Безперервне лиття заготовок

Безупинне лиття заготовок.

Ідея безперервного лиття було висунуто у середині в XIX ст. Р. Бессемером, який пропонував розливати рідку сталь між двома водоохлаждаемыми валками. Проте чи тільки за тієї рівні техніки, а й у час реалізувати таку ідею бесслитковой прокатки неможливо. У 943 р. З. Юнган розробив рухливий кристаллизатор для розливання заготовок. У Японії освоєння МБЛЗ почалося 955 р. Нині на багатьох металургійних заводах працюють МБЛЗ трьох типів: вертикального, вертикального з вигином зливка, радиального.

Залежно від розміру зливка МБЛЗ діляться на слябовые, блюмовые і заготовочные. Природно, що розміри проміжних ковшів, кристаллизаторов, і навіть склад вогнетривів у своїй різні. При безупинному методі розливання рідка сталь заливається в кристаллизатор, під впливом водоохлаждаемых стінок якого починається первинне охолодження. Що Виходить з кристаллизатора заготівля з рідкої серцевиною інтенсивно охолоджується (вторинне охолодження). Після затвердіння з усього перерізу заготівля розрізається на мірні довжини. Отже, безперервна разливка дає змогу отримувати безпосередньо з рідкої стали напівпродукт, готовий для прокатки на чистових станках.

У порівняні з колишнім методом розливання сталі в изложницы при безупинної розливанні можна скоротити як час з допомогою винятку деяких операцій, а й капіталовкладення (наприклад, зведення обжимных станів). Безперервна разливка забезпечує значну економію металу внаслідок зменшення обрези і, яка на підігрів злитку на нагрівальних криницях. Виняток нагрівальних криниць дозволило значною мірою позбутися забруднення атмосфери. З інших показників: якості металопродукції, можливості механізації і автоматизації, поліпшенню умов праці безперервна разливка також ефективніше традиційних способів. Але безперервна разливка має і Негативні боку. Стали деяких марок, наприклад киплячі, не можна розливати за цим методом, малі обсяги розливання сталей різних марок повышают.

[pic].

їх собівартість, несподівані поломки мають вплив на зниження загальної производительности.

МБЛЗ складається з сталеразливочного і проміжного 2 ковшів, водоохлаждаемого кристаллизатора 3, системи вторинного охолодження 4, устрою для витягування 5, устаткування 6 для різання і переміщення слитка.

Проміжний ківш, є останньої ємністю по дорозі стали до кристаллизатору, призначений прийому металу з сталеразливочного ковша і розподілу його за кристаллизаторам. Подачу металу у кристаллизатор виробляють через разливочные склянки з допомогою регулюючих пристроїв стопора чи шиберного затвора.

Вогнетриви для пристроїв і пристосувань, регулюючих подачу рідкої стали.

Нині у Японії майже всі великогабаритні ковші обладнані легкими затворами. Вертикальні стопорные разливочные устрою застосовуються мало. Але, бо їх виготовлення потрібні вогнетривкі матеріали, про неї необхідно рассказать.

До комплекту стопорного устрою входить склянку, пробка і стопорная трубка. Сталеразливочный склянку є найбільш відповідальної частиною вузла стопорного затвора, точніше стопорной пари пробка—стакан. У разі опускання склянки (закривання затвора) і підйому (відкривання) ця стопорная пара піддається обопільному изнашиванию.

[pic].

Основні деталі ковзаючого затвора виготовляються з різних вогнетривких матеріалів. Верхній склянку обидві плити (верхню і нижню) виконують у основному з высокоглиноземистых матеріалів. Плити, ще, просочують смолою. Значну увагу привертають до себе обробку поверхні плит з єдиною метою кращої їх притирання. Для виготовлення нижнього склянки в залежність від умов розливання можливі варианты.

Подовжений склянку. Неметалеві включення негативно .) впливають на якість сталі та стан вогнетривів. Окисли алюмінію, кремнію, марганцю, запроваджувані в рідку сталь як раскислите лей чи добавок, у сплив стані затвердевают. Подовжений склянку як трубки призначений за захистом разливочной струменя від зустрічі з повітрям на шляху між сталеразливочным і проміжним ковшами. Функції цієї склянки трубки (крім запобігання окислення повітрям разливаемой стали) полягають ще й тому, щоб підтримувати температуру стали певному рівні, і навіть запобігати деформацію струменя, заливаемой у проміжний ківш. Для захисту від окислення через рідку сталь пропускають інертні гази (аргон і азот). У разі газова середовище також захищається з допомогою вогнетривів чи сталевої трубы.

