Коротка характеристика технології виробництва та якості трубних зливків
Трубні зливки використовуються для виготовлення труб діаметром більше 140 мм на установках з пілігримовими станами у зв'язку з труднощами одержання круглої катаної заготовки великого діаметру. Застосовують зливки круглого або багатогранного перерізу з конусністю близько І % масою до 3.5 т.
Спокійну сталь розливають знизу (сифоном) та зверху у виливниці. що поширюються догори, з прибутковими надставками, а киплячу у виливниці, що поширюються донизу.
Характеристики готових труб, що виробляються на підприємствах України, та вихідних зливків наведено в табл. 1.
Схеми розливу представлені на рис. 1.
Мал. 1. Схеми розливання стали зверху (а). сифоном (б): 1 – ківш; 2 - виливниця; 3 – піддон; 4 – «центрова»; 5 - сифонна цегла
Особливості розливання стали зверху
Розлив зверху роблять як безпосередньо зі сталерозливного ковша, так і через проміжні ківш і лійки. При розливанні зверху струмінь металу повинен бути спрямований строго по центру виливниці. Щоб уникнути розбризкування металу при ударі струн одну виливницю, розливку починають повільно при неповністю відкритому стопорі розливного ковша. Після утворення «подушки» рідкого металу розлив ведуть повним струменем. Швидкість розливання при цьому залежить від діаметра склянки розливу. Прибуткову частину зливка заповнюють повільно, що сприяє виведенню усадкової раковини у прибуток. Зазвичай час заповнення прибуткової надставки становить 50. 70% від часу заповнення тіла злитка. Швидкість розливу зверху змінюється не більше від 0,3 до 1,0 м/хв. Тривалість заповнення тіла злитків масою від 2 до 20 т становить 2. 8 хв.
Особливості сифонного розливання
При сифонному розливанні низ виливниці також заповнюють повільно. Надалі швидкість розливання регулюють узалежно від виду поверхні металу у виливниці. Зазвичай, на поверхні металу утворюється окислена кірка, завороти якої біля стінок виливниці викликають погіршення якості зливка (див. нижче розділ 3.2.3). Товщина кірки збільшується при малій швидкості розливу, недостатній температурі металу і особливо при наявності в сталі елементів, що легко окислюються (алюмінію, титану, хрому). Для запобігання заворотам кірки розлив намагаються вести з «чистим дзеркалом» або так, щоб між кіркою і стінкою виливниці був рант рідкого металу (при розливі сталей, що містять алюміній, титан і підвищена кількість хрому, уникнути заворотів кірки шляхом збільшення швидкості розливу зазвичай не вдається) .
Швидкість розливання стали сифоном зазвичай, знаходиться в межах від 0.15 до 0,6 м/хв. Прибуткову частину злитка, як і при розливанні зверху, наповнюють уповільнено (час наповнення становить 50. 70% часу наповнення тіла злитка). Тривалість наповнення тіла злитків масою від 1 до 13 т змінюється не більше від 1,5 до 9 хв.
Після закінчення наповнення зливка спокійної сталі поверхню металу в утепленій прибутковій надставці засипають люнкерітом або теплоізолюючими сумішами. Платформи із затверділими зливками витримую! у розливному прольоті без руху від 40 хв до 2 год (залежно від марки сталі та маси зливка). Необхідність тривалої витримки до початку транспортування викликана тим, що струс кристалізується зливка викликає різке посилення внеосьовой ліквації.
Характеристика злитків, що застосовуються для виробництва труб
Розмір труб DT×ST, мм
Діаметр злитків (заготівель). мм
Розмір труб DT×ST, мм
Діаметр злитків (заготівель), мм
Обсадні для трубопроводів
325 х 10. 12 351 х 10. 12 377 х 10. 12 426х 11.„12
490 / 475 490 / 475 547 / 531 615 / 600
2320 2320 2632 3100
Балонні: - зі злитка з прибутком
566 / 583 566 / 583 566 / 583
141 х 8. 11* 168 x 8. 12* —
345/330 345/330 —
975. 1250 975. 1200 -
- із заготівлі відцентрової виливки
435 х 25 426 х 30
625/610 650 / 630
Товстостінні: - зі злитка
540 / 500 540 / 500 600 / 510 600 / 510 650 / 510
2780 3125 3430 3430 3445
Характерні дефекти трубних злитків
До основних дефектів сталевих злитків відносяться розглянуті вище садибна раковина в злитках спокійної сталі, хімічна неоднорідність злитків, полони на їх поверхні. Якість зливка визначається також наявністю інших дефектів, що утворюються при заповненні сталлю виливниці і затвердіння сталі. Зупинимося на описі найістотніших дефектів.
