Материал: Электрометаллургия стали и ферросплавов учебное пособие.

порошка, 40% огнеупорной глины и 10% графита, замешиваемой на

водном растворе сульфатцеллюлозного экстракта (15—20% от массы раствора).

Сушка наоранпой сифонной проводки происходит за счет тепла, аккумулированного поддоном. Перед установкой на поддоны излож­ ниц сифонную проводку продувают ком­ прессорным воздухом.

При разливке сверху изложницы уста­ навливают непосредственно на раму те­ лежки. Однако па некоторых заводах, осо­ бенно в случае двухстопорной разливки, когда требуется относительно высокая точность установки изложниц, а также при разливке в постоянных канавах применяют многоместные поддоны. Подготовка таких поддонов к плавке ограничивается их очисткой.

Це н т р о в ые . При сифонной разливке обычно применяют разъемные в вертикаль­ ной плоскости центровые (рис. 127). Изну­ три металлический кожух 2 центровой футеруют шамотными катушками 3. Для удобства разливки на центровую устана­ вливают воронку 1. Сборку центровых осуществляют на такой же огнеупорной массе, что используется при наборке под­ донов. После сушки в камерных или газо­ вых печах центровые устанавливают на поддоны.

Высоту центровой следует выбирать таким образом, чтобы она была выше

кости центровые ремонтируют, применяя электросварку. Срок службы центровых увеличивает сушка в камерных печах и предварительное удаление их перед водя-,

с т в а . При разливке сверху для умень­ шения кинетической энергии струи металла, попадающей в изло­

жницу, между сталеразливочным ковшом и изложницей устанавли­ вают промежуточный ковш или воронку. Промежуточный ковш емкостью 25—-40 т футеруют шамотным кирпичом и используют для одновременной разливки двух-трех и четырех слитков, для чего в нем устанавливают соответствующее число стопоров. Подготовленный к разливке промежуточный ковш продувают сжатым воздухом, накры­

вают крышкой и подогревают до 800—1000° С. Промежуточный ковш обычно устанавливают на неподвижном стенде, а состав с изложни­ цами проталкивается под ними.

Слитки небольшой массы, а также одиночные крупные слитки разливают сверху иногда с применением промежуточных воронок, устанавливаемых на изложницах (см. рис. 117) или подвешиваемых к ковшу. В дно воронки вставляют стаканчик или поочередно стакан­ чики различного диаметра: в начале разливки, когда металл горячий, с меньшим, а к концу разливки по мере охлаждения металла с боль­ шим диаметром.

выдерживают в ковше 10— 15 мин, и только при емкости ковша менее 15 т выдержка составляет 5— 10 мин. За время выдержки вследствие конвективных потоков в металле снижается содержание неметалличе­ ских включений. Скорость понижения температуры металла за время выдержки зависит в первую очередь от массы металла и составляет в 30-т ковше 2—2,5° С/мин, а в 100-т ковше — около 1° С/мин.

Т е х н о л о г и я р а з л и в к и с т а л и с и ф о н о м. Тем­ пература металла и скорость разливки являются факторами, в значи­ тельной степени определяющими качество поверхности слитка и его макроструктуру. Верхний предел температуры металла и скорость разливки должны быть такими, чтобы предупреждалось появление на слитках не только трещин, но и других пороков стали, в частности повышенной загрязненности неметаллическими включениями, газо­ вых пузырей и волосовин. Этот предел подбирают дифференцированно в зависимости от марки стали и предъявляемых к ней требований, а также местных условий разливки, например отношения НЮ, каче­ ства смазки.

Ниже для примера приводится рекомендуемая температура ме­ талла в ковше для некоторых марок стали, выплавляемых в 20—40-т электропечах и разливаемых на слитки массой 2—4 т:

Разливку стали следовало бы во всех случаях вести так, чтобы поднимающееся в изложнице зеркало металла сохраняло чистую, свободную от плен и корок поверхность вплоть до достижения об­ мазки прибыли. Подобный способ разливки исключает образование плено-корочных пороков и обеспечивает максимальную чистоту по­ верхности слитков и прокатанных заготовок. Однако при разливке стали с большой скоростью увеличивается опасность образования горячих продольных трещин. Поэтому обычно разливку ведут так, чтобы с одной трети — половины высоты изложницы появился бы

322

рант жидкого металла шириной 10—20 мм. Линейная скорость подъ­ ема металла в изложнице в этом случае составляет 0,2—0,6 м/мин.

