Особенности разливки полуспокойной стали

По степени раскисленноcти и харак­теру поведения при кристаллизации в изложнице полуспокойная сталь зани­мает промежуточное положение меж­ду спокойной и кипящей. При орга­низации технологии производства по­луспокойной стали основная задача заключается в том, чтобы использо­вать преимущества как кипящей стали (отсутствие концентрированной уса­дочной раковины вследствие образо­вания массы хорошо сваривающихся при прокатке пузырей и соответству­ющее уменьшение головной обрези), так и спокойной стали (высокую сте­пень однородности слитка вслед­ствие незначительного перемешива­ния жидкого металла в процессе фор­мирования слитка).

Решается эта задача прежде всего путем уменьшения (по сравнению со спокойной сталью) расхода раскисли-телей, т. е. проводится частичное рас­кисление таким образом, чтобы ме­талл при кристаллизации некоторое время кипел, расходуя избыточный кислород на образование зоны пузы­рей, а затем, израсходовав избыточ­ный кислород на протекание реакции [С] + [О] = СО_Г, затвердевал, как сли­ток спокойной стали. Раскислители при этом в уменьшенном количестве вводятся в ковш. Получаемую при та­кой технологии сталь называют полу­спокойной. Для получения качествен­ной полуспокойной стали необходимо обеспечить высокую культуру произ­водства и налаженный точный конт­роль состава и температуры металла: даже небольшая ошибка в расчете количества вводимых раскислителей или в определении рациональной скорос­ти наполнения изложницы (скорости разливки) может привести к получе­нию пере- или недораскисленного слитка; исправить такие ошибки в процессе разливки трудно.

В производственных условиях кос­венной характеристикой степени рас-кисленности может служить такой по­казатель, как продолжительность ис­крения металла в изложнице после окончания ее заполнения. Если полу­спокойная сталь застывает в изложни­це без крупных наплывов и продолжи­тельность искрения составляет 10-40 с, то получается качественный слиток (рис. 24.11) с минимальной го­ловной обрезью и максимальным при­ближением к спокойной стали по фи­зико-механическим свойствам.

По стандартной технологии рас­кисления полуспокойных сталей пре­дусмотрено введение всех раскислите­лей (ферромарганца, силикомарганца, ферросилиция) в ковш. Обычное со­держание кремния в полуспокойной стали типа СтЗпс и Ст5пс составляет 0,05-0,17% (соответственно при 0,14-0,22 и 0,28-0,37 % С). В спокой­ной стали тех же марок содержание кремния существенно выше (0,17-0,35 %); к тому же спокойную сталь дополнительно раскисляют еще алю-

Рис. 24.11. Разрез по

высоте качественного

слитка полуспокойной

стали

Рис. 24.12. Из­ложница для разливки кипя­щей стали:

о —сквозная; б — бутылочная

минием. Замена спокойной стали по­луспокойной экономически целесооб­разна, так как кроме экономии расхо­да раскислителей (алюминия и ферро­силиция) снижается головная обрезь (выход годной заготовки из слитка увеличивается на 8-10 %). Кроме того, отпадает необходимость в при­быльных надставках, огнеупорах для их футеровки, теплоизолирующих за­сыпках; соответственно снижается трудоемкость подготовки составов с изложницами.

Полуспокойную сталь обычно раз­ливают в расширяющиеся книзу из­ложницы. Одним из приемов быстро­го прекращения кипения металла в изложнице является использование изложниц так называемого бутылочно­го типа (рис. 24.12, б). В момент подъема металла на уровень узкой верхней части бутылочной изложницы головная часть слитка быстро затвер­девает и кипение прекращается.