Период прохождения практики с 09. 02. 2012 по 13. 06. 2012 г



страница8/17
Дата28.11.2017
Размер1.2 Mb.
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   17

3.5.Разливка стали.


Выплавляемую в сталеплавильных агрегатах сталь выпускают в сталеразливочные ковши и разливают. Часть выплавленной стали (2—3 %) используют для получения стальных фасонных отливок (стальное литье); основное ее количество поступает в разливочные отделения сталеплавильных цехов для получения слитков или непрерывно-литых заготовок. Слитки стали затем отправляют в прокатные или кузнечные цехи для обработки давлением и получения из них балок, рельсов, труб, листа, различной формы сортовых заготовок и др.

Процесс наполнения жидким металлом форм, в которых металл кристаллизуется, образуя слитки или отливки, называют разливкой металла. Процесс, при котором металл, затвердевая, образует фасонные отливки (детали), называют стальным литьем.

Процесс непрерывного получения слитков или заготовок основан на кристаллизации слитка в период непрерывного перемещения металла относительно зон заливки и кристаллизации. В сталеплавильном производстве наибольшее распространение получили установки литья в кристаллизатор. На предприятиях тяжелого машиностроения, занятых проектированием и изготовлением установок для непрерывной разливки, агрегат в целом получил название «машина непрерывного литья заготовок» (МНЛЗ). Однако у технологов в практике металлургических заводов распространено название «установка непрерывной разливки стали» (УНРС), более полно отражающее суть процесса.

Широкое распространение метода непрерывной разливки обусловлено ее преимуществами.

1. Уменьшение (на 10—20 %) расхода металла на 1 т годного проката.

2. Оптимальное сочетание особенностей работы современных прокатных станов и возможностей УНРС. Например, для достижения высоких технико-экономических результатов современный листопрокатный стан должен получать слябовые заготовки массой до 50—60 т; отливать слитки такой массы традиционным способом затруднительно, прежде всего потому, что для получения таких слитков необходимы соответствующее крановое оборудование в разливочных пролетах, строительство глубоких нагревательных колодцев и прочие приспособления.

3. Снижение капитальных затрат на сооружение металлургического завода (из структуры завода исключены парк изложниц, отделение для их подготовки и извлечения из них слитков, крупные дорогостоящие прокатные станы — блюминги и слябинги, на которых обычно слитки обжимаются на заготовки для последующей прокатки).

4. Уменьшение энергетических затрат (как для нагрева металла под прокатку, так и для работы обжимных станов).

5. Повышение производительности и улучшение условий труда (исключается ряд тяжелых и трудоемких операций по установке изложниц, уборке и т. п.), создание предпосылок для полной автоматизации и механизации процесса разливки, уменьшение числа обслуживающего персонала.

6. Увеличение степени однородности металла, улучшение его качества благодаря ускорению затвердевания.

Наиболее распространенные УНРС работают по следующей схеме: жидкая сталь поступает в сквозную водоохлаждаемую изложницу - кристаллизатор. Предварительно до начала разливки в кристаллизатор вводят искусственное подвижное дно (так называемую «затравку»). Жидкий металл, соприкоснувшись с холодными затравкой и кристаллизатором, начинает кристаллизоваться; затравку вместе с застывшим на ней металлом медленно опускают из кристаллизатора; вместе с затравкой тянется и получающийся таким образом слиток. Закристаллизовавшиеся грани слитка (средняя часть слитка еще жидкая) скользят при этом по стенкам кристаллизатора. Для уменьшения усилий вытягивания и исключения случаев разрыва корочки из-за приваривания корочки к стыкам кристаллизатора последнему придают возвратно-поступательное движение, на его стенки подают смазку, на поверхности жидкого металла в кристаллизаторе наводят шлак, тонкая пленка которого между кристаллизатором и слитком уменьшает трение. Выходящую из кристаллизатора заготовку (слиток) с жидкой сердцевиной подвергают интенсивному охлаждению (обычно тонкораспыленными струями воды, подаваемой через специальные форсунки). Это охлаждение называют вторичным (первичным называют охлаждение в кристаллизаторе). После затвердевания по всему сечению заготовка поступает на участок резки, где ее разрезают на мерные длины.

Для разливки стали используют следующее оборудование: 1) желоб, по которому сталь из конвертера или плавильного агрегата (электро - или мартеновских печей) попадает в ковш; 2) сталеразливочный ковш; 3) промежуточный ковш или промежуточное разливочное устройство; 4) изложницы; 5) поддоны; 6) установки непрерывной разливки стали УНРС (машины непрерывного литья заготовок МНЛЗ

Выпускной желоб состоит из металлического сварного или литого кожуха, футерованного, как правило, шамотным кирпичом. Желоб установлен с наклоном 0,10—0,12 к горизонтали (для обеспечения полноты стекания металла).

Сталеразливочный ковш выполняет несколько функций: 1) служит емкостью для транспортировки металла от сталеплавильного агрегата или от сталевоза до места разливки; 2) является устройством, при помощи которого сталь распределяется по изложницам или кристаллизаторам установки непрерывной разливки; 3) является агрегатом, в котором осуществляют ряд металлургических процессов (раскисление, легирование, обработку вакуумом, продувку инертным газом, обработку жидкими синтетическими шлаками или твердыми шлаковыми смесями и т. п.); 4) служит емкостью, в которой металл выдерживают при заданной температуре в процессе разливки плавки. Объем ковша рассчитывают, исходя из объема всей массы металла и определенного (5-10 %) слоя шлака.

Отечественная промышленность выпускает стандартные ковши вместимостью от 50 до 480 т. Масса порожнего футерованного ковша вместимостью 300 т 72,5 т, масса порожнего 480-т ковша 136,3т. Разливочный ковш перемещается с помощью разливочного крана.

Промежуточные разливочные устройства способствуют уменьшению разбрызгивания при ударе струи о дно изложницы или о поверхность разливаемого металла. Применение промежуточных ковшей получило широкое распространение при непрерывной разливке, когда характер воздействия струи на кристаллизующийся металл имеет особое влияние на качество слитка.

Промежуточный ковш является дополнительным звеном в технологической цепочке сталеплавильный агрегат—сталеразливочный ковш—слиток. Получаемые от использования промежуточных ковшей преимущества сводятся к следующему:

1) обеспечивается разливка практически всей плавки с одинаковой скоростью и характером истечения струи металла;

2) существенно уменьшается удар струи металла при разливке;

3) можно вести разливку сверху одновременно на несколько слитков;

4) в необходимых случаях можно осуществлять дополнительные операции по исправлению состава и повышению качества металла;

5) при непрерывной разливке можно разливать несколько плавок без перерыва струи металла, вытекающей из промежуточного ковша (так называемый метод «плавка на плавку»). Некоторый запас металла в промежуточном ковше позволяет продолжать разливку в то время, пока один опорожненный большой разливочный ковш заменяют другим.

Важнейшим узлом УНРС является кристаллизатор, обеспечивающий интенсивный отвод тепла от кристаллизующейся стали и образование по периметру непрерывно формируемой корочки, которая на выходе из кристаллизатора должна выдерживать ферростатическое давление жидкой фазы слитка. Кроме того, поверхность стенок кристаллизатора должна быть устойчивой к истиранию. Наиболее часто внутреннюю поверхность медного кристаллизатора покрывают тонкими слоями вначале никеля, затем хрома.

Для предотвращения прилипания корочки слитка к кристаллизатору и возможного при этом зависания слитка (и образования трещин) при помощи механизмов качания организуют непрерывное возвратно-поступательное движение кристаллизатора. Чтобы избежать появления на поверхности слитка грубых складок (следов качания), интенсивность качания должна быть очень высокой (на современных УНРС до 400 и более раз в минуту).

