Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Состояние вопроса и задачи исследования 7
I. I. Электрошлаковые установки, работающие на постоянном токе 7
1.2. Влияние рода тока на технологические параметры ЭШП 10
1.2.1. Электрохимия процесса 10
1.2.2. Распределение тока и КПД установки 13
1.2.3. Параметры металлической ванны 18
1.2.4. Рафинирование металла 19
1.2.5. Массо- и теплоперенос 23
1.3. Управление структурой электрошлакового слитка за счет внешнего воздействия на шлаковую и металлическую ванну 26
1.4. Заключение и задачи исследования 35
ГЛАВА 2. Определение оптимальной скорости вращения расходуемого электрода при ЭШП напостоянном токе 38
2.1. Математическое моделирование воздействия электромагнитных сил на жидкометаллическую ванну 38
2.2. Математическое моделирование электромагнитного перемешивания жидкометаллической ванны 42
2.3. Математическая модель магнитных сил 46
2.4. Расчет оптимальной скорости вращения электрода 57
Выводы к главе 2 62
ГЛАВА 3. Исследование процесса эшп на постоянном токе и качества металла 64
3.1. Модернизация электрошлаковой установки А-550 для переплава на постоянном токе 64
3.2. Результаты исследования и их анализ 68
3.2.1. Влияние технологии на технико-экономические показатели переплава и качество макроструктуры 68
3.2.2. Методика исследования свойств полученного металла 79
3.2.3. Макро и микрокристаллическая структура слитка 84
3.2.4. Изменение химического состава 95
3.2.5. Рафинирующая способность процесса 102
3.2.6. Физико-механические свойства в литом и деформированном металле 114
Выводы к главе 3 123
ГЛАВА 4. Технико-экономическое показатели разработанной технологии 125
Общие выводы 129
Библиография 131
Приложения 138
- Управление структурой электрошлакового слитка за счет внешнего воздействия на шлаковую и металлическую ванну
- Математическое моделирование электромагнитного перемешивания жидкометаллической ванны
- Влияние технологии на технико-экономические показатели переплава и качество макроструктуры
- Физико-механические свойства в литом и деформированном металле
Введение к работе
Наиболее перспективными способами повышения качества металла и улучшение их физико-механических свойств являются переплавные процессы, в частности электрошлаковый переплав (ЭШП). Высокая температура металла, развитая поверхность взаимодействия, применение шлаков различных композиций обеспечивают получение качественного металла и способствуют более равномерному распределению физико-механических свойств в продольном и поперечном направлении. Электрошлаковому переплаву подвергаются почти все основные классы сталей, в том числе и ответственного назначения. В производстве крупных и сверхкрупных слитков с ЭШП не может конкурировать ни один металлургический передел.
Электрошлаковый переплав предполагает активное управление процессом в направлении повышения степени рафинирования исходного металла, получение металла с минимальной концентрацией неметаллических включений определенной морфологии и дисперсности, повышение служебных свойств металла и, как следствие, повышение надежности металлопродукции. Решение этой задачи, в условиях рыночной экономики, необходимо совмещать с решением другой важной задачи - снижением себестоимости самого электрошлакового металла.
Энергетически затраты электрошлакового процесса находятся в пределах 1200-2000 кВт-ч/т, тогда как теоретическая затраты составляют около 400 кВт-ч/т [1]. Большая часть подводимой энергии теряется в результате теплопроводности через боковые поверхности шлаковой ванны и передается охлаждающей воде, а также в результате излучения с поверхности шлаковой ванны. Низкая энергетическая эффективность процесса, высокая стоимость электроэнергии (порядка «30% от себестоимости тонны электрошлакового металла приходится на электроэнергию) и используемых при переплаве флюсов не позволяет сделать электрошлаковый металл дешевым [2,3]. Поиск новых технологических приёмов, которые позволили бы повысить энергетическую эффективность процесса без дополнительных затрат и снижения качества получаемого металла,
представляется весьма актуальным.
