Полунепрерывное литье стали

Марченко И.К.

Металлургия, 1986 г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССА ПОЛУНЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Полунепрерывное литье и относящиеся к нему разливочные машины с полным основанием можно рассматривать как этап развития непрерывного литья, получивший самостоятельное значение. Поэтому перед рассмотрением особенностей полунепрерывного литья, определяющих область его применения, уместно напомнить схему способа непрерывного литья (рис. 1).

Из сталеразливочного ковша / жидкий металл через промежуточное устройство 2 попадает в кристаллизатор 3, из которого частично затвердевшая заготовка непрерывно вытягивается в зону вторичного охлаждения 4, где происходит полное ее затвердевание.

Режим вторичного охлаждения выбирают с таким расчетом, чтобы обеспечить монотонное падение температуры поверхности заготовки до 800—950 °С к моменту ее полного затвердевания. После прохождения через тянущие валки 5 заготовку режут на мерные длины отрезным устройством 6 и транспортирующими механизмами передают в прокатный цех или на склад готовой продукции.

В этой схеме заложена принципиальная возможность непрерывного производства из жидкого металла заготовок бесконечной длины. "Степень непрерывности", которую можно оценивать отношением времени непрерывной разливки к календарному времени, зависит от емкости сталеплавильных агрегатов, обслуживающих машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ), от размера сечения заготовок, скорости вытягивания и других факторов, отражающих взаимосвязь технологического режима непрерывного литья со сталеплавильным и прокатным производством.

При полунепрерывном литье длина заготовки обусловлена конструктивными особенностями машины, в частности ходом механизма вытягивания, который выбирается по соображениям упрощения и удешевления эксплуатации машины в данных условиях производства. Это предопределяет периодичность процесса полунепрерывной отливки заготовки, в чем и заключается коренное отличие способа полунепрерывного литья от непрерывного, разделяющее эти два процесса по области применения.

Совместное рассмотрение этих факторов приводит к выбору одноного сочетания массы плавки, отнесенной к количеству ручьев одной МНЛЗ (рис 2) с размерами сечения отливаемой заготовки. Так как масса плавки и' размеры сечения заготовок в значительной мере отражают характер производства (объем, серийность выпуска продукции, особенности технологии выплавки, разливки стали и последующих переделов заготовок), то совокупность существующих сочетаний этих параметров в действующих цехах дает наглядное представление об области применения МНЛЗ. Как видно, (см. рис. 2) максимальная толщина блюмов и сортовых заготовок не превышает 400 мм, β минимальная -75 мм, причем хорошо выражена тенденция роста толщины заготовки

с увеличением массы плавки, приходящейся на один ручей.

Начиная с толщины блюма 250-300 мм производительность МНЛЗ стабилизируется [1], Дальнейшее увеличение производительности МНЛЗ за счет увеличения сечения заготовки можно достичь отливкой слябо-вых заготовок.

Как видно из рис. 2, на настоящем этапе развития непрерывной разливки ее продукция ограничена по размерам сечения отливаемой заготовки; максимальное сечение блюмов 400—560 мм 11-5].

Таким образом, большая группа цехов с мелкосерийным производством и со сталеплавильными агрегатами малой и средней емкости, составляющие основу заготовительного производства машиностроения, находится вне области применения непрерывной разливки. Для машиностроения необходима более гибкая схема машинной разливки, не требующая значительных капитальных и эксплуатационных затрат, которую можно использовать там, где производственный процесс по необходимости периодичен и носит мелкосерийный характер, где имеется потребность в заготовках крупных сечений, а емкость печей ограничена [6,7].

Машины полунепрерывного литья заготовок (МПНЛЗ) более приспособлены, чем МНЛЗ для отливки заготовок из высоколегированной стали, а также фасонных заготовок. В последнем случае следует ожидать большого разнообразия схем литья и конструкций разливочных машин.

В настоящее время полунепрерывное литье находит применение для отливки электродов ЭШП и ВДП , заготовок для ковки [8], полых заготовок для проката колес, чугунных труб с раструбом и др.

Сортамент стальных слитков-заготовок, отливаемых полунепрерывным способом, весьма широк: слитки диаметром от 120 до 670 мм; слитки сечениями 370x370, 350x460, 480x480 мм. Освоена разливка более ста марок стали: от простых углеродистых и низколегированных (35, 40Х), средне- и высоколегированных (30ХГСН2А, 12Х18Н10Т, 13X11Н2В2МФ), до жаропрочных и сложнолегированных марок стали (03Х11Н10М2Т,ХН56ВМКЮ, 37Х12Н8Г8МФБ) .

Полунепрерывное литье стало основным методом получения слитков-заготовок из цветных металлов, для чего используются МПНЛЗ вертикального или горизонтального типа.