Подовжені склянки трубки виготовляють переважно з тієї ж вогнетривких матеріалів, як і погружаемые разливочные склянки, використовувані для майже аналогічних цілей між проміжним ковшем і кристаллизатором. Проте, порівняно з погружаемым склянкою діаметр подовженого склянки більше, тому й вимоги до термостойкости і опірності растрескиванию більш жесткие.

Вогнетриви для футерівки проміжного ковша. Проміжний ківш є додатковим ланкою між сталеразливочным ковшем і кристаллизатором. При безупинної розливанні наявність проміжного ковша виправдовується, оскільки нього можна розливати кілька плавок з однаковою швидкістю безупинної струменем. Однак цьому відбувається додаткове охолодження стали, тож і мусять попередньо її нагревать.

На відміну від сталеразливочных ковшів в проміжному ковші менше неметалічних включень, тому його підбійка служить довше. З метою економії енергії і витрат праці останні роки у ролі нового футеровочного матеріалу в проміжному ковші почали застосовувати теплоізоляційні матеріали. Для ремонту футерівки проміжного ковша широко застосовують торкретирование неформованными огнеупорами. Оскільки умови експлуатації сталеразливочных і проміжних ковшів мають багато загального, для футерівки проміжного ковша використовують шамотные, цирко нові, высокоглиноземистые вогнетриви. Що стосується розливання високоякісних (наприклад, нержавіючих) сталей застосовують зазвичай цирконовые і высокоглиноземистые матеріали. Кришку проміжного ковша виготовляють з вогнетривких бетонів, набивних мас і ізоляційних виробів. Форма кришки складна, що викликає труднощі у її футеровании. Типові властивості вогнетривів що застосовуються футерівки проміжного ковша, наведені у табл. 1.

[pic].

Регулювання струменя металу з проміжного ковша осуще ствляется трьома способами: через незакрываемый розливальний склянку при стабилизированной швидкості закінчення металу з по міццю стопорного устрою (пробки і склянки); з використання ковзаючого затвора.

Першим способом виливають невеликі заготівлі в МБЛЗ з мало габаритным кристаллизатором. Отже, у разі діаметр отвори разливочного склянки невеличкий. Такий склянку слід виготовляти з вогнетривів з великим опором до термическому растрескиванию. Для розливання сталі масового призначення до більше об'ємів склянки роблять із высокообожженных цирконовых і цирконієвих огнеупоров.

Другим чином отримують порівняно великі безупинно литі блюмы і сляби. І тут застосовують погружаемые склянки. Стопорное пристрій може безпосередньо взаємодіяти з погружаемым склянкою, якщо верхня частина останнього входить у дно проміжного ковша, чи через розливальний склянку вирву, щільно що встановлюється на погружаемый зовнішнє склянку. Діаметри разливочных склянок на першому та другого способі різні. За наявності стопорного устрою діаметр разливочного склянки більше. У обох випадках на якість разливочных склянок звертають серйозну увагу. Розливальний склянку, незалежно від способу, і стопорную голівку виготовляють зазвичай з высокоглиноземистых і цирконовых матеріалів. На відміну від сталеразливочного ковша, де за виборі матеріалу для запірної голівки і склянки передбачається певна пластичність, для проміжного ковша приймають до уваги передусім тривале тиск разливаемой стали, яка може викликати деформацію стопора 5 сталеразливочном ковші склянку регулює струмінь металу, але у проміжному ковші широкий склянку неспроможна виконувати роль регулятора через великі діаметра. З урахуванням викладеного запірний комплекс в проміжному ковші виконують з більш щільних матеріалів. Трубку стопора проміжного ковша виготовляють з пирофиллита росэки, шамоту і высокоглиноземистого матеріалу. Властивості вогнетривких матеріалів для стопорных деталей проміжного ковша наведені у табл. 2 2.