Современные электрошлаковые установки, как правило, работают на переменном токе. В то же время известно, что использование постоянного тока при производстве электростали значительно снижает расход потребляемой электроэнергии. Как показывает практика, снижение расхода электроэнергии на производство тонны металла может достигать 20% и более [1,2,4,5]. Однако, постоянный ток применяют относительно редко и к нему относятся с некоторым недоверием. Вообще существуют значительные опасения применимости и полезности ЭШП на постоянном токе, несмотря на преимущества, которые он может дать [4]. Основными недостатками ЭШП на постоянном токе называют: высокая стоимость выпрямительного оборудования, отсутствие стабильности электрических параметров на протяжении всего переплава, относительно высокая загрязненность получаемого металла неметаллическими включениями и появление таких кристаллизационных дефектов как пятнистая ликвация, изменение угла наклона столбчатых кристаллов в продольном сечении слитка, послойная кристаллизация, возникающие вследствие неконтролируемого движения шлаковой и жидкой металлической ванны.
В то же время в ряде работ [1,4,5] отмечают нехарактерные для ЭШП на переменном токе процессы, а именно, снижение концентрации газов и достаточно активный переход элементов содержащихся в рабочем флюсе в формируемую заготовку.
Целью настоящей работы является поиск решений, позволяющих, сохранив преимущества постоянного тока при электрошлаковом процессе, обеспечить качество получаемого металла на уровне металла производимого по действующей технологии. Для реализации поставленной цели необходимо оценить величину пондеромоторных сил, вызывающих неконтролируемое движение жидкой металлической ванны по сечению слитка и найти способы их подавления; рассчитать силы, позволяющие стабилизировать жидкую металлическую ванну относительно оси слитка; определить технологические параметры, обеспечивающие максимальную рафинирующую способность процесса для кон-
кретных условий ЭШП; разработать технологию получения отливок методом ЭШП на постоянном токе с управлением процессом кристаллизации для устранения изменения угла наклона кристаллов в продольном сечении слитка возникающего вследствие действия пондеромоторных сил; провести опытный переплав; провести сравнительный технико-экономический анализ использования переменного и постоянного тока при ЭШП, оценить влияние изменения технологии на качество получаемого металла.
Работа выполнена на кафедре "Общая металлургия" филиала ГОУ ВПО Южно-Уральского государственного университета в г. Златоусте. Данная работа является продолжением работ Вачугова Г.А. и Чуманова В.И. Большое влияние на постановку проблемы и помощь в ее решении оказали работы авторов Истомина С.А, и Миронова Ю.В.
Управление структурой электрошлакового слитка за счет внешнего воздействия на шлаковую и металлическую ванну
Особенность ЭШП на постоянном токе заключается в том, что как плавление, так и затвердевание металла происходит в зоне действия плавящих токов и сопутствующих им магнитных полей. Данные токи и электромагнитные поля оказывают значительное влияние на формируемую структуру получаемых слитков. Они вызывают неконтролируемое движение ванны жидкого металла и шлака и, как следствие, появление таких кристаллизационных дефектов как пятнистая ликвация, изменение угла наклона столбчатых кристаллов в продольном сечении слитка, послойная кристаллизация.
Воздействовать на кристаллическую структуру можно внешним воздействием [7,20,22,23,28-47]. При помощи внешнего воздействия можно изменить форму металлической ванны, достигнуть измельчения кристаллитов, избежать кристаллизационных дефектов, а также повысить рафинирующую способность и производительность процесса.
По применению внешних воздействий на процесс ЭШП с целью повышения качества кристаллической структуры формируемого слитка и производительность процесса, можно выделить следующие: - механическая и ультразвуковая вибрация расходуемого электрода; - переплав с возвратно-поступательным движением кристаллизатора относительно переплавляемого электрода; - переплав с вращением кристаллизатора вокруг своей оси при эксцентричном расположении расходуемого электрода; - переплав с продувкой металлической и шлаковой ванны инертным газом и газопорошковыми смесями; - переплав в поле действия электромагнитных сил (в соленоиде); - переплав с вращением расходуемого электрода. Повысить частоту отрыва капель при ЭШП, а тем самым и производительность процесса, можно и без увеличения подводимой активной мощности в шлаковую ванну. В частности, в работе [22,23] это достигается механической вибрацией расходуемого электрода в процессе переплава. Предложенный способ обеспечивает повышение производительности процесса ЭШП, но приводит к значительному ухудшению поверхности слитка, что является существенным недостатком, исключающим его использование при получении фасонных отливок.
