Навигация

Ссылки друзей

    www.essinn.ru
Металлургия » Металлургия стали » Оборудование для разливки стали

Оборудование для разливки стали

 (голосов: 0)
Оборудование для разливки стали

К оборудованию для разливки стали относят: сталеразливочный ковш, разливочный стакан, стопор или шиберный затвор, промежуточные воронки и ковши, изложницы, поддоны, прибыльные надставки, литниковую систему и др.
Сталеразливочный ковш представляет собой выполненный из сальных листов футерованный сосуд, имеющий форму усеченного конуса, расширяющегося кверху. Емкость ковшей находится в пределах 5—480 т; помимо жидкой стали ковш должен вмещать немного шлака (2—3 % от массы металла), который предохраняет металл от быстрого охлаждения во время разливки.
Стойкость футеровки ковша в зависимости от ее вида составляет от 10 до 100 плавок.
Для разливки стали из ковша по изложницам служит стакан со стопором или шиберным, а иногда поворотным затворами.
Разливочный стакан вставляют в днище ковша в специальный гнездовой кирпич; иногда вместо гнездового кирпича делают набивное гнездо, заполняя зазор между стаканом и футеровкой днища огнеупорной массой. «Диаметр стакана» составляет 25— 120 мм, высота стаканов в зависимости от емкости ковша равна 120— 440 мм.
Стопор служит для закрывания и открывания отверстия стакана. Он представляет собой металлический стернь диаметром 40—60 мм, защищенный от воздействия жидкой стали и шлака шамотными трубками (катушками). Нижний конец стержня имеет нарезку, на которую навинчивают огнеупорную пробку из высокоглиноземистого шамота. При длительной разливке стержень стопора теряет прочность и может изгибаться, поэтому иногда применяют воздухоохлаждаемые стопоры. С целью ускорения разливки иногда применяют двухстопорные ковши. Стопор служат одну разливку.
Тяжелые условия службы стопора, особенно при длительной выдержке больших масс металла в ковше, обработке его в ковше инертными газами и вакуумом, привели к необходимости создания шиберных затворов, расположенных снаружи ковша.
Шиберный затвор работает в менее тяжелых условиях, чем стопор (стопор находится в объеме жидкой стали), и поэтому более надежен в эксплуатации. Быстрота установки шиберного затвора и высокая надежность обусловили его широкое внедрение в сталеплавильных цехах. В отечественной практике для изготовления шиберных затворов применяют плиты из корунда и периклаза, позволяющие разливать до трех плавок.
Промежуточные ковши применяют при разливке стали на МНЛЗ и при разливке спокойной стали сверху для уменьшения разбрызгивания струи металла при ее ударе о дно изложницы, что позволяет уменьшить количество плен на слитках.
Промежуточные ковши служат буферной емкостью, позволяющей непрерывно разливать сталь из двух и более сталеразливочных ковшей методом «плавка на плавку», а главное поддерживать постоянным ферростатический напор и скорость разливки металла. Ковши снабжены стопорами или шиберными затворами и позволяют отливать до четырех слитков одновременно.
Ковш имеет стальной кожух и футерован изнутри шамотным кирпичом. В днище установлен один или несколько стаканов, снабженных стопорами. Для уменьшения теплопотерь ковш накрывают футерованной крышкой. Емкость промежуточных ковшей достигает 70-80 т.
Промежуточная воронка применяется при разливке спокойной стали сверху для уменьшения разбрызгивания струи металла; имеет металлический кожух, который футеруют огнеупорной массой из шамотного порошка и огнеупорной глины на жидком стекле с добавкой графита; в нижней части воронки устанавливают разливочный стакан диаметром от 18 до 40 мм. Воронки либо устанавливают на прибыльную часть изложницы, либо подвешивают к сталеразливочному ковшу.


