Безперервне лиття заготовок
Ідея безперервного лиття була висунута в середині XIX ст. Г. Бессемер, який пропонував розливати рідку сталь між двома водоохолоджуваних валками. Однак не тільки при тому рівні техніки, але і в даний 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 багатьох металургійних заводах працюють МБЛЗ трьох типів: вертикального, вертикального з вигином злитка, радіального.
Залежно від розміру злитку МБЛЗ діляться на слябової, блюмовие і заготівельні. Природно, що розміри проміжних ковшів, кристалізаторів, а також склад вогнетривів при цьому різні. При безперервному методі розливання рідка сталь заливається в кристалізатор, під впливом водоохолоджуваних стінок якого починається первинне охолодження. Вихідна з кристалізатора заготівля з рідкою серцевиною інтенсивно охолоджується (вторинне охолодження). Після затвердіння по всьому перерізу заготівля розрізається на мірні довжини. Таким чином, безперервне розливання дозволяє отримувати безпосередньо з рідкої сталі напівпродукт, готовий для прокатки на чистових верстатах.
У порівнянні з колишнім методом розливання сталі в виливниці при безперервного розливання можна скоротити не тільки час за рахунок виключення деяких операцій, але і капіталовкладення (наприклад, на спорудження обтискних станів). Безперервна розливання забезпечує значну економію металу внаслідок зменшення обріз і енергії, яка витрачалася на підігрів злитку в нагрівальних колодязях. Виняток нагрівальних колодязів дало змогу значною мірою позбутися від забруднення атмосфери. З ряду інших показників: якості металопродукції, можливості механізації і автоматизації, поліпшення умов праці безперервне розливання також ефективніше традиційних способів. Але безперервне розливання має і негативні сторони. Стали деяких марок, наприклад кипить, не можна розливати за цим методом, малі обсяги розливання сталі різних марок підвищують

їх собівартість, несподівані поломки дуже впливають на зниження загальної продуктивності.
МБЛЗ складається з сталерозливних і проміжного 2 ковшів, водоохолоджуваних кристалізатора 3, системи вторинного охолодження 4, пристрої для витягування 5, 6 обладнання для різання і переміщення злитка.
Проміжний ківш, який є останньою ємністю на шляху стали до кристалізатора, призначений для прийому металу з сталерозливних ковша і розподілу його по кристалізатора. Подачу металу в кристалізатор проводять через разливочні стакани з допомогою регулюючих пристроїв стопора або шиберних затвора.
Вогнетриви для пристроїв і пристосувань, що регулюють подачу рідкої сталі
В даний час в Японії майже всі великогабаритні ковші обладнані ковзаючими затворами. Вертикальні стопорні разливочні пристрої застосовуються мало. Але, оскільки для їх виготовлення потрібні вогнетривкі матеріали, про них необхідно розповісти.
У комплект стопорного пристрою входить стакан, пробка і стопорна трубка. Сталерозливних склянку є найбільш відповідальною частиною вузла стопорного затвора, точніше стопорне пари пробка-стакан. В умовах опускання склянки (закривання затвора) і підйому (відкриття) ця стопорна пара піддається обопільної зношування.


Основні деталі ковзного затвора виготовляють з різних вогнетривких 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 поверхні плит з метою кращої їх притирання. Для виготовлення нижнього склянки в залежності від умов розливання можливі варіанти
Подовжений склянку. Неметалічні включення негативно.) Впливають на якість сталі і стан вогнетривів. Окисли алюмінію, кремнію, марганцю, що вводяться в рідку сталь як розкисла лий або добавок, у спливла стані тверднуть. Подовжений стакан у вигляді трубки призначений для захисту розливальної струменя від зіткнення з повітрям на шляху між сталерозливних і проміжних ковшів. Функції цього склянки трубки (крім запобігання окислення повітрі розливалися сталі) полягають ще в тому, щоб підтримувати температуру стали на певному рівні, а також запобігати деформацію струменя, що заливається в проміжний ківш. Для захисту від окислення через рідку сталь пропускають інертні гази (аргон і азот). У даному випадку газове середовище також захищається за допомогою вогнетривів або сталевої труби.
Подовжені склянки трубки виготовляють в основному з тих же вогнетривких матеріалів, що і занурювані разливочні склянки, що використовуються для майже аналогічних цілей між проміжним ковшем і кристалізатора. Однак у порівнянні з занурювані склянкою діаметр подовженого склянки більше, тому і вимоги до їх термостійкості і стійкості до розтріскування більш жорсткі.
