное распределение мелких включений по объему металла.

В настоящее время на отечественных заводах на МНЛЗ разливают стали большой группы марок: углеродистые, легированные, инструментальные, электротехнические, нержавеющие и др. Однако стали многих высоколегированных марок и сплавы еще не разливают на этих установках. Непрерывное совершенствование технологии непрерывной разливки (выбор оптимальной температуры разливки, характер возвратно-поступательного движения кристаллизатора, смазки и т.п.) является залогом возможности расширения сортамента сталей, отливаемых на МНЛЗ. разливка сталь сифонный режим