Изложницы
Изложницы отливают из ваграночного чугуна следующего состава, %: 3,3—4,0 С; 0,9—2,2 Si; 0,4—1,0 Mn; <0,20 P и <0,12 S.
Размеры изложниц зависят от массы и размеров слитка. Масса слитков, отливаемых для прокатки на станах, изменяется в пределах от 200 кг до 30 т, при этом для прокатки на блюмингах отливают слитки массой до 13 т, а для прокатки на слябингах —до 30 т. Масса слитков для поковок доходит до 350 т.
Более экономична разливка стали в крупные слитки, так как при этом уменьшается ее продолжительность, сокращаются затраты труда, расход огнеупоров и разливочного оборудования, уменьшаются потери металла в виде скрапа и литников, возрастает производительность прокатных станов. Вместе с тем при росте массы слитка заметно усиливается зональная химическая неоднородность, поэтому для качественных сталей массу слитка ограничивают.
Конфигурация изложниц, характеризуемая формой поперечного и продольного сечений, определяется сортаментом стали и дальнейшим переделом слитка.
Поперечное сечение изложниц может быть квадратным, прямоугольным, круглым, многогранным (см. рисунок 1). Слитки квадратного сечения идут на сортовой прокат; слитки прямоугольного сечения при отношении их ширины b к толщине h менее 1,5 для получения как листа, так и сортового проката; плоские слитки при отношении b/h в пределах от 1,5 до 3,0 — для прокатки на лист. Слитки круглого сечения используют для изготовления труб, бандажей, колес. В многогранные изложницы отливают слитки для кузнечных поковок.
Оборудование для разливки стали






Рисунок 1 – Формы поперечного сечения изложниц

По форме продольного сечения изложницы бывают двух типов: с уширением кверху для разливки спокойной стали (см. рисунок 2, а) и с уширением книзу для разливки кипящей и полуспокойной стали (см. рисунок 2, б). Для разливки кипящей и полуспокойной стали иногда применяют изложницы бутылочной формы (см. рисунок 2, в), верхнее отверстие которых после наполнения изложницы сталью закрывают пробкой или крышкой. Быстрое застывание металла в суживающейся части бутылочной изложницы обеспечивает снижение химической неоднородности стали но сравнению с разливкой в обычные сквозные изложницы.

Оборудование для разливки стали





Рисунок 2 – Формы продольного сечения изложниц (обозначения в тексте)

Изложницы, уширяющиеся книзу, делают сквозными (без дна), а изложницы, уширяющиеся кверху — чаще всего с дном. В дне изложниц находится отверстие. При разливке сифоном в него вставляют шамотный стаканчик, через который сталь поступает в изложницу, а при разливке сверху — стальной вкладыш (пробку), предохраняющий дно изложницы от размывания струей металла.
Внутреннюю поверхность изложниц иногда делают волнистой. При этом увеличивается поверхность соприкосновения слитка с изложницей, быстрее нарастает толщина затвердевшей корочки в начальный момент кристаллизации и снижается пораженность слитков продольными наружными трещинами.
Важной характеристикой слитка и изложницы является величина отношения высоты Н изложницы (слитка) к ее среднему внутреннему диаметру D. Увеличение значения H/D позволяет увеличивать производительность прокатных станов, а также сократить длительность затвердевания слитка, что способствует уменьшению ликвации. Однако увеличение этого отношения вызывает увеличение осевой рыхлости и повышает склонность к образованию продольных трещин вследствие возрастания ферростатического давления на корочку кристаллизующегося слитка. Оптимальная величина отношения H/D составляет для слитков спокойной углеродистой стали 3,0—3,5, а для легированной и качественной углеродистой стали 2,5—3,3. Вместе с тем, для слитков, сердцевина которых удаляется при последующем переделе, а также для слитков, прокатываемых на мелкие профили (диаметром < 100 мм), т. е. при повышенных степенях обжатия, применяют изложницы, у которых отношение H/D более 3,5. В этом случае для повышения плотности сердцевины слитка увеличивают конусность стенок изложницы.
В изложницах для крупных слитков кипящей, а также полуспокойной стали величина отношения H/D должна составлять 3,0—3,5; для мелких слитков (< 1 т) она достигает 5—7. Увеличение отношения H/D по сравнению со слитками спокойной стали допустимо в связи с тем, что в слитках кипящей и полуспокойной стали не образуется осевой рыхлости. В то же время для кипящей стали важно ограничивать абсолютную величину высоты слитка и изложницы. Слишком большая высота ведет к увеличению ферростатического давления в нижней части затвердевающего слитка, что затрудняет кипение металла и способствует уменьшению толщины здоровой корочки.
Большое влияние на плотность макроструктуры и развитие осевой рыхлости в слитках спокойной стали оказывает конусность стенок изложниц. Чем больше конусность стенок изложницы и конусность слитка, тем выше плотность его структуры и тем меньше развита осевая рыхлость. Однако увеличение конусности вызывает неравномерные нагрузки на валки прокатного стана, что существенно затрудняет прокатку слитков. Поэтому конусность стенок изложниц для спокойной стали выбирают в пределах 2—4 % на сторону. Для слитков, идущих на ковку, конусность стенок изложниц увеличивают до 3—6 %. В листовых изложницах для спокойной стали конусность широких сторон принимают равной 3—3,5 %, а конусность узких граней во избежание трапецевидности листов уменьшают вдвое.
В связи с отсутствием в слитках кипящей и полуспокойной стали осевой усадочной рыхлости конусность стенок расширяющихся книзу изложниц меньше, чем у изложниц для спокойной стали. Она составляет 0,9—1,3 %, что обеспечивает свободное снятие изложницы со слитка.
Толщину стенок изложниц выбирают исходя из условий обеспечения механической прочности изложницы и ее обычно принимают равной примерно 20 % от величины поперечного размера слитка. Стойкость изложниц составляет 20—60 плавок (разливок), расход изложниц (чугуна) равен 1,0—3,5 % от массы разливаемой стали.
Оборудование для разливки стали



