voeto.ru страница 1
скачать файл




Непрерывное литье заготовок

Непрерывное литье заготовок Идея непрерывного литья была выдвинута в середине XIX в. Г.Бессемером, который предлагал разливать жидкую сталь между двумяводоохлаждаемыми валками. Однако не только при том уровне техники, но и внастоящее время реализовать такую идею бесслитковой прокатки невозможно. В943 г. С. Юнган разработал подвижный кристаллизатор для разливки заготовок.В Японии освоение МНЛЗ началось в 955 г. В настоящее время на многихметаллургических заводах работают МНЛЗ трех типов: вертикального,вертикального с изгибом слитка, радиального. В зависимости от размера слитка МНЛЗ делятся на слябовые, блюмовые изаготовочные. Естественно, что размеры промежуточных ковшей,кристаллизаторов, а также состав огнеупоров при этом разные. Принепрерывном методе разливки жидкая сталь заливается в кристаллизатор, подвлиянием водоохлаждаемых стенок которого начинается первичное охлаждение.Выходящая из кристаллизатора заготовка с жидкой сердцевиной интенсивноохлаждается (вторичное охлаждение). После затвердевания по всему сечениюзаготовка разрезается на мерные длины. Таким образом, непрерывная разливкапозволяет получать непосредственно из жидкой стали полупродукт, готовый дляпрокатки на чистовых станках. По сравнению с прежним методом разливки стали в изложницы принепрерывной разливке можно сократить не только время за счет исключениянекоторых операций, но и капиталовложения (например, на сооружениеобжимных станов). Непрерывная разливка обеспечивает значительную экономиюметалла вследствие уменьшения обрези и энергии, которая тратилась наподогрев слитка в нагревательных колодцах. Исключение нагревательныхколодцев позволило в значительной степени избавиться от загрязненияатмосферы. По ряду других показателей: качеству металлопродукции,возможности механизации и автоматизации, улучшению условий труданепрерывная разливка также эффективнее традиционных способов. Нонепрерывная разливка имеет и Отрицательные стороны. Стали некоторых марок,например кипящие, нельзя разливать по этому методу, малые объемы разливкисталей различных марок повышают [pic] их себестоимость, неожиданные поломки оказывают большое влияние наснижение общей производительности. МНЛЗ состоит из сталеразливочного и промежуточного 2 ковшей,водоохлаждаемого кристаллизатора 3, системы вторичного охлаждения 4,устройства для вытягивания 5, оборудования 6 для резки и перемещенияслитка. Промежуточный ковш, являющийся последней емкостью на пути стали ккристаллизатору, предназначен для приема металла из сталеразливочного ковшаи распределения его по кристаллизаторам. Подачу металла в кристаллизаторпроизводят через разливочные стаканы с помощью регулирующих устройствстопора или шиберного затвора. Огнеупоры для устройств и приспособлений, регулирующих подачу жидкойстали В настоящее время в Японии почти все крупногабаритные ковшиоборудованы скользящими затворами. Вертикальные стопорные разливочныеустройства применяются мало. Но, поскольку для их изготовления требуютсяогнеупорные материалы, о них необходимо рассказать. В комплект стопорного устройства входит стакан, пробка и стопорнаятрубка. Сталеразливочный стакан является наиболее ответственной частью узластопорного затвора, точнее стопорной пары пробка—стакан. В условияхопускания стакана (закрывания затвора) и подъема (открывания) эта стопорнаяпара подвергается обоюдному изнашиванию. [pic] Основные детали скользящего затвора изготавливают из различныхогнеупорных материалов. Верхний стакан и обе плиты (верхнюю и нижнюю)выполняют в основном из высокоглиноземистых материалов. Плиты, кроме того,пропитывают смолой. Большое внимание обращают на обработку поверхностиплит с целью лучшей их притирки. Для изготовления нижнего стакана взависимости от условий разливки возможны варианты Удлиненный стакан. Неметаллические включения отрицательно .) влияютна качество стали и состояние огнеупоров. Окислы алюминия, кремния,марганца, вводимые в жидкую сталь в качестве раскислите лей или добавок, вовсплывшем состоянии затвердевают. Удлиненный стакан в виде трубкипредназначен для защиты разливочной струи от соприкосновения с воздухом напути между сталеразливочным и промежуточным ковшами. Функции этого стаканатрубки (кроме предотвращения окисления воздухом разливаемой стали)заключаются еще в том, чтобы поддерживать температуру стали на определенномуровне, а также предотвращать деформацию струи, заливаемой в промежуточныйковш. Для защиты от окисления через жидкую сталь пропускают инертные газы(аргон и азот). В данном случае газовая среда также защищается с помощьюогнеупоров или стальной трубы. Удлиненные стаканы трубки изготавливают в основном из тех жеогнеупорных материалов, что и погружаемые разливочные стаканы, используемыедля почти аналогичных целей между промежуточным ковшом и кристаллизатором.Однако по сравнению с погружаемым стаканом диаметр удлиненного стаканабольше, поэтому и требования к их термостойкости и устойчивости крастрескиванию более жесткие. Огнеупоры для футеровки промежуточного ковша. Промежуточный ковшявляется дополнительным звеном между сталеразливочным ковшом икристаллизатором. При непрерывной разливке наличие промежуточного ковшаоправдывается, поскольку через него можно разливать несколько плавок содинаковой скоростью непрерывной струей. Однако при этом происходитдополнительное охлаждение стали, поэтому приходится предварительно еенагревать. В отличие от сталеразливочных ковшей в промежуточном ковше меньшенеметаллических включений, поэтому его футеровка служит дольше. С цельюэкономии энергии и затрат труда в последние годы в качестве новогофутеровочного материала в промежуточном ковше начали применятьтеплоизоляционные материалы. Для ремонта футеровки промежуточного ковшашироко применяют торкретирование неформованными огнеупорами. Посколькуусловия эксплуатации сталеразливочных и промежуточных ковшей имеют многообщего, для футеровки промежуточного ковша используют шамотные, цирконовые, высокоглиноземистые огнеупоры. В случае разливки высококачественных(например, нержавеющих) сталей применяют обычно цирконовые ивысокоглиноземистые материалы. Крышку промежуточного ковша изготовляют изогнеупорных бетонов, набивных масс и изоляционных изделий. Форма крышкисложная, что иногда вызывает трудности при ее футеровании. Типичныесвойства огнеупоров применяемых для футеровки промежуточного ковша, приведены в табл. 1 [pic] Регулирование струи металла из промежуточного ковша осуще ствляетсятремя способами: через незакрываемый разливочный стакан пристабилизированной скорости истечения металла с по мощью стопорногоустройства (пробки и стакана); с использование скользящего затвора. Первым способом отливают небольшие заготовки в МНЛЗ с мало габаритнымкристаллизатором. Следовательно, в этом случае диаметр отверстияразливочного стакана небольшой. Такой стакан следует изготовлять изогнеупоров с большим сопротивлением к термическому растрескиванию. Дляразливки стали массового назначения в большие объемы стаканы делают извысокообожженных цирконовых и циркониевых огнеупоров. Вторым способом получают сравнительно большие непрерывно литые блюмы ислябы. В этом случае применяют погружаемые стаканы. Стопорное устройствоможет непосредственно взаимодействовать с погружаемым стаканом, есливерхняя часть последнего входит в дно промежуточного ковша, или черезразливочный стакан воронку, плотно устанавливаемую на погружаемый наружныйстакан. Диаметры разливочных стаканов для первого и второго способе разные.При наличии стопорного устройства диаметр разливочного стакана больше. Вобоих случаях на качество разливочных стаканов обращают серьезное внимание.Разливочный стакан, независимо от способа, и стопорную головку изготовляютобычно из высокоглиноземистых и цирконовых материалов. В отличие отсталеразливочного ковша, где при выборе материала для запорной головки истакана предусматривается некоторая пластичность, дляпромежуточного ковша принимают во внимание прежде всего длительное давлениеразливаемой стали, которое может вызвать деформацию стопора 5сталеразливочном ковше стакан регулирует струю металла, но в промежуточномковше широкий стакан не может выполнять роль регулятора из-за большогодиаметра. С учетом изложенного запорный комплекс в промежуточном ковшевыполняют из более плотных материалов. Трубку стопора промежуточного ковшаизготовляют из пирофиллита росэки, шамота и высокоглиноземистого материала.Свойства огнеупорных материалов для стопорных деталей промежуточного ковшаприведены в табл. 2 2. По третьему способу вместо стопорного устройства применяют скользящийзатвор, работающий в комплексе с погружаемым стаканом. При подводе металлав большой кристаллизатор струя заполняет его равномерно. В маломкристаллизаторе характер потока меняется (например, из-за смещения струиметалла), что может быть причиной кавитационных явлений и резких колебанийдавления металла [в формирующемся слитке. Для предотвращения этих явленийприменяют трехплиточные скользящие затворы, в которых промежуточная плитаподвижна, а верхняя и нижняя неподвижны. В промежуточных плитах выполняютотверстия разного диаметра, подходящие для разных условий работы.Огнеупорные материалы для изготовления скользящих затворов промежуточногоковша те же, что и для сталеразливочного. Погружаемый разливочный стакан. Погружаемые стаканы применяют с целью предотвращения окц ления жидкойстали на участке между промежуточным ковшом кристаллизатором, подводастали в кристаллизатор затопление струей под уровень металла для ееравномерного распределения и ( избежание разбрызгивания, сохранения вкристаллизаторе на щ верхности металла литейного порошка и всплывшихчастиц, пр< дотвращения беспорядочных потоков, облегчения всплытия неметаллических включений, уменьшения вовлечения в металл нежелатель ных веществ. Целесообразно для изготовления погружаемых стаканов приме нятьматериалы с хорошей эрозионной стойкостью к расплаву шлакообразующей смеси,стойкие к тепловым ударам, затягивании: и зарастанию канала, а такжетермически прочные. Этим требованиям соответствуют плавленолитыекремнеземистые (99,4 % 5Ю2) и угле родглиноземистые (<<30 % С и >50 % А2О3) огнеупоры. Свойства плавленолитых кремнеземистых погружаемых стаканов: открытаяпористость ,7 %, кажущаяся плотность ,92 г/см3, предел прочности присжатии 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 кремне земистыхогнеупоров, отменно стойких к тепловым ударам, целесо образно при разливкестали, раскисленной алюминием. Стаканы и: плавленокремнеземистых огнеупоровхорошо сопротивляются дей ствию литейно формовочных порошков и зарастанию.