Теплота растворения газа в металле. Абсолютная температура жидкого металла. Коэффициент массопередачи, учитывающий конвекцию и диффузию, страница 3

Установлено, что увеличение количества поглощенного кислорода в результате уменьшения уровня металла в ковше с 2,5 до 0,5 м в значительной степени компенсируется снижением количества поглощенного кислорода вследствие увеличения диаметра разливочного стакана с 40 до 60 мм. При таком соотношении изменений уровня металла в ковше и диаметра стакана (рис. 5.2 а) количество поглощенного металлом О₂ в процессе разливки увеличивается с 0,00660 до 0,00730 %.

На участке промежуточный ковш–кристаллизатор при рабочей скорости вытягивания слитка 1,5 м/мин поверхностью струи поглощается кислорода в среднем на 0,001 % больше, чем поверхностью струи, вытекающей из сталеразливочного ковша (рис. 5.2 б).

В результате вторичного окисления на поверхности жидкого металла образуется оксидная пленка, переходящая в процессе разливки в грубую корку из затвердевшего металла, скоплений оксидов и нитридов [28], что значительно ухудшает свойства разливаемой стали.

Появление оксидных пленок наиболее характерно для сталей, содержащих элементы с большим химическим сродством к кислороду и образующих твердые неметаллические взвеси. Элементы, образующие жидкие продукты раскисления, препятствуют образованию плен.        По воздействию на склонность стали к появлению оксидных пленок наиболее активные элементы располагаются в следующей последовательности: алюминий, титан, хром. Оксиды этих металлов резко увеличивают вязкость поверхностного слоя стали, что и вызывает образование характерных поверхностных плен. Кристаллические взвеси оксидов алюминия, титана и хрома являются центрами, вокруг которых группируются и высококислородные жидкие оксиды, также представляющие собой продукты реакций на поверхности контакта металла с окружающей атмосферой.

Данные таблиц 5.2, 5.3 и рисунков 5.2, 5.3 достаточно хорошо характеризуют влияние технологических параметров непрерывного литья на величину поглощенного струей металла кислорода и азота на участках сталеразливочный ковш – промежуточный ковш – кристаллизатор.

Таблица 5.2 — Расчетное количество О₂ и N₂, поглощенных струей на участке С/К – П/К и потерь Ti при различных диаметрах разливочных стаканов и уровнях металла в С/К

Диаметр стакана, мм	Уровень ме-талла в ковше, м	Количество поглощенного кислорода, %	Потери титана на окисление, %	Количество поглощенного азота, %	Потери титана на нитридообразование, %	Суммарные потери титана, %
60	2,5	0,00457	0,01	0,0151	0,05	0,06
60	2,0	0,00481	0,01	0,0159	0,05	0,06
60	1,5	0,00509	0,01	0,0168	0,06	0,07
60	1,0	0,00558	0,01	0,0184	0,06	0,07
60	0,5	0,00659	0,01	0,0217	0,07	0,08
40	2,5	0,00731	0,01	0,0241	0,08	0,09
40	2,0	0,00773	0,01	0,0255	0,09	0,10
40	1,5	0,00810	0,02	0,0267	0,09	0,11
40	1,0	0,00902	0,02	0,0298	0,10	0,12
40	0,5	0,01042	0,02	0,0344	0,12	0,14

Таблица 5.3 — Расчетное количество О₂ и N₂, поглощенных струей при переливе в кристаллизатор и потерь Ti при различных скоростях вытягивания заготовки

Скорость вытягива-ния заготов-ки, м/мин	Количество поглощенного O2, %	Потери Ti на окисление, %	Количество поглощенного N2, %	Потери Ti на нитридообра-зование, %	Суммарные потери титана, %
0,5	0,00981	0,02	0,0324	0,11	0,13
1,0	0,00830	0,02	0,0274	0,09	0,11
1,5	0,00773	0,02	0,0255	0,09	0,11
2,0	0,00731	0,01	0,0241	0,08	0,09