Наблюдающаяся на практике химическая неоднородность по длине непрерывного слитка обусловлена не условиями его формирования, а изменением химического состава стали в сталеразливочном ковше, т.е. процессами ее вторичного окисления.
Изменение химического состава стали в сталеразливочном ковше в процессе разливки зависит от многих технологических факторов: длительности разливки, варианта раскисления и легирования, агрегатного состояния вводимых в металл ферросплавов, температуры разливаемой стали, количества и состава печного шлака в ковше, физических свойств шлака.
Относительно большая продолжительность разливки стали на МНЛЗ представляет некоторые специфические требования к технологии выплавки, например, необходимость обеспечения постоянства химического состава порций металла, поступающего в кристаллизатор, на всем протяжении разливки. Этот вопрос приобретает еще большее значение в условиях конверторного способа производства стали, при котором ее раскисление и легирование полностью осуществляют в сталеразливочном ковше.
Склонность данного элемента к дендритной ликвации характеризуется коэффициентом распределения его в жидкой и твердой фазах. Конечная неоднородность стали определяется полнотой протекания диффузионных процессов в жидкой и твердой фазах, которая в свою очередь зависит от скорости кристаллизации сплава.
Увеличение скорости кристаллизации подавляет диффузионные процессы как в жидкой, так и в твердой фазах, хотя и не в одинаковой степени. В зависимости от значения того или иного диффузионного процесса результирующий эффект влияния скорости кристаллизации на развитие дендритной ликвидации может быть различен. Однако в реальных условиях затвердевания слитка скорость диффузии в жидкой фазе значительно больше скорости диффузии в твердой фазе. В последней может протекать лишь молекулярная диффузия, в то время как при перемещении жидкости в процессе затвердевания развивается кон-вективная диффузия.
Следовательно, на однородность слитка, формирующегося в обычных условиях, в значительной степени влияет полнота прохождения выравнивающей диффузии в жидкой фазе.
Идеальным следовало бы считать слиток, полученный при условии его мгновенного затвердевания. В этом случае исключается выравнивающая диффузия в жидкой фазе и получается однородный твердый раствор с тем же распределением примесей, что и в жидком растворе.
Скорость кристаллизации сплава существенно влияет на дисперсность его дендритного строения. При различной скорости кристаллизации создаются различные условия для протекания диффузионных процессов в твердой фазе и развития микронеоднородности слитка. Можно предположить, что между микронеоднородностью слитка, скоростью кристаллизации и дисперсностью его дендритного строения существует определенная количественная взаимосвязь.
Дисперсность дендритного строения, возрастающая с увеличением скорости кристаллизации существенно влияет на развитие дендритной ликвации в слитке. При увеличении дисперсности дендритного строения возрастает общая поверхность кристаллизации и значительная часть жидкого металла затвердевает при более высокой температуре. В результате этого последние порции жидкого металла меньше обогащаются примесями, и сплав характеризуется более равномерным распределением растворенных в нем компонентов.
Определенную роль играет тот факт, что при большой скорости кристаллизации разделительная диффузия в жидкости не успевает обеспечить равновесный состав на поверхности кристалла (жидкости). Разделительная диффузия проходит менее полно, в незатвердевших зонах слитка остается меньшее количество примесей, в связи с чем создаются менее благоприятные условия для образования и развития дендритной неоднородности.
Таким образом, скорость кристаллизации, обусловливая дисперсность дендритного строения слитка, закономерно влияет на степень дендритной неоднородности. На рисунке 4.5 приведены данные, характеризующие взаимосвязь между скоростью кристаллизации, дисперсностью структуры и дендритной неоднородностью по сечению непрерывного слитка.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.