Непрерывное литье заготовок

Непрерывное литье заготовок

Бесплатно!

Непрерывное литье заготовок
Погружаемый разливочный стакан
Непрерывное литье заготовки разливочный стакан слитки

Описание работы

Непрерывное литье заготовок
Идея непрерывного лить я была выдвинута в середине XIX в. Г. Бессемером, который предлагал разливать жидкую сталь между двумя водоохлаждаемыми валками. Однако не только при том уровне техники, но и в настоящее время реализовать такую идею бесслитковой прокатки невозможно. В 943 г. С. Юнг ан разработал подвижный кристаллизатор для разливки заготовок. В Японии освоение МНЛЗ началось в 955 г. В настоящее время на многих металлургических заводах работают МНЛЗ трех типов: вертикального, вертикального с изгибом слитка, радиального.
В зависимости от размера слитка МНЛЗ делятся на слябовые, блюмовые и заготовочные. Естественно, что размеры промежуточных ковшей, кристаллизаторов, а также состав огнеупоров при этом разные. При непрерывном методе разливки жидкая сталь заливается в кристаллизатор, под влияниемводоохлаждаемых стенок которого начинается первичное охлаждение. Выходящая из кристаллизатора заготовка с жидкой сердцевиной интенсивно охлаждается(вторичное охлаждение). После затвердевания по всему сечению заготовка разрезается на мерные длины. Таким образом, непрерывная разливка позволяет получать непосредственно из жидкой стали полупродукт, готовый для прокатки на чистовых станках.
По сравнению с прежним методом разливки стали в изложницы при непрерывной разливке можно сократить не только время за счет исключения некоторых операций, но и капиталовложения (например, на сооружение обжимных станов). Непрерывная разливка обеспечивает значительную экономию металла вследствие уменьшения обрез и и энергии, которая тратилась на подогрев слитка в нагревательных колодцах. Исключение нагревательных колодцев позволило в значительной степени избавиться от загрязнения атмосферы. По ряду других показателей: качеству металлопродукции, возможности механизации и автоматизации, улучшению условий труда непрерывная разливка также эффективнее традиционных способов. Но непрерывная разливка имеет и Отрицательные стороны. Стали некоторых марок, например кипящие, нельзя разливать по этому методу, малые объемы разливки сталей различных марок повышают
?

их себестоимость, неожиданные поломки оказывают большое влияние на снижение общей производительности.
МНЛЗ состоит из сталеразливочного и промежуточного 2 ковшей, водоохлаждаемогокристаллизатора 3, системы вторичного охлаждения 4, устройства для вытягивания5, оборудования 6 для резки и перемещения слитка.
Промежуточный ковш, являющийся последней ем костью на пути стали к кристаллизатору, предназначен для приема металла из сталеразливочногоковша и распределения его по кристаллизаторам. Подачу металла в кристаллизатор производят через разливочные стаканы с помощью регулирующих устройств стопора или шиберного затвора.
Огнеупоры для устройств и приспособлений, регулирующих подачу жидкой стали
В настоящее время в Японии почти все крупногабаритные ковшиоборудованы скользящими затворами. Вертикальные с топорные разливочные устройства применяются мало. Но, поскольку для их изготовления требуются огнеупорные материалы, о них необходимо рассказать.
В комплект с топорного устройства входит стакан, пробка и стопорнаятрубка. Сталеразливочный стакан является наиболее ответственной частью узластопорного затвора, точнее стопор ной пары пробка—стакан. В условиях опускания стакана (закрывания затвора) и подъема (открывания) эта с топорная пара подвергается обоюдному изнашиванию.

?

