На головну

Способи підвищення якості металу

  1. I. ПРИЙОМИ ИЗМЕРЕНИЙ І СТАТИСТИЧНІ СПОСОБИ ОБРОБКИ ЇХ РЕЗУЛЬТАТІВ В психологічних дослідженнях
  2. II. ГЕНЕТИКА забарвлення і ЯКОСТІ ШЕРСТІ РІЗНИХ ПОРІД СОБАК
  3. III. Способи формування фонду капітального ремонту
  4. IV. Основний парадокс рефлексивної кооперації: неможливість взаєморозуміння. способи подолання
  5. Measuremeut Якості Луча
  6. VI. Розчини. Способи вираження концентрації
  7. VII.2.2) Способи набуття права власності.

Розвиток машинобудування та приладобудування пред'являють зростаючі вимоги до якості металу: його міцності, пластичності, газосодержания. Поліпшити ці показники можна зменшенням в металі шкідливих домішок, газів, неметалічних включень. Для підвищення якості металу використовують обробку синтетичним шлаком, вакуумну дегазацію металу, плавку в вакуумних печах, електрошлаковий переплав (ЕШП), вакуумно-дугового переплав (ВДП), вакуумно-індукційний переплав (ВІП), переплав металу в електронно-променевих і плазмових печах.

Обробка металу синтетичним шлаком полягає в наступному. Синтетичний шлак, що складається з 55% CaO,40%Al2O3, Невеликої кількості SiO2, MgO і мінімуму FeO, Виплавляють в електропечі і заливають в ківш. В цей же ківш заливають і сталь. При перемішуванні сталі і шлаку поверхню їх взаємодії різко зростає і реакції між ними протікають набагато швидше, ніж в плавильної печі. Завдяки цьому, а також низькому вмісту оксиду заліза в шлаку сталь, оброблена таким способом, містить менше сірки, кисню і неметалічних включень, поліпшується її пластичність і міцність. Такі стали застосовують для виготовлення відповідальних деталей машин.

Вакуумну дегазацію стали проводять для зменшення вмісту в металі газів і неметалевих включень. Вакуумирование стали виробляють в ковші, при переливці з ковша в ківш, при заливці в изложницу і т.п. Для вакуумирования в ковші, його поміщають в камеру, закривається герметичною кришкою. Вакуумними насосами в камері створюється розрідження до залишкового тиску 0.267-0.667 кПа. При зниження тиску з рідкої сталі виділяється водень і азот. Спливаючі бульбашки газів захоплюють неметалеві включення, в результаті чого вміст їх в стали знижується. Все це покращує міцність і пластичність стали.

Електрошлаковий переплав (ЕШП) застосовується для переплавки прутків металу, виплавленого в дугового печі. Джерелом теплоти при ЕШП є шлаковая ванна, що нагрівається при проходженні через неї електричного струму. Електричний струм підводиться до переплавляють електроду 1, зануреному в шлакову ванну 2 і до піддону 9, встановленим в водоохолоджуваному металевому кристаллизаторе 7, в якому знаходиться запал 8 (Рис.10). Виділяється в шлакової ванне2 теплота нагріває її до температури 1700 0З і більше і викликає оплавлення кінця електрода. Краплі рідкого металу 3 проходять через шлак, утворюючи під шлаковим шаром металеву ванну 4.

Рис.10.Схема електрошлакової переплавки витрачається електрода:

а - кристалізатор, б - включення установки

Перенесення крапель металу через основний шлак сприяє їх активній взаємодії, видалення з металу сірки, неметалевих включень і розчинених газів. Чавунна ванна безперервно поповнюється шляхом розплавлення електрода, під впливом кристаллизатора поступово формується зливок 6. Послідовна і спрямована кристалізація сприяє видаленню з металу неметалічних включень і газу, отриманню щільного однорідного злитка.