Дальнейшее развитие метод вибрации расходуемого электрода получил в работах [22-27], где изучалось воздействие ультразвуковых колебаний через электрод на процесс электрошлакового переплава. Полученные результаты свидетельствуют об эффективном воздействии ультразвуковых колебаний на процесс ЭШП, заключающемся в увеличении скорости плавления электрода. Это увеличение достигало 20...30% от первоначальной величины при наложении поперечных колебаний и 5...10% при наложении продольных ультразвуковых колебаний. Заслуживает внимание тот факт, что воздействие ультразвука на оплавляемый электрод повысило рафинирующую способность процесса. В частности, переплав электродов стали ШХ15 при поперечных колебаниях обеспечил получение металла с содержанием 0,007% S против 0,009% S сравнительной плавки (исходное содержание серы в электроде 0,012%).
Существенным недостатком метода воздействия ультразвуковыми колебаниями на оплавляемый электрод является применение мощных источников УЗК и падение силы рабочего тока переплава при ультразвуковых колебаниях. Более того, большие напряжения ультразвуковой частоты могут приводить к отрыву не расплавившихся кусков электрода. Указанные недостатки, а также потребность в мощных источниках ультразвуковых колебаний, по всей видимости, и являются причиной отсутствия в литературе данных о промышленном внедрении метода ЭШП с воздействием ультразвуковых колебаний на расходуемый электрод.
Влиять на кристаллическую структуру слитка при ЭШП можно применяя механическое возвратно-поступательное движение поддона или его вибрацию [20,28,29]. Данный способ применяется при выплавке слитков прямоугольного сечения, при котором вследствие возвратно-поступательного (колебательного) движения тележки с кристаллизатором электрод или группа электродов совершает перемещения вдоль большей стороны слитка. Это ведет к утончению зерен посредством местного ускорения или относительного движения область жидкость - твердая фаза.
Основным недостатком такой схемы переплава является увеличение рабочей площади установки ЭШП, удлинение и усложнение системы водоохлаж-дения и токоподвода. Требуемый эффект может быть достигнут в случае, когда источник тепловыделения неподвижен относительно шлаковой ванны, а к периферийной области кристаллизатора будут перемещаться жидкий металл и шлак, нагреваемые в приэлектродной области. В работе [30] такое перемещение осуществляется симметричными наклонами кристаллизатора относительно горизонтальной плоскости, что позволяет увеличить производительность процесса и улучшить чистоту поверхности слитка. Однако данный способ переплава целесообразен только при выплавке листовых слитков.
Еще одним методом вибрации поддона является электрогидроим-пульсный способ обработки расплавленного металла в процессе его выплавки, разработанный в ИЭС им. Е. О. Патона АН УССР совместно с ПКБ электрогидравлики АН УССР (г. Николаев) [31,32]. Водоохлаждаемый кристаллизатор устанавливается на затравку, которая в свою очередь размещена на мембране генератора упругих колебаний (ГУК). Через блок конденсаторов и разрядник к ГУК подводится высокое напряжение. Камера ГУК заполнена дистиллированной водой. При накоплении определенного заряда конденсаторов происходит пробой воздушного зазора в разряднике и напряжение подается на электроды ГУК. В ГУК происходит разряд, вызывающий в воде упругую волну, которая передается на мембрану и через виброплощадку в слиток ЭШП. Металл, закристаллизовавшийся в условиях воздействия упругих колебаний, обладает более равноосным зерном и более равномерным распределением карбидных фаз, дисперсность которых существенно выше.
Математическое моделирование электромагнитного перемешивания жидкометаллической ванны
Анализ рассмотренных способов внешнего воздействия на электрошлаковый процесс позволяет сделать вывод, что каждый из них способствует улучшению тех или иных показателей электрошлаковой плавки, некоторые оказывают влияние на качество электрошлакового металла. Изложенные выше способы не нашли массового промышленного применения в силу технической сложности, малой эффективности и достаточно узкого круга решаемых задач.