Сталь, содержащую легкоокисляющиеся примеси, например ти­ тан, алюминий и др., практически невозможно разлить, сохраняя чи­ стым зеркало металла, как бы ни была высока его температура и как бы быстро не заполняли изложницу. Наличие быстроокисляющихся примесей приводит к образованию корочек из окислов этих примесей в первый же момент соприкосновения металла с воздухом. Для успешной борьбы с корочками при разливке такой стали, кроме повышения температуры металла и скорости разливки, нужно приме­ нение других мер, например использование петролатума для смазки изложниц, четыреххлористого углерода и т. п.

Нижнюю часть изложницы необходимо наполнять возможно быстро, для чего стопор открывают быстро, но плавно, добиваясь при этом получения максимально компактной струи. Такое начало раз­ ливки легче обеспечить при дистанционном управлении стопором.

Для лучшего формирования усадочной раковины и получения плотной макроструктуры слитка скорость разливки следует несколько снижать после того, как металл зайдет в прибыльную надставку на высоту 90— 100 мм. Длительность наполнения прибыльной надставки в зависимости от марки стали и массы слитка составляет 50—75% от продолжительности наполнения тела слитка.

Р а з л и в к а с т а л и с в е р х у . Степень поражения слитков, отливаемых сверху, пленами, заплесками и подкорковыми пузырями зависит от характера истечения струи, смазки изложницы, скорости разливки и температуры металла. При разливке стали сверху непо­ средственно из ковша температура металла перед выпуском должна быть на 85— 100° С выше, а при разливке через промежуточное уст­ ройство — на 110—130° С выше температуры ликвидуса, которая мо­ жет быть ориентировочно определена по формуле

t„ = 1539 — 70С — 5Mn — 12Si — 4Ni — 2Мо — 5V — 1,5Сг —

— 110° С,

где цифры перед химическими элементами соответствуют их процент­ ному содержанию.

При разливке слитков массой до 4—8 т сверху непосредственно из ковша и через промежуточное устройство применяют стаканы с диа­ метром отверстия 30—60 мм. Для разливки слитков меньшей массы через промежуточную воронку используют стаканы с диаметром от­ верстия 15—25 мм. Установка сталеразливочного ковша в случае разливки непосредственно из него должна обеспечивать хорошее сов­ падение осей стопора и изложницы. Расстояние между ковшом и из­ ложницей должно быть минимальным (не более 150 мм). В начале разливки струю металла притормаживают для того, чтобы на дне изложницы образовалась буферная подушка из жидкого металла. В дальнейшем заполнение изложницы ведется полной струей до мо­ мента, когда с разливочной площадки или с борта канавы можно будет наблюдать за поведением металла в изложнице. После этого

21*

скорость разливки регулируют по виду поднимающегося в изложнице металла, не допуская обильного образования брызг. Линейная ско­ рость наполнения изложницы металлом должна составлять 0,8—

2 м/мин.

Когда разливку ведут через промежуточный ковш, открывать сто­ пора можно только после заполнения его на 314 высоты металлом из большого ковша. Во время наполнения изложниц нельзя допускать снижения уровня металла в промежуточном ковше меньше чем на 1/3 его высоты, чтобы не уменьшать напор струн и исключить попа­ дание в изложницу образовавшегося шлака. Прибыльную надставку заполняют медленно. Время ее заполнения должно быть не менее 50% продолжительности наполнения тела слитка.

РАЗЛИВКА ПОД ЗАЩИТНЫМИ СРЕДАМИ

Вовремя разливки поверхность струп металла и зеркало металла, заполняющего изложницу, окисляются кислородом воздуха. Для предохранения от окисления металла во время разливки широко при­ меняют защитные среды: нейтральный газ, синтетический шлак, петролатум и другие вещества.

Р а з л и в к а в а т м . о с ф е р е н е й т р а л ь н о г о г а з а .

