Отчет по практике: Слиток с жидкой сердцевиной

Проблемы разливки стали в слитки

Качество стального слитка зависит от трех основных факторов: распределения циркуляционных потоков жидкой стали внутри отливаемого слитка, условий усадки стали в изложнице и величины напряжений, возникающих в корочке слитка.

При разливке сверху зона циркуляции стали перемещается последовательно снизу вверх, а максимальное ферростатическое давление воспринимается уже вполне затвердевшей, прочной корочкой слитка. Нижняя часть слитка в этом случае кристаллизуется в условиях относительно спокойного состояния стали, т.е. с большой скоростью, и тем самым способствует более быстрому образованию зазора в нижней части слитка и устранению торможения усадки стали по его высоте. Таким образом, разливка стали сверху обеспечивает более благоприятные условия для затвердевания корочки слитка и при равных размерах слитков позволяет разливать сталь с большей скоростью, чем сифоном. При сифонной разливке вынужденные потоки жидкой стали, подмывая корочку главным образом в нижней половине слитка, снижают как скорость кристаллизации в этих местах, так и допускаемую линейную скорость разливки.

Наиболее существенной особенностью разливки стали непосредственно из ковша является то, что в момент встречи струи с изложницей происходит сильный удар с последующей приваркой стали к поддону и разбрызгиванием жидкого металла по стенкам изложницы.

Указанные особенности этого способа разливки вызывают следующие дефекты на стальных слитках: продольные и поперечные трещины, плены и заплески на поверхности слитка и подкорковые пузыри в донной части слитка.

Появление трещин на слитках вызвано в основном условиями распространения струи в изложнице и приваркой металла к поддону в нижней части изложницы. Последнее обстоятельство создает торможение усадки слитка в изложнице и вызывает образование в первых затвердевающих слоях напряжений и деформаций, которые превосходят предел прочности и пластичности стали при высоких температурах.

Схема расположения трещин на слитках при разливке представлена на рис.1. Они расположены преимущественно параллельными, поперечными полосами в под прибыльной части слитка, а иногда и в средней части слитка, т.е. в районе воздействия расширенного критического сечения затопленной струи.

Пораженность слитков пленами, заплесками и подкорковыми пузырями зависит от характера истечения струи из сталеразливочного ковша, смазки изложниц, скорости и температуры разливки и прочих факторов.

Для устранения указанных дефектов при разработке технологии разливки стали необходимо учитывать следующие факторы:

1) характер истечения металла из ковша и поступление его в изложницу;

2) усадку стали в изложнице;

3) причины приварки слитка к поддону;

4) условия возникновения брызг и заплесков на поверхности слитка;

5) причины появления подкорковых пузырей в поверхностных слоях слитка.

Рис.1. Топография расположения трещин в слитках массой 15 т, отлитых сверху (а) и сифоном (б)

Перечень использованных источников

1. Исаев В.А. Труды IV конгресса сталеплавильщиков. – М.: ОАО "Черметинформация", 1997. с 31-34.

2. Кисилев А.Д., Зинуров И.Ю. Галян В.С. // Сталь – 1999 - №11 с.31-33.

3. Баптизанский В.И., Бойченко Б.М., Черевко В.П. Тепловая робота кислородных конвертеров – М. Металлургия, 1988 – 172 с.

4. Явойский В.И., Бородин Д.И., Тимофеев В.Т. // Сталь – 1985 - №9 – с.26 – 30.

5. Охотский В.Д., Баптизанский В.И. Физико – химические основы кислородно-конвертерного процесса. Киев – Донецк: Высшая школа, 1981 – 184 с.

6. Промышленные теплотехнологии: Моделирование нелинейных процессов. Учебник. В 5 частях. Ч.5. / В.И. Тимошпольский, И.А. Трусова, А.П. Несенчук, С.С. Бродский, О.В. Дубина, И.А. Павлюченков; Под общ. ред.В.И. Тимошпольского, А.П. Несенчука. – Мн.: Выш. шк., 2000. -319с.

7. Разработка инженерных методов расчета режимов затвердевания и нагрева металла в условиях теплотехнического оборудования Белорусского металлургического завода / В.И. Тимошпольский, И.А. Трусова, Н.Л. Мандель и др. // Совершенствование технологических, процессов на Белорусском металлургическом заводе / Науч. техн. Сборник статей. Жлобин, 1994

8. Тимошпольский В.И., Трусова И.А., Бродский С.С., Дубина О.В. Аналитические способы расчетов процесса затвердевания слитков и заготовок // Литье и металлургия. 1999. №4. С 30-32.

9. Постольник Ю.С., Тимошпольский В.И., Трусова И.А., Дубина О.В. Тепловые процессы при затвердевании крупных стальных слитков // Литье и металлургия. 2000. № 1. С.53-55.

10.Ю.С., Огурцов А.П. Нелінійна прикладна термомеханіка. - Кит: НМД ВО МОНУ, 2000. - 280 с.

11. Вейник А.И. Теория затвердевания отливки. - М.: Машгиз, 1960 - 434с.

12. Гольдфарб Э.М. Теплотехника металлургических процессов. М.: Металлургия, 1967. -439с.

13. Тайц Н.Ю. Технология нагрева стали. - М.: Металлургиздат, 1962. - 567 с.

14. Тимошпольский В.И., Гурвич Э.А., Голубченко А.К., Бродский С.С., Тимошпольский И.С., Данько В.А. Тепловое состояние слитка из среднеуглеродистой стали при его затвердевании и охлаждении // Металлургическая и горнорудная промышленность. 1987. 3. С.33-35.

15. Гольдфарб Э.М., Судоплатов Л.В., Саксаганский А.М. Затвердевание и охлаждение слитков перед посадкой в нагревательные колодцы // Изд. вузов. Черная металлургия. 1963. № 3.С. 195-202.

16. Самойлович Ю.А., Тимошпольский В.И., Трусова И.А., Филиппов В.В. Стальной слиток. В 3 т. Т.2. Затвердевание и охлаждение / Под общей редакцией В.И. Тимошпольского, Ю.А. Самойловича. - Мн.: Белорусская наука, 2000. - 637с.