Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 [ 39 ] 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

на переделах по маркам стали 1X13-4X13 с применением аргона нри разливке был ниже на 1,48%, в том числе на 1,29% но макроструктуре, а выход годного выше на 3,1%, чем нри обычных плавках. Аналогичные данные были получены в работе [175] применительно к стали 13Х12НВФМА. По стали Х18Н10Т не получено заметного уменьшения брака металла и повьниення выхода годного.

Таким образом, была показана определенная эффективность применения аргона при разливке хромистых ие-ржавеюнгих сталей без титана, особенно прн получении мелких слитков, где удается лучше вытеснить воздух из изложницы. Эта технология на ряде заводов внедрена в производство, в частности при отливке особо низкоуглеродистых нержавеющих сталей в слитки 0,7-1,0 т.

Разливка со стружкой магниевых сплавов

Разливка со стружкой магниевых сплавов основана на том, что магний эффективно соединяется с кислородом и азотом, выделяя большое количество тепла. При 650° С магний плавится, при 1100° С кипит. Температура воспламенения магния зависит от его размеров. В виде стружки или порошка он воспламеняется при 450- 500° С. Плавится окись магния нри температуре около 2800° С. При соприкосновении с расплавленной сталью магний горит ослепительным пламенем с выделением белого дыма, состоящего из мелкокристаллического белого порошка магнезита. В стали магний почти не растворим, а его пары оказывают полезное влияние на качество металла.

Таким образом, физико-химические свойства магния позволяют его применять при разливке стали для создания восстановительной атмосферы в изложнице, так как нри его горении поглощаются кислород и частично азот. Уменьшение парциального давления кислорода и азота в изложнице при горении магния быстро компенсируется в основном резким повышением давления при подогреве оставшейся атмосферы изложницы и вытеснении газов поднимающ-имся металлом. Поэтому заметного подсоса воздуха в этот момент не происходит.

Использование магния исключает необходимость смазывания изложниц и способствует исчезновению при быстрой разливке «осны».

Расход магния определяется количеством кислорода атмосферы изложницы и составляет 65 г/т. С учетом того, что 10-15% Mg может связываться с азотом, оптимальный расход магния составит 75 г/т.

Применение чистого магния [186] показало определенное улучшение качества поверхности слитков, однако внедрения на металлургических заводах этот способ не получил из-за следующих недостатков: бурная реакция магния с кислородом ухудшала стойкость изложниц (образовывались раковины), занлески металла распространялись на большую высоту слитка. Наконец, применение чистого магния невыгодно по экономическим и организационным причинам.

На заводе «Днепроспецсталь» получила распространение разливка с применением стружки магниевых сплавов МЛ-5 и МЛ-7, являющейся отходом машиностроительного производства.

Процесс горения стружки магниевых сплавов проте- кает более спокойно. Исходя из состава этих сплавов, расход стружки должен составлять 80-85 г/т слитка. Наличие примесей в сплавах не может оказать вредного влияния на качество металла из-за -их малого количества и быстрого испарения.

Опыты проводили при отливке слитков нержавеющей стали Х18Н10Т массой 2,85 т сифоном в квадратные изложницы.

В результате проведения многочисленных опытных плавок было установлено, что оптимальным вариантом является ввод дробленой стружки магниевых сплавов в заранее продутые воздухом сухие изложницы в количестве 80 г/т слитка. Температура изложниц может быть значительно повышена без ухудшения качества поверхности слитков. Это ускоряет оборачиваемость изложниц. Надставка должна быть накрыта плотными ровными крышками. Открывать стопор и начинать разливку следует медленно до того, как загорится стружка (через 5-7 сек после начала разливки).

При горении стружки происходит светлая вспышка. Чем ниже в изложнице будет металл при вспышке, тем ниже соответственно будет поражена мелкими брызгами поверхность слитков. Вспышка совершенно безопасна. После нее необходимо нанолнять изложницы металлом как можно быстрее, па полную струю с тем, чтобы сохранить до конца наполнения изложницы на поверхно-

16-27

сти поднимающегося металла небольшую пленку с рантом чистого зеркала. Наполняют прибыльную часть медленно, как обычно.

Указанные особенности технологии разливки нержавеющей стали со стружкой магниевых сплавов позволяют при обычных колебаниях температуры металла значительно улучшить качество поверхности слитков. Только нижняя часть слитков (около Vs высоты) поражена неглубокими пленами и заплесками металла. Остальная часть слитков получается совершенно чистой. Изложницы после разливки имеют корольки металла на внутренней поверхности около дна, которые можно легко очистить ломиком. На внутренней поверхности изложниц остается тонкий налет магнезии. Поэтому под разливку нержавеющих и других сталей желательно выделить специальные составы изложниц.

Слитки массой 2,85 т нержавеющей стали марки Х18Н10Т подвергали зачистке или обдирке. Если раньше за 8-* смену выработка одного рабочего - наждач-ника составляла 0,7-1,2 слитка, то при новой технологии в тех же условиях выработка увеличилась до двух-трех слитков, так как зачистке подвергалась в основном только нижняя часть слитков; полезное время на зачистку одного слитка составляло 302 и 105 мин соответственно. Снизился расход наждачных камней и потери металла в виде пыли.

