Файл: Строганов, А. И. Производство стали и ферросплавов учебник для металлургических техникумов.pdf

металлом. Перед началом разливки в кристаллизатор вводят затравку того же сечения и размера, что и сечение кристаллизатора. Верхний торец такой затравки служит дном кристаллизатора в первый момент литья.

Из кристаллизатора заготовка поступает в зону водяного ох­ лаждения, где для более равномерного охлаждения вода поступает на валки, прилегающие к поверхности заготовки. Заготовка вытяги­ вается тянущими валками. В радиальной установке кристаллиза­ тор и зона охлаждения изогнуты, что обеспечивает уменьшение об­ щей высоты установки. В МНЛЗ с изгибом заготовка после тянущих валков изгибается валками. На всех установках заготовка разре­ зается на заданную длину автоматическим резаком. В установке вертикального типа заготовки на уровень пола цеха выдают подъем­ никами, а в двух других типах машин заготовки подаются непо­ средственно на рольганги.

Вертикальная МНЛЗ в наибольшей степени обеспечивает опти­ мальные условия кристаллизации и вытягивания слитка. Однако подобная установка требует значительной высоты несущих конструк­ ций при расположении ее на уровне пола цеха или же большого заглубления при ее размещении в разливочном пролете сталепла­ вильного цеха (глубина 16—20 м). Поэтому в последнее время начи­ нают находить применение МНЛЗ с изгибом слитка и радиальные, лишенные указанного недостатка.

Если в МНЛЗ вертикального типа не предусмотрен порез за­ готовки, то на ней можно разлить только часть металла из ковша. Такая установка называется полунепрерывной.

Технология непрерывной разливки стали. Разливку стали на МНЛЗ начинают с наполнения промежуточного ковша металлом на 2/ 3 его высоты. Температура металла при непрерывной разливке на 30° С выше, чем при сифонной разливке. Скорость вытягивания слитка, а следовательно, и скорость разливки уменьшается с повы­

Для получения качественного слитка важно поддерживать по­ стоянный уровень металла в кристаллизаторе, обычно на расстоя­ нии 100—150 мм от верхнего торца его. Для контроля уровня ме­ талла широко используются радиоактивные изотопы.

В процессе разливки с поверхности металла удаляют шлак по мере его появления, так как его попадание в корочку слитка может привести к прорыву металла. Для защиты металла от окисления иногда на зеркало металла в кристаллизаторе подают инертный газ. G момента начала разливки на стенки кристаллизатора автомати­ чески подается смазка: парафин, сурепное и другие виды масла.

356

Технико-экономические показатели МНЛЗ. Внедрение непрерыв­ ного литья для отливки сортовых и листовых заготовок имеет сле­ дующие технико-экономические преимущества по сравнению с про­ изводством заготовок из слитков:

1.Значительно сокращается расход металла на 1 т готовой про­ дукции: с 1,10—1,25 т/т до 1,03—1,05 т/т в результате уменьшения отходов от донной и головной части слитка.

2.Улучшаются условия труда в разливочном пролете, поскольку устраняются тяжелые работы по подготовке изложниц к разливке, раздеванию слитков и т. д. Процесс подготовки и разливки металла на МНЛЗ механизирован и в значительной степени автоматизирован вплоть до резки и уборки заготовок.

3. Уменьшаются капитальные и эксплуатационные затраты

всвязи с ликвидацией обжимных станов.

4.Механизация и автоматизация процесса на МНЛЗ обеспечи­ вают постоянство условий производства и повышение производи­ тельности труда примерно на 20—25% по сравнению с цехами, где разливка стали осуществляется по изложницам.

5.ВАКУУМНАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ

Впроцессе выдержки жидкой стали в вакууме протекает ряд физико-химических процессов, обеспечивающих заметное улучше­ ние качества готовой стали. Ведущими процессами являются про­ цессы раскисления металла углеродом и дегазации. Реакция окис­ ления углерода, описываемая уравнением [С] + [О] = COf, в ва­ кууме протекает более успешно, так как давление СО резко сни­ жается, что и вызывает, согласно правилу Ле-Шателье, сдвиг ре­ акции влево. Расчеты показывают, что при давлении СО, равном 0,01 МН/м2 (0,1 ат), и содержании углерода около 0,2% его раскислительная способность становится равной раскислительной способ­ ности алюминия, а при давлении 1 -10_ 3 МН/м2 (0,01 ат) значительно ее превосходит. Это обстоятельство обеспечивает возможность полу­ чения хорошо раскисленной стали без присадки или с уменьшенными присадками сильных раскислителей (алюминия, кремния и т. д.), являющихся источником неметаллических включений.

Одновременно в условиях глубокого вакуума восстанавливается часть включений, присутствующих в металле, что также приводит к очищению металла. С понижением давления водорода и азота сни­ жается их содержание в металле. Однако интенсивно газы могут выделяться из металла только при его интенсивном перемешивании пузырями окиси углерода или с помощью установки электромагнит­ ного перемешивания. Таким образом следует обрабатывать нерас-

стоящему времени насчитывается около 30 способов внепечного ва­ куумирования жидкой стали. Схема основных способов приведена на рис. 99. Все они могут быть разделены на четыре группы: вакууми­

3 5 7

рование ковше, струе и порционное и циркуляционное вакууми­ рование.

Наиболее простой вариант обработки стали в ковше — помещение его в вакуум-камеру. Однако для получения заметных результатов в этом случае металл должен быть нераскисленным, присадка рас-

Рис. 99. Схемы вакуумной обработки стали (стрелка к вакуумным насосам):

(рис. 99, а). Для улучшения перемешивания металла в камере иногда монтируется установка магнитного перемешивания (рис. 99, б).

