Способи підвищення якості сталі

 

Поліпшити якість металу можна зменшенням у ньому шкідливих домішок, газів, неметалічних включень. Для підвищення якості металу використовують: обробку синтетичними шлаками, вакуумну дегазацію металу, електрошлаковий переплав (ЕШП), вакуумно-дуговий переплав (ВДП), переплав металу в дуговий- дугових-електронно-дугові й плазмових печах і т.д.

Вакуумна дегазація проводитися для зменшення змісту в металі газів і неметалічних включень.

Вакуумування сталі проводять у ковші, при переливі з ковша в ківш, при заливанні в ізложницю.

Для вакуумування в ковші ківш із рідкою сталлю поміщають у камеру, що закривається герметичною кришкою. Вакуумними насосами створюють розрідження до залишкового тиску 0,267...0,667 кПа. При зниженні тиску з рідкої сталі виділяються водень і азот. Спливаючі пухирці газів захоплюють неметалічні включення, у результаті чого зміст їх у сталі знижується. Поліпшуються міцність і пластичність стали.

Електрошлаковий переплав (ЕШП) застосовують для виплавки високоякісних сталей для підшипників, жароміцні сталей.

Переплаву піддається виплавлений у дуговій печі й прокачаний на пруток метав. Джерелом теплоти є жужільна ванна, що нагрівається електричним струмом. Електричний струм підводить до переплавляється електроду, що М, 1, зануреному в жужільну ванну 2, і до піддона 9, установленому у водоохолоджуємому кристалізаторі 7, у якому перебуває запав 8. теплота, Що Виділяється, нагріває ванну 2 до температури понад 1700?C і викликає оплавлення кінця електрода. Краплі рідкого металу 3 проходять через шлаки й утворять під жужільним кулею металеву ванну 4. Перенос крапель металу через основні шлаки сприяє видаленню з металу сірки, неметалічних включень і газів. Металева ванна поповнюється шляхом розплавлювання електрода, і під впливом кристалізатора вона поступово формується в злиток 6. Зміст кисню зменшується в 1,5...2 рази, сірки в 2...3 рази. Злиток відрізняється щільністю, однорідністю, гарною якістю поверхні, Високими механічними й експлуатаційними властивостями. Злитки одержують круглого, квадратного й прямокутного перетину, масою до 110 тонн.

Схема електрошлакового переплаву

Вакуумно-дуговий переплав (ВДП) застосовують із метою видалення з металу газів і неметалічних включень.

Процес здійснюється у вакуумно-дугових печах з витрачається електродом. Катод виготовляють механічною обробкою злитка виплавлюваного в електропечах або установках ЕШП.

Схема вакуумно-дугового переплаву

 

Електрод, що витрачається, 3 закріплюють на водоохолоджуючому штоку 2 і поміщають у корпус печі 1 і далі в мідну водоохолоджуючу ізложницю 6. З корпуса печі відкачують повітря до залишкового тиску 0,00133 кПа. При подачі напруги між електродом 3 (катодом) і запалом 8 (анодом) виникає дуга. теплота, що виділяється, розплавляє кінець електрода. Краплі рідкого металу 4, проходячи зону дугового розряду дегазуються, заповнюють ізложницю й твердіють, утворюючи злиток 7. Дуга горить між електродом і рідким металом 5 у верхній частині злитка протягом всієї плавки. Охолодження злитка й розігрів рідкого металу створюють умови для спрямованого затвердіння злитка. Отже, неметалічні включення зосереджуються у верхній частині злитка, усадочна раковина мала. Злиток характеризується високою рівномірністю хімічного складу, підвищеними механічними властивостями. Виготовляють деталі турбін, двигунів, авіаційних конструкцій. Маса злитків досягає 50 тонн.

  Лекція