книги из ГПНТБ / Гетьман П.И. Производство полуспокойной стали
.pdf■ 0 |
9 |
|
М Я '§ U jt r |
СЛЦгМЯ'И*/£Л'*ЛІ |
|
Т Е Х Н И Ч Е С К О Г О . |
П Р О Г Р Е С С А |
|
у р г о в |
||
М Е Т А |
Л Л |
|
П. И. ГЕТЬМАН Н. В. ТЕЛУШКИН
ПРОИЗВОДСТВО
ПОЛУСПОКОЙНОЙ
С Т А Л И
П. И. Г Е Т Ь М А Н . ----------------------------------- |
|
№ В. Т Е Л У Ш К Й Д Ѵ Г |
. |
__**► |
«iw I |
ПРОИЗВОДСТВО
ПОЛУСПОКОЙНОЙ
С Т А Л И
Д о н е ц к о е к н и жн о е и з д а т е л ь с т в о
1 9 6 2
I |
44 |
■Г V - Ѵіу ЬЛИч НАЯ м АУЧ^-ТЕХНИЧССНА*
Я |
ш |
з |
f j |
І Ш |
Донецкое книжноеe издоательство в 1962 г. вы |
||
|
пускает три серии библиотечки «В помощь слу |
||
|
шателям университетов технического прогресса»: |
||
|
для металлургов, угольщиков и машиностроите |
||
|
лей. В каждой серии пять брошюр. |
||
|
В предлагаемой брошюре из библиотечки для |
||
|
металлургов |
авторы |
рассказывают об особенно- |
1 1 |
стях производства полуспокойной и закупоренной |
||
|
стали, об освоении |
выплавки такого металла на |
|
|
металлургических заводах Донецкого совнархоза, |
||
|
о технико-экономической целесообразности замены |
||
спокойного металла полуспокойным и кипящего — закупоренным.
ВВЕДЕНИЕ
Увеличение производства металла и топли ва, составляющих фундамент современной промышленности, является одной из важней ших народнохозяйственных задач. Поставлен ные Коммунистической партией перед метал лургами задачи должны быть выполнены не только за счет ввода новых мощностей, но прежде всего за счет повышения производи тельности действующих агрегатов.
Значительный прирост производства про ката без увеличения выплавки стали можно получить, если заменить часть спокойной ста ли полуспокойной и часть кипящей стали за купоренной. Получение полусіпокойного метал ла позволит экономить раскислители, упро стить и облегчить подготовку разливочных составов и канав.
Как показывает опыт, при замене 1 млн. т спокойной стали полуспокойной увеличивает ся выход годного проката на 70— 100 тыс. т, снижается расход 45%-ного ферросилиция на 4000—5000 т и алюминия на 200 г. Кроме то го, за счет снижения себестоимости стали эко-
2. П. И. Гетьман, Н. В. Телушкин. |
3 |
номится 3—4 млн. руб. Если на металлурги ческих заводах Донецкого совнархоза вы плавлять 10— 15% полуопокойной стали от общего производства, будет получено допол нительно сотни тысяч тонн проката. Кипящая закупоренная сталь (особенно с механиче ским закупориванием) значительно превосхо дит по своему качеству обычный кипящий ме талл. Установлено, что при замене 1 млн. т кипящей стали закупоренной выход годного металла увеличивается на 20—40 тыс. т, а экономия за счет снижения себестоимости со ставляет около 1 млн. руб.
Однако несмотря на большую эффектив ность полуспокойная и закупоренная сталь внедрялась в производство до последнего вре мени очень медленно, потому что не было за казов на этот металл. Существовавшие до недавнего времени ГОСТы мало способство вали широкому применению полуспокойной и закупоренной стали.
В феврале 1961 г. в Донецке состоялось всесоюзное совещание сталеплавильщиков, на котором было отмечено, что подавляющее ко личество спокойной стали, заказываемой по ГОСТам 380-60, 1050-60 и 5521-50, можно за менить полуопокойной. По рекомендации со вещания внесены некоторые изменения в ГОСТы, и в настоящее время уже выдается определенное количество заказов на полуспо койную сталь.
Для замены обычной кипящей стали заку поренной не нужно изменять ГОСТы. Техно логия выплавки и разливки ее не представ ляет особых трудностей, а по механическим
4
свойствам закупоренная кипящая сталь зна чительно превосходит обычную. Поэтому про изводство закупоренной ' кипящей стали на металлургических заводах Донецкого совнар хоза в ближайшее время должно получить значительное развитие.
СПОСОБЫ РАСКИСЛЕНИЯ СТАЛИ
Независимо от способа выплавки стали в начале процесса, когда содержание примесей (углерода, кремния и марганца) еще относи тельно высокое, кислорода в жидком металле мало.