Реальное воплощение в производстве нашла только технология с наложение на шлаковый и металлический расплав реверсивного переменного магнитного поля наводимого соленоидом. Данная технология лучше всего реализуется на коротких кристаллизаторах. Но и эта технология имеет свои ограничения в скорости движения шлаковой и металлической ванны, чтобы исключить возможность захвата рабочего флюса и внедрения его в объем затвердевающего металла. На наш взгляд наиболее перспективной является технология электрошлакового переплава с использованием вращения расходуемого электрода вокруг своей собственной оси в шлаковой ванне. Данный технологический прием изучен как в лабораторных условиях, так и в условиях промышленного производства электрошлаковых слитков массой до 2 тонн на электрошлаковых установка работающих на переменном токе Златоустовского металлургического завода. Данная технология предполагает комплексное воздействие на процессы рафинирования и кристаллизации, также возможность повышения тепловой эффективности электрошлакового процесса [47]. При вращении электрода, под действием центробежных сил, в пленке жидкого металла на торце электрода наличествует преимущественно радиальное течение металла. Электродный металл в виде капель срывается с периферии торца электрода и попадает на поверхность ванны жидкого металла под углом, примерно на Уг радиуса кристал лизатора, тем самым меняя место доставки тепла, распределяя его более равномерно по сечению слитка. Кроме того, вращение расходуемого электрода позволяет существенно повысить рафинирующую способность процесса. Это объясняется тем, что толщина слоя жидкого металла на плоском торце электрода (плёнка) равномерна и минимальна по сравнению с пленкой на конусе электрода при действующей технологии, тем самым обеспечивая удаление более мелких неметаллических включений.
Для использования при ЭШП на постоянном токе технологии вращения расходуемого электрода вокруг своей оси необходимо установить оптимальную скорость вращения электрода, которая могла бы реализовать все преимущества постоянного тока без ухудшения качества кристаллической структуры и снижения рафинирующей способности процесса.
Таким образом, несмотря на все свои преимущества, электрошлаковый переплав на постоянном источнике тока не нашел массового промышленного применения. Основными недостатками такой схемы переплава является относительно высокая загрязненность переплавленного металла неметаллическими включениями и появление таких кристаллизационных дефектов как пятнистая ликвация, изменение угла наклона столбчатых кристаллов в продольном сечении слитка, послойная кристаллизация, возникающие вследствие неконтролируемого движения шлаковой и жидкой металлической ванны.
Существует технология вращения расходуемого электрода вокруг своей оси которая достаточно хорошо зарекомендовала при ЭШП на переменном токе. Данная технология позволяет повысить рафинирующую способность процесса и получать благоприятную кристаллическую структуру. Это достигается благодаря изменению месту доставки электродного металла за счет периферийного съема металла, изменению гидродинамической обстановки в шлаковой ванне и уменьшения толщины пленки жидкого металла на торце электрода.
Следовательно представляется весьма важной возможность прогнозирования для конкретных технологических условий переплава оптимальной скоро сти вращения расходуемого электрода. Вращение электрода должно обеспечить радиальное течение электродного металла по плоскому торцу расходуемого электрода. Капли электродного металла, под действием центробежной силы, отрываясь с периферии торца электрода и попадают на поверхность ванны жидкого металла под углом, примерно на Уг радиуса кристаллизатора. Тем самым меняя место доставки тепла, распределяя его более равномерно по сечению слитка и создавая такую гидродинамическую обстановку в шлаковой и жидкой металлической ванне, которая позволит стабилизировать ванну жидкого металла относительно оси слитка и как следствие этого возможность получения плотной, бездефектной столбчатой структуры, причем угол наклона столбчатых кристаллов к оси слитка должен быть минимальный. Для решения поставленной задачи необходимо решить следующие вопросы. 1. Теоретически и экспериментально изучить поведение жидкой металлической ванны, а именно фронта кристаллизации, при электрошлаковом процессе на постоянном токе. 2. Разработать аналитические зависимости учитывающие влияние внешнего воздействия на положение фронта кристаллизации при ЭШП на постоянном токе, обеспечивающего внеосевой тепло- и массоперенос и наилучшие условия рафинирования металла. 2. Разработать схему модернизации полупромышленной установки А-550 для ведения переплава, как на переменном так и на постоянном источнике тока, с возможностью вращения расходуемого электрода с различной скоростью. 4. Экспериментально исследовать влияние вращения расходуемого электрода на различные характеристики электрошлакового процесса на постоянном токе, в том числе: производительность, расход электроэнергии, стабильность процесса, влияние разогрева электрода на производительность и т.д. 5. Изучить влияние постоянного тока и вращением расходуемого электрода с различной скоростью на качество получаемого металла, как в литом так и в деформированном состоянии.