Основные детали скользящего затвора изготавливают из различных огнеупорных материалов. Верхний стакан и обе плиты (верхнюю и нижнюю) выполняют в основном из высокоглиноземистыхматериалов. Плиты, кроме того, пропитывают смолой. Большое внимание обращают на обработку поверхности плит с целью лучшей их притирки. Для изготовления нижнего стакана в зависимости от условий разливки возможны варианты
Удлиненный стакан. Неметаллические включения отрицательно .) влияют на качество стали и состояние огнеупоров. Окислы алюминия, кремния, марганца, вводимые в жидкую сталь в качестве раскисли те лей или добавок, во всплывшем состоянии затвердевают. Удлиненный стакан в виде трубки предназначен для защиты разливочной струи от соприкосновения с воздух ом на пути между сталеразливочным и промежуточным ковшами. Функции этого стакана трубки (кроме предотвращения окисления воздухомразливаемой стали) заключаются еще в том, чтобы поддерживать температуру стали на определенном уровне, а также предотвращать деформацию струи, заливаемой в промежуточный ковш. Для защиты от окисления через жидкую сталь пропускают инертные газы (аргон и азот). В данном случае газовая среда также защищается с помощью огнеупоров или стальной трубы.
Удлиненные стаканы трубки изготавливают в основном из тех же огнеупорных материалов, что и погружаемые разливочные стаканы, используемые для почти аналогичных целей между промежуточным ковшом и кристаллизатором. Однако по сравнению с погружаемым стаканом диаметр удлиненного стакана больше, поэтому и требования к их термостойкости и устойчивости к растрескиванию более жесткие.
Огнеупоры для футеровки промежуточного ковша. Промежуточный ковш является дополнительным звеном между сталеразливочным ковшом и кристаллизатором. При непрерывной разливке наличие промежуточного ковша оправдывается, поскольку через него можно разливать несколько плавок с одинаковой скоростью непрерывной струей. Однако при этом происходит дополнительное охлаждение стали, поэтому приходится предварительно ее нагревать.
В отличие от сталеразливочных ковшей в промежуточном ковше меньше неметаллических включений, поэтому его футеровка служит дольше. С целью экономии энергии и затрат труда в последние годы в качестве новогофутеровочного материала в промежуточном ковше начали применять теплоизоляционные материалы. Для ремонта футеровки промежуточного ковша широко применяют торкретирование неформованными огнеупорами. Поскольку условия эксплуатации сталеразливочных и промежуточных ковшей имеют много общего, дляфутеровки промежуточного ковша используют шамотные, цирк о новые, высокоглиноземистые огнеупоры. В случае разливки высококачественных (например, нержавеющих) сталей применяют обычно цирконовые и высокоглиноземистыематериалы. Крышку промежуточного ковша изготовляют из огнеупорных бетонов, набивных масс и изоляционных изделий. Форма крышки сложная, что иногда вызывает трудности при ее футеровании. Типичные свойства огнеупоров применяемых для футеровки промежуточного ковша, приведены в табл. 1

?