Вкачестве нейтрального газа обычно используют аргон. Разливку стали под атмосферой аргона осуществляют двумя способами. В одном случае аргоном защищают струю металла от ковша до центровой. Аргон подают через отверстия кольцевой трубы, охватывающей струю.

Вдругом случае аргон подают не только для обдувки струп, но и на­

0,0010% против 0,0036%.

Р а з л и в к а с т а л и с п е т р о л а т у м о м. Для уменьше­ ния степени развития окисных плен и корочек, а также ослабления их отрицательного влияния на качество поверхности слитков наи­ более широкое распространение, как отмечалось выше, получила смазка изложниц. Качество .поверхности слитков ряда сталей за­ метно улучшается при дополнительном применении деревянных рамок и кружков, забрасываемых в изложницу до начала разливки.

Однако указанные способы не обеспечивают достаточно высокое качество поверхности слитков сталей, легированных хромом, титаном, алюминием и другими присадками.

Хорошо зарекомендовал себя способ разливки стали с использо­ ванием петролатума, впервые освоенный на Златоустовском металлур­ гическом заводе. Обезвоженный петролатум, являющийся продуктом

324

переработки нефти, В количестве 0,3—0,5 кг/т забрасывают в бумаге на дно несмазанной изложницы до разливки или в самом начале ее. При разложении и частичном сгорании петролатума в изложнице создается малоокислительная атмосфера, а стенки изложницы покры­ ваются слоем сажистого углерода.

Однако при длительной разливке стали из многотоннажного ковша выделяющийся из изложницы дым затрудняет работу крановщиков.

Р а з л и в к а п о д ш л а к о м . Жидкий синтетический шлак, наводимый на зеркале металла в изложнице, снижает тепловые по­ тери с открытой поверхности металла и защищает его от окисления кислородом воздуха. Кроме того, образующаяся между слитком и изложницей шлаковая прослойка толщиной 0,2—3 мм выполняет роль смазки, облегчая свободную усадку слитка и смягчая термиче­ ский удар металла при соприкосновении с холодной изложницей. Отмеченные особенности обеспечивают получение слитков с хорошей поверхностью: без плен, заворотов и продольных трещин.

Жидкий шлак, содержащий 35—40% CaF2, 35—40% S i0 2, 10— 15% А120 3 и 10% СаО, получают в однофазной дуговой электропечи из плавикового шпата, извести, шамотного порошка и песка или непо­ средственно на поверхности металла при использовании экзотермиче­ ских смесей или брикетов.

Жидкий шлак, полученный в электропечи, заливают в изложницы сверху после появления в них первых порций металла, а экзотерми­ ческие смеси в бумажных пакетах или брикеты укладывают на дно изложниц до начала разливки. Расход шлака составляет 4—5 кг, экзотермических смесей 4—4,5 кг, брикетов 3—5 кг на 1 т стали.

Составы экзотермических смесей и брикетов примерно анало­ гичны применяемым для подогрева прибыльной части слитков.

ПОДГОТОВКА СЛИТКОВ К ПРОКАТКЕ И КОВКЕ

Слитки наиболее целесообразно передавать в передельные цехи (прокатные или кузнечные) в горячем состоянии, чтобы их сажать в нагревательные печи при температуре на поверхности не ниже 800— 850° С. Слитки легированной стали в этом случае выдерживают в из­ ложнице вплоть до полного их затвердевания. Это время составляет, например, для слитков массой 2,65; 4,5 и 6,2 т соответственно 1,75; 2 и 2,5 ч.

Такая технология передачи слитков в обжимной цех практикуется при разливке на тележках сталей, особо чувствительных к трещинообразованию и другим дефектам, проявляющимся при быстром охла­ ждении. Например, слитки массой 2,65; 3,5 и 6,2 т сталей 18ХНВА, У9—УН, ШХ6—ШХ15, 60С2ХА и др. на Челябинском металлурги­ ческом заводе передают на блюминг в горячем состоянии.

При разливке в постоянные канавы, а также при разливке сталей, нечувствительных к трещинообразованию, слитки после пол­ ного затвердевания передают в термическое отделение электростале­ плавильного цеха для подготовки их к последующей горячей механи­ ческой обработке (прокатке или ковке). Охлаждение слитков при хо­

325