1.4 Литье и затвердевание

1.4.1 Общие аспекты

Для затвердевания, сталь переливается в формы. Жар жидкой стали вырабатывается холодным пространством так что кристаллы могут формироваться. Плотная оболочка формируется и происходит затвердевание.

Во время затверевания, концентрация металла увеличивается и происходит уменьшение. Однако, это уменьшение также влечет за собой внутреннее уменьшение, которое может спровоцировать появление полого сердечника в продукте. Во время литья это предотвращается постоянным переливанием растопленного металла в форму.

Вторая сложность во время затвердевания это сегрегация, поскольку некоторые растворенные элементы имеют более низкую растворяемость в твердой чем в жидкой фазе. Тенденция сегрегации чаще происходят для меди, фосфора, кислорода и водорода. Эти элементы могут контролироваться до достаточно низких уровней этапов металлургического процесса. Содержание марганца в стали также соединяется с серой для формирования марганцево сульфидных добавлений, которые вытягиваются и становятся вредными для свойств стали. Для таких веществ, форма и содержание соединений сульфида должно контролироваться во время процесса очистки.

1.4.2 Технологии литья

Литье в болванки это постоянный процесс, когда каждая болванка заполняется индивидуально. Эта техника характеризуется низкой скоростью растапливания стали, которая уменьшает трещины и дефекты поверхности.

Операция разливки выполняется прямо из ковша со сталью через двигающийся запорный клапан, который регулирует поток стали.

Размер болванки может варьироваться от 4 до 30 т, или даже больше.

Сталь остается в болванке пока не завершится затвердевание. Затем металл вытаскивается с помощью крана и помещается для охлаждения в специальное место. Болванка помещается в доменную печь для вымачивания и поднятия температуры до ( 1300C).

В случае полностью аннулированного (Si + Al) растопленного металла, с низким содержанием кислорода, уменьшение затвердевания концентрируется в центре болванки. Чтобы минимизировать уменьшение, верхушка болванки изолируется (горячая верхушка). Горячая верхушка обрезается. скрап составляет примерно 12% веса болванки.

Деоксидация кремния, свободное содержание кислорода может быть определено до установленного уровня, так чтобы к концу затвердевания он реагировал с углеродом для формирования CO газа. Формирование этих маленьких пузырьков газа компенсирует уменьшение стали и потери составляют не более ( 2%). Такая сталь называется сбалансированной.

Литье в плашки очень удобно в соответствии с спецификациями продукта, и производства небольших объемов в короткий промежуток времени. Это также независимо от формирования тяжелых профилей, и частей.

Постоянный процесс литья тал основной технологией металлургических предприятий. Причины в следующем:

• улучшение качества

• Консервация энергии (прямое производство полузаконченной продукции)

• Экономия трудоресурсов

Коэффициент литья стали достигает 80 - 90% oт общего производства стали в Западном мире.

Главная черта процесса непрерывного литья это колебательная охлаждающаяся водой растопленная медь. Главная функция – формирование твердой стали достаточной силы чтобы предупредить трещины внутри стали. Это достигается высокой концентрацией тепла.

Сталь охлаждается струями воды и поддерживается рудокаткой чтобы избежать вздутия до полного затвердевания.

Современные литейщики – это типовые машины, которые дешевле и легче в использовании чем прежние вертикальные машины.

Технология постоянного литья делает процесс таким, что сталь льется по установленному порядку. Чтобы достичь постоянной поставки стали для растапливания, сталь в ковше сначала переливается в разливочный желоб, который служит резервуаром во время смены ковша и распределяет сталь по разным отсекам в машине. Желобы снабжены пробками или останавливающими решетками, который регулируют поток и скорость. Чтобы предупредить окисление при контакте с кислородом, ковш и желоб покрыты специальными трубками.