Обдирали только низ слитка на расстоянии 200- 250 мм на глубину 10-12 мм, а остальную часть оставляли неободранной и незачищенной. Затруднений в обдирке металла не было. Слитки теряли в массе 1,0-1,5%, а отлитые по обычной технологии 6%. Производительность токарных станков возрастала в 1,5-2 раза.

В табл. 29 приведено сопоставление качества заготовки опытных и рядовых плавок по категориям.

Таблица 29 Качество заготовок в зависимости от способа разливки

В табл. 30 показано сравнение выхода годного проката при опытных и рядовых плавках, которое свидетельствует об увеличении выхода годного при опытных плавках на 3,5-3,7%. , „.

Таблица 30

Выход годного проката из опытных и рядовых плавок

Магний в сортовом металле не обнаружен спектральным методом. Длительное применение стружки магниевых сплавов при разливке нержавеющей стали показало отсутствие какого-либо изменения механических и других свойств металла.

Качество макроструктуры в иодприбыльных штангах определялось исключительно условиями разливки, типом надставки и ее утеплением, а также фактической об-резью головной части слитка в прокатном цехе и не зависело от смазки изложниц и применения стружки магниевых сплавов. Макроструктура штанг Н-дефектов не имела.

Стойкость изложниц при разливке со стружкой магниевых сплавов возросла на два-три налива.

Низкая стоимость стружки (0,18 руб/кг), простота подготовки состава изложниц и самой разливки, хорошие результаты по качеству металла обеспечили быстрое внедрение указанной технологии. Однако применение стружки магниевых сплавов все же не позволило решить

главную задачу: прокат слитков нержавеющей сталн с титаном горячим всадом без существенного ремонта металла на первом переделе. Эта технология в настоящее время имеет ограниченное применение и была постепенно вытеснена разливкой иод жидким щлаком.

Разливка стали под слоем жидкого ииака

В последние годы разработай наиболее прогрессивный способ разливки нержавеющих и других сталей, обеспечивающий получение хорошей новерхности всего слитка - способ разливки под слоем шлака.

В первый период разработки этой технологии жидкий синтетический шлак расплавляли в водоохлаждаемом тигле с токопроводящей подиной на гарниссаже [187- 188]. Шлак сливали в нефутерованный сварной ковш нри температуре 1350-1500° С после выдержки в тигле 15- 30 мин для обеспечения его однородности, а нз ковша выливали на зеркало металла, поднявшегося в изложнице, примерно на 150 мм.

Шлак должен был исключить образование корки окислов и ассимилировать окислы, находящиеся в металле.

Чтобы синтетический шлак обладал такими свойствами, он должен был: а) иметь низкую температуру плавления и хорошую жидкотекучесть при температуре 1300° С; 0,4-0,8 н-сек/м (4-8 пз); б) хорошо растворять тугоплавкие окислы и нитриды хрома и титана; в) хорошо смачивать поверхность металла и изложницы; г) быть химически нейтральным к металлу и не содержать окислов железа; д) состоять из дешевых и пе-дефицитных материалов.

Наилучшим был признан шлак, состоящий нз 35- 40% СаРг, 35-40% SiOz, 10-15% АЬОз и 10-15% СаО.

Расход шлака составил примерно 4 кг/т стали. В про- цессе разливки стали Х18Н10Т шлак изменялся следующим образом, %:

Поверхность слитков была чистой и находилась в тонкой шлаковой рубашке. Остальные качественные показатели нрактическн не менялись.

Этот метод прошел промышленную проверку на заводе «Красный Октябрь»- и др., в результате которой выявились некоторые недостатки этого способа: необходимость специального агрегата для расплавления шлака, трудоемкость работ по транспортировке и заливке шлака в каждую изложницу и возможное занутыванне шлака в металле при отклонении от оптимального состава и температуры шлака и режима разливки. Эти трудности были преодолены путем разработки способа получения щлака в изложнице прн разливке стали нз порошкообразных смесей специального состава - экзотермических смесей. Впервые этот способ был опробован на металлургическом комбинате им. Серова совместно с Институтом проблем литья АН УССР [189].

Характерная особенность этого способа - одновременность протекания процесса горения смеси и разливки стали. В связи с этим смесь должна быстро воспламеняться нри соприкосновении с жидким металлом, а формирование шлака завершаться в возможно короткий срок в начальной стадии разливки. Особенно большое значение скорость горения имеет нри разливке стали сверху.

После больших исследовательских работ, проведенных на ряде металлургических заводов Советского Союза с использованием широкого диапазона смесей, для практического использования были рекомендованы составы, указанные в табл. 31.

Для приготовления экзотермических смесей потребовалось создание отдельных помещений с соответствующим оборудованием. Исходные материалы просушивают при 150-800° С и размалывают по фракциям 0,5-1,5 мм. При ирнготовлепни смесей соблюдают специальные меры противопожарной и противовзрывной безопасности. В смесительное устройство, исключающее возможность самовоспламенения смеси от треиия, удара или искрения, загружают сначала инертные материалы, затем окислители и лишь в конце - горючие.

Готовые смеси расфасовывают в плотные многослойные бумажные мешки. Содержание влаги в готовой смеси ограничено 0,3-0,5%, а срок хранения готовой смеси одними-тремя сутками. При изготовлении брикетов до-