Регулирование струи металла из промежуточного ковша осуще ствляется тремя способами: через не закрываемый разливочный стакан при стабилизированной скорости истечения металла с по мощьюстопорного устройства (пробки и стакана); с использование скользящего затвора.
Первым способом отливают небольшие заготовки в МНЛЗ с малогабаритным кристаллизатором. Следовательно, в этом случае диаметр отверстия разливочного стакана небольшой. Такой стакан следует изготовлять из огнеупоров с большим сопротивлением к термическому растрескиванию. Для разливки стали массового назначения в большие объемы стаканы делают из высокообожженныхцирконовых и циркониевых огнеупоров.
Вторым способом получают сравнительно большие непрерывно литые блюмы и слябы. В этом случае применяют погружаемые стаканы. С топорное устройство может непосредственно взаимодействовать с погружаемым стаканом, если верхняя часть последнего входит в дно промежуточного ковша, или через разливочный стакан воронку, плотно устанавливаемую на погружаемый наружный стакан. Диаметры разливочных стаканов для первого и второго способе разные. При наличии с топорного устройства диаметр разливочного стакана больше. В обоих случаях на качество разливочных стаканов обращают серьезное внимание. Разливочный стакан, независимо от способа, и с топорную головку изготовляют обычно из высокоглиноземистых и цирконовых материалов. В отличие от сталеразливочного ковша, где при выборе материала для запорной головки и стакана предусматривается некоторая пластичность, для промежуточного ковша принимают во внимание прежде всего длительное давление разливаем ой стали, которое может вызвать деформацию стопора 5сталеразливочном ковше стакан регулирует струю металла, но в промежуточном ковше широкий стакан не может выполнять роль регулятора из-за большого диаметра. С учет ом изложенного запорный комплекс в промежуточном ковше выполняют из более плотных материалов. Трубку стопора промежуточного ковша изготовляют из пирофиллита росэки, шамот а и высокоглиноземистого материала. Свойства огнеупорных материалов для с топорных деталей промежуточного ковша приведены в табл. 2 2.
По третьему способу вместо с топорного устройства применяют скользящий затвор, работающий в комплексе с погружаемым стаканом. При подводе металла в большой кристаллизатор струя заполняет его равномерно. В малом кристаллизаторе характер потока меняется (например, из-за смещения струи металла), что может быть причиной кавитационных явлений и резких колебаний давления металла [в формирующемся слитке. Для предотвращения этих явлений применяют трехплиточныескользящие затворы, в которых промежуточная плита подвижна, а верхняя и нижняя неподвижны. В промежуточных плитах выполняют отверстия разного диаметра, подходящие для разных условий работы. Огнеупорные материалы для изготовления скользящих затворов промежуточного ковша те же, что и для сталеразливочного.
Погружаемый разливочный стакан.
Погружаемые стаканы применяют с целью предотвращения окцления жидкой стали на участке между промежуточным ковшом кристаллизатором, подвода стали в кристаллизатор затопление струей под уровень металла для ее равномерного распределения и ( избежание разбрызгивания, сохранения в кристаллизаторе на щ верхности металла литейного порошка и всплывших частиц, пр< дот вращения беспорядочных потоков, облегчения всплытия не метал лических включений, уменьшения вовлечения в металл нежелатель ных веществ. Целесообразно для изготовления погружаемых стаканов применять материалы с хорошей эрозионной стойкостью к расплаву шлакообразующейсмеси, стойкие к тепловым ударам, затягивании: и зарастанию канала, а также термически прочные. Этим требованиям соответствуют плавленолитые кремнеземистые(99,4 % 5Ю2) и угле родглиноземистые (<<30 % С и >50 % А 2О3) огнеупоры.
Свойства плавленолитых кремнеземистых погружаемых стаканов: открытая пористость ,7 %, кажущаяся плотность ,92 г/см3, предел прочности при сжатии 75 МПа, линейное термическое при 000 °С расширение 0,05 %, температура начала деформации под нагрузкой 0,2 МПа составляет 260 °С.
Применение погружаемых стаканов из плавленолитых кремнеземистых огнеупоров, отменно стойких к тепловым ударам, целесо образно при разливке стали, раскис ленной алюминием. Стаканы и: плавленокремнеземистыхогнеупоров хорошо сопротивляются дей ствию литейно формовочных порошков изарастанию. Однако ю коррозионная стойкость недостаточна, особенно при контакте с высоко марганцовистыми сталями. Поэтому при длительных разливках диаметр канала стакана увеличивается в результате износа и разъедания.
Эрозионная стойкость углеродглиноземистых огнеупоров в несколько раз выше, чем у плавленокремнеземистых, вследствие содержания углерод а ~30 %. Углеродглиноземистые огнеупоры характеризуются следующими свойствами: кажущаяся пористость 6,5 %, кажущаяся плотность 2,35 г/см3, предел прочности при сжатии 30 МПа, линейное термическое (при 000 °С) расширение0,5 %. температура начала деформации под нагрузкой 0,2 МПа составляет > 600 °С.
Однако по сравнению с плавленолитыми кремнеземистыми дляуглеродглиноземистых стаканов более характерно зарастание на стылью металла вследствие влияния литейно формовочных порошков.
Это влияние резко уменьшается при использовании углерод циркониевых или углеродцирконовых огнеупоров, которые обладают хорошими характеристиками в высокотемпературных условиях эксплуатации при разливке стали, содержащей литейно формовочны порошки.
Пористая пробка. Через пористую пробку в ковш по дается инертный газ. При продувке стали инертным газом в ковше необходим принудительное перемешивание жидкого металла, выравнивают температуру металла в объеме ковша и приводящее к равномерному распределению химических элементов в расплаве Продувка ускоряет процесс вакуумирования (удаления из металла растворенных газов: водород а, азот а и кислород а). Пузырь клинертного газа, проходя через толщу металла, дополнительно поглощают водород азот, тем самым дегазируют жидкую сталь. Погружаемая в металл фурма заканчивается пористым блоком либо просто является футерованной огнеупорным материалом трубкой. Подачу газа регулируют, изменяя давление. Пористость пробки или блока должна быть равномерной, термостойкость — достаточно высокой, разъедание их материала жидкой сталью и проникновение сквозь него недопустимы. Пористые пробки изготавливают в основном из высокоглиноземистых (85 % А 2О3 •Из % 5г) и частично из основных огнеупоров.
Характеристика высокоглиноземистой пористой пробки: огнеупорность 850 °С, кажущаяся пористость 35,0 %, кажущаяся плотность 2,35 г/см3, предел прочности при сжатии 25 МПа, линейное термическое (при 1000 °С) расширение 0,60 %, температура начала деформации под нагрузкой 600 °С, коэффициент газопроницаемости — 2 см3см/(см2 с см вод. ст.).
Проблемы, связанные с непрерывным лить ем
В 967 г. доля непрерывной разливки составляла 30 %, к 985достигнет 42 — 52 %. Естественно, что воз растет и количество МНЛЗ. На новых усовершенствованных МНЛЗ появилась возможность разливать высококачественные стали. Производительность машин увеличивается вследствие высокой скорости разливки, стабильного Качества металла, расширения номенклатуры заготовок с разными размерами. Одним из условий многократной непрерывной разливки является быстрая замена погружаемого стакана или промежуточного ковша, потому что невозможно изготовить идеальный погружаемый стакан многократного использования. Дело в том, что погружаемый стакан разъедается литейно формовочными порошками и растягиваетсянастылью металла. Одним из средств защиты канала стакана от агрессивных формовочных порошков является футеровка огнеупорами углеродистой системы. Но зарастание стакана предотвратить трудно. Оно происходит вследствие снижения температур разливки и, следовательно загустевания жидкой стали, а также прилипания к поверхности канала стакана раскислителей(алюминия, титана). Есть сообщения о зависимости между количеством сбавляемогораскислителя, температурой разливки и зарастанием стакана

Обзоры

Отзывов пока нет.

Будьте первым, кто оставил отзыв на “Непрерывное литье заготовок”

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *