Непрерывная разливка стали: Учеб. пособ.

непрерывной разливки стали

 

Непрерывная разливка стали является одним из важнейших элементов современного сталеплавильного производства, обеспечивая значительную экономию металла, энергоресурсов, улучшение экологии и повышение качества металлопродукции.

         Целью непрерывной разливки стали, является получение заготовок высокого качества – однородных как в пределах одной разлитой плавки, так и по сечению, свободных от сегрегации и усадочной раковины, с мелкозернистой, благоприятной для дальнейшей обработки первичной структурой, с хорошей поверхностью, незначительными отходами.

Идеи непрерывной разливки с некоторыми допущениями технического характера впервые были сформулированы в патентах Дж. Селлерса (1840 г.), Ж. Лэинга (1843 г.) и Г. Бессемера (1846 г.). Однако в этих патентах (как и во многих последующих) отсутствовал принцип сообщения кристаллизатору возвратно-поступательных движений в ходе разливки стали.

Генри Бессемеру удалось, при помощи его первой разливочной машины, состоящей из 2-х вращающихся валков, где металл кристаллизовался, а затем подвергался деформации, получить короткую листовую полосу.

         Идея была усовершенствована и позволила разработать машины непрерывного литья цветных металлов через охлаждаемые водой, неподвижные изложницы. Сначала непрерывную разливку применяли лишь при литье меди и алюминия.

Сложность освоения непрерывной разливки стали была связана с

ее теплофизическими свойствами при высокой температуре: низкой теплопроводностью, высокой температурой плавления и др.

          При применении к стали методов, разработанных для непрерывного литья цветных металлов, были выявлены основные недостатки процесса:

– более высокое трение;

– прилипание корки слитка к стенкам гильз;

– обрывы корки слитка под кристаллизатором.

         В 1933 г. Юнганс впервые применил вертикальное качательное движение кристаллизатора, что позволило нивелировать выявленные недостатки, дало ход дальнейшему развитию процесса непрерывной разливки стали.

Первые полупромышленные установки (в основном вертикального типа) были сооружены в 1946 г. - на заводе в г. Лоу Мур (Великобритания), в 1948 г. – на фирме “Бабкок и Уилкокс” (Бивер Фолс, США), в 1950 г. – на фирме Маннесманн АГ (Дуйсбург, Германия) [2]. На этих машинах сначала отливали столб металла, после чего его резали на мерные длины.

В СССР первая опытная МНЛЗ вертикального типа ПН-1-2 проекта ЦНИИЧерМет была сооружена в 1945 г. и предназначалась для отливки заготовок круглого и квадратного сечения (до 200 мм). Первая наклонная МНЛЗ была сооружена на заводе “Серп и молот” в конце 1949 года (машина М.Ф. Голдобина) на которой в течение 5 лет было отлито 9500 т стали. В 1951 году в мартеновском цехе Бежецкого машиностроительного завода была сооружена еще одна опытно-промышленная машина непрерывной разливки наклонного типа для отливки квадратной заготовки.

Другим видом промышленной УНРС наклонного типа является конструкция, в которой кристаллизатор образован двумя конвейерными лентами со сменными полуизложницами, образующими прямолинейный сквозной канал желаемого сечения [3]. В качестве примера может служить машина М.Ф. Голдобина (рис.1.3). Угол наклона слитка к горизонту составляет 10⁰.

Расплавленный металл из основного ковша поступает в приемную коробку 1, из которой через футерованный хобот 2 направляется в канал кристаллизатора 3. В начале разливки в кристаллизаторе находится затравка. При выходе из машины слиток охлаждается водой. На установке разливали слитки сечением 120×120 мм и 140×140 мм из спокойной и полуспокойной углеродистой стали со скоростью до 5 м/мин. В маши лизатора и слитка, т.е. процесс разливки идет без скольжения корочки.

Следует отметить, что машины этого типа сложны по конструкции. Большая трудность освоения таких машин обусловлена термическим воздействием жидкого металла на кристаллизатор конвейерного типа.