Этапы выплавки стали

В любой сталеплавильной печи плавка происходит в несколько этапов:

1) плавление шихты и нагрев ванны; в этот период окисляются железо и примеси, и удаляется фосфор;

2) «кипение» ванны: лишний углерод удаляется в виде пузырьков CO, и кажется, что сталь кипит; в это же время идет удаление серы;

3) раскисление – восстановление железа из оксида FeO с помощью более активных элементов (марганца, кремния, алюминия);

4) легирование – добавление необходимых элементов для получения легированной стали; производится в конце плавки или прямо в ковше.

По степени раскисления стали подразделяют на спокойные (полностью раскисленные – ферромарганцем, ферросилицием и алюминием), кипящие (раскисленные только ферромарганцем, они «кипят» в изложнице – это выделяется оксид CO в виде пузырьков) и полуспокойные (раскислены марганцем и кремнием).

Слиток спокойной стали плотный, в верхней части имеется усадочная раковина. В слитке кипящей стали остаются пузырьки газа, усадочной раковины нет. Эта сталь не содержит неметаллических включений и более пластична, так как в ней меньше кремния.

Разливка стали

Выплавленную сталь выпускают в разливочный ковш и разливают в изложницы (чугунные формы) для получения слитков нужного веса и формы. Используется стопорный ковш. Изложницы заполняются сверху или снизу (сифонная разливка). При сифонной разливке одновременно заполняются сразу несколько изложниц. Потери металла в этом случае больше, но качество слитка выше, так как заполнение формы расплавом идет спокойно, без брызг. Застывшие брызги образуют на поверхности слитка твердые частицы – «корольки», затрудняющие его дальнейшую обработку. Углеродистые стали обыкновенного качества разливают сверху, а легированные, качественные – сифоном.

Наиболее экономичным является способ непрерывной разливки стали (рис. 5). Металл из ковша выпускается в промежуточное разливочное устройство, а оттуда поступает в медный кристаллизатор. Кристаллизатор имеет двойные стенки, между которыми прокачивается вода, отводящая тепло от расплава. Проходя через отверстие кристаллизатора, расплавленный металл начинает затвердевать. На выходе частично затвердевший слиток захватывается тянущими роликами и направляется на дополнительное охлаждение водой из форсунок. Скорость вытягивания составляет примерно 1 м/мин. Окончательно затвердевший профиль разрезается на мерные куски с помощью ацетилен-кислородного резака.

Установки непрерывной разливки стали (УНРС) бывают радиального, горизонтального и вертикального типов (по направлению вытягивания слитка). Выход годного продукта при этом способе составляет до 98 %. Слиток имеет плотное, мелкозернистое строение. Может быть получено сечение любой формы: .