Вогнетриви для футеровки проміжного ковша. Проміжний ківш є додатковим ланкою між сталерозливних ковшем і кристалізатора. При безперервного розливання наявність проміжного ковша виправдовується, оскільки через нього можна розливати кілька плавок з однаковою швидкістю безперервної струменем. Однак при цьому відбувається додаткове охолодження сталі, тому доводиться попередньо її нагрівати.
На відміну від сталерозливних ковшів в проміжному ковші менше неметалічних включень, тому його футеровка служить довше. З метою економії енергії та витрат праці в останні роки в якості нового футеровочних матеріалу в проміжному ковші почали застосовувати теплоізоляційні матеріали. Для ремонту футеровки проміжного ковша широко застосовують торкретування неформованих вогнетривами. Оскільки умови експлуатації сталерозливних і проміжних ковшів мають багато спільного, для футеровки проміжного ковша використовують шамотні, цирк нові, високоглиноземисті вогнетриви. У разі розливання високоякісних (наприклад, нержавіючих) сталей застосовують зазвичай цирконовий й високоглиноземисті матеріали. Кришку проміжного ковша виготовляють з вогнетривких бетонів, набивних мас і ізоляційних виробів. Форма кришки складна, що іноді викликає труднощі при її футерованіі. Типові властивості вогнетривів застосовуваних для футеровки проміжного ковша, наведено в табл. 1

 
Регулювання струменя металу з проміжного ковша осущ ствляется трьома способами: через незакриваемий розливний склянку при стабілізованої швидкості закінчення металу з по потужністю стопорного пристрої (пробки і склянки); з використання ковзного затвора.
Першим способом відливають невеликі заготовки в МБЛЗ з мало габаритним кристалізатора. Отже, у цьому випадку діаметр отвору розливного склянки невеликий. Такий склянку слід виготовляти з вогнетривів з великим опором до термічного розтріскування. Для розливання сталі масового призначення у великі обсяги склянки роблять з високообожженних цирконових і цирконієвих вогнетривів.
Другим способом отримують порівняно великі безперервно литі Блюм і сляби. У цьому випадку застосовують занурювані склянки. Стопорне пристрій може безпосередньо взаємодіяти з занурювані склянкою, якщо верхня частина останнього входить в дно проміжного ковша, або через розливний склянку воронку, щільно встановлену на занурюваної зовнішній склянку. Діаметри розливальних склянок для першого і другого способі різні. За наявності стопорного пристрої діаметр розливного склянки більше. В обох випадках на якість розливальних склянок звертають серйозну увагу. Розливний стакан, незалежно від способу, і стопорну головку виготовляють звичайно з високоглиноземисті і цирконових матеріалів. На відміну від сталерозливних ковша, де при виборі матеріалу для запірної головки і склянки передбачається деяка пластичність, для проміжного ковша беруть до уваги перш за все тривалий тиск розливають сталі, яке може викликати деформацію стопора 5 сталерозливних ковші склянку регулює струмінь металу, але в проміжному ковші широкий склянка не може виконувати роль регулятора з-за великого діаметру. З урахуванням викладеного запірний комплекс в проміжному ковші виконують з більш щільних матеріалів. Трубку стопора проміжного ковша виготовляють з пірофілліта росекі, шамоту й високоглиноземисті матеріалу. Властивості вогнетривких матеріалів для стопорних деталей проміжного ковша наведено в табл. 2 2.
За третього способу замість стопорного пристрої застосовують ковзний затвор, що працює в комплексі з занурювані склянкою. При підводі металу у великій кристалізатор струмінь заповнює його рівномірно. У малому кристалізаторі характер потоку змінюється (наприклад, через зміщення струменя металу), що може бути причиною кавітаційних явищ і різких коливань тиску металу [в формується злитку. Для запобігання цих явищ застосовують трехпліточние ковзні затвори, в яких проміжна плита рухома, а верхня і нижня нерухомі. У проміжних плитах виконують отвори різного діаметру, які підходять для різних умов роботи. Вогнетривкі матеріали для виготовлення ковзних затворів проміжного ковша ті ж, що і для сталерозливних.
Занурюваної розливний склянку.
