POLYAKOV-MEBEL ru
» » Строение стального слитка схема

Строение стального слитка схема

Категория : Утилиты

Повысить эти показатели можно уменьшением в металле вредных примесей, газов, неметаллических включений. Для этого существует несколько способов.

В этот же ковш заливают сталь. При перемешивании стали и шлака поверхность их взаимодействия резко возрастает, и реакция между ними протекает гораздо быстрее, чем в плавильной печи. Обработанная таким образом сталь содержит меньше серы, кислорода и неметаллических включений, что повышает её пластичность и прочность. Такие стали используют для изготовления ответственных деталей машин. Сущность процесса заключается в снижении растворимости газов в жидкой стали при снижении давления над жидким металлом, при этом газы выделяются из металла.

При вакуумировании стали в ковше сталеразливочный ковш помещают в вакуумную камеру на 12…15 минут.



стального слитка схема строение


Кроме вакуумирования в ковше применяется циркуляционное и поточное вакуумирование. Этот метод применяют для выплавки высококачественных сталей шарикоподшипниковых и жаропрочных сталей. Переплаву подвергают выплавленный в дуговой печи и прокатанный на круглые прутки металл. Схема электрошлакового переплава расходуемым электродом. Источником теплоты при ЭШП является шлаковая ванна, нагреваемая при прохождении через неё электрического тока. Электрический ток подводится к переплавляемому электроду 1 рис.

Капли жидкого металла 3 проходя через шлак, образуют под шлаковым слоем металлическую ванну 4. Перенос капель металла через основной шлак способствует удалению из металла серы, неметаллических включений и растворенных газов.

Металлическая ванна непрерывно пополняется путем расплавления электрода и под воздействием кристаллизатора формируется в слиток 6. Направленная кристаллизация способствует получению плотного однородного слитка, что гарантирует высокие механические и эксплуатационные свойства стали.

Этот метод позволяет уменьшить содержание в стали газов и неметаллических примесей. Процесс осуществляется в вакуумно-дуговых печах с расходуемым электродом рис. Расходуемый электрод 3 закрепляют на водоохлаждаемом штоке 2 и помещают в печь 1, а далее в медную водоохлаждаемую изложницу 6. Из печи откачивают воздух.



слитка схема стального строение


При подачи напряжения между расходуемым электродом — катодом 3 и затравкой — анодом 8 возникает дуга. Возникающая дуга расплавляет конец электрода; капли жидкого металла 4, проходя зону дугового разряда, дегазируются, заполняют изложницу и затвердевают, образуя слиток 7. Сильное охлаждение слитка и разогрев дугой ванны металла создают условия для направленной кристаллизации, поэтому неметаллические включения сосредоточиваются в верхней части слитка.

Слитки после ВДП отличаются высокой химической однородностью и повышенными механическими свойствами. Поэтому перед плавкой измельченную руду подвергают механическому обогащению с последующим обжигом. Плавку ведут в отражательных или электропечах.

В результате химического взаимодействия этих соединений образуется так называемый штейн. Полученный медный штейн заливают в конверторы и продувают воздухом для получения черновой меди. Эту медь разливают в изложницы. Для удаления примесей и газов черновую медь рафинируют в отражательных печах.

Такие примеси, как S, Fe, Ni, As, Sb окисляют кислородом воздуха, подаваемым в расплавленную черновую медь. Затем удаляют газы, для чего погружают в расплав сырое дерево. Образующиеся пары воды перемешивают медь и способствуют удалению газов. Но при этом медь окисляется, и для восстановления её ванну жидкой меди покрывают древесным углем и погружают в неё сухое дерево.

Образующиеся углеводороды восстанавливают медь. Для получения более чистой меди проводят электролитическое рафинирование.


Аноды делают из меди огневого рафинирования, а катоды — из листов чистой меди. При пропускании постоянного тока анод растворяется, медь переходит в раствор, а на катоде восстанавливаются ионы меди: Электролиз глинозема проводят в электролизере, в котором имеется ванна из углеродистого материала.

Анод — угольный, катодом является расплав алюминия толщиной …мм на дне ванны и жидкий криолит. Алюминий собирается на дне ванны под слоем электролита, и его периодически откачивают с помощью вакуум-ковша, оставляя на дне немного алюминия для нормальной работы ванны.


Лекции и краткая теория по экономике, материаловедению, электротехнике и ТКМ

Производство магния включает получение чистых безводных солей магния, электролиз этих солей в расплавленном состоянии и рафинирование металлического магния. Электролиз проводят в электролизере, выложенном шамотным кирпичом. Анодами служат графитовые стержни, а катодами — стальные пластины.