Конструкции кристаллизаторов могут быть достаточно сложными. На рис.3 показана конструкция регулируемого кристаллизатора, разработанная в НИИ ПО «Уралмаш». Отличительной особенностью конструкции является П - образная форма широкой базовой стенки 7. В объемных боковинах 2 ее выполнены пазы, в которые входят шипы подвижной широкой стенки малого радиуса 3. Узкие стенки 4 подвешиваются на специальных скалках и шарнирно связаны с крючками толкателей двух червячно-винтовых механизмов, установленных в боковинах. Скалки воспринимают поперечное усилие от массы стенок и разгружают толкатели, которые работают только в тянуще-толкающем режиме. Сборочное усиление зажатия узких стенок между широкими достигается при помощи пружин 5 на двух стяжках 6.

На внешней стороне широкой подвижной стенки малого радиуса находятся два регулируемых винтовых упора 7, через которые при помощи подвижной балки механизма качания 8, имеющей пружинно-гидравлический привод, создаются усилие зажатия узких стенок между широкими и прижатие всего кристаллизатора к базовым упорам механизма качания. Перед регулированием положения узких стенок кристаллизатор «распускается» при помощи обратного (по отношению к сжатию) хода подвижной балки механизма качания, имеющей захваты и оттягивающей подвижную широкую стенку малого радиуса. При этом снимается усилие зажатия с узких стенок, а базовая стенка остается неподвижной относительно базовых поверхностей механизма качания.

Регулирование конусности торцовых стенок и перенастройка их на другой (по ширине) диапазон заготовок осуществляются при помощи двух червячно-винтовых механизмов ручной настройки, смонтированных в боковинах базовой стенки. При разливке небольших серий плавок на различные по ширине сечения заготовки нет необходимости каждый раз менять кристаллизатор; настройку на другую ширину можно выполнять непосредственно в УНРС. В этом случае можно уменьшить общее число кристаллизаторов.


Рис. 11 Кристаллизатор конструкции ПО «Уралмаш»

На рис.11 показано, что стенки кристаллизатора пронизаны отверстиями для его охлаждения водой. Существуют варианты организации охлаждения стенок, в том числе так называемое струйное охлаждение. По некоторым данным, использование струйного охлаждения кристаллизаторов позволяет избежать появления продольных угловых трещин, увеличить скорость разливки и контролировать интенсивность отвода тепла. Современные установки позволяют получать непрерывнолитые заготовки сложной конфигурации.

В металлургии нашли своё применение следующие типы МНЛЗ:



  1. Вертикальные МНЛЗ - первые промышленные МНЛЗ, создаваемые в начале 50х годов 20 века. Формирование слитка, его охлаждение и порезка на мерные длины производилось на вертикальном участке.

  2. Радиальные МНЛЗ. Отличительной особенностью радиальных МНЛЗ являлся кристаллизатор, имеющий изгиб, соответствовавший базовому радиусу МНЛЗ, что позволяло создать единую технологическую ось ручья заданного радиуса.

  3. Криволинейные МНЛЗ. Главной особенностью таких машин является наличие вертикального кристаллизатора и вертикального участка под ним, что положительно влияет на внутреннюю структуру заготовки благодаря оптимальному всплытию неметаллических включений. Затем заготовка загибается до базового радиуса МНЛЗ в нескольких парах опорно-прижимных роликов, которые предотвращают образование трещин на поверхности заготовки.

  4. Горизонтальные МНЛЗ. ГМНЛЗ компактны и недороги, имеют 1-2 ручья и применяются в черной металлургии при отливке хрупких и высоколегированных сталей. Это обусловлено конструкцией ГМНЛЗ, в которой сталеразливочный ковш непосредственно связан с кристаллизатором, что исключает вторичное окисление металла. Наибольшее распространение ГМНЛЗ получили в цветной металлургии.

  5. МНЛЗ для прямой отливки листа - первые промышленные МНЛЗ для прямого получения листа, в которых удается исключить из технологической схемы цикл горячей прокатки заготовки.





Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   17


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница