Производство черных и цветных металлов
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
В°твердевающий слиток (4).
Рис. 11. Схема разливки стали на машинах непрерывного литья
Перед заливкой металла в кристаллизатор вводят затравку, образующую его дно. Затравка имеет головку в форме ласточкина хвоста. Жидкий металл, попадая в кристаллизатор и на затравку, охлаждается, затвердевает, образуя корку. Затравка тянущими валками (5) вытягивается из кристаллизатора вместе с затвердевающим слитком, сердцевина которого находится в жидком состоянии. Скорость вытягивания слитка из кристаллизатора зависит от сечения слитка. Например, скорость вытягивания прямоугольных слитков сечением 150500 мм и 3002000 мм ~1 м/мин.
На выходе из кристаллизатора слиток охлаждается водой, подаваемой через форсунки в зоне (6) вторичного охлаждения. Из зоны вторичного охлаждения слиток выходит полностью затвердевшим и попадает в зону (7) резки, где его разрезают газовым резаком (8) на куски заданной длины. Для предотвращения приваривания слитка к стенкам кристаллизатора последний совершает возвратно-поступательное движение с шагом 10 - 50мм и частотой 10 - 100 циклов в минуту, а рабочая поверхность кристаллизатора смазывается специальными смазками. Высота кристаллизатора 500 - 1500 мм. В них получают слитки прямоугольного поперечного сечения, круглые в виде толстостенных труб. Вследствие направленного затвердевания и непрерывного питания при усадке в слитках непрерывной разливки отсутствуют усадочные раковины, они имеют плотное строение и мелкозернистую структуру. Поверхность слитка получается хорошего качества. Выход годных заготовок может достигать 96 - 98 % от массы разливаемой стали.
Современные способы повышения качества металлов и сплавов.
Развитие специальных отраслей машиностроения и приборостроения предъявляет все более жесткие требования к качеству металла: показателям его прочности, пластичности, газосодержания, анизотропии механических свойств. Улучшить эти показатели можно уменьшением в металле неметаллических включений, газов, вредных примесей. Плавка в обычных плавильных агрегатах (мартеновских и электрических, кислородных конвертерах) не позволяет получить металл требуемого качества. Поэтому в последние годы разработаны новые технологические процессы, позволяющие повысить качество металла: обработка металла синтетическим шлаком, электрошлаковый переплав (ЭШП), вакуумирование металла при разливке, плавка в вакуумных печах, вакуумно-дуговой переплав (ВДП), вакуумно-индукционный переплав (ВИП), переплав металла в электронно-лучевых и плазменных печах. Количество металла, выплавляемого этими способами, постоянно увеличивается.
Обработка металла синтетическим шлаком. Сущность процесса, заключается в ускорении взаимодействия между сталью и шлаком за iет интенсивного их перемешивания при заполнении сталью ковша.
Процесс осуществляют так: синтетический шлак, состоящий из 55 % СаО, 40 % А12О3, небольших количеств SiO2, MgO и минимума FeO, выплавляют в специальной электропечи и заливают в ковш. В этот же ковш затем заливают с некоторой высоты (обычно из электропечи) сталь. В результате перемешивания стали и шлака поверхность их взаимодействия резко возрастает, и металлургические реакции между металлом и шлаком протекают в сотни раз быстрее, чем в обычной плавильной печи. Благодаря этому, а также низкому содержанию закиси железа в шлаке, сталь, обработанная таким способом, содержит меньше серы, кислорода и неметаллических включений, улучшаются ее пластические и прочностные характеристики.
Вакуумная дегазация стали. Этот способ (рис. 12) относится к внепечным способам обработки, осуществляемым в ковше или изложнице. Ее проводят для уменьшения содержания растворенных в металле газов и неметаллических включений. Вакуумной дегазации в ковше или изложнице подвергают сталь, выплавляемую в мартеновских и электропечах. Сущность процесса заключается в снижении растворимости в жидкой стали газов при понижении давления над зеркалом металла, благодаря чему газы выделяются из металла, что приводит к улучшению его качества. Процесс осуществляется различными способами: вакуумпрованием стали в ковше, при переливе из ковша в ковш, при заливке в изложницу и др.
Рис. 12. Схема вакуумной дегазации стали в ковше
Вакуумирование в ковше выполняют в стальных, футерованных изнутри камерах. Ковш (3) с жидкой сталью (4) помещается в камеру (2), закрывающуюся герметичной крышкой (1). Вакуумными насосами в камере создается разрежение до остаточного давления 267 - 667 Н/м2 (0,267 - 0,667 кПа). Продолжительность вакуумироваиия 12 - 15 мин. При понижении давления из жидкой стали выделяются водород и азот, а при большой окисленности металла уменьшается и содержание кислорода вследствие его взаимодействия с углеродом стали. Всплывающие пузырьки газа захватывают неметаллические включения, в результате чего содержание их в стали снижается. При снижении содержания газов и неметаллических включений улучшаются прочностные и пластические характеристики стали.
Электрошлаковый переплав. ЭШП переплаву подвергают выплавленный в электродуговой печи и прокатанный на круглые прутки металл. Источником тепла при ЭШП явялется шлаковая ванна, нагреваемая за iет прохождения через нее электрического тока. Электрический ток подводится к переплавляемому электроду (1), погруженному в шлаковую ванн (2), и к поддону (9), установленному внизу в водоохлаждаемой металлической изложнице (кристаллизаторе) (7), в которой находится затравка (8) (рис. 13). Выделяющаяся тепл