Дефекты слитков

Усадочная раковина

Большая группа дефектов, об­наруживаемых в слитке, вызывается усадочными явлениями. Усадочные дефекты возникают вследствие умень­шения объема стали при затвердевании и последующем охлаждении. Особое место среди дефектов этой группы занимает усадочная раковина, которая является характерной особенностью слитка спокойной стали. Уменьше­ние объема металла, где сосредоточивается усадочная раковина, — одна из важных задач, поскольку это свя­зано не только с проблемой улучшения качества стали, но и с заметным повышением выхода годного. Устране­ние указанного дефекта достигается улучшением утеп­ления верха кристаллизующегося слитка.

Трещины

Пороками усадочного происхождения яв­ляются также наружные и внутренние трещины. В зависимости от направления относительно образующей слит­ка наружные трещины делятся на продольные и попе­речные. Поперечные трещины образуются в результате неравномерного подвисания слитка в изложнице в про­цессе его затвердевания, вследствие затекания металла в трещины и местные углубления в стенках изложницы, а также в зазор между верхним торцом изложницы и прибыльной надставкой. Ликвидировать поперечные трещины можно устранением торможения при свобод­ной усадке металла, что достигается при своевременном ремонте или отбраковке изложниц и плотной установке прибыльной надставки на изложницу.

Поперечные трещины ликвидируются также при рав­номерном подвисании слитка в подприбыльной части. Для этого на верхнем торце изложницы изнутри прострогивают фаску шириной 15—20 и высотой 40—60 мм. При таком подвисании давление от слитка распределя­ется равномерно по периферии, концентрация напряже­ния отсутствует и корочка металла не надрывается.

Продольные горячие трещины образуются в резуль­тате тангенциальных напряжений, возникающих вслед­ствие разной деформации различных слоев металла при кристаллизации слитка, а также под действием ферростатического давления жидкого металла на тонкую твердую корочку слитка толщиной 10—20 мм, образующуюся в первые 20—40 с. Поэтому снижение темпера­туры металла и скорости разливки являются действен­ными мерами уменьшения развития продольных трещин на слитках. Прочность первоначально образующейся корочки будет тем выше, чем больше удельная поверх­ность слитка. Поэтому наиболее предрасположены к об­разованию продольных трещин круглые слитки.

При быстром охлаждении или нагреве слитков в случае холодного их посада в нагревательные печи прокат­ных или кузнечных цехов в слитках могут появляться холодные трещины, чаще всего выходящие на поверх­ность. Причина образования холодных трещин сводится к развитию термических напряжений, которые усилива­ют фазовые напряжения выше предела прочности ста­ли. Замедленное охлаждение слитков в ямах и печах и соответственно мягкий режим нагрева предотвраща­ют образование подобных трещин.

Завороты корки

При подъеме металла в изложницы на его зеркале образуется корочка. Чем ниже температу­ра металла, меньше скорость его подъема и больше в стали окисляющих примесей, тем раньше образуется корочка, которая способна приклеиться к поверхности изложницы. В результате на поверхности слитка обра­зуются пленки, завороты корочки, шлаковые включения.

Наиболее известным способом ликвидации образова­ния корочки, а следовательно, и дефектов, связанных с ней, является увеличение скорости разливки и темпе­ратуры металла, разливка в нейтральной атмосфере, под шлаком, а также смазка изложницы в первую оче­редь петролатумом.

Плены

Основным поверхностным дефектом слитков при разливке сверху являются плены, образующиеся вследствие заплескивания брызг металла на поверх­ность изложницы при ударе струи о дно. Окислившиеся брызги металла в дальнейшем не свариваются с основ­ной массой слитка. Уменьшение скорости истечения ме­талла, особенно в начале разливки, а также использо­вание промежуточных емкостей (ковшей, воронок), устанавливаемых между сталеразливочным ковшом и изложницей, обеспечивают улучшение поверхности слитков.

Подкорковые пузыри

Эти дефекты чаще всего встре­чаются на поверхности слитка, лишь изредка располагаясь на глубине 20—30 мм. Основная причина образо­вания подобных пузырей сводится к заливанию метал­лом несгоревшей смазки на поверхности изложницы. Поэтому смазка должна наноситься тонким слоем на достаточно нагретую изложницу.