книги из ГПНТБ / Хан Б.Х. Раскисление, дегазация и легирование стали

щают добавками извести, доломита или магнезита, вводимыми в

печь отдельными порциями за 20—30 мин., до выпуска. Скорость выгорания углерода должна быть максимальной. Длительность периода безрудного кипения должна быть как можно меньше, и

не в ущерб высокой степени нагрева металла. Температура ме­

талла к выпуску находится в пределах 1600—1630° и зависит от марки выплавляемой стали и способа разливки металла.

При достижении заданного содержания углерода (с учетом углерода, вводимого ферросплавами) металл выпускают в ста­ леразливочный ковш. Все раскислители в кусках размером 70— 100 мм из бункера, подвешенного на 'разливочном кране или

установленного на краю рабочей площадки, вводят в струю ме­ талла во время выпуска. При выплавке стали со.средним со­ держанием хрома до 1%, феррохром в кусках размером 70— 100 мм также вводят в ковш в струю металла во время выпуска. После введения всех ферросплавов металл раскисляют алюми­ нием. Расход алюминия зависит от марки выплавляемой стали и от назначения металла.

При выплавке стали с содержанием хрома выше 1 %, фер­ рохром вводят в печь без предварительного раскисления метал­ ла кремнесодержащими сплавами. Длительность выдержки ки­ пящего металла с феррохромом в печи зависит от производи­ тельности печи и от количества введенного феррохрома. Чем

больше количество присаживаемого феррохрома и чем ниже про­ изводительность печи, тем продолжительнее выдержка металла. Раскислители присаживают в ковш во время выпуска стали.

После выпуска металл выдерживают в ковше 10—15 мин.

для лучшего выравнивания состава по всему объему, а затем разливают по изложницам обычным методом.

Новый технологический режим ведения плавки в основной мартеновской печи многократно проверяли на ряде заводов, вы­ плавляющих качественную сталь. В табл. 40 приведены усреднен­ ные данные о содержании водорода в стали, выплавленной по

различной технологии. Для каждого варианта исследовалось по

10плавок.

Кпервой группе (см. табл. 41) относятся среднеуглероди­

стые стали, легированные хромом, марганцем, кремнием, а ко второй —■ низкоуглеродистые стали, легированные хромом, ни­

келем и молибденом. Более высокое содержание водорода в ста­ лях второй группы может быть объяснено тем, что эти стали имеют на выпуске температуру несколько выше, чем средне­ углеродистые стали. Достигаемые при новом методе выплавки стали содержания водорода близки к критическим, безопасным для качества стали. Флокеночувствительность стали 40Х, вы­ плавленной таким методом, заметно снизилась. Сталь 12МХч.по-

11 Б. X. Хан

лучилась без мелких газовых пузырей, которые при обычной технологии выплавки часто обнаруживались в прокатных заго­ товках. Плотность слитков при выплавке стали по новому тех­ нологическому режиму подвышается, а газовая ликвация и общая пористость уменьшается. Применение новой технологии вы­ плавки позволяет снизить себестоимость основной мартеновской стали и сократить длительность плавки.

ВОДОРОД И АЗОТ В СЛИТКАХ И ПРОКАТЕ

Азот и водород в стальных слитках и прокате распределяют­

ся неравномерно.

Однако в кипящей стали остаточное содержание водорода настолько незначительно (1—2 ял/100 г), что он не может по­

влиять на какие-либо свойства этой стали. Наблюдаемая раз­

ница содержания водорода в различных кристаллических зонах слитков кипящей стали не превышает 0,1—0,3 jo/100 г, т. е.

практически водород в кипящей стали распределяется равно­ мерно.

фосфору. Концентрация азота увеличивается по направлению снизу вверх и от периферии к оси слитка [96]. Степень ликва­ ции азота в слитке кипящей стали возрастает с увеличением абсолютной концентрации азота.

При кипении стали в изложницах часть азота и водорода удаляется из металла. При ограничении длительности кипения

правлении.

Распределение водорода в крупных слитках и поковках из

кислой стали характеризуется данными Гобсона и Сайкса [98],

приведенными на рис. 80. Сплошная кривая показывает, как изменяется содержание остаточного водорода вдоль оси поковки, изготовленной из 190-т слитка углеродистой стали, а пунктирная кривая — содержание водорода в поперечном сечении поковки

хромоникелевой стали, изготовленной из слитка весом 84 т. Про­ бы отбирали , из нижней части слитка на расстоянии, равном Vs высоты слитка от основания.

Эти данные также показывают нарастание содержания водо­

рода от верха слитка к низу и от края заготовки к центру. В верхней части слитка, соответствующей подприбылыной зоне,

содержание водорода также повышенное. У краев заготовки в поперечном сечении имеются участки с повышенным содержа­ нием водорода, что может быть объяснено быстрым заморажи­ ванием корковой зоны при кристаллизации металла в изложни­ це и фиксацией водорода в этих участках.

11*

164 Дегазация стали

Характер распределения водорода в слитках и отливках за­ висит от скорости кристаллизации стали. В табл. 42 приведены данные о распределении водорода в слитках углеродистой и хро­ моникелевой'-аустенитной сталей при заливке металла в метал­ лическую и песчаную формы. Пробы отбирали от поперечных

разрезов слитков толщиной 100—150 мм. Из табл. 42 следует, что чем больше скорость кристаллизации отливок, тем выше сте-

При длительной кристаллизации в песчаной форме часть во­

дорода удаляется из сердцевинных слоев отливки, находящихся

долгое время в жидком состоянии. Этим и объясняется меньшая степень неравномерности распределения водорода в поперечном:

сечении отливки во втором случае. В хромоникелевой стали раз­

ница между содержанием водорода в центре и на периферии незначительная. Это объясняется тем, что при высоком содер­ жании в стали никеля раст­

воримость водорода в твер­

дом металле повышается.

Распределение азота в слитках спокойной углеро­ дистой стали аналогично

распределению его в слит­ ках кипящей стали. В леги- 'g

рованных сталях азот с раз- 8

личными элементами обра- ь

зует прочные нитриды, кото- |

рые распределяются в слит- *

ке неравномерно. При опре-& делении содержания азота в £

ющегося при кристаллизации спокойной стали, составляет водо­ род. С выделением из металла водорода связано образование лик-

вационных дефектов в слитках (пятнистая ликвация, ликвационный квадрат, точечная ликвация, зональная ликвация).

По мере понижения температуры жидкого металла раствори­

мость газов уменьшается и они постепенно диффундируют из глубинных слоев жидкого металла к верхнему его уровню, где

концентрация газов непрерывно убывает. Вследствие резкого па­ дения растворимости газов при переходе металла из жидкого в

твердое состояние у фронта растущих кристаллов раствор всегда пересыщен газами (рис. 81).

■ Если содержание водорода в стали высокое и его снижение путем диффузии на границе фронта кристаллизации затруднено,

то возможно образование пузырьков в отдельных точках кри-