Процесс дегазации металла протекает лучше, если вакуумируют струю металла. Поэтому иногда прибегают к переливанию металла из ковша в ковш (рис. 99, в). В этом случае необходим более зна­ чительный перегрев металла. Лучшие результаты получаются при обработке металла во время выпуска из печи (рис. 99, г). Для этой цели на ковш устанавливают крышку с промежуточным ковшом,

358

к которой присоединены вакуумные насосы. Струя металла подвер­ гается вакуумированию в процессе заполнения ковша.

При отливке крупных слитков иногда прибегают к постановке изложницы в вакуум-камеру (рис. 99, д). Струя металла обрабаты­ вается во время разливки. Несколько лучшие результаты полу­

При порционном вакуумировании в ковш опускают вакуумкамеру с заборным носком (рис. 99, ж). В камере периодически соз­ дается вакуум, и металл засасывается в нее порциями и вакуумируется. Камера подогревается, что компенсирует теплопотери ме­ талла во время обработки. В варианте, изображенном на рис. 99, з, в ковш опускают камеру с двумя футерованными трубами. К од­ ной из труб подведен аргон. Струя аргона эжектирует металл в ка­ меру, где создано разрежение. Лучшие результаты получаются при вакуумировании в струе, хотя в ряде случаев эти установки и более сложные.

Вакуумная обработка металла позволяет улучшить качество стали, повысить выход годного, увеличить производительность сталеплавильного агрегата, расширить сортамент выплавляемых марок стали и т. д.

6 . ОБРАБОТКА СТАЛИ АРГОНОМ

В последние годы на отечественных и зарубежных заводах широ­ кое применение находит продувка металла в ковше аргоном. Ар­ гон вводится через пористую огнеупорную, например магнезитовую или корундовую вставку с размером пор от 0,1 до 0,5 мм. Продол­ жительность продувки металла аргоном в ковше составляет 5— 15 мин при давлении аргона 0,25—0,6 МН/м2 (2,5— 6 ат) и расходе 0,1— 0,5 м3/т.

По данным Челябинского металлургического завода, где обра­ ботке аргоном подвергали шарикоподшипниковую сталь ШХ15

в1 0 0 -т ковшах при одновременной обработке ее во время выпуска

синтетическим шлаком, содержание серы в готовом металле снижа­ лось на 20—30% против плавок, обработанных только синтетиче­ ским шлаком, а содержание кислорода уменьшалось в среднем более чем в два раза; одновременно примерно в семь раз уменьшалось количество крупных глобулярных включений. Однако степень де­ газации металла при, продувке аргоном заметно ниже, чем при ва­ куумной обработке металла. В металле параллельно проведенных плавок на этом же заводе с обработкой его вакуумом при переливе содержание водорода снижалось на 42—58% и составляло 2,3— 2,8 см3/100 г, а при продувке аргоном — всего только на 22—24%.

Учитывая относительную простоту продувки металла в ковше аргоном по сравнению с обработкой ее под вакуумом, следует при­ знать в целом этот способ весьма перспективным для улучшения качества металла, хотя и несколько уступающий по результатам де­ газации порционному и циркуляционному способам вакуумирова­ ния.

359

7. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАЗЛИВКЕ СТАЛИ

До выпуска необходимо проверить, есть ли под желобом стале­ разливочный ковш и хорошо ли он просушен. Далее нужно прокон­ тролировать правильность ношения спецодежды и других предо­ хранительных средств обслуживающим персоналом, есть ли люди под печью, наличие подготовленных изложниц и т. д. Следует также осмотреть механизм наклона печи и убедиться в отсутствии посторон­ них предметов, которые могут помешать наклону печи. Рабочий, пробивающий отверстие, должен находиться сбоку, а не в желобе или на его бортах.

При транспортировке наполненного металлом ковша от печи к изложницам трасса должна быть свободна и на ней должны быть прекращены все работы. Во время разливки на площадке не должно быть лиц, не имеющих прямого отношения к разливке. Условия труда на разливке значительно улучшаются при дистанционном управлении стопорами. Поэтому ковши необходимо по возможности оборудовать механизмами дистанционного управления.

Для улучшения условий труда сталеразливочная канава и пло­ щадка оборудованы приточной вентиляцией. Во время взятия проб стопор должен быть прикрыт, что уменьшает разбрызгивание ме­ талла. После разливки шлак из сталеразливочного ковша сли­ вается в сухую шлаковню. Перед сливом шлака необходимо убедиться в отсутствии в шлаковне влаги. Разливщики должны быть одеты в спецодежду из брезента или сукна, иметь защитные очки, густые металлические сетки и суконные или кожаные рукавицы. Рубахи

ибрюки необходимо одевать на выпуск. При разливке возможны следующие аварии: некрытие стопора, прорыв сифонной проводки

исочленения между надставкой и изложницей. В случае некрытая стопора металл необходимо разлить по изложницам полной струей сверху. Особенно опасным моментом при этом является перевоз ковща с одной изложницы на другую.

При прорыве сифонной проводки, не прекращая, а только умень­

шая скорость разливки, необходимо постараться ликвидировать прорыв либо забрасыванием в место прорыва сухого половья, либо замораживая металл стержнями.

8 . ДЕФЕКТЫ СЛИТКОВ

Усадочная раковина. Большая группа дефектов, обнаруживае­ мых в слитке, вызывается усадочными явлениями. Усадочные де­ фекты возникают вследствие уменьшения объема стали при затвер­ девании и последующем охлаждении. Особое место среди дефектов этой группы занимает усадочная раковина, наличие которой яв­ ляется характерной особенностью слитка спокойной стали. Умень­

360