Титов (550695), страница 75
Текст из файла (страница 75)
е. за счет кислорода, содержащегося в ванне). Перед чистым кипением скачивают окислительный шлак. К концу окислительного периода содержание углерода в стали должно быть на 0,02 — 0,03',о меньше нижнего предела в готовой стали, а содержание фосфора не более 0,015',о.
Восстановительный период плавки является наиболее ответственным, В этот период плавку можно вести различными способами, которые отличаются характером физико-химических процессов взаимодействия между расплавом и шлаком. Прн выплавке стали для отливок чаще всего используют вариант плавки под белым шлаком с раскислением стали ферросплавами в начале восстановительного периода.
Белый шлак имеет состав: 60 — 65':о СаО, 14 — 163о 5!О„ 10 — !2оо МпО; 5 — 10% СаГо, 2,5 — 4,0ого А!оОо и' до ! 5ото ГеО, Белый шлак наводят следующим образом: после скачивания окислительного шлака в сталь вводят ферромарганец для доведения содержания марганца в требуемых пределах, затем на зеркало расплава загружают смесь из 80оло извести и 20% плавикового шпата, в количестве от 1,5 до 3% массы расплава.
После образования жидкого шлака наводят белый шлак из извести, плавикового шпата и пылевидного кокса в соотношении 8: 2: 1. Как только шлак станет светлым, в смесь, подаваемую в печь, добавляют порошок ферросилиция, а количество кокса уменьшают, До конца плавки белый шлак поддерживают подачей в печь восстановительной смеси из извести, молотого ферросилиция, кокса и плавикового шпа- та Сталь выдерживают под белым шлаком около 1 ч. Количество У глерода в стали прп этом увеличивается на 0,02 — 0,04%. Поскольку в белом шлаке содеРжитсЯ немного окислов железа и маРганца, то они переходят из металла в шлак. Белый шлак можно получать двумя способами: 1) раскисленнем шлака вначале углеродом, а затем кремнием; 2) раскислением кремнием с самого начала восстановительного периода плавки. Первый способ применяют при выплавке низкоуглеродистых сталей, конструкционных сталей и легированных, содержащих более 0,15% С; второй — при выплавке нержавеющих и высоколегированных сталей, содержащих до 0,15% С.
Плавка стали в индукционных печах. Особенностями процесса плавки в тигельных индукционных печах являются следующие: возможность плавки в любой атмосфере, состав которой можно контролировать; отсутствие электрической дуги или иного теплоносителя, способного науглероживать металл или насыщать его газами; непрерывное перемешивание ванны жидкого металла, что выравнивает химический состав, облегчает дегазацию и всплывание иеметаллическнх включений; малая интенсивность взаимодействия шлаков с ванной металла, в результате ограниченные возможности управления процессом плавки с помощью регулирования состава шлаков; высокие температуры, легкость регулирования температурного режима плавки.
Эти особенности наиболее полно можно использовать при плавке легированных специальных сортов стали для отливок ответственного назначения. Поэтому индукционная тигельная плавка находит широкое применение именно в этой области. Индукционные печи могут иметь основную и кислую футеровку. Печи с основной футеровкой используют для плавки высоколегированных сталей с повышенным содержанием марганца, титана, алюмини я.
В индукционных тигельных печах процесс плавки протекает в условиях недостатка кислорода, окислительные процессы плавки затруднены, поэтому при выборе шпхты исходят из того, что плавка будет сводиться к переплаву шихты. Шихтовые материалы в печь загружают так, чтобы пространство между кусками было минимальным, Крупные куски укладывают ближе к стенкам тигля, а мелкие — в среднюю часть. Наиболее тугоплавкие составляющие шихты укладывают в нижнюю часть тигля. Во время плавки шихту периодически осаживают, повышая. плотность укладки нерасплавившихся кусков. После расплавления шихты наводят шлак.
Шлак защищает металл от окисления, снижает угар элементов. При кислом процессе шлак наводят из смеси шамота и стекла, а при основном из 70% обожженной извести, 20% плавикового шпата и 10% магпезитового порошка. Легирующие ~лементы (ферромолибдеп, никель, медь) вводят в печь одновременно с шихтой, Другие легнрующие добавки вводят в такой последова- 369 тельности: феррохром, ферросилиций, ферротитан. Раскисление стали производят в печи ферромарганцем и ферросилицием и в ковше — алюминием (200 г на 1 т стали).
В индукционных печах с основной футеровкой можно веста плавку с окислением углерода удалением фосфора и серы. Этот процесс чаще применяют при плавке специальных сталей. й 3. ПЛАВКА В МАЛЫХ ВЕССЕМЕРОВСКИХ КОНВЕРТОРАХ Малые бессемеровские конверторы применяют для плавки стали для фасонных отливок в цехах машиностроительных заводов Это объясняется высокой экономичностью и простотой процесса, и'-и а также тем, что в конверторе можно получить сталь высокого качества и с более высокой температурой, чем в большом бессемеровском конвер. а)а( '.; ! ': торе, применяемом в металлургиче.
' оком производстве. л), ~::, ,~п л-е Малый бессемеровский конвертор 4'".'1с '- (рис. 223) представляет собой груше- В! ; + -..: =~ ~В , образный стальной, футерованный динасовым кирпичом сосуд с боко- "-,',':+ -,' '--„-'.: вымя отверстиями — фурмами (дна. ~~-в "' '" ' .~ б ' метр 30 — 45 мм). Конверторы с боко- вым дутьем строят емкостью 500 †. й 1 3000 кг. Процесс плавки в малом бессеме.
г""Кб ' " ровском конверторе происходит сле- дующим образом. Выплавленный в Рвс. 2йо. Милый бессемеровскнй вагранке чугун, содержащий 3,2— конвертор: 3,5"о С; 1,6 — 1,8'о 51; 0,6 — 0,8"о Мп; ь и — пгаиптг|ие и и и р. до 0,05 — 0,07",о 5, заливают в подопии; И вЂ” пгиаупориаи иабиииа; и — аасмпиа ' гретый конвертор. В залитый чугу- ном конвертор вдувается воздух под давлением 2,5 кгсгсми или кислород; конвертор устанавливают в вертикальное положение так, чтобы фурма оказалась над поверхностью металла. Процесс плавки условно можно разделить на три периода, В п е р в о м п е р и о д е при продувке окисляется, в основном, железо, а затем начинают выгорать сначала кремний и маргвнсп, за счет кислорода закиси железа, растворенной в металле.
В о в т о р о м п е р и о д е плавки, когда температура металла в ванне конвертора поднимается за счет теплоты горения кремния н марганца до 1450 С, начинает выгорать углерод. В результате металл обезуглероживается. В т р е т ь е и п е р и о д е догорают примеси чугуна, которые не успелн выгореть в первом периоде, т, е. кремний и марганец. Когда выгорят все примеси, начинает появляться бурый дым, ука. зуо ывакнций на конец плавки. Раскисление стали производят бычным способом. Конвертор наклоняют и останавливают дутье.
Весь процесс в малом бессемеровском конверторе длится 18— РО мин. Недостаток конверторного способа — при кислом процессе сера и фосфор не удаляются, поэтому необходимо применять низкофосфорнстые чугуны. Этот недостаток можно устранить продувкой чугуна кислородом, который понижает содержание закиси железа а шлаке, нли переходом на основную футеровку. й 4. ЗАЛИВКА, ОЧИСТКА И ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛЪНЪ4Х ОТЛИВОК Качество отливок во многом зависит от температуры заливки, поэтому необходимо стремиться заливать формы сталью с высокой температурой 1от 1550 до 1480' С), хотя при этом в отливках возникает больше напряжений и увеличивается склонность к образованию горячих трещин.
При заливке форм сталью с более низкой температурой в отливках появляется много газовых раковин и шлаковых включений. Сталь в формы можно заливать из стопорных, чайниковых н других ковшей. Перед выпуском стали из печи ковши должны быть сухие и футеровка их нагрета докрасна; при недостаточном нагреве ковша сталь в нем быстро охлаждается и в ковше образуются настыли, особенно прн литье ннзкоуглеродистой стали.
Выбнаку отливок из форм можно производить теми же средствами, что и отливок нз серого и ковкого чугуна. Очистка стальных отливок отличается от чугунных тем, что от стальных отливок труднее удалять литники и прибыли; их приходится отрезать кислородно-ацетиленовым пламенем или другими способами. Так как на стальных отливках пригар больше, чем на чугунных, то применяют, кроме обычных способов очистки, также газопламенную очистку и обрубку пневматическими рубильными молотками. Стальные отливки очищают до отжпга и после. До отжига очищают пригоревшую формовочную смесь, а,после отжига— окалину, образующуюся при отжиге. Термическая обработка отливок. При затвердевании н охлаждении стальные отливки имеют крупнозернистую структуру, обладающую невысокими прочностными свойствами. Для измельчения структуры и снятия внутренних напряжений стальные отливки отжигают.
После отжига увеличиваются предел прочности при растяжении, относительное удлинение и ударная вязкость стали. Температура отжнга должна быть выше точки Ас, на диаграмме состояния на ЗΠ— 50' С. Выдержка отливок при температуре отжига должна быть такой, ~тобы обеспечить равномерный прогрев отливок по сечению. Для ~~нкостенных отливок длительность нагрева около 1 ч, для более крупных, толстостенных 4 — 6 ч. При выдержке отливок в печи более 371 оптимальной структура вновь может укрупняться, Отливки посл отжига охлаждают с печью. Для придания отливкам тех или ийых прочностных характе ристик, их кроме отжига подвергают различным видам термическои обработки.
Нормализацию применяютдля измельчения первичнойструктуры отливок, а также как подготовительную операцию для последую щей термической обработки. При нормализации отливки нагревают выше точки Лс„выдерживают и охлаждают по обычным режимам отжита. Высокий отпуск применяют для повышения ударной вязкости, снижения твердости отливок. Для этого отливки нагревают до 500 — 600'С со скоростью 30 — 40'С/ч; выдерживают 1 — 2 ч и охлаждают на воздухе.
Закалку в жидких средах (воде и масле) применяют для повышения прочности и ударной вязкости мелких и средних отливок. Перед закалкой отливки необходимо отжигать. Кроме этого, после окончательной механической обработки стальные отливки подвергают различным видам химико-термической обработки. Обычно проводят предварительную термическую обработку (отжиг или нормализацию с отпуском) для снятия внутренних напряжений, смягчения стали для механической обработки и подготовки структуры к окончательной термической обработке, которая состоит из нормализации и отпуска или закалки и отпуска (табл.54). Выбор режима термической обработки отливок зависит от химического состава стали, конструктивных особенностей отливок и технических условий. Таблица 64 Для углеродистой и ннзкоуглеродистой стали рекомендуются следующие виды термической обработки: отжиг — для отливок, склонных к образованию значительных внутренних напряжений; нормализация — для простых отливок; нормализация и отпуск— для отливок повышенного и особого качества, не склонных к сильному короблению при ускоренном охлаждении на воздухе.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
