Разливка стали
Из сталеплавильных печей полученную сталь выпускают в сталеразливочный ковш, предназначенный также для последующей разливки металла в слитки или заготовки. Кожух ковша выполняется из листовой стали. Изнутри ковш футеруется шамотным кирпичом. В днище ковша имеется отверстие, в которое для каждой плавки вставляется огнеупорный сталеразливочный стакан; через отверстие стакана осуществляется разливка стали из ковша.
Для перекрытия отверстия в стакане и прекращения разливки стали в ковше на каждую плавку устанавливается стопор, который через специальный механизм крепится к наружной стенке ковша. С помощью системы рычагов стопор может опускаться и подниматься; при этом отверстие в стакане будет закрываться или открываться.
В настоящее время существуют три способа разливки: разливка стали по изложницам сверху и сифоном и разливка стали в заготовки на машинах непрерывного литья.
При разливке сверху каждая изложница (чугунная форма для получения слитков) наполняется раздельно; при сифонной разливке происходит одновременное наполнение нескольких изложниц; при этом в каждую изложницу сталь поступает снизу, через отверстие в дне изложницы.
При разливке стали на машинах непрерывного литья металл из промежуточного ковша поступает в бездонную водоохлаждаемую изложницу — медный кристаллизатор с двойными стенками, между которыми циркулирует вода для охлаждения. Внутреннее сечение кристаллизатора имеет форму формируемой непрерывной заготовки. В кристаллизаторе в результате быстрого охлаждения образуется наружная твердая корка заготовки, внутри которой еще остается жидкий металл. По мере выхода из кристаллизатора слиток попадает в зону вторичного охлаждения, где он обильно снаружи поливается водой. В результате этою происходит затвердевание центральной части заготовки. Движение заготовки вниз осуществляется с помощью системы тянущих роликов. После роликов непрерывную заготовку с помощью газового резака разрезают на мерные длины.
Образующиеся в результате разливки стали стальные слитки или заготовки определенной длины подвергают последующей обработке путем прокатки или ковки.
Кристаллизация стали. В изложницах сталь затвердевает в форме кристаллов древовидной формы—дендритов. Тепло от кристаллизующегося слитка отводится через стенки изложницы и поэтому затвердевание жидкой стали начинается у стенок изложницы. Толщина затвердевшего слоя непрерывно растет в направлении к центру слитка.
Слитки спокойной и кипящей стали имеют различную структуру. При остывании слитка спокойной стали металл дает усадку (уменьшается в объеме). В результате этого в слитке образуется пустота — усадочная раковина, которую стараются вывести в верхнюю часть слитка. Для этого на изложницы устанавливают прибыльные надставки, в которых металл затвердевает в последнюю очередь, что способствует выводу сюда усадочной раковины.
Слиток кипящей стали имеет следующие зоны: 1) плотная наружная корочка; 2) зона сотовых пузырей, образующаяся в результате застревания между кристаллами газовых пузырей; 3) промежуточная плотная зона; 4) зона вторичных неориентированных пузырей и 5) срединная зона. Концентрированной усадочной раковины в слитке кипящей стали не образуется; усадка здесь рассредоточена по многочисленным газовым полостям. Слитки-заготовки, получаемые на машинах непрерывного литья, имеют более однородную структуру.