Его сущность состоит в том, что раскисляют непо­средственно не металл, а шлак, восстанавливая в нем закись железа FеО. В соответствии с законом распре­деления уменьшение содержания FеО в шлаке вызыва­ет ее интенсивный диффузионный переход из металла в шлак, чем и обеспечивается раскисление металла.

Этот метод обеспечивает практически полное рас­кисление стали. Реакции протекают в шлаке и на гра­нице шлак — металл. При этом металл не загрязняется неметаллическими включениями. На шлак порциями загружают раскислительную смесь, состоящую из моло­того кокса, ферросилиция, извести и др. Раскисление шлака идет по реакциям (FеО)+С=Fе+СО. Этот способ, называют раскислением под белым шлаком. Продолжительность раскисления 0,5—1 ч. За это время за счет углерода шлака может происходить незначительное науглероживание металла на 0,03—0,04% С.

Высокоуглеродистые стали иногда раскисляют над карбидным шлаком. Для этого в смеси увеличивают количество кокса, а печь тщательно герметизируют. В зонах действия электрических дуг происходит реакция (СаО)+3С=(СаС2)+СО. Карбид кальция СаС2 очень активный раскислитель, восстанавливающий FeO по реакции 3(FeO)+(CaC2)= 3Fe+(CaO)+2CO. Карбидный шлак науглероживает сталь (до 0,1% С/ч) и неприменим для раскисления низкоуглеродистых сталей.

Удаление серы в виде СаS обеспечивается значительно лучше, чем в мартеновских печах – до 0,01% S в готовой стали; это объясняется высокой основностью шлака, его хорошей раскисленностью, нагревом метала и шлака до высокой температуры. Кроме ошлакования известью, при наличии карбида кальция сера удаляется по реакции 3(FеS)+(СаС2)+2(CaO)=3(CaS)+3Fe+2CO.

Легирование проводят аналогично легированию мар­теновской стали. Никель, вольфрам и другие элементы, не окисляющиеся при плавке, вводят с шихтой или в процессе ее плавления; легкоокисляющийся хром и ванадий (в виде феррохрома и феррованадия) - после раскисления; титан (ферротитан) – перед самым выпуском плавки. Готовую сталь выпускают в сталеразливочный ковш.

Основная плавка без окисления примесей также находит довольно широкое применение. При производстве и последующей обработке высококачественных легированных сталей отходы производства обычно составляют 30—50% (бракованные слитки, обрезь при прокатке, стружка и т. п.). Плавку без окисления по существу проводят методом переплава отходов соответствующих или близких по составу сталей. Окислительный период отсутствует; иногда производят непродолжительную продувку кислородом для удаления излишков углерода, а также N2, H2 (при кипении).

При составлении шихты и после расплавления ме­талл доводят присадкой ферросплавов до нужного состава. Во время плавки удаляются фосфор и сера, в конце плавки сталь раскисляют.

Этот способ дает возможность наиболее рационально использовать отходы легированных сталей, что значительно уменьшает расход ферросплавов.

Кислый процесс в электродуговых печах имеет те же особенности, что и кислый мартеновский процесс. Для выплавки используют чистые по сере и фосфору шихтовые материалы, нередко применяя метод переплава отходов собственного производства. В качестве флюса используют шлак предыдущих плавок, песок и другие материалы. Окислительный период сокращают присадками небольших порций чистой по сере и фосфо­ру железной руды или продувкой кислородом. При этом выгорает лишь 0,1—0,3% С. Особенностью кислого процесса является возможность “самораскисления” стали кремнием.

Окончательное раскисление обеспечивается присад­ками на шлак порошкообразного ферросилиция, кокса или древесного угля и других материалов.

Кислая футеровка обладает значительно большей стойкостью и дешевле основной. Кислые печи применя­ют главным образом в литейных цехах. Нагрев метал­ла в электропечи до высокой температуры повышает его жидкотекучесть, что имеет важное значение в ли­тейном производстве.

Выплавка в дуговых электрических печах — главный способ производства высококачественных конструкци­онных, нержавеющих и других сталей и сплавов. Более высокое по сравнению с мартеновской и конверторной качество электростали объясняется ее более высокой чистотой по сере и фосфору и неметаллическим вклю­чениям, хорошей раскисляемостью.

Вместе с этим электросталь стоит дороже, чем мар­теновская и конверторная сталь. Продолжительность плавки в крупной 100-т печи составляет 6—7 ч, расход электроэнергии на 1 т стали около 600 кВт*ч, электродов до 10 кг. Применение кис­лорода повышает производительность на 15—25% и снижает расход электроэнергии на 10—15%.

2. Опишите формоизменяющие операции листовой штамповки, необходимый инструмент и область применения.

Листовая штамповка — метод изготовления плоских и объемных тонкостенных изделий из листового мате­риала, ленты или полосы с помощью штампов на прес­сах или без применения прессов (беспрессовая штам­повка). Листовая штамповка может проводиться в хо­лодном состоянии и с нагревом (горячая листовая штам­повка). Наиболее распространена холодная листовая штамповка из полос толщиной 0,1—5 мм. Горячая лис­товая штамповка производится, как правило, из полос толщиной >5 мм.

Основные преимущества листовой штамповки: воз­можность изготовления прочных, жестких, тонкостенных деталей простой и сложной формы; высокая производительность, экономный расход металла и простота процесса; относительная простота механизации и автоматизации процесса обработки.

Листовой штамповкой изготовляют детали приборов, велосипедов, мотоциклов, металлическую посуду, рамы и кузовы автомобилей, детали самолетов, вагонов, судов и т. д. Листовая штамповка широко распространена и применение ее непрерывно расширяется.

На рисунке 2 показаны некоторые детали, полученные: а – вырубкой, б — отбортовкой, в – гибкой, г – вытяжкой и формовкой. Все операции листовой штамповки можно

Рис. 2 Листовые штамповочные детали

Рис. 3. Разделительные операции листовой штамповки:

а — резка; б — вырубка, в — пробивка, 1 — верхний нож; 2 — нижний нож; 3 - разрезаемый лист; 4 — упор; 5 — пуансон; 6 — матрица; 7 - изделие или полуфабрикат

классифицировать на разделительные (отделение одной части заготовок от другой) и формоизменяющие (получение изделий сложной формы перемещением элементарных объемов материала исходной заготовки без ее разрушения). Применяют также сбо­рочные операции (соединение отдельных деталей в об­щий узел под давлением штампа).

К основным разделительным операциям относятся: резка — последовательное отделение части металла по прямой или кривой линии; вырубка — единовременное отделение материала от заготовки по замкнутому контуру, причем отделяемая часть является изделием; пробивка — получение отверстий отделением материала по замкнутому контуру внутри детали (рис. 3).

К основным формоизменяющим операциям относятся правка, гибка, вытяжка, протяжка, отбортовка и формовка (рис. 4).

Правка применяется для устранения неровностей и искривлений плоских деталей после вырубки, пробивки, а также для исправления отдельных элементов формы деталей после гибки или других формоизменяющих опе­раций. Так, например, плоские детали правят в штампах с гладкими плитами (рис. 4, а).