Влияние технологии на технико-экономические показатели переплава и качество макроструктуры
При использовании технологии вращения расходуемого электрода происходит эволюция торца расходуемого электрода. Как видно из рис. 3.6, при увеличении скорости вращения электрода происходит изменение формы торца расходуемого электрода, высота конуса уменьшается. По мере увеличения скорости вращения форма торца электрода проходит три стадии: сначала торец конусный, затем становится плоским, и, наконец, вогнутым. Плоская форма торца электрода обеспечивает преимущественно радиальное течение металла, и, как следствие, наименьшую толщину пленки жидкого металла в центре переплавляемого электрода. Стремление получить минимальную по толщине, и равномерно распределенную по оплавляемой поверхности электрода жидкую металлическую плёнку продиктовано тем, что основное рафинирование переплавляемого металла происходит именно в этом слое, и чем меньше толщина слоя, тем эффективнее процесс очистки. Следовательно, условия рафинирования более благоприятны вблизи оси электрода, которая как известно наиболее загрязнена.
Поступление электродного металла с вершины его конической части в жидкую металлическую ванну приводит к увеличению глубины ее центральной части, что, в свою очередь, способствует увеличению угла наклона кристаллов к оси слитка и радиальной кристаллизации. В тоже время отрыв капель с периферийной части электрода позволяет им падать ближе к стенкам кристаллизатора, что обеспечивает получение более пологой формы ванны жидкого металла. Поскольку кристаллы при затвердевании растут по нормали к поверхности раздела поверхности фаз, твёрдый металл - жидкость, следовательно изменение формы ванны приводит к изменению кристаллической структуры формируемого слитка. Отсутствие конуса оплавления позволяет обеспечивать межэлектродный промежуток при меньшем объеме рабочего флюса без ущерба для процесса и снижая ширину шлакового пояса, что позволяет снизить потери тепла в месте контакта поверхности флюса с охлаждаемой стенкой кристаллизатора.
Таким образом, увеличение скорости вращения расходуемого электрода приводит к постепенному увеличению угла при вершине и уменьшению высоты оставшегося конуса, и при скорости 90-120 об/мин для электрода диаметром 40 мм торец становится плоским. При превышении данной скорости происходит образование обратной вогнутости на торце, что приводит как показали дальнейшие исследования, к снижению производительности и ухудшению рафинирующей способности процесса.
Влияние изменения технологии на расход электроэнергии и производительность процесса представлены в таблице 3.3. и на рис. 3.7. Как показал анализ производительности и расхода электроэнергии, использование постоянного тока при переплаве стали марки 30ХМА-Ш приводит к увеличению массовой скорости переплава на » 26% (8,43 кг/ч плавка № 13 против 11,42 кг/ч плавка № 15). В случае использования вращения расходуемого электрода со скоростью №=120 об/мин ещё на ю 22% (11,24 кг/ч плавка № 15 против 14,40 кг/ч плавка № 18). Данные по удельному расходу электроэнергии свидетельствуют, что применение постоянного тока уменьшает расход электроэнергии на да 3% (1680 кВт ч/кг плавка № 13 против 1638,65 кВт ч/кг плавка № 15), а в случае использования вращения расходуемого электрода со скоростью у=120 об/мин ещё на «51 % (1638,65 кВт ч/кг плавка № 15 против 803,71 кВт ч/кг плавка № 18).