Однако ю коррозионная стойкость недостаточна, особенно при контакте свысокомарганцовистыми сталями. Поэтому при длительных разливках диаметрканала стакана увеличивается в результате износа и разъедания. Эрозионная стойкость углеродглиноземистых огнеупоров в несколько развыше, чем у плавленокремнеземистых, вследствие содержания углерода ~30 %.Углеродглиноземистые огнеупоры характеризуются следующими свойствами:кажущаяся пористость 6,5 %, кажущаяся плотность 2,35 г/см3, пределпрочности 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 металлавследствие влияния литейно формовочных порошков. Это влияние резко уменьшается при использовании углерод циркониевыхили углеродцирконовых огнеупоров, которые обладают хорошимихарактеристиками в высокотемпературных условиях эксплуатации при разливкестали, содержащей литейно формовочны порошки. Пористая пробка. Через пористую пробку в ковш подается инертный газ.При продувке стали инертным газом в ковше необходим принудительноеперемешивание жидкого металла, выравнивают температуру металла в объемековша и приводящее к равномерному распределению химических элементов врасплаве Продувка ускоряет процесс вакуумирования (удаления из металларастворенных газов: водорода, азота и кислорода). Пузырь кл инертного газа,проходя через толщу металла, дополнительно поглощают водород азот, темсамым дегазируют жидкую сталь. Погружаемая в металл фурма заканчиваетсяпористым блоком либо просто является футерованной огнеупорным материаломтрубкой. Подачу газа регулируют, изменяя давление. Пористость пробки илиблока должна быть равномерной, термостойкость — достаточно высокой,разъедание их материала жидкой сталью и проникновение сквозь негонедопустимы. Пористые пробки изготавливают в основном извысокоглиноземистых (85 % А 2О3 •Из % 5г) и частично из основныхогнеупоров. Характеристика высокоглиноземистой пористой пробки: огнеупорность 850°С, кажущаяся пористость 35,0 %, кажущаяся плотность 2,35 г/см3, пределпрочности при сжатии 25 МПа, линейное термическое (при 1000 °С) расширение0,60 %, температура начала деформации под нагрузкой 600 °С, коэффициентгазопроницаемости — 2 см3 см/(см2 с см вод. ст.). Проблемы, связанные с непрерывным литьем В 967 г. доля непрерывной разливки составляла 30 %, к 985 достигнет42 — 52 %. Естественно, что возрастет и количество МНЛЗ. На новыхусовершенствованных МНЛЗ появилась возможность разливатьвысококачественные стали. Производительность машин увеличиваетсявследствие высокой скорости разливки, стабильного Качества металла,расширения номенклатуры заготовок с разными размерами. Одним из условиймногократной непрерывной разливки является быстрая замена погружаемогостакана или промежуточного ковша, потому что невозможно изготовитьидеальный погружаемый стакан многократного использования. Дело в том, чтопогружаемый стакан разъедается литейно формовочными порошками ирастягивается настылью металла. Одним из средств защиты канала стакана отагрессивных формовочных порошков является футеровка огнеупорамиуглеродистой системы. Но зарастание стакана предотвратить трудно. Онопроисходит вследствие снижения температур разливки и, следовательнозагустевания жидкой стали, а также прилипания к поверхности каналастакана раскислителей (алюминия, титана). Есть сообщения озависимости между количеством сбавляемого раскислителя, температуройразливки и зарастанием стакана
скачать файл



Смотрите также:
Непрерывное литье заготовок
90.97kb.
Вальцы используют в ювелирном производстве для прокатки и вальцовки металлических заготовок с целью придания им необходимой формы
36.54kb.
Литье металла по пеномоделям технология, которая ломает стереотипы литейного производства
97.73kb.
Станок «Корвет12» предназначен для продольного и поперечного распила заготовок из мягких и твердых пород дерева
66.8kb.
Из истории художественного литья староверова Я. С
84.98kb.
Зам директора по научно-методической работе Библиотечно-информационная служба
364kb.
Промышленное оборудование
65.54kb.
Единица измерения Приемлемый уровень достижения
928.33kb.
Деятельностный подход в обучении – основа формирования компетенций у учащихся
79.35kb.
Художественное чугунное литье Холуницких заводов к. 19 – н. 20в
41.08kb.
Образование через всю жизнь непрерывное образование
867.97kb.
Правда о голоде в Украине и СССР в 1932-33 гг. Для чего проводилась коллективизация сельского хозяйства ссср?
199.92kb.