Способи підвищення якості стали
Поліпшити якість металу можна зменшенням в нім шкідливих домішок, газів, неметалічних включення. Для підвищення якості металу використовують: обробку синтетичним шлаком, вакуумну дегазацію металу, електрошлакову переплавку (ЭШП), вакуумно-дугову переплавку (ВДП), переплавка металу в електронно-дугових і плазмових печах і так далі
Вакуумна дегазація проводиться для зменшення змісту в металі газів і неметалічних включення.
Вакуумування сталі проводять в ковші, при переливанні з ковша в ківш, при заливці у виливницю.
Для вакуумування в ковші ківш з рідкою сталлю поміщають в камеру, що закривається герметичною кришкою. Вакуумними насосами створюють розрідження до залишкового тиску 0,267...0,667 кПа. При пониженні тиску з рідкої сталі виділяються водень і азот. Спливаючі бульбашки газів захоплюють неметалічні включення, внаслідок чого утримування їх в сталі знижується. Покращуються міцність і пластичність стали.
Е
лектрошлакову
переплавку (ЭШП) застосовують для
виплавки високоякісних сталей для
підшипників, жароміцні сталей.
Схема електрошлакової переплавки представлена на рис.3.5
Рис.3.5 Схема електрошлакової переплавки
Переплавці піддається виплавлений в дуговій печі і прокатаний на пруток метал. Джерелом теплоти є шлакова ванна, що нагрівається електричним струмом. Електричний струм підводиться до електроду, що переплавляється, 1, зануреному в шлакову ванну 2, і до піддону 9, встановленому у водоохолоджуваному кристалізаторі 7, в якому знаходиться приманка 8. Теплота, що виділяється, нагріває ванну 2 до температури понад 1700 0C і викликає оплавлення кінця електроду. Краплі рідкого металу 3 проходять через шлак і утворюють під шлаковим шаром металеву ванну 4. Перенесення крапель металу через основний шлак сприяє видаленню з металу сірки, неметалічних включення і газів. Металева ванна поповнюється шляхом розплавлення електроду, і під впливом кристалізатора вона поступово формується в зливок 6. Вміст кисню зменшується в 1,5…2 разу, сірки в 2...3 разу. Зливок відрізняється щільністю, однорідністю, хорошою якістю поверхні, Високими механічними і експлуатаційними властивостями. Зливки отримують круглого, квадратного і прямокутного перерізу, масою до 110 тонн.
Вакуумно-дугову переплавку (ВДП) застосовують в цілях видалення з металу газів і неметалічних включення.
П
роцес
здійснюється у вакуумно-дугових печах
з електродом, що витрачається. Катод
виготовляють механічною обробкою зливка
що виплавляється в електропечах або
установках ЭШП.
Схема вакуумно-дугової переплавки представлена на рис.3.6.
Рис.3.6. Схема вакуумно-дугової переплавки
Електрод, що витрачається, 3 закріплюють на водоохолоджуваному штоку 2 і поміщають в корпус печі 1 і далі в мідну водоохолоджувану виливницю 6. З корпусу печі відкачують повітря до залишкового тиску 0,00133 кПа. При подачі напруги між електродом, що витрачається, 3 (катодом) і приманкою 8 (анодом) виникає дуга. Теплота, що виділяється, розплавляє кінець електроду. Краплі рідкого металу 4, проходячи зону дугового розряду дегазуються, заповнюють виливницю і тверднуть, утворюючи зливок 7. Дуга горить між електродом і рідким металом 5 у верхній частині зливка упродовж усієї плавки. Охолодження зливка і розігрівання рідкого металу створюють умови для спрямованого твердіння зливка. Отже, неметалічні включення зосереджуються у верхній частині зливка, усадкова раковина мала. Зливок характеризується високою рівномірністю хімічного складу, підвищеними механічними властивостями. Виготовляють деталі турбін, двигунів, авіаційних конструкцій. Маса зливків досягає 50 тонн.
Виробництво кольорових металів