Анализ данных по производительности и расходу электроэнергии, для стали марки 30X13, полученной электрошлаковым переплавом на постоянном токе без вращения и с вращением расходуемого электрода, показал, что массовая скорость переплава увеличивается при применении вращения электрода со скоростью (У=90 об/мин на » 28 % (10,62 кг/ч плавка № 10 против 14,70 кг/ч плавка № И), а расход электроэнергии снижается на да 38 % (1670,63 кВт ч/кг плавка № ю против 1037,81 кВт ч/кг плавка № 11). При превышении скорости плавления выше оптимальной (си=90 об/мин) происходит некоторое снижение массовой скорости переплава (14,70 кг/ч плавка № 11 против 14,21 кг/ч плавка № 12) и повышение расхода электроэнергии (1037,81 кВт ч/кг плавка № 11 против 1112,42 кВт ч/кг плавка № 12).
Таким образом, применение постоянного тока взамен переменного приводит к увеличению производительности на «26 %, а вращение расходуемого электрода позволяет увеличить производительность процесса еще на «20%. Совместное применение постоянного тока и вращения электрода приводит к повышению производительности на «41%. Одновременно с повышением производительности происходит снижение расхода электроэнергии: при применении постоянного тока на «6%, а применение вращения расходуемого электрода на «48%. Совместное применение постоянного тока и вращения электрода приво дит к снижению расхода электроэнергии на «46%. Однако следует отметить, что превышение скорости вращения электрода выше оптимальной приводит к снижению производительности и повышению расхода электроэнергии (рис. 3.7. сталь марки 30X13). Анализ данных по производительности переплава и удельному расходу электроэнергии для стали марки 30X13 показал, что оптимальная скорость вращения расходуемого электрода, обеспечивающая максимальную производительность и минимальный расход электроэнергии, для данной марки стали на постоянном токе составляет 90 об/мин.
Для оценки влияния разогрева электрода во время переплава на производительность печи осуществили измерение температуры поверхности электрода по горизонтам во время плавки. Измерение температуры производили при помощи пирометра частичного излучения "ЛУЧ-Н". Результаты измерения представлены в приложении таблица 1,2.
Таким образом, разогрев электрода во время переплава практически не зависит от технологии переплава. Однако следует отметить, что производительность процесса к концу плавки возрастает на »20%, как при применении постоянного тока, так и переменного, С повышением скорости вращения расходуемого электрода на постоянном токе изменение производительности уменьшается, так при вращении со скоростью 60 об/мин производительность увеличивается на »10%, а при скорости 120 об/мин изменение производительности вообще не отмечается. Аналогичные результаты отметили при переплаве стали марки 30X13 на постоянном токе.
Физико-механические свойства в литом и деформированном металле
В макроструктуре слитков всех трёх вариантов ЭШП хорошо просматривается послойная кристаллизация - след ванны жидкого металла; послойная кристаллизация наиболее выражена на плавке №10 (без вращения электрода) и носит волнообразный характер, особенно в нижней части слитка, т.е. симметричность ванны жидкого металла относительно оси слитка в процессе наплавлення отсутствует. Зона столбчатых кристаллов не имеет типичной картины макроструктуры слитков полученных по действующей технологии вследствие очень тонкого и плотного строения кристаллов почти вертикальной направленности. Только в макроструктуре слитка плавка №10 (приложение, рис. 1.) в средней части слитка с правой стороны наблюдаются столбчатые кристаллы с углом наклона «30.
Примерно на половине радиуса с той и другой стороны от центральной оси слитка хорошо просматриваются зоны переменной ширины почти вертикальных кристаллов.
В нижней части слитков № 11, 12 такие кристаллы наблюдаются по всей плоскости примерно до половины высоты слитка. На слитке плавка №10 такие кристаллы развиты на высоту до 45 мм. Отклонение кристаллов от вертикальной оси достигает «10...15.