Осьова пухкість. В осьовій частині зливка спокійної сталі виявляються скупчення дрібних усадкових порожнин, звані осьової пухкістю.
Прокатка металу не завжди забезпечує заварювання осьових нір. особливо при виробництві заготовок великого перерізу внаслідок меншого ступеня обтиснення. Наявність осьової пористості виявляють під час контролю макроструктури прокатаних заготовок. При виявленні неприпустимої центральної пористості метал використовують для виготовлення деталей відповідального призначення.
Збільшенню осьової пухкості сприяю! Зниження температури металу, що розливається, збільшення маси зливка, наявність у сталі елементів, що сприяють усадці при затвердінні (особливо вуглецю), наявність елементів, що підвищують в'язкість жилкою сталі (хрому, титану).
На розвитокосьової пухкості великий вплив має конусність зливка. Чим більша конусність, тим більше твердне вищележачий шар порівняно з нижчим, що покращує живлення рідким металом нижчих шарів осьової частини зливка і зменшує осьову пористість.
Однак зазвичай конусність злитків обмежують 2. 4%, оскільки велика конусність ускладнює прокатування злитків.
Поліпшення обігріву верхньої частини зливка призводить до зменшення осьової пористості.
Заворот кірки. Це найбільш часто зустрічається дефект поверхні злитка. Причиною його виникнення є окислення та охолодження відкритої поверхні рідкого металу у виливниці.
При сифонному розливанні поверхня металу, що піднімається у виливниці, покривається плівкою оксидів, що утворюються в результаті окислення складових сталі киснем повітря. Метал, що затвердіває під плівкою, утворює разом з нею кірку, яка поглинає також неметалічні і шлакові включення. Товщина та розміри кірки залежать від температури металу, швидкості розливання та складу сталі. Знижена температура сталі, зменшення швидкості розливу і особливо наявність в стали легкоокисляющихся елементів ведуть до прискореного утворення і зростання скоринки.
Зростаюча скоринка може покрити всю поверхню металу і прилипнуть!» до стінок виливниці. Метал, що піднімається знизу, прориває скоринку, загортає і заливає її, продовжуючи рухатися вгору. У місці за ворога скоринки в зливці виявляються скупчення неметалевих включень і газові бульбашки, які утворюються і в результаті взаємодії оксидів скоринки з вуглецем, що міститься в сталі. При прокатуванні у місцях завороту кірки з'являються рванини. При розливанні сталей, що містять елементи, що легко окислюються - хром, алюміній,титан, заворотами кірки може бути уражена вся поверхня зливка.
Поверхню злитків, уражених заворотом кірки, необхідно зачитати перед прокаткою. Зливки зачищають за допомогою абразивних кіл, вогневим методом, вирубуванням пневматичними молотками та обдиркою на токарних верстатах. Зачистка ускладнює виробництво та спричиняє значні втрати металу. У зв'язку з цим в останні роки все більшого поширення набули різні методи захисту поверхні рідкого металу від окислення у виливниці.
Поперечні гарячі тріщини. Утворення зовнішніх поперечних тріщин викликане зависанням злитка у виливниці у процесі кристалізації. За наявності вибоїн у стінках виливниці або зазору між виливницею та прибутковою надставкою рідкий метал заповнює ці поглиблення та застигає в них. Надалі напівзатверділий злиток зависає тут, оскільки його довжина зменшується внаслідок усадки сталі. При недостатній міцності скоринки затверділого металу може розірватися під впливом ваги зливка.
