Разливка стали. Температурный и скоростной режимы разливки стали.

Разливка — заключительная операция технологического процесса сталеварения и любого другого процесса плавки. Ответственность этой операции состоит в том, что от ее режима и тщательности проведения зависит не только сохранение свойств металла, которые стремились получить в процессе плавки, но и условия кристаллизации отливок и слитков, а следовательно, и их качество.

При выборе режима заливки необходимо учитывать химический состав стал, толщину стенок и вес отливок, материал формы (металлические, полупостоянные или разовые, сухие или сырые), особенности конструкции литниковых систем и т. д.

Выпуск стали в разливочный ковш, заполнение ею форм и изложниц должны протекать в условиях, которые бы исключили значительные потери теплоты, окисление металла и попадание в него неметаллических включений.

С особой тщательностью следует производить разливку легированных сталей, содержащих легкоокисляющиеся и испаряющиеся элементы. При производстве фасонных стальных отливок из одного сталеразливочного ковша приходится с перерывами заливать большое количество форм. При этом при заливке тонкостенных отливок первостепенное значение имеет температура жидкой стали, которая в зависимости от условий разливки, состава стали и характера отливок может изменяться в значительных (до 100^е С) -пределах.

В большинстве случаев температура стали при разливке должна быть на 80—100° С выше температуры ликвидуса. Однако в каждом конкретном случае выбор температуры разливки должен уточняться исходя из особенностей принятого технологического процесса. От установленной температуры разливки и особенностей технологии изготовления отливок зависит скорость разливки.

В большинстве случаев разливку стали производят из ковшей с отверстием в дне, которое запирается стопором. Реже для разливки используют чайниковые или обычные ковши. Выпускное отверстие стопорных ковшей выполняют в огнеупорномм стаканчике (вставном или стаканчике-насадке), который устанавливают а огнеупорную футеровку дна.

При заливке форм из стопорного ковша истечение стали регулируют с учетом того, чтобы уровень в литниковой воронке оставался постоянным. Если производят заливку изложниц, то необходимо обеспечивать одинаковую скорость подъема стали в них. И в том и в другом случаях необходимо, чтобы расход стали из ковша был неизменным.

При выборе минимального диаметра стаканчика следует иметь в виду, что в процессе разливки площадь отверстия стаканчика не остается постоянной, а размывается жидкой сталью, при этом тем больше, чем больше для данной скорости разливки емкость ковша. По этой причине чтобы расход стали был одинаковым, приходится прибегать к торможению струи пробкой стопора. Исследования позволили получить зависимость диаметра стаканчика от скорости разливки и начального уровня металла в ковше:

d₀ = 100

где d₀ — диаметр стаканчика в, мм;

Q_max — максимальная скорость разливки стали в т/мин;

Нк — начальный уровень металла в ковше в, см;

При выплавке в разливке легированных сталей, особенно в тех случаях, когда значительное количество легирующих элементов вводят в сталь во время выпуска металла из плавильной печи, необходимо обратить особое внимание на равномерное их распределение в объеме ковша.

При очень большом количестве легирующих элементов, вво­димых в ковш, практикуется выдержка жидкой стали в ковше или перелив ее во второй ковш для лучшего перемешивания. Выпуск стали в разливочный ковш сопровождается заметной потерей теплоты и понижением температуры. Часто разница ме­жду температурой стали перед выпуском из плавильной печи и температурой в ковше сразу же после его заполнения достигает 80 — 100°С. Да и в объеме ковша может быть значительный температурный перепад, зависящий от условий предварительного разогрева ковша, толщины огнеупорной кладки, степени ее изношенности и толщины слоя шлака на поверхности стали. Значи­тельное влияние на температуру жидкой стали оказывают про­должительность разливки и применяемые в условиях конвейер­ного производства переливы стали из большого стендового (первого) ковша в небольшие разливочные. Это не может не сказаться на характере физико-химических процессов, продол­жающихся в объеме жидкой стали и на границе металл — шлак