55.Чем отличается кипящая, спокойная и полуспокойная стали.

По способу раскисления различают кипящие(с помощью Марганца), полуспокойные(Марганцем и в ковше Алюм.) и спокойная(Si,Mn,Al).

По степени раскисления сталь делится на спокойную, кипящую и полуспокойную. Качество и свойства стали зависят от степени раскис­ления. Под раскислением стали понимают снижение концентрации раст­воренного в ней кислорода. Это происходит в результате введения в жидкую сталь элементов, реагирующих с кислородом (марганец, кремний, алюминий и др.), - раскислителей. Важнейший этап раскис­ления стали - удаление из нее продуктов раскисления - неметалличе­ских включений: алюмосиликатов, глинозема и других частичек окси­дов. Образование неметаллических включений происходит от момен­та введения раскислителей в жидкий металл в печи или ковше до окон­чания его кристаллизации в изложнице. Решающее влияние на качество стали оказывают неметаллические включения, образовавшиеся при охлаждении и кристаллизации стали в изложнице, так как в отличие от включений, образующихся в печи или ковше, они не могут всплыть и остаются в стали.

Спокойной называют хорошо раскисленную сталь за счет введения раскислителей (марганец, кремний, алюминий) в жидкую сталь на всех стадиях ее выплавки, в печь, в желоб и в ковш. В слитке спокойной стали, хорошо раскисленной и отлитой в изложницу с утепленной надставкой, образуется усадочная раковина только в верхней части слитка, а в объеме всего слитка практически не содержится газовых пузырей и ра­ковин. В спокойной стали содержится 0,12-0,37% кремния. Верхнюю часть слитка спокойной стали с концентрированной усадочной ракови­ной обычно отрезают, и весь слиток становится качественным.

При выплавке кипящей стали по ходу плавки вводят лишь марга­нец, а кремний и другие раскислители не применяют. Поэтому в кипя­щей стали обнаруживаются лишь следы кремния (0,07%). Кипя­щая сталь по сравнению со спокойной сталью того же состава перед вы­пуском из печи содержит повышенное количество кислорода. При за­полнении изложниц такая сталь начинает сильно искрить и кипеть мел­кими пузырями, так как по всему ее незастывшему объему при кри­сталлизации происходит раскисление по реакции

FeO+CFe+CO. (1)

Эту реакцию называют реакцией самораскисления стали. Она идет в дополнение к раскислению стали марганцем в печи и ковше. Сниже­ние концентрации кислорода в стали происходит преимущественно по реакции самораскисления. Образующийся по реакции монооксид углерода приводит к тому, что слиток кипящей стали после затверде­вания содержит в головной части слитка усадочную рыхлость вместо усадочной раковины и сотовые пузыри в виде более или менее ярко выраженной зоны на определенном расстоянии от поверхности слитка во всем объеме. В наружной части слитка наблюдается плотная зона ме­талла, имеющая очень чистую поверхность.

В полуспокойной стали кремния содержится меньше 0,17 %. По технологии выплавки и разливки процесс получения полуспокойной стали — промежуточный процесс выплавки и разливки между спокой­ной и кипящей сталями. Усадочная раковина полуспокойной стали рас­пределена на многочисленные пузыри и пустоты, внутренняя поверх­ность которых зеркально чистая, что приводит к их заварке при горя­чей прокатке. Структура слитка полуспокойной стали близка к струк­туре слитка спокойной стали, и в то же время такой слиток дает более высокий выход проката.

Спокойная сталь лучше кипящей, раскисленной только марганцем. Но и кипящие стали имеют применение, так как они дешевле, произ­водство их дает меньше отходов (в отходы у спокойной стали идет верхняя часть слитка с усадочной раковиной), а раковины и пустоты в основном завариваются при прокатке. Кипящую сталь применяют для ненагруженных элементов конструкций.