Режимы охлаждения и термической обработки слитков назначают в каждом конкретном случае в соответствии с частными технологическими инструкциями на ЭШП сталей и сплавов различных марок. Охлаждение слитков осуществляется, как правило, в цехе ЭШП в специальных термосах, неотапливаемых колодцах или под колпаком. Отжиг производят в электрических печах, устанавливаемых в том же цехе или в плазменных печах термического цеха.
Все данные, относящиеся к плавке, и результаты осмотра поверхности слитков фиксируют в плавильной карте, которую заполняют по ходу переплава и после осмотра и взвешивания слитков.
Рассмотренный комплекс технологических операций охватывает все основные моменты по изготовлению слитков на ЭШП. На этом можно считать процесс законченным, а печь готовой к следующему плавильному циклу.
Структура слитка определяется условиями перехода металла из жидкого состояния в твердое. Эти условия при ЭШП отличаются от тех условий, в которых формируется обычный слиток. При ЭШП спонтанный (самопроизвольный) механизм затвердевания заменен регулируемым. Регулируется, главным образом, направление теплоотвода и объем двухфазной области путем регулирования количества тепла, поступающего в кристаллизатор. Но необходимо отметить, что основные аспекты теории затвердевания металла в изложницах остаются общими и для слитков ЭШП.
Сравним условия кристаллизации и формирования структуры слитков, полученных путем заливки металла в чугунную изложницу и в результате ЭШП.
В слитке, полученном при затвердевании металла, залитого в чугунную изложницу, обычно различают три характерные зоны кристаллического строения (рисунок 16):
1. Зону мелких равноосных кристаллов, образующихся вследствие гетерогенного зарождения кристаллов в области термического переохлаждения, вызванного быстрым отводом тепла в стенку изложницы.
2. Зону столбчатых кристаллов, возникающих в результате “конкурирующего” роста дендритов в условиях, когда переохлаждение перед фронтом кристаллизации недостаточно для зарождения новых кристаллов.
3. Зону сравнительно крупных равноосных кристаллов в осевой части слитка, где возможно достаточное для гетерогенной кристаллизации концентрированное переохлаждение металла, уменьшается температурный градиент в жидкой и твердой фазах и в значительной мере дезориентирующего тепловые потоки.
Наиболее плотным и однородным по химическому составу является металл первой зоны. Однако его влияние на качество слитка можно не рассматривать в связи с малой шириной зоны и тем, что во многих случаях металл уходит в окалину или удаляется механической обработкой поверхности слитка.
В обычных слитках наилучшим качеством обладает металл зоны крупных равноосных кристаллов. В этой зоне, как правило, в наибольшей мере развиты химическая и физическая неоднородности и имеются дефекты в виде пористости, трещин и др.
В нижней части слитка (зона 5) располагается конус мелких кристаллов. Его называют еще конусом осаждения. Механизм образования этой части слитка следующий. От стенок изложниц вглубь жидкого металла движется фронт твердой фазы.
Вблизи твердой границы жидкий металл переохлажден, поэтому в нем возникают отдельные металлические кристаллики, которые опускаются в нижний горизонт слитка благодаря большой плотности и конвективным потокам. Скапливаясь внизу и срастаясь, кристаллики образуют конус осаждения. Еще одна зона слитка спокойной стали - это усадочная раковина (область 4). Эта область затвердевает в последнюю очередь. Усадочная раковина представляет собой разницу в объемах жидкого металла и после полного его затвердевания в изложнице.
а – продольное сечение; б – поперечное сечение;
1 – корковый слой мелких кристаллов; 2 – зона столбчатых кристаллов; 3 – зона крупных неориентированных кристаллов; 4 – усадочная раковина; 5 – конус осаждения
Рисунок 16 – Строение слитка спокойной стали
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.