В результаті ЕШП вміст кисню в металі знижується в 1.5-2 рази, знижується концентрація сірки, в 2-3 рази зменшується вміст неметалічних включень, вони стають дрібніше і рівномірно розподіляються в обсязі злитка. Злиток відрізняється щільністю, однорідністю, гарною якістю поверхні завдяки наявності шлакової кірки 5, високими механічними та експлуатаційними властивостями стали. Злитки виплавляють круглого, квадратного і прямокутного перетинів масою до 110 т. Найбільш широко ЕШП використовують при виплавці високоякісних сталей для шарикопідшипників, жароміцних сталей для дисків турбін і авіаційних конструкцій.

Вакуумно-дугового переплав (ВДП) застосовують в цілях видалення з металу газів і неметалевих включень. Процес здійснюється в вакуумних дугових печах з електродом, що витрачається (Рис.11). Залежно від вимог, що пред'являються до одержуваному металу, електрод, що витрачається виготовляють механічною обробкою зливка, виплавленого в електропечах або установках ЕШП. Електрод, що витрачається закріплюють на водоохолоджуваному штоку 2 і поміщають в корпус 1 печі і далі в мідну изложницу 6. З корпусу печі відкачують повітря до залишкового тиску 0.00133 кПа.

Рис.11.Схема вакуумно-дугового переплаву

При подачі напруги між витрачаються електродом-катодом 3 і запалом-анодом 8 виникає дуга. Виділяється теплота розплавляє кінець електрода; краплі 4 рідкого металу, проходячи зону дугового розряду, дегазуються, заповнюють изложницу і тверднуть, утворюючи злиток 7. Дуга горить між електродом, що витрачається і рідким металом 5 у верхній частині злитка протягом всієї плавки. Сильне охолодження злитка і розігрів дугою ванни металу створюють умови для спрямованого затвердіння зливка, внаслідок чого неметалеві включення зосереджуються у верхній частині злитка, а усадочная раковина в зливку незначна. Злитки ВДП містять мало газів, неметалевих включень, відрізняються високою рівномірністю хімічного складу, підвищеними механічними властивостями. З злитків виготовляють відповідальні деталі турбін, двигунів і авіаційних конструкцій .. Маса злитків досягає 50 т.

Плавку в електронно-дугових печах застосовують для отримання чистих і надчистих тугоплавких металів (молібдену, ніобію, цирконію та ін.), для виплавки спеціальних сплавів і сталей. Джерелом теплоти в цих печах є енергія, що виділяється при гальмуванні вільних електронів, пучок яких спрямований на метал. Отримання електронів, їх розгін, концентрація в промінь, напрямок променя в зону плавлення здійснюються електронною гарматою. Метал плавиться і твердне в водоохолоджуючих кристалізаторах при залишковому тиску 1.33 ? 10-3 кПа. Вакуум всередині печі, великий перегрів і високі швидкості охолодження злитка сприяють видаленню газів і домішок, отримання металу особливо високої якості. Однак при переплаву шихти, що містить легкоиспаряющиеся елементи, змінюється хімічний склад металу.

Плавку стали в плазменно-дугових печах застосовують для одержання високоякісних сталей і сплавів. Джерело теплоти в цих печах - низькотемпературна плазма (30000 0С), що отримується в плазмових пальниках. У цих печах можна створювати нейтральне середовище заданого складу (аргон, гелій). Плазменно-дугові печі дозволяють швидко розплавити шихту, а в нейтральному газовому середовищі відбувається дегазація металу, що виплавляється, легкоиспаряющиеся елементи, що входять до його складу, не випаровується.

 




Вступ | ОСНОВИ МЕТАЛУРГІЙНОГО ВИРОБНИЦТВА | І їх підготовка до плавки | виплавка чавуну | Fe2O3 ® Fe3O4 ® FeO ® Fe. | виробництво сталі | Виробництво сталі в мартенівських печах | Виробництво сталі в кисневих конверторах | Виробництво сталі в електропечах | розливання сталі |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати