Безперервне лиття заготовок

Ідея безперервного лиття була висунута в середині XIX ст. Г.
Бессемер, який пропонував розливати рідку сталь між двомаводоохолоджуваних валками. Однак не тільки при тому рівні техніки, а й вданий час реалізувати таку ідею бесслітковой прокатки неможливо. У
943 р. С. Юнга розробив рухливий кристалізатор для розливання заготовок.
У Японії освоєння МБЛЗ почалося в 955 р. У даний час на багатьохметалургійних заводах працюють МБЛЗ трьох типів: вертикального,вертикального з вигином злитка, радіального.

Залежно від розміру злитку МБЛЗ діляться на слябової, блюмовие ізаготівельні. Природно, що розміри проміжних ковшів,кристалізаторів, а також склад вогнетривів при цьому різні. Прибезперервному методі розливання рідка сталь заливається в кристалізатор, підвпливом водоохолоджуваних стінок якого починається первинне охолодження.
Вихідна з кристалізатора заготівля з рідкою серцевиною інтенсивноохолоджується (вторинне охолодження). Після затвердіння по всьому перерізузаготівля розрізається на мірні довжини. Таким чином, безперервне розливаннядозволяє отримувати безпосередньо з рідкої сталі напівпродукт, готовий дляпрокатки на чистових верстатах.

У порівнянні з колишнім методом розливання сталі в виливниці прибезперервного розливання можна скоротити не тільки час за рахунок виключеннядеяких операцій, але і капіталовкладення (наприклад, на спорудженняобтискних станів). Безперервна розливання забезпечує значну економіюметалу внаслідок зменшення обріз і енергії, яка витрачалася напідігрів злитку в нагрівальних колодязях. Виняток нагрівальнихколодязів дало змогу значною мірою позбутися від забрудненняатмосфери. З ряду інших показників: якості металопродукції,можливості механізації і автоматизації, поліпшення умов працібезперервне розливання також ефективніше традиційних способів. Алебезперервне розливання має і негативні сторони. Стали деяких марок,наприклад кипить, не можна розливати за цим методом, малі обсяги розливаннясталей різних марок підвищують

їх собівартість, несподівані поломки дуже впливають назниження загальної продуктивності.

МБЛЗ складається з сталерозливних і проміжного 2 ковшів,водоохолоджуваних кристалізатора 3, системи вторинного охолодження 4,пристрою для витягування 5, 6 обладнання для різання і переміщеннязлитка.

Проміжний ківш, який є останньою ємністю на шляху стали докристалізатора, призначений для прийому металу з сталерозливних ковшаі розподілу його по кристалізатора. Подачу металу в кристалізаторроблять через разливочні стакани з допомогою регулюючих пристроївстопора або шиберних затвора.

Вогнетриви для пристроїв і пристосувань, що регулюють подачу рідкоїстали

В даний час в Японії майже всі великогабаритні ковшіобладнані ковзаючими затворами. Вертикальні стопорні разливочніпристрої застосовуються мало. Але, оскільки для їх виготовлення потрібнівогнетривкі матеріали, про них необхідно розповісти.

У комплект стопорного пристрою входить стакан, пробка і стопорнатрубка. Сталерозливних склянку є найбільш відповідальною частиною вузластопорного затвора, точніше стопорне пари пробка-стакан. В умовахопускання склянки (закривання затвора) і підйому (відкриття) ця стопорнапара піддається обопільної зношування.

Основні деталі ковзного затвора виготовляють з різнихвогнетривких матеріалів. Верхній склянку і обидві плити (верхню і нижню)виконують в основному з високоглиноземисті матеріалів. Плити, крім того,просочують смолою. Велику увагу звертають на обробку поверхніплит з метою кращої їх притирання. Для виготовлення нижнього склянки взалежно від умов розливання можливі варіанти

Подовжений склянку. Неметалічні включення негативно.) Впливаютьна якість сталі і стан вогнетривів. Окисли алюмінію, кремнію,марганцю, що вводяться в рідку сталь як розкисла лий або добавок, успливла стані тверднуть. Подовжений стакан у вигляді трубкипризначений для захисту розливальної струменя від зіткнення з повітрям нашляху між сталерозливних і проміжних ковшів. Функції цього склянкитрубки (крім запобігання окислення повітрі розливалися сталі)полягають ще в тому, щоб підтримувати температуру стали на певномурівні, а також запобігати деформацію струменя, що заливається в проміжнийківш. Для захисту від окислення через рідку сталь пропускають інертні гази
(аргон і азот). У даному випадку газове середовище також захищається за допомогоювогнетривів або сталевої труби.

Подовжені склянки трубки виготовляють в основному з тих жевогнетривких матеріалів, що і занурювані разливочні склянки, що використовуютьсядля майже аналогічних цілей між проміжним ковшем і кристалізатора.
Однак у порівнянні з занурювані склянкою діаметр подовженого склянкибільше, тому і вимоги до їх термостійкості і стійкості дорозтріскування більш жорсткі.

Вогнетриви для футеровки проміжного ковша. Проміжний ківшє додатковим ланкою між сталерозливних ковшем ікристалізатора. При безперервного розливання наявність проміжного ковшавиправдовується, оскільки через нього можна розливати кілька плавок зоднаковою швидкістю безперервної струменем. Однак при цьому відбуваєтьсядодаткове охолодження сталі, тому доводиться попередньо їїнагрівати.

На відміну від сталерозливних ковшів в проміжному ковші меншенеметалічних включень, тому його футеровка служить довше. З метоюекономії енергії та витрат праці в останні роки в якості новогофутеровочних матеріалу в проміжному ковші почали застосовуватитеплоізоляційні матеріали. Для ремонту футеровки проміжного ковшашироко застосовують торкретування неформованих вогнетривами. Оскількиумови експлуатації сталерозливних і проміжних ковшів мають багатозагального, для футеровки проміжного ковша використовують шамотні, циркнові, високоглиноземисті вогнетриви. У разі розливання високоякісних
(наприклад, нержавіючих) сталей застосовують зазвичай цирконовий івисокоглиноземисті матеріали. Кришку проміжного ковша виготовляють звогнетривких бетонів, набивних мас і ізоляційних виробів. Форма кришкискладна, що іноді викликає труднощі при її футерованіі. Типовівластивості вогнетривів застосовуваних для футеровки проміжного ковша, наведено в табл. 1

Регулювання струменя металу з проміжного ковша осущ ствляетсятрьома способами: через незакриваемий розливний склянку пристабілізованої швидкості закінчення металу з по потужністю стопорногопристрої (пробки і склянки); з використання ковзного затвора.

Першим способом відливають невеликі заготовки в МБЛЗ з мало габаритнимкристалізатора. Отже, у цьому випадку діаметр отворурозливного склянки невеликий. Такий склянку слід виготовляти звогнетривів з великим опором до термічного розтріскування. Длярозливання сталі масового призначення у великі обсяги склянки роблять звисокообожженних цирконових і цирконієвих вогнетривів.

Другим способом отримують порівняно великі безперервно литі Блюм ісляби. У цьому випадку застосовують занурювані склянки. Стопорне пристрійможе безпосередньо взаємодіяти з занурювані склянкою, якщоверхня частина останнього входить в дно проміжного ковша, або черезрозливний склянку воронку, щільно встановлену на занурюваної зовнішнійсклянку. Діаметри розливальних склянок для першого і другого способі різні.
За наявності стопорного пристрої діаметр розливного склянки більше. Уобох випадках на якість розливальних склянок звертають серйозну увагу.
Розливний стакан, незалежно від способу, і стопорну головку виготовляютьзвичайно з високоглиноземисті і цирконових матеріалів. На відміну відсталерозливних ковша, де при виборі матеріалу для запірної головки ісклянки передбачається деяка пластичність, дляпроміжного ковша беруть до уваги перш за все тривалий тискрозливають сталі, яке може викликати деформацію стопора 5сталерозливних ковші склянку регулює струмінь металу, але в проміжномуковші широкий стакан не може виконувати роль регулятора через великудіаметра. З урахуванням викладеного запірний комплекс в проміжному ковшівиконують з більш щільних матеріалів. Трубку стопора проміжного ковшавиготовляють з пірофілліта росекі, шамоту й високоглиноземисті матеріалу.
Властивості вогнетривких матеріалів для стопорних деталей проміжного ковшанаведено в табл. 2 2.