По мере выгорания примесей содержание кислорода в жидком металле возрастает и достигает максимального значения при низ кой концентрации углерода, то есть перед вы пуском плавки. При этом протекает реакция
{F еО ] + [ С ] = { СО }газ 4- [Fe],
которая ослабевает с уменьшением содержа ния углерода и одновременным увеличением концентрации закиси железа в металле. Сле довательно, важнейшим фактором, влияющим на содержание кислорода в жидкой стали, яв ляется концентрация углерода.
Известно, что металл, доведенный до за данного содержания по углероду, необходимо раскислить, то есть удалить избыточный кис лород, перевести его в неактивное состояние. В этом случае окисление углерода прекра-
6
щается. Одновременно с раскислением сталь доводится до заданного химического состава
вводом в нее различных ферросплавов и до бавок.
В настоящее время применяют три способа раскисления: осаждающее, диффузионное и обработка металла синтетическими шлаками.
Наиболее распространено осаждающее раскисление. Принцип его, как известно, за ключается в следующем. В готовый металл присаживают раскислитель, который вступает в реакцию с закисью железа. Получающийся окисел легче стали. Поэтому он всплывает в шлак. Осаждающее раскисление протекает по таким реакциям:
[FeO] I [MeJ ,'|М еО | |Fe|.
[М еО ]^(М еО ),
где [Mel — элемент-раскислитель;
[МеО] — окисел элемента-раскислителя, растворенный в жидком металле;
(МеО) — окисел элемента-раскислителя, растворенный в шлаке.
Концентрация остаточной закиси железа в металле тем меньше, чем больше введено рас кислителя и чем выше его раскисляющая спо собность.
Обычно применяют раскислители, окислы которых имеют низкую топку плавления и не большой удельный вес. К ним относятся алю миний, кремний, марганец, цирконий, кальций, барий и титан. Наибольшее распространение получили первые три раскислителя, причем
3. П. И. Гетьман, И. В. Телушкин |
7 |
|
марганец и кремний применяются, как изве стно, в виде сплавов с железом. Наиболее эф фективный раскислитель — алюминий.
В зависимости от степени раскислен,ности, то есть величины остаточной концентрации закиси железа в металле, стали делятся на спокойные, полуеікжойные и кипящие.
Спокойная сталь раскисляется почти до полного удаления активного кислорода из ме талла.
Раскисление такой стали делится на два периода: 1) предварительное и 2) окончатель ное. Предварительное раскисление произво дится по достижении заданного углерода пу тем ввода в металл доменного ферросилиция. Затем присаживают р,азличные ферросплавы и добавки по расчету, чтобы, довести сталь до заданного химического состава, и выпускают в сталеразливочный ковш. Окончательное рас кисление производится во время выпуска плавки. Для этого в ковш дают 45 или 75%- ный ферросилиций и алюминий.
В последние годы на многих металлургиче ских заводах в ковш, кроме ферросилиция и алюминия, присаживают также ферромарга нец и другие ферросплавы, а при выплавке рядовых марок сталей предварительное рас кисление совсем не производят (все необходи мые раскислители дают в ковш).
Кипящая сталь раскисляется слабо. При этом кислород не полностью удаляется из ме талла. Во время разливки он «кипит» в излож ницах до образования застывшей корочки.
Кипящую сталь раскисляют только ферро
марганцем, присаживая |
его в печь или в |
ковш во время выпуска. |
по степени раскис |
Полуспокойная сталь |
|
ленности занимает среднее положение между спокойной ,и кипящей. Раскисляют ее обычно только в ковше, для чего применяют ферро марганец, ферросилиций и алюминий. Расход этих раскислителей на 1 т стали не одинаков на разных заводах и зависит от марки вы плавляемой стали и от технологии раскисле ния, разработанной с учетом получения «сба лансированного» слитка, обладающего наи лучшим качеством.
ИЗЛОЖНИЦЫ ДЛЯ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛА
Известно, что металл после раскисления и выдержки в сталеразливочном ковше разли вают в литые чугунные или стальные излож ницы для получения слитков. Конструкции изложниц зависят от вида получаемой стали. Для разливки спокойной стали применяются глуходонные изложницы, уширенные кверху, с отверстием в дне (при сифонной разливке) иля стальной пробкой (при разливке сверху). На такие изложницы ставят утепленные при быльные надставки, чтобы сосредоточить уса дочную раковину в головной части слитка и как можно выше поднять усадочную рыхлость
(рис. 1).
При отливке малых слитков качественной стали иногда применяют уширяющиеся квер ху изложницы с глухим дном и с прибыльны ми надставками.
3* |
9 |