Внепечная десульфурация чугуна и стали
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
й (петрографического, химического, рентгеновского) позволяют объективно различать качественные и количественные характеристики загрязненности плавок металла, полученного различными технологическими процессами.
Проблема изыскания путей снижения загрязненности стали и сплавов включениями оказывается очень сложной не только ввиду того, что на загрязненность металла влияют очень многие элементы технологического процесса производства стали и сплавов, но также из-за трудоемкости оценки включений.
Источниками кислородных включений в металле являются шихтовые материалы, окислители (кислород или руда), шлакообразующие, ферросплавы и металлические легирующие, раскислители, воздух (при контакте с металлом во время плавки, слива из печи и разливки), огнеупорные материалы футеровок печи (желоба, ковша, стопора, стаканов, воронок, центровых, сифонных проводок и другие) в результате их размывания или вследствие химического взаимодействия с ними металла и шлака.
Загрязнение металла сульфидными включениями может происходить из-за повышенной загрязненности серой шихтовых материалов, шлакообразующих материалов (известь, плавиковый шпат), легирующих, ферросплавов и топлива мартеновских печей.
Систематическая работа металлургов в направлении улучшения технологии плавки, улучшения качества огнеупоров и повышения общей культуры металлургического производства позволила значительно улучшить качество стали и сплавов за последние годы.
Однако развивающееся машиностроение требует дальнейшего повышения качества металла, его чистоты, пластичности, прочности, технологических и других свойств. Для удовлетворения этих требований возникли новые технологические процессы (выплавка с применением кислорода, выплавка и разливка в вакууме, применение сильных раскислителей, обработка шлаком и др.), позволяющие резко улучшить чистоту стали в отношении кислородных, нитридных и сульфидных включений.
Систематические наблюдения за поведением включений по ходу металлургического процесса, сопоставление включений со свойствами стали самого разнообразного состава и использование литературных данных привели к созданию гипотезы, позволяющей объяснить ранее остававшиеся неясными причины получения отдельных плавок стали и сплавов с различными свойствами.[2]
Стали, наряду с полезными примесями (легирующие элементы и т. д.), определяющими их применение для различных целей, содержат некоторое количество вредных примесей, в частности, неметаллических включений.
Существует несколько классификаций неметаллических включений.
1. КЛАССИФИКАЦИИ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ
Существует несколько классификаций неметаллических включений:
1) по происхождению включения делятся на две большие группы - эндогенные, то есть включения возникшие в процессе раскисления стали при вьплавке, также выделившиеся из расплава при кристаллизации, и экзогенные, то есть включения образующиеся в результате контакта жидкого металла с футеровкой, которые являются включениями внешнего происхождения;
2) по геометрической форме включения могут быть глобулярные (шарообразные), неправильные (чаще всего остроугольные), строчечные (нитеобразные), плёночные (обычно располагающиеся по границам зёрен) и точечные;
) по степени пластичности включения разделяют на пластичные, которые при деформации хорошо изменяют свою форму и вытягиваются в строчки (сульфидные, пластичные силикаты), и хрупкие, которые при аналогичной обработке не вытягиваются, а дробятся (глинозём, кремнезём и т.д.). Как правило, пластичные включения имеют малый модуль нормальной упругости, в то время как у хрупких включений этот модуль достигает значительных величин, иногда больших, чем у стали (нитриды, глинозём и т.д.);
) по химическому составу принцип классификации включений основан на содержании одного из трех элементов, являющихся вредными примесями в стали: серы (сульфиды), азота (нитриды) и кислорода (оксиды).
Если разновидностей сульфидов и нитридов сравнительно немного (сульфид железа и марганца, нитриды титана), то соединений кислорода достаточно много. Большую группу оксидных включений составляет кремнезём (SiO2) и глинозём Al2O3, а также их производные силикаты и алюминаты. Кроме того, большинство включений представляет собой сплошные комплексные образования (алюмосиликаты, оксисульфиды и др.) и отнести их к какой-либо определенной группе довольно трудно.
Приведенная классификация не исчерпывает многообразия свойств неметаллических включений. Известно, в частности, что некоторые включения (более тугоплавкие, чем сталь) служат готовыми центрами кристаллизации стали. Другие кристаллизуются примерно в том же температурном диапазоне, что и сталь. Третьи (особенно сульфиды), обладая низкой температурой плавления, выделяются из расплава на последней стадии кристаллизации и, заполняя меж- дендритные зоны, располагаются по границам зерна [3].
Рис. 1. Неметаллические включения в конструкционных сталях; а - глобулярное включение в литом металле; б - пластичный силикат; в - железномарганцевый сульфид; г - хрупкоразрушенное малопластичное строчечное высокоглиноземистое включение в прокатанном металле; д - высоко-глиноземистое алюмосиликатное включение остроугольной формы в литом металле; е - алюмосиликатное строчечное включение.
Следует отметить, что большинство включений представляют собой сложные комплексные образования (алюмосиликаты, ок?/p>