Занурювані склянки застосовують з метою запобігання ОКЦ лення рідкої сталі на ділянці між проміжним ковшем кристалізатора, підвода стали в кристалізатор затоплення струменем під рівень металу для її рівномірного розподілу і (щоб уникнути розбризкування, зберігання в кристалізаторі на щ поверхні металу ливарного порошку і спливли часток, пр < дотвращенія безладних потоків, полегшення спливання неметал вої включень, зменшення залучення в метал небажаний них речовин.>
Доцільно для виготовлення занурювані склянок примі няти матеріали з гарною ерозійної стійкістю до розплаву шлакоутворюючих суміші, стійкі до теплових ударів, затягуванні: і заростання каналу, а також термічно міцні. Цим вимогам відповідають плавленолітие кремнеземисті (99,4% 5Ю2) і вугіллі родгліноземістие (50% А 2О3) вогнетриви.
Властивості плавленолітих кремнеземистих занурювані склянок: відкрита пористість, 7%, уявна щільність, 92 г/см3, межа міцності при стисненні 75 МПа, лінійне термічне при 000 ° С розширення 0,05%, температура початку деформації під навантаженням 0,2 МПа складає 260 ° С.
Застосування занурювані склянок з плавленолітих кремені земістих вогнетривів, чудово стійких до теплових ударів, доцільно образно при розливання сталі, розкисленням алюмінієм. Склянки і: плавленокремнеземістих вогнетривів добре чинять опір дей наслідком ливарно формувальних порошків і заростання. Однак ю корозійна стійкість недостатня, особливо при контакті з високомарганцовістимі сталями. Тому при тривалих розливання діаметр каналу склянки збільшується в результаті зносу і роз'їдання.
Ерозійна стійкість углеродгліноземістих вогнетривів в кілька разів вище, ніж у плавленокремнеземістих, внаслідок змісту вуглецю ~ 30%. Углеродгліноземістие вогнетриви характеризуються наступними властивостями: удавана пористість 6,5%, уявна щільність 2,35 г/см3, межа міцності при стисненні 30 МПа, лінійне термічне (при 000 ° С) розширення 0,5%. температура початку деформації під навантаженням 0,2 МПа складає> 600 ° С.
Однак у порівнянні з плавленолітимі кремнеземистими для углеродгліноземістих склянок більш характерно заростання на стигла металу внаслідок впливу ливарно формувальних порошків.
Цей вплив різко зменшується при використанні вуглець цирконієвих або углеродцірконових вогнетривів, які володіють хорошими характеристиками в високотемпературних умовах експлуатації при розливання сталі, що містить ливарно формувальні порошки.
Пориста пробка. Через пористу пробку в ківш подається інертний газ. При продування стали інертним газом в ковші необхідний примусове перемішування рідкого металу, вирівнюють температуру металу в обсязі ковша і що приводить до рівномірного розподілу хімічних елементів у розплаві Продувка прискорює процес вакуумування (видалення з металу розчинених газів: водню, азоту і кисню). Пузир кл інертного газу, проходячи через товщу металу, додатково поглинають водень азот, тим самим дегазуються рідку сталь. Занурюємося в метал Фурма закінчується пористим блоком або просто є футерованих вогнетривким матеріалом трубкою. Подачу газу регулюють, змінюючи тиск. Пористість пробки або блоку має бути рівномірним, термостійкість - досить високою, роз'їдання їх матеріалу рідкої сталлю і проникнення крізь нього недопустимі. Пористі пробки виготовляють в основному з високоглиноземисті (85% А 2О3 • З% 5г) і частково з основних вогнетривів.
Характеристика високоглиноземисті пористої пробки: вогнетривкість 850 ° С, що здається пористість 35,0%, уявна щільність 2,35 г/см3, межа міцності при стисненні 25 МПа, лінійне термічне (при 1000 ° С) розширення 0,60%, температура початку деформації під навантаженням 600 ° С, коефіцієнт газопроникності - 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 нових вдосконалених МБЛЗ з'явилася можливість розливати високоякісні сталі. Продуктивність машин збільшується внаслідок високої швидкості розливання, стабільного Якості металу, розширення номенклатури заготовок з різними розмірами. Однією з умов багаторазової безперервного розливання є швидка заміна занурюваної склянки або проміжного ковша, тому що неможливо виготовити ідеальний занурюваної склянку багаторазового використання. Справа в тому, що занурюваної склянку роз'їдається ливарно формувальними порошками і розтягується настилью металу. Одним із засобів захисту каналу склянки від агресивних формувальних порошків є футеровка вогнетривами вуглецевої системи. Але заростання склянки запобігти важко. Воно відбувається внаслідок зниження температур розливання і, отже загустіння рідкої сталі, а також прилипання до поверхні каналу склянки розкислювачі (алюмінію, титану). Є повідомлення про залежність між кількістю зменшує розкислювача, температурою розливання і заростанням склянки