книги из ГПНТБ / Шнееров, Я. А. Полуспокойная сталь

печйвающий получение самой низкой головной обрезй при прокатке слитков на обжимных станах, не получил промышленного распространения вследствие затрудне­ ний, возникающих при разливке металла с некроющим

заклиниванию слитков [140]. Кроме того, при разливке в изложницы бутылочного типа обычной кипящей стали существенно уменьшается толщина здоровой корки (ес­ ли не принимаются специальные меры для ее утолще­ ния), что увеличивает трудоемкость зачистки, особенно при отсутствии средств по зачистке металла в потоке. Стойкость бутылочных изложниц несколько меньше, чем обычных сквозных, и их чистка затруднена.

Широкое применение на отечественных металлурги­ ческих заводах получило химическое закупоривание, ко­ торое не создает перечисленных затруднений и исключа­ ет необходимость накрывания слитков тяжелыми крыш­ ками. Впервые исследования по химическому закупори­ ванию кипящей стали алюминием были проведены в 1940—1941 гг. на Макеевском заводе и в 1945—1946 гг.— на Магнитогорском комбинате [134]. На Магнитогорс­ ком металлургическом комбинате этот способ был внед­ рен, и в 1948 г. было отлито 800 тыс. т химически заку­ поренной стали [7] . В дальнейшем производство хими­ чески закупоренной стали было прекращено и только после длительного перерыва (до 1959 г.) химическое заку­ поривание снова начали применять на ряде металлурги­ ческих заводов [10, 11, 15, 23, 141 — 149].

Некоторое применение химическое закупоривание нашло за рубежом [126—128, 187]. Слиток химически закупоренной кипящей стали имеет беспузыристую кор­ ку (характерную для обычного слитка кипящей стали), затем зону кипения (меньшей ширины, чем в обычном слитке) и центральную зону, по своей структуре близ­ кую к слитку полуспокойной стали.

Основным преимуществом полуспокойной стали по сравнению со спокойной является, как отмечалось, уве­ личение на 8—10% выхода годного проката из слитка за

ных сталей является также возможность существенного увеличения пропускной способности дворов (цехов) из-

20

основным технологическим фактором, влияющим на ме­ ханические свойства полуспокойной стали, может быть степень ее раскисленное™.

Для изучения этого вопроса были проведены серии опытных плавок полуспокойной стали Ст.5пс с различ­ ной степенью раскисленности, металл которых был под­ вергнут исследованиям на 6—11 горизонтах по длине рас­ ката слитков. Для сравнения аналогичным исследовани­ ям был подвергнут металл плавок спокойной стали

изложницы. Технология выплавки полуспокойной и спокойной стали различалась только по способу раскисления.

По степени раскисленности опытные плавки полуспо­ койной стали были условно разделены на четыре груп­ пы, различающиеся характером поведения металла во время и после наполнения изложниц и формой головной части слитка (табл. 2).

Металл плавок группы I с наименьшей степенью рас­ кисленности (раскисление марганцем или марганцем с небольшой добавкой кремния или алюминия) был ис­ следован потому, что на заводе «Азовсталь» с 1955 г. производилась слабораскисленная сталь марки Ст.5кп вместо спокойной для шахтной стойки [2, 5, 10, 11].

Однако попытка использовать сталь такого типа вместо спокойной для более ответственных назначений не увенчалась успехом вследствие большой неоднород­ ности механических свойств по раскату слитка и неудов­ летворительных показателей по ударной вязкости, осо­ бенно при низких температурах и после механического старения [158].

Слитки полуспокойной стали с плоской поверхностью головы наблюдались при степени раскисленности метал­ ла, отвечающей плавкам групп I I , I I I и IV; значитель­ но более четкая связь определилась между степенью раскисленности стали и продолжительностью ее искре­ ния после наполнения изложниц (см. табл. 2).

Первая серия плавок была проведена для сопостав­ ления макроструктуры, химической неоднородности и механических свойств металла по длине раската слит­ ков группы плавок I и I I .

24

На рис. 2 и 3 показана топография продольных раз­ резов слитков завода «Азовсталь», представляющих груп­ пы I и I I опытных плавок полуспокойной стали. Слиток полуспокойной стали группы I плавок имел рассредото­ ченную усадочную раковину, защищенную металличе-

. ' • • t ' . ' U ^ ' =

усадочной рыхлости в первом слитке больше, чем во вто­ ром (52,7% от верха вместо 36,7%)- Обращает на себя внимание также различие в расположении и размерах пузырей: в первом слитке протяженность зоны сотовых

здоровой корки и ширина зоны подкорковых пузырей в первом слитке составляла 10—15 и 25—30 мм, а во вто­ ром 1 и 10—11 мм соответственно. Серные отпечатки сви­ детельствовали о большей химической неоднородности слитка слабораскисленной полуспокойной стали.

Слитки опытных плавок были прокатаны на шахт-

25

26

На расстоянии 10—30% длины раскатов от головного торца в темплетах наблюдались следы осевой ликвации и пористости.

Характер изменения содержаний углерода и серы по длине раската слитков от плавок полуспокойной стали обеих групп был примерно одинаковым: с удалением от верхнего торца раската содержание примесей уВеЛИЧИ-

*30

27

валось, достигая максимальных значений на расстоянии 10—30%; однако для плавок группы I I степень химиче­ ской неоднородности была ниже (рис. 4—6)*.

Характер изменения механических свойств соответ­ ствовал характеру изменения содержания примесей по

/ — в осевой зоне; 2 — в промежуточной зоне; 3— в краевой зоне темплета

длине раската слитков (рис. 7, 8). Для металла плавок группы I был характерен явно выраженный минимум значений относительного удлинения бю и, особенно, удар­ ной вязкости и максимум значений временного сопро-

28

тивления и предела текучести на расстоянии 10—20% от верхнего торца раскатов слитков. В металле плавок группы I I наблюдалось более равномерное изменение механических свойств по длине раската слитка.

Отмечено, что уровень и однородность свойств при испытании образцов из круга диаметром 40—45 мм (Ма­ кеевский завод) ниже, чем образцов из шахтной стойки

зом различием степени обжатия металла и формы про­ филя, а также методов отбора проб в соответствии с ГОСТом: от круга — по оси, а от шахтной стойки — от внешней части головки.

В связи с тем, что металл группы I плавок с наимень­ шей степенью раскисленности характеризовался значи­ тельно худшими и менее стабильными свойствами по сравнению со сталью группы I I плавок при отсутствии преимуществ по величине головной обрези и в то же время значительно уступал спокойной стали, этот вари-

29