По третьому способу замість стопорного устрою застосовують ковзний затвор, працював у комплексі з погружаемым склянкою. При підводі металу у великих кристаллизатор струмінь заповнює його рівномірно. У малому кристаллизаторе характер потоку змінюється (наприклад, через усунення струменя металу), може бути причиною кавитационных явищ і різких коливань тиску металу [в що складається зливку. Щоб запобігти цих явищ застосовують трехплиточные що сковзають затвори, у яких проміжна плита рухається, а верхня і нижня нерухомі. У проміжних плитах виконують отвори різного діаметра, підходящі до різних умов праці. Вогнетривкі матеріали виготовлення що ковзають затворів проміжного ковша самі, що у сталеразливочного.

Погружаемый розливальний стакан.

Погружаемые склянки застосовують для запобігання окц ления рідкої стали ділянці між проміжним ковшем кристаллизатором, підвода сталі у кристаллизатор затоплення струменем під рівень металу на її рівномірного і розподілу і (запобігання разбрызгивания, збереження в кристаллизаторе на щ верхности металу ливарного порошку і всплывших частинок, ін< дотвращения безладних потоків, полегшення спливання неметал лических включень, зменшення залучення у метал нежелатель ных веществ.

Доцільно виготовлення погружаемых склянок примі нять матеріали із хорошою эрозионной стійкістю до розплаву шлакообразующей суміші, стійкі до тепловим ударам, затягуванні: і зарастанию каналу, і навіть термічно міцні. Цим вимогам відповідають плавленолитые кремнеземистые (99,4% 5Ю2) і вугіллі родглиноземистые (600 °С.

Проте, порівняно з плавленолитыми кремнеземистыми для углеродглиноземистых склянок характерніше заростання на стылью металу внаслідок впливу литейно формувальних порошков.

Це вплив різко зменшується під час використання вуглець цирконієвих чи углеродцирконовых вогнетривів, які мають хорошими характеристиками в високотемпературних умовах експлуатації при розливанні стали, що містить литейно формовочны порошки.

Пориста пробка. Через пористу пробку в ківш подається інертний газ. При продувке стали інертним газом в ковші необхідний примусове перемішування рідкого металу, вирівнюють температуру металу у обсязі ковша і що веде до рівномірному розподілу хімічних елементів в розплаві Продування прискорює процес вакуумирования (видалення з металу розчинених газів: водню, азоту та кисню). Пузир кл інертного газу, проходячи через товщу металу, додатково поглинають водень азот, тим самим дегазируют рідку сталь. Погружаемая на метал фурма закінчується пористим блоком або є футерованной огнеупорным матеріалом трубкою. Подачу газу регулюють, змінюючи тиск. Пористість пробки чи блоку мусить бути рівномірної, термостойкость — досить високої, разъедание їх матеріалу рідкої сталлю також проникнення крізь нього неприпустимі. Пористі пробки виготовляють переважно з высокоглиноземистых (85% А 2О3 •З % 5г) і з основних огнеупоров.

Характеристика высокоглиноземистой пористої пробки: вогнестійкість 850 °З, що здається пористість 35,0%, що здається щільність 2,35 г/см3, межа міцності при стискуванні 25 МПа, лінійне термічне (при 1000 °З) розширення 0,60%, температура початку деформації під навантаженням 600 °З, коефіцієнт газопроницаемости — 2 см³ см/(см2 з див вод. ст.).

Проблеми, пов’язані з безперервним литьем.

У 967 р. частка безперервного розливу становила 30%, до 985 досягне 42 — 52%. Природно, що зросте і кількість МБЛЗ. На нових удосконалених МБЛЗ з’явилася можливість розливати високоякісні стали. Продуктивність машин збільшується внаслідок високу швидкість розливання, стабільного Якості металу, розширення номенклатури заготовок з різними розмірами. Однією з умов многократной безперервного розливу є швидка заміна погружаемого склянки чи проміжного ковша, оскільки неможливо виготовити ідеальний погружаемый склянку багаторазового використання. Річ у тім, що погружаемый склянку роз'їдається литейно формовочными порошками і розтягується настылью металу. Однією з засобів захисту каналу склянки від агресивних формувальних порошків є підбійка огнеупорами углеродистой системи. Але заростання склянки запобігти важко. Воно відбувається внаслідок зниження температур розливання і, отже загустевания рідкої стали, і навіть прилипания до каналу склянки розкислювачів (алюмінію, титану). Є повідомлення про залежності між кількістю сбавляемого раскислителя, температурою розливання і зарастанием стакана.