При прохождении тока образуются ионы хлора, движущиеся к аноду, и ионы магния, движущиеся к катоду. После разрядки капли жидкого чернового магния собираются на поверхности электролита плотность магния меньше, чем плотность электролита и удаляются вакуумным ковшом. При этом неметаллические примеси переходят в шлак, а магний разливают в изложницы. Полученный титановый шлак подвергают хлорированию в специальных печах. Качество отливок в значительной мере зависит от литейных свойств сплавов.

Основными литейными свойствами являются жидкотекучесть, усадка и склонность к ликвации. Жидкотекучесть — это способность металлов и сплавов течь в расплавленном состоянии по каналам литейной формы, заполнять её полости и четко воспроизводить контуры отливки.

Жидкотекучесть определяется методом отливки пробы, имеющей форму спирали с трапециевидным сечением. Степень жидкотекучести зависит от физико-химических свойств вязкости, поверхностного натяжения расплава , температуры заливки и температурного интервала кристаллизации. Чистые металлы и сплавы, затвердевающие при постоянной температуре т. Повышение температуры заливки увеличивает жидкотекучесть, но значительный перегрев нежелателен, так как он ведет к ухудшению структуры металла при затвердевании и значительному угару.

Усадка — это свойство литейных сплавов уменьшать объём при затвердевании и охлаждении. Различают линейную и объемную усадку. Линейная усадка — уменьшение линейных размеров отливки при её охлаждении до температуры окружающей среды.

На линейную усадку влияют химический состав сплава, температура его заливки, скорость охлаждения сплава в форме, конструкция литейной формы. Объемная усадка — уменьшение объема сплава при охлаждении в литейной форме. Объёмная усадка равна приблизительно утроенной линейной усадке: Усадка в отливках проявляется в виде усадочных раковин и пористости.

Ликвация — неоднородность химического состава сплава в отдельных частях отливки. Она возникает в процессе затвердевания из-за различной растворимости отдельных компонентов сплава в твердом и жидком его состоянии. Ликвация вызывает неоднородность механических свойств в различных частях отливки.

Этим способом изготавливают разнообразные по сложности и массе отливки из сталей, чугунов и сплавов цветных металлов. При этом способе расплавленный металл заливают в разовую разъемную, толстостенную литейную форму, изготовленную из формовочной смеси. Форма имеет внутренние полости, которые соответствуют внешнему очертанию детали. Для их формирования используют модели, которые представляют собой копии будущих отливок.

Внутренние полости отливки формируются стержнями, которые изготавливают из стержневых смесей в стержневых ящиках. Технологический процесс изготовления отливок состоит из ряда операций, представленных на схеме рис. Размеры и форма кристаллов зависят от условий кристаллизации. На кристаллическое строение стального слитка влияет степень раскисленности стали. По степени раскисленности стали подразделяют на спокойные, кипящие и полуспокойные. Эту сталь получают при полном раскислении в печи и ковше рис.

Она затвердевает без выделения газов и образует плотный слиток, в верхней части которого расположена усадочная раковина 2, а в средней части — усадочная осевая рыхлость 1. Для устранения усадочных дефектов слитки спокойной стали отливают с прибыльной частью, которая образуется прибыльной надставкой со стенками, футерованными огнеупорной массой малой теплопроводности.

Вследствие этого сталь долгое время остается в жидком состоянии и питает усадку слитка, а усадочная раковина образуется в его прибыльной части. Структура слитка спокойной стали, выявленная травлением его продольного осевого разреза рис.

Схема строения стальных слитков Стальные слитки неоднородны и по химическому составу. Химическая неоднородность, или ликвация, возникает при затвердевании слитка вследствие уменьшения растворимости примесей железа при его переходе из жидкого состояния в твердое. Ликвация бывает двух видов — дендритная и зональная. Дендритная ликвация — неоднородность стали в пределах одного кристалла дендрита.

Наибольшей склонностью к дендритной ликвации обладают сера, фосфор, углерод, которые при кристаллизации скапливаются в межосных пространствах дендритов.

Этот вид ликвации приводит к появлению в стали полосчатой структуры при прокатке, что вызывает анизотропию механических свойств стали: Зональная ликвация — неоднородность состава стали в различных частях слитка. Наибольшей склонностью к зональной ликвации обладают сера, фосфор и углерод.

В верхней части слитка за счет конвекции жидкого металла содержание этих элементов увеличивается в несколько раз рис. Зональная ликвация ухудшает качество слитка и может привести к отбраковке металла вследствие отклонения его свойства от заданного. Кипящая сталь раскислена в печи не полностью. Ее раскисление продолжается в изложнице при разливке и затвердевании за счет взаимодействия FeO и углерода, содержащихся в металле.



