Файл: Заверюха, Н. В. Разливщик стали учеб. пособие.pdf

водоохлаждаемый кристаллизатор 3. Нижний торец кристаллизатора перед началом разливки снизу закрывают металлической пробкойзатравкой х, которая после первых порций залитого металла и обра­ зования прочной корки слитка тянется вниз, вытягивая за собой из кристаллизатора затвердевший слиток металла.

точный ковш; 3 — кристаллизатор; 4 — пульт управления; 5 — механизм качания; 6 — вторичное охлаждение; 7 — механизм подъема тележки; 8 — тянущая клеть; 9 — газорезка; 10 — кантователь-тележка; 11 — гибочные устройства; 12 — следящий ролик правильной машины; 13 — тянущее правильное устройство; 14 — механизм перемещения затравки; 15 — гидравлические ножницы; 16 — механизм радиального перемещения затравки; 17 —

горизонтальная газорезка; 18 — затравка

Поскольку механизм качания 5 сообщает кристаллизатору воз­ вратно-поступательное движение, а также вследствие интенсивного охлаждения его водой, сталь не приваривается к стенкам кристал­ лизатора и он не прогорает. В зазор между стенкой кристаллизатора и литой заготовкой автоматически непрерывно вводится смазка —• жидкий парафин или минеральное масло.

1 Верхняя часть пробки имеет форму ласточкиного хвоста и служит как бы вре­ менным дном кристаллизатора в начале разливки-

183

Ниже кристаллизатора находится зона вторичного охлаждения 6, проходя которую открытый слиток со всех сторон охлаждается водой до полного затвердевания.

Пройдя зону вторичного охлаждения, слиток попадает в валки тянущей клети 8 и вытягивается из кристаллизатора. Затравку, выполнившую свою функцию, убирают в специальный колодец. Ниже тянущей клети полностью закристаллизовавшийся слиток газорез­ кой 9 разрезают на кратные длины и транспортирующим устройством выдают из установки одним из указанных устройств 10 кантовате­ лем, отводящим рольгангом и подъемником к ножницам горячей резки на заготовки заданной длины.

Высоту УНРС можно снизить путем изгиба слитка после тянущей клети, а затем выпрямлять и разрезать на заготовки в горизон­ тальном положении (рис. 124, б). Изгиб слитка производится после его полного затвердевания, поскольку слиток с жидкой сердцевиной в месте изгиба, как правило, получается с браком по внутренним трещинам.

Схема машины с изгибом слитка позволяет уменьшить высоту УНРС только при относительно небольшом сечении слитка. При сечении слитка 150—200 м и более радиус изгиба возрастает настолько, что применение такой схемы становится нецелесооб­ разным.

Стремление уменьшить высоту УНРС привело к созданию уста­ новки радиального типа, в которой кристаллизатор и направляющие устройства зоны вторичного охлаждения изогнуты по дуге постоян­ ного радиуса (рис. 124, в). В этой схеме металл из разливочного ковша 1 через промежуточный ковш 2 поступает в радиальный кри­ сталлизатор 3. Сформировавшийся слиток проходит через радиаль­ ную зону вторичного охлаждения 6, попадает в валки тянущего правйльного устройства 13, выпрямляется и поступает на горизонталь­ ный рольганг, где его режут на мерные заготовки.

Таким образом, высота УНРС радиального типа определяется радиусом изгиба, толщиной отливаемого слитка и скоростью его вытягивания. Если принять за d толщину заготовки, то радиус дуги R кристаллизатора можно определить из соотношения d/2 = = 0,015 R. Высота установки должна быть равной не менее 30 диа­ метрам (толщинам заготовок).

Стремление к дальнейшему уменьшению высоты привело к тому, что в последнее время сооружаются УНРС с кристаллизатором, изогнутым по дуге с несколькими радиусами и постепенным выпрям­ лением криволинейного слитка в зоне вторичного охлаждения. Уста­ новки этого типа получили название криволинейных (рис. 125).

Кроме описанных, существуют несколько типов установок не­ прерывной разливки стали (конвейерные разливочные машины, уста­ новки непрерывной разливки горизонтального типа), которые пока нашли ограниченное применение.

Выбор типа УНРС определяется конкретными условиями про­ ектирования в действующем или новом цехе, планировкой цеха, емкостью сталеразливочных ковшей, сечением слитка.

184

Промежуточные и сталеразливочные ковши для У Н Р С

При непрерывной разливке используют стопорные сталеразливоч­ ные ковши или бесстопорные с перекрытием струи стали скользя­ щей задвижкой на внешней стороне днища ковша. Из чайниковых ковшей сталь разливают через носок с перегородкой, которая за­ держивает шлак и в промежуточный ковш поступает только сталь. Недалеко от промежуточного ковша устанавливают дежурный сталеразливочный ковш для слива металла в случае аварии

(см. рис. 124).

При помощи промежуточного ковша удается упорядочить и регу­ лировать струю стали, подаваемую в кристаллизатор, а также осу­ ществлять равномерное распреде­ ление металла по отдельным кри­ сталлизаторам в многоручьевых установках. Постоянство струи ме­ талла, подаваемого в кристалли­ затор, достигается поддержанием в промежуточном ковше постоян­ ной высоты столба жидкой стали.

Рис, 126, Промежуточные ковши для отливки квадратных («) и прямоугольных (б) слитков

Обычно столб стали в промежуточном ковше поддерживается на уровне 600—700 мм. Поток струи стали регулируют диаметром ка­ нала стакана и торможением стопорной пробкой. Стаканы изготов­ ляют из андалузита, циркона и других высокоогнеупорных материа­ лов, обеспечивающих минимальный износ, сохранение постоянства сечения канала и постоянства скорости разливки. Нельзя допускать резкого колебания уровня металла в кристаллизаторе и в промежу­ точном устройстве, что приводит к более частым прорывам корочки металла.

Футеровку промежуточного ковша с установленными стопорами перед разливкой сушат и нагревают до 1200—1300° С при помощи газовых горелок среднего давления с принудительной подачей воз­ духа или форсунок жидкого топлива.

Для сохранения температуры жидкой стали промежуточный ковш теплоизолируют, а также закрывают открытую поверхность стали теплоизолирующими смесями. Иногда в крышку промежуточ­ ного ковша монтируют графитовые стержни, служащие для электро­ подогрева стали. В таких промежуточных ковшах постоянно под-

186

держивается нейтральная атмосфера продувкой аргоном для пре­ дохранения графитовых стержней и металла от окисления.

Имеются также установки, где подогрев металла в промежуточ­ ном ковше осуществляется газовыми горелками в восстановительной атмосфере.

Оба способа позволяют снижать перегрев стали перед выпуском ее из плавильного агрегата на 10—30° С и поддерживать постоянной температуру в промежуточном ковше.

Емкость промежуточного ковша определяется емкостью стале­ разливочного ковша, расходом металла в единицу времени, коли­ чеством и сечением кристаллизаторов. На рис. 126 показаны двух­ стопорные промежуточные ковши для отливки квадратных и прямо­ угольных слитков.

Управление стопорными механизмами промежуточного ковша про­ изводится вручную. На современных установках наряду с ручным управлением предусматривается дистанционное или автоматическое управление от исполнительных механизмов, получающих импульс на срабатывание от радиоактивного уровнемера в зависимости от уровня металла в кристаллизаторе.

Промежуточные ковши устанавливают над кристаллизатором на специальном подъемном столе или самоходной тележке. Независимо от способа установки обычно предусматривается механизм подъема и опускания промежуточного ковша относительно кристаллизатора, а также используют «безнапорные» удлиненные стаканы. Это позво­ ляет регулировать высоту падения струи стали и подачу струи по уровню металла в кристаллизаторе, т. е. снижать вторичное окисле­ ние и турбулентные потоки стали в кристаллизаторе.

Подъем и опускание промежуточного ковша позволяет свободно производить прожигание кислородом застывшего металла в канале стакана.

В промежуточном ковше происходит отстаивание металла, за­ держка и отделение шлака, попавшего из сталеразливочного ковша, особенно в конце разливки, а также в него вводят раскислители, на­ пример алюминий. В настоящее время алюминий в виде проволоки вводят в струю жидкой стали после ее выхода из стакана.

При отливке на УНРС крупных слябов в кристаллизатор для устранения окисления вводят экзотермические смеси. Отливку слябов небольшого сечения производят под защитной атмосферой или с за­ топленной струей, что позволяет совместить разливку и вакуумиро­ вание стали.

Разливочные площадки

Конструкция и планировка разливочной площадки УНРС за­ висят от способа установки и перемещения ковша со сталью в про­ цессе разливки.

Надо считать, что задалживание. разливочного крана для под­ держивания сталеразливочного ковша над промежутком нерацио­ нально. Такая организация разливки требует четкого согласования

187

графиков работы плавильных агрегатов и УНРС, а для обслуживания одной установки требуется иметь в цехе не менее полутора крана.

В последнее время на УНРС небольшой мощности появились новые конструкции разливочных площадок для установки сталераз­ ливочного ковша на стационарном или подвижном стенде. Исполь­ зование подвижных стендов облегчает организацию работ на УНРС

Рис. 127. Схемы расположения основного оборудования на разливочных площадках УНРС

1 — сталеразливочный ковш; 2 — полупортальный самоходный стенд для перемещения сталеразливочного ковша; 3 — двухместный поворотный стол для сталеразливочных ковшей; 4 — самоходная тележка для промежуточного ковша; 5 — промежуточный ковш подвешен­ ный к полупортальному самоходному стенду; 6 — промежуточный ковш, размещенный на двухместном поворотном столе; 7 — аварийный сталеразливочный ковш; 8 — промежуточный

желоб для слива металла в аварийную емкость; 9 — кристаллизатор

при разливке стали методом «плавка на плавку», если предусмотрены средства для быстрой замены промежуточных ковшей.

На рис. 127, а показано размещение двух промежуточных ковшей на самоходных тележках под двумя подвижными стендами для стале­ разливочных ковшей с независимым перемещением тележек и стен­ дов. Это позволяет получить свободный доступ к кристаллизаторам, осуществлять наполнение промежуточного ковша до или в процессе установки его над кристаллизатором, но связано с необходимостью увеличения ширины разливочной площадки для размещения всего оборудования.

На рис. 127, б показан упрощенный вариант разливочной пло­ щадки с двумя подвижными стендами для сталеразливочных ковшей и подвешенными к стендам промежуточными ковшами. Такая ком­ поновка исключает возможность независимого перемещения стале­ разливочного и промежуточного ковшей.

На рис. 127, в показано размещение двух промежуточных ковшей на поворотном столе под двумя самоходными стендами для сталераз­

188

ливочных ковшей. В этом варианте уменьшаются размеры разливоч­ ной площадки, но при этом расстояние, которое проходит промежу­ точный ковш, сравнительно, велико.

На рис. 127, г показано размещение сталеразливочных ковшей на поворотном стенде, без применения промежуточного желоба для слива металла в аварийную емкость.

Описанные варианты замены сталеразливочных и промежуточных ковшей на высокопроизводительных УНРС экономически оправданы при ритмичной работе мощных кислородных конвертерных цехов, выплавляющих сталь для отливки слябов и заготовок больших сече­ ний для прокатки широкополочных балок.

Кристаллизаторы

Кристаллизатор является важнейшей частью машины. Основное назначение — получить оболочку литого слитка заданной формы, толщины и прочности, чтобы она не разрушилась при выходе слитка из кристаллизатора. Для этого медная рубашка кристаллизатора обильно охлаждается водой — происходит так называемое первич­ ное охлаждение металла.

а — гильзовый; б — сборный тонкостенный; в — сборный для радиальной установки

По мере наполнения кристаллизатора металл у его стенок за­ стывает, кристаллизуется, корка слитка становится все толще и толще, захватывает сердцевину и полученный литой слиток приобре­ тает форму и сечение кристаллизатора.

В качестве материалов для изготовления кристаллизатора ре­ комендуются графит, медные сплавы, хромистая бронза. В настоящее время применяют чистую медь.

Кристаллизатор представляет собой открытую с торцовых сторон изложницу с медными водоохлаждаемыми стенками. Размер и форма поперечного сечения рабочей полости кристаллизатора должны соот­ ветствовать сечению отливаемого слитка с учетом его усадки при кристаллизации и охлаждении.

189