В верхней части слитков зоны вертикальных кристаллов разделяет довольно широкий участок («40...60мм) тонкокристаллической структуры. На слитках плавок №11, 12 имеет место наклон кристаллов к центральной оси слитка, угол наклона соответствует «15...20. На слитке плавка №10 наклон кристаллов отсутствует, кроме того на этом же слитке на «2/3 высоты вертикальные кристаллы почти смыкаются (на участке 20...25 мм), а затем их снова разделяет зона тонкокристаллической структуры, которая меняется по высоте слитка в пределах от 20 до 35 мм.
Макроструктура поперечных темплетов слитка плавка №10 плотная, про сматривается послойная кристаллизация. В краевой зоне темплета у нижней части слитка (1У) послойная кристаллизация имеет вид концентрических окружностей. Травимость слоев слабая, неконтрастная, однако слоистость достаточно чёткая, затем идёт зона с другим характером послойной кристаллизации; с половины радиуса к центру макроструктура имеет дендритное строение.
В макроструктуре темплета из средней части слитка (1Б) послойная кристаллизация в виде концентрических слоев имеет место не по всей краевой зоне, местами наблюдаются участки в виде грубых фигур травления, которые местами смещаются на участки ближе к центру слитка. Такая же картина наблюдается и в макроструктуре поперечного темплета из верхней части слитка (1А). Однако, послойная кристаллизация имеет самое грубое развитие в средней части слитка (1Б).
Если послойную кристаллизацию данного слитка сравнивать с послойной кристаллизацией деформированного металла размером кр 90...140 мм шкалы №9 ГОСТ 10243-75 "Сталь. Методы испытаний и оценки макроструктуры.", то структуру поперечных темплетов по виду краевой зоны, фигурам травления на радиуса можно сравнить с эталоном 5Ш балла.
Зона дендритного с крупными ячейками строения в макроструктуре поперечных темплетов верхней и средней частей слитка занимает участок в виде кольца, ширина которого по сечению темплета не везде одинаковая, что соответствует структуре продольного макротемплета.
В макроструктуре поперечных темплетов следует отметить наличие точечного растрава, несколько большее развитие которого соответствует верхней части слитка (1А). Макроструктура поперечных темплетов слитков №11, 12 (ЭШП на постоянном токе с вращением расходуемого электрода со скоростью 90 и 120 об/мин) не имеет следов послойной кристаллизации, за исключением темплета ЗА, где послойная кристаллизация наблюдается ближе к центру слитка и имеет характер концентрических слоев. Картина слоистости структуры вследствие слабой травимости слоев не контрастная, но достаточно чёткая.
Для краевой зоны поперечных темплетов слитков плавок №11, 12 харак терна плотная структура различной глубины развития без чёткой картины кристаллического строения. Основную площадь темплетов занимает структура дендритного характера с ячейками относительного крупного размера.
На темплетах 2А,ЗА цепочки точек растрава смещены в краевую (приповерхностную) зону. Кроме того, на темплетах ЗА,ЗУ имеются относительно крупные участки растрава, вполне возможно, что они имеют характер одинаковый с дефектом, выявленным на продольном макротемплете слитка плавка №12.
В макроструктуре слитков стали марки 30Х13-Ш хорошо просматривается послойная кристаллизация - след ванны жидкого металла. Слоистость наиболее выражена на плавке №10 (без вращения электрода) и носит волнообразный характер, особенно в нижней части слитка, т.е. симметричность ванны жидкого металла в процессе наплавлення отсутствует. Поверхностная зона мелких равноосных кристаллов слабо заметна. Зона столбчатых кристаллов не имеет типичной картины макроструктуры слитков полученных по действующей технологии вследствие очень тонкого и плотного строения кристаллов почти вертикальной направленности. Только в макроструктуре слитка №10 в средней части с правой стороны наблюдаются столбчатые кристаллы с углом наклона »30. Примерно на половине радиуса с той и другой стороны от центральной оси слитка хорошо просматриваются зоны переменной ширины почти вертикальных кристаллов. На слитке №10 такие кристаллы развиты на высоту до 45 мм. Отклонение кристаллов от вертикальной оси достигает »10... 15.
