19.Розкрити механізм формування позацентрової ліквації.
Внеосевая (шнуровая) ликвация — местная ликвация в слитках, образовавшаяся в вертикальных или близких к вертикальным участках переходной области. Возникновение внеосевой ликвации чаще всего связано со сползанием части объема переходной (двухфазной) области под действием гравитационных сил. При этом образуются надрывы и горячие трещины, которые заполняются расплавом, обогащенным легкоплавкими составляющими. После затвердевания эти участки выявляются в виде шнуров на макрошлифах травлением. Движение жидкого металла вдоль фронта кристаллизации усиливает эффект разрушения твердого дендритного каркаса двухфазной зоны и способствует развитию внеосевой ликвации.
18. Охарактеризуйте склад і значення коеф. Твердіння зливків і безперервно литих заготовок
коэффициент
затвердевания, мм/мин0,5
20. Розкрити механізм утворення вістової ліквації.
Наиболее опасной является осевая ликвация. Непосредственной причиной формирования осевой ликвации в центральной части слитков являются усадочные перемещения жидкой и твердой фазы.
Процесс образования осевой неоднородности реализуется на границе твердой и жидкой частей слитка в условиях, когда уровень жидкости в средней его части непрерывно опускается. По мере сближения фронтов горизонтального затвердевания у оси заготовки усадочное перемещение возрастает. Поток движущегося жидкого металла увлекает за собой скопления ликватов, экстрагируя их из межосных пространств дендритов. Скопления ликвата описывают траектории, определяемые, с одной стороны, движением границ затвердевания, а с другой — усадочными перемещениями жидкого металла. Известно, что при содержании в двухфазной жидко-твердой области около 20% твердой фазы вязкость ее возрастает, что приводит к потере жидкотекучести и питание усадки жидким металлом из верхних горизонтов затрудняется. Именно поэтому осевая неоднородность характеризуется пористостью, проявляющейся в виде трещин.
Ликвация в осевой зоне заготовки крайне опасна, так как подобные пороки устраняются с трудом. Это обусловлено, прежде всего, снижением эффективности прокатки (проработки металла) по мере приближения к центру заготовки. Особую опасность осевая пористость представляет для крупных сечений непрерывнолитых заготовок (например, блюмов и толстых слябов).
1. Характеристика топлива доменной плавки и основные требования к нему. Функции кокса в процессе выплавки чугуна
В качестве топлива в современной доменной плавке применяют кокс, мазут, природный и коксовый газы и каменноугольную пыль. Основным видом топлива является кокс. Коксом называется пористое спекшееся вещество, остающееся после удаления из каменного угля летучих веществ при нагревании его до 950-1200 С без доступа воздуха. Это единственный материал, который сохраняет форму куска в доменной печи на всем пути движения от колошника к горну. Благодаря этому обстоятельству обеспечивается прохождение газового потока через слой жидких, полужидких и твердых материалов в доменной печи. В нижней части печи раскаленный кокс образует своеобразную дренажную решетку, через которую в горн стекают жидкие продукты плавки. Высота столба шихты в современной доменной печи достигает 30 м, поэтому кокс, особенно в нижней части печи, воспринимает большие нагрузки. Отсюда вытекает основное требование, предъявляемое к коксу: высокая механическая прочность как в холодном, так и в нагретом состоянии
В коксе всегда содержится влага, поступающая в кокс при его тушении на коксохимическом заводе или из атмосферы. В связи с тем, что кокс в доменной печи загружают по массе, содержание влаги в коксе должно выдерживаться постоянным для сохранения заданного теплового режима печи.
Кокс должен быть пористым для обеспечения хорошей горючести в горне печи и обладать высокой теплотой сгорания для получения требуемого количества тепла и необходимой температуры. Теплота сгорания кокса зависит от содержания в нем углерода, которое определяется содержанием золы, вредных примесей и летучих веществ в коксе. Чем выше содержание золы, вредных примесей и летучих веществ в коксе, тем меньше в нем углерода и меньше теплота его сгорания. Кроме того, с увеличением содержания золы и серы в коксе возрастают количество шлака, расход тепла на его расплавление и снижается механическая прочность кокса, а с увеличением содержания серы и фосфора в коксе ухудшается качество чугуна. Повышенное содержание летучих веществ в коксе свидетельствует о незавершенности процесса коксования, что приводит к снижению механической прочности кокса. Чрезмерно низкое содержание летучих в коксе, получающееся при пережоге кокса, также отрицательно сказывается на его качестве. В коксе всегда содержится влага, поступающая в кокс при его тушении на коксохимическом заводе или из атмосферы. В связи с тем, что кокс в доменной печи загружают по массе, содержание влаги в коксе должно выдерживаться постоянным для сохранения заданного теплового режима печи. Загружаемый в доменную печь кокс не должен содержать ни мелких кусков, ухудшающих газопроницаемость шихты, ни чрезмерно крупных кусков, которые, как правило, поражены трещинами и легко разрушаются в печи с образованием мелких фракций. В гораздо больших масштабах в доменных печах используются другие виды топлива — природный и коксовые газы, мазут, пылеугольное топливо и угольно-мазутные смеси, сокращающие расход дорогостоящего кокса на 5-25%.
Природный газ получают из недр земли и по газопроводам транспортируют на металлургические заводы. Впервые в истории металлургии природный газ в широких масштабах применили на металлургическом заводе им. Петровского (г. Днепропетровск) в 1957 г. Природный газ в основном состоит из метана (90-95%), тяжелых углеводородов типа СmHn (4-14%) и иногда содержит незначительное количество диоксида углерода и азота. Это очень высококалорийное газообразное топливо. Теплота сгорания его составляет 34000-38200 кДж/м3 (8100-9100 ккал/м3). Однако в горне доменной печи природный газ сгорает не полностью. Происходит это потому, что в горне печи углерод природного газа сгорает только до оксида углерода СО, водород же, образующийся при разложении природного газа, используется как активный восстановитель оксидов железа. Поэтому расход воздуха на полное сжигание 1 м3 природного газа составляет в среднем 10 м3, а в доменной печи — 3 м3.
Подача природного газа в доменные печи осуществляется без применения специальных газодувок, так как он подается из месторождения под высоким давлением. Применение природного газа в количестве 70-150 м3/т чугуна позволяет уменьшить удельный расход кокса на 70-140 кг. Однако в связи с дефицитом природного газа, добываемого в Украине, и резким увеличением цен на импортируемый газ, дальнейшее его использование в доменном производстве Украины проблематичным.
Разновидностью природного газа является попутный газ, получаемый на нефтепромыслах. Химический состав его отличается более высоким содержанием углеводородов типа CmHn и более высокой теплотой сгорания по сравнению с ПГ.
Мазут является остатком после отгонки из нефти бензина и керосина, составляющим 40-50% от массы исходной нефти. Мазут содержит в среднем 86% углерода, 10 водорода, 0,3 золы, 6% влаги и незначительное количество кислорода и азота. Содержание серы в мазуте изменяется от 0,7 до 4,0%. Подают мазут в доменную печь через фурмы при помощи напорных насосов с предварительным подогревом для уменьшения вязкости.
Пылевидное топливо представляет собой тонкоизмельченный уголь, вдуваемый в горн печи сжатым воздухом. Состав угольной пыли определяется исходным углем. Важнейшими требованиями, предъявляемыми к качеству пылевидного топлива, являются возможно низкое содержание золы и серы и тонкость помола. Затруднения, возникающие при вдувании пылевидного топлива, состоят в абразивном действии пыли на узлы и детали системы пылепроводов.