а, б — стационарные; в — плавающая;
1 — цапфа; 2 — футеровка надставки; 3 — каркас надставки; 4 — изложница; 5 - теплоизоляционный вкладыш; 6 — деревянная подставка

Рисунок 3 – Прибыльные надставки


Прибыльные надставки устанавливают на расширяющиеся кверху изложницы при разливке спокойной стали; они могут быть стационарными (рисунок 3, а, б) и плавающими (рисунок 3, в). Футеровка или теплоизоляционные вкладыши надставок замедляют охлаждение верха слитка, что способствует выводу сюда усадочной раковины.
Футеровка прибыльной надставки выполняется из шамотного кирпича или из массы на основе шамотного порошка с огнеупорной глиной.
Для уменьшения теплоотдающей поверхности, облегчения снятия надставки со слитка уменьшения расхода металла надставку сужают кверху (конусность стенок составляет 10—18 %). Масса прибыльной части и соответственно величина головной обрези крупных слитков рядовой стали составляет при использовании таких надставок 12—16 % обшей массы слитка.
Теплоизоляционные вкладыши изготавливают из песка с добавкой бумажных отходов, глины и связующих, из асбестита со связующими и других материалов. В связи с низкой теплопроводностью вкладышей надставки со вкладышами по сравнению с футерованными имеют меньшие высоту и объем и при их использовании величина головной обрези слитков снижается на 2—5 %.
При отливке крупных слитков применяют плавающие надставки (см. рисунок 3, в). Нижнее основание такой надставки входит в изложницу; до начала разливки надставку удерживают на изложнице с помощью деревянных прокладок, которые после наполнения изложницы металлом удаляют. Достоинство этих надставок заключается в возможности их перемещения в изложнице вместе со слитком при его усадке, что исключает подвисание слитка и образование поперечных трещин.
Поддоны служат для установки сквозных изложниц при разливке сверху и изложниц с центровой при сифонной разливке. Поддон представляет собой литую чугунную плиту толщиной 100—200 мм. Верхняя рабочая поверхность поддона должна быть гладкой; это обеспечивает плотное прилегание изложницы к поддону и предотвращает прорыв жидкого металла под изложницу.

Оборудование для разливки стали




а — 4-местный; б — 60-местный

Рисунок 4 – Поддоны для сифонной разливки стали


В поддонах для сифонной разливки (см. рисунок 4) делают углубление в центре и расходящиеся от пего открытые сверху каналы прямоугольного сечения для укладки сифонного кирпича. Если при разливке сверху применяют изложницы без дна, то в поддоне делают выемку, в которую укладывают сменный вкладыш из стали и иногда из огнеупорного кирпича, предотвращающий размывание поддона струей металла.
При разливке сверху применяют поддоны, размер которых позволяет установить одну или две изложницы; при сифонной разливке двух-, четырех- и многоместные поддоны. Расход поддонов составляет 0,1—1 % от массы разливаемой стали.
Сифонный кирпич предотвращает размывание поддона, центровой и дна изложниц жидкой сталью при разливке. Для обеспечения плотности сочленения сифонные кирпичи делают замковыми (выступ каждого последующего кирпича должен входить паз предыдущего). Величина диаметра отверстия в сифонных кирпичах, укладываемых в поддон, обычно составляет 30—50 мм; диаметр отверстия центровых труб равен 70—100 мм. После разливки каждой плавки сифонный кирпич заменяют.
Печать

РЕКЛАМА

Видео металлургия

Счетчики