стального схема строение слитка


Кипение металла в изложнице перемешивает сталь, выравнивает ее температуру в разных местах слитка, что уменьшает образование усадочных дефектов. Одновременно это влияет на появление химической неоднородности металла в различных частях слитка. Процесс выделения газов происходит и при затвердевании слитка, поэтому в нем образуется большое количество газовых раковин пузырей , которые завариваются при прокатке слитка. Слиток кипящей стали имеет следующие структурные зоны рис.

В слитках кипящей стали не образуется концентрированная усадочная раковина: Интенсивное движение металла при кипении способствует развитию в слитках кипящей стали зональной ликвации рис. Поэтому при прокатке эту часть слитка отрезают. Однако по сравнению со спокойной сталью слитки кипящей стали не имеют усадочной раковины, что уменьшает отходы металла при обрезе головных частей слитков. Кроме того, кипящая сталь практически не содержит неметаллических включений продуктов раскисления и обладает хорошей пластичностью при обработке давлением.

Для сохранения преимуществ спокойной и кипящей сталей и уменьшения их недостатков производят полуспокойную сталь. Эта сталь имеет промежуточную раскисленность между спокойной и кипящей.



Строение стального слитка схема видео




Частично ее раскисляют в печи и ковше, а частично — в изложнице за счет углерода, содержащегося в металле. Слиток полуспокойпой стали имеет в нижней части структуру спокойной стали, а в верхней — кипящей рис.

Вместе с тем химическая однородность ликвация в слитках полуспокойной стали меньше, чем у кипящей, и приближается к ликвации в слитках спокойной стали. К дефектам этих слитков относятся рассмотренные усадочные раковины в слитках спокойной стали, ликвация, плены на поверхности.

При разливке стали и затвердевании образуются также и другие дефекты, ухудшающие качество металла при последующей обработке давлением. К ним относятся осевая рыхлость — скопление мелких усадочных пустот в осевой зоне слитка, она ухудшает макроструктуру прокатанных изделий; заворот корки — образование на поверхности зеркала металла пленки окислов, неметаллических и шлаковых включений, которая потоком металла заносится в его объем; при прокатке в месте заворота корки возникают дефекты — раковины, ухудшающие качество изделий; поперечные и продольные горячие трещины, образующиеся вследствие торможения усадки слитка в изложнице; подкорковые газовые пузыри, возникающие вследствие чрезмерной смазки рабочей поверхности изложниц, приводят к образованию при прокате мелких трещин — волосовин.

Количество металла, выплавляемого этими способами, постоянно увеличивается. Обработка металла синтетическим шлаком. В этот же ковш затем заливают с некоторой высоты обычно из электропечи сталь. Ее проводят для уменьшения содержания растворенных в металле газов и неметаллических включений. Сущность процесса заключается в снижении растворимости в жидкой стали газов при понижении давления над зеркалом металла, благодаря чему газы выделяются из металла, что приводит к улучшению его качества. Процесс осуществляется различными способами: Источником тепла при ЭШП явялется шлаковая ванна, нагреваемая за счет прохождения через нее электрического тока.

Металлическая ванна, непрерывно пополняемая за счет расплавления электрода, под воздействием водоохлаждаемого кристаллизатора постепенно формируется в слиток 6. Последовательная и направленная кристаллизация способствует удалению из металла неметаллических включений и пузырьков газа, получению плотного однородного слитка.

После полного застывания слитка опускают поддон и извлекают его из кристаллизатора. Схема электрошлакового переплава расходуемого электрода: Расходуемый электрод 3 закрепляют на водоохлаждаемом штоке 2 и помещают в корпус 1 печи и далее в медную водоохлаждаемую изложницу 6.

При подаче напряжения между расходуемым электродом-катодом и затравкой-анодом 8, помещенной на дно изложницы, возникает дуговой разряд. Дуга горит между расходуемым электродом и ванной 5 жидкого металла, находящейся в верхней части слитка, на протяжении всей плавки. Слитки, полученные в вакуумных дуговых печах, содержат очень небольшое количество газов, неметаллических включений, отличаются высокой равномерностью химического состава, имеют хорошую макроструктуру.

Емкость дуговых вакуумных печей — до 50 т.


Ссылка

Дата : 2017
Совместимые Системы: Виндовс XP, 8.1,10, OSX
Язык интерфейса: RU
Размер : 11.53 Mb




Комментарии

Имя:


E-mail:




  • © 2009-2017
    polyakov-mebel.ru
    Написать нам | RSS записи | Карта сайта