Для попередження утворення цього дефекту необхідно забезпечувати щільне зіткнення виливниці прибутковою надставкою і відбраковувати виливниці з дефектними стінками.
Поздовжні гарячі тріщини. Поздовжні зовнішні гарячі тріщини з'являються в результаті розриву тонкої скоринки затверділого металу при кристалізації зливка. Довжина поздовжніх тріщин може бути значною: м і більше, ширина зазвичай становить 1. 3 мм.
Тріщини утворюються в такий спосіб. В результаті усадки скоринки твердне зливка і теплового розширення виливниці між зливком і виливницею утворюється зазор. Рідкий метал виявляється як би в посудині, стінками якого служить затверділа скоринка. Тонка скоринка може не витримати феростатичного тискурідкого металу, внаслідок чого можуть утворитися поздовжні тріщини. Зазвичай поздовжні тріщини розташовуються по кутах зливка.
Можливе утворення гарячих поздовжніх тріщин та на гранях зливка внаслідок неправильного центрування струн металу при розливанні зверху. Якщо при заповненні виливниці струмінь металу відхилиться від осі виливниці, вона розмиватиме зовнішню скоринку затверділого металу і остання може бути розірвана і на місці найменшої товщини.
Схильність сталі до утворення поздовжніх тріщин зростає при підвищенні температури сталі та швидкості розливу, так як у цьому випадку повільніше наростає товщина скоринки затверділого металу. Схильність до тріщиноутворення залежить також від форми поперечного перерізу зливка та виливниці. Зливки, що відливаються в круглі виливниці, більшою мірою, ніж зливки іншої форми, схильні до утворення поздовжніх тріщин. Це з тим, що з круглому профілі утворюється найменша поверхню зіткнення зливка і изложницы і повільніше збільшується товщина скоринки затверділого металу. Найменшою схильністю до утворення поздовжніх тріщин володіють зливки, що відливаються в прямокутні виливниці е увігнутими і хвилястими гранями.
Зменшення швидкості розливу, виключення надмірного перегріву сталі, застосування виливниць з увігнутими та хвилястими стінками зазвичай дозволяють знизити утворення гарячих поздовжніх тріщин.
Поздовжні холодні тріщини. Холодні зовнішні поздовжні тріщини утворюються в процесі охолодження затверділого зливка на його гранях за температури нижче 600 °С. Вони виникають! при надто швидкому охолодженні злитків в результаті термічної та фазової напруги. Для запобігання утворенню цих тріщин слід застосовувати уповільнене охолодження злитків. Найбільш дієвезасіб проти утворення термічних тріщин посадка злитків у нагрівальні колодязі у гарячому стані.
Схильність сталі до утворення холодних тріщин зростає при легуванні хромом, марганцем, кремнієм, а також при вмісті сталі більше 0.4 % вуглецю.
Підкіркові газові бульбашки. У зливках спокійної сталі іноді зустрічаються бульбашки, розташовані поблизу поверхні злитка. Їх називають підкірковими. Причиною появи підкіркових бульбашок може бути надмірно товстий шар мастила виливниць. Вона не встигає вигоріти до підходу рідкого металу, і гази, що утворюються при сублімації мастила, затримуються в металі, що кристалізується, утворюючи бульбашки. Бульбашки утворюються і мри надто високому (понад 0,5 %) вмісті вологи в мастилі внаслідок її випаровування.
Підкіркові бульбашки виникають також при розливанні недостатньо розкисленої сталі внаслідок утворення бульбашок при її кристалізації.
Утворюються підкіркові бульбашки і в результаті розбризкування сталі при розливанні її зверху. Краплі металу, що пристали до стінок виливниці, окислюються з поверхні. Потрапивши до рідкої сталі, оксиди крапель реагують з вуглецем сталі, утворюючи бульбашки СО. З цієї причини газові бульбашки утворюються у місцях завороту окислених плівок і скоринки.
Підкіркові бульбашки ведуть до утворення при прокатуванні волосин – дрібних тонких тріщин.
Переглядів: 3735 Створено: 2012-12-12 Джерело: Трубні технології