За третього способу замість стопорного пристрої застосовують ковзнийзатвор, що працює в комплексі з занурювані склянкою. При підводі металуу великій кристалізатор струмінь заповнює його рівномірно. У маломукристалізаторі характер потоку змінюється (наприклад, через зміщення струменяметалу), що може бути причиною кавітаційних явищ і різких коливаньтиску металу [в формується злитку. Для запобігання цих явищзастосовують трехпліточние ковзні затвори, в яких проміжна плитарухома, а верхня і нижня нерухомі. У проміжних плитах виконуютьотвори різного діаметру, які підходять для різних умов роботи.
Вогнетривкі матеріали для виготовлення ковзних затворів проміжногоковша ті ж, що і для сталерозливних.

занурюваної розливний склянку.

занурювані склянки застосовують з метою запобігання ОКЦ лення рідкоїстали на ділянці між проміжним ковшем кристалізатора, підводастали в кристалізатор затоплення струменем під рівень металу для їїрівномірного розподілу і (щоб уникнути розбризкування, зберігання вкристалізаторі на щ поверхні металу ливарного порошку і спливличастинок, пр <дотвращенія безладних потоків, полегшення спливання неметалвої включень, зменшення залучення в метал небажаний них речовин.

Доцільно для виготовлення занурювані склянок примі нятиматеріали з гарною ерозійної стійкістю до розплаву шлакоутворюючих суміші,стійкі до теплових ударів, затягуванні: і заростання каналу, а такожтермічно міцні. Цим вимогам відповідають плавленолітиекремнеземисті (99,4% 5Ю2) і вугіллі родгліноземістие (
600 ° С.

Однак у порівнянні з плавленолітимі кремнеземистими дляуглеродгліноземістих склянок більш характерно заростання на стигла металувнаслідок впливу ливарно формувальних порошків.

Цей вплив різко зменшується при використанні вуглець цирконієвихабо углеродцірконових вогнетривів, які мають гарніхарактеристиками в високотемпературних умовах експлуатації при розливанністалі, що містить ливарно формувальні порошки.

Пориста пробка. Через пористу пробку в ківш подається інертний газ.
При продування стали інертним газом в ковші необхідний примусовеперемішування рідкого металу, вирівнюють температуру металу в обсязіковша і що приводить до рівномірного розподілу хімічних елементів урозплаві Продувка прискорює процес вакуумування (видалення з металурозчинених газів: водню, азоту і кисню). Пузир кл інертного газу,проходячи через товщу металу, додатково поглинають водень азот, тимсамим дегазуються рідку сталь. Занурюємося в метал Фурма закінчуєтьсяпористим блоком або просто є футерованих вогнетривким матеріаломтрубкою. Подачу газу регулюють, змінюючи тиск. Пористість пробки абоблоку має бути рівномірним, термостійкість - досить високою,роз'їдання їх матеріалу рідкої сталлю і проникнення крізь ньогонеприпустимі. Пористі пробки виготовляють в основному звисокоглиноземисті (85% А 2О3 • З% 5г) і частково з основнихвогнетривів.

Характеристика високоглиноземисті пористої пробки: вогнетривкість 850
° С, що здається пористість 35,0%, уявна щільність 2,35 г/см3, межаміцності при стисненні 25 МПа, лінійне термічне (при 1000 ° С) розширення
0,60%, температура початку деформації під навантаженням 600 ° С, коефіцієнтгазопроникності - 2 см3 см/(см2 з см вод. ст .).

Проблеми, пов'язані з безперервним литтям

У 967 р. частка безперервного розливання становила 30%, до 985 досягне
42 - 52%. Природно, що зросте і кількість МБЛЗ. На новихвдосконалених МБЛЗ з'явилася можливість розливативисокоякісні сталі. Продуктивність машин збільшуєтьсявнаслідок високої швидкості розливання, стабільного Якості металу,розширення номенклатури заготовок з різними розмірами. Однією з умовбагаторазової безперервного розливання є швидка заміна занурюваноїсклянки або проміжного ковша, тому що неможливо виготовитиідеальний занурюваної склянку багаторазового використання. Справа в тому, щозанурюваної склянку роз'їдається ливарно формувальними порошками ірозтягується настилью металу. Одним із засобів захисту каналу склянки відагресивних формувальних порошків є футеровка вогнетривамивуглецевої системи. Але заростання склянки запобігти важко. Воновідбувається внаслідок зниження температур розливання і, отжезагустіння рідкої сталі, а також прилипання до поверхні каналусклянки розкислювачі (алюмінію, титану). Є повідомлення прозалежності між кількістю зменшує розкислювача, температуроюрозливання і заростанням склянки