книги из ГПНТБ / Каблуковский А.Ф. Перспективы развития электрометаллургии

4. МЕХАНИЗАЦИЯ РАЗЛИВКИ СТАЛИ

Механизация и автоматизация трудоемких работ в литейных пролетах электросталеплавильных цехов стала возможна с при­ менением новых способов разливки стали, а именно: периоди­ ческой разливки металла в изложницы для слитков на конвей­ ерах и непрерывной разливки через водоохлаждаемые медные

кристаллизаторы.

Разливка стали по специальному графику на замкнутом кон­ вейере, связывающем литейный пролет со стрипперным отделе­

нием, устраняет простои плавильных печей из-за отсутствия под­ готовленных ставок изложниц и повышает производительность.

Применение автоматической конвейерной линии для разлив­ ки металла в слитки требует механизации основных и вспомога­ тельных операций по сборке ставок и выгрузке слитков. Пер­ спективным является применение гидравлической чистки и ме­

ханической смазки изложниц по типу установки ММК [41]. Уста­ новка для гидравлической чистки изложниц состоит из следую­ щих частей:

а) стационарной металлической колонны высотой 12 ж;

Чистку изложниц после выгрузки слитков производят стру­ ей воды давлением в 20 ат. Гидравлическая форсунка, прикреп­ ленная к водоподводящей вертикальной пустотелой штанге, вер­

тикально перемещается внутри изложницы со скоростью

13 м/мин. Вода из сопла форсунки падает на стенки изложницы под углом 75°. Для обработки 6 или 8 изложниц на поддоне (при

сифонной разливке) на коллекторе размещают соответствую­ щее число водоподводящих штанг с щелевыми форсунками.

Перед гидроочисткой температура внутренней поверхности изложниц должна быть не ниже 140°, после очистки — не ниже 120°; температура внутренней поверхности изложниц замеряет­

ся автоматически и регистрируется самопишущими приборами.

После испарения воды изложницы обдувают сжатым воздухом и смазывают лаком.

Установка для механической смазки изложниц состоит из следующих основных частей:

а) стационарной металлической колонны высотой 12 м; б) подвижной консоли;

в) шарнирно соединенных труб с паровой рубашкой, снаб­ женных в нижней части форсунками для распыления лака;

г) лебедки для вертикального перемещения консоли; д) шестеренчатого насоса с электроприводом для подачи ла­

ка из расходного резервуара к форсункам;

96

е) лакохранилища с паровым подогревом лака до 60—80°’.

Механическую смазку изложниц производят при движении голо­ вок с форсунками вниз со скоростью 0,54 м!сек. Давление лака, поступающего в форсунки, поддерживают в пределах 7—10 ат. После приемки ОТК смазанные изложницы переносят мостовым краном и устанавливают на подготовленный под сборку ставки поддон, находящийся на тележке конвейера.

Применение гидравлической чистки и механической смазки изложниц повысило производительность труда при подготовке составов с изложницами в стрипперном цехе № 2 ММК на 35%

и позволило высвободить для использования на других работах

12человек.

Втиповом электросталеплавильном цехе наряду с отливкой на конвейере в стрипперном отделении предусматривается уста­ новка механизированных автоматических линий по разделке, наборке, очистке и сушке центровых надставок, поддонов, стопо­

ров и других сталеразливочных принадлежностей. Для замед­ ленного охлаждения слитков будут сооружены специальные тер­ мостаты, которые могут быть также использованы для передачи слитков в передельные цеха в горячем состоянии.

Процесс приготовления огнеупорных растворов и масс несло­

жен, но трудоемок, так как до сих пор во многих цехах осущест­ вляется вручную.

Имеющийся на ряде предприятий опыт механизированного и централизованного приготовления растворов и масс и подачи их к месту использования показал полную целесообразность осуще­ ствления комплексной механизации.

Использование конвейера для разливки электростали не­

сколько улучшает условия для механизации целого ряда работ, однако требует применения большого количества огнеупорных изделий, изложниц, чугунного припаса и затрудняет осуществ­ ление комплексной механизации и автоматизации всего процес­

са разливки.

Более перспективным способом превращения жидкой стали

вслиток явится применение непрерывной разливки.

Вобласти непрерывной разливки стали на протяжении по­

следних 15 лет усиленно ведутся работы как в Советском Союзе, так и за границей [42].

Фирма Бабкок и Вилькокс (США) проектирует закончить в 1960 г. строительство установки непрерывной разливки стали для слябов сечением 1500 X 1500 мм, которые предполагается отливать со скоростью 2500 мм/мин.

С 1954 г. в Англии функционирует установка для непрерыв­ ной разливки заготовок из быстрорежущей.стали сечением 100Х ХЮО мм [43]. Была исследована разливка стали в кристаллиза­ тор из обычных ковшей со стопором и через носок ковша чайни­ кового типа. При использовании ковшей со стопорами конструк­ ция установки упрощается, понижается расход огнеупоров

97

(отсутствие промежуточной стенки) и топлива для подогрева, улучшается отделение шлака от металла и обеспечивается при

неполадках нормальная разливка металла по изложницам.

Ковши чайникового типа с носком более приемлемы для раз­ ливки специальных марок стали, сильно разъедающих футе­

ровку.

На заводе фирмы Маннесман (ФРГ) введена в эксплуата­ цию опытно-промышленная четырехручьевая установка. На ус­ тановке отливают заготовки квадратного сечения со стороной

240 и 200 мм и круглого сечения диаметром 260, 275 и 300 мм для прокатки труб. Разливку ведут из стопорных ковшей через промежуточные устройства.

С 1953 г. на заводе Атлас Стил (Канада) работает установка для непрерывной разливки нержавеющих и легированных сталей

в слябы сечением 140X545 мм. Высота установки 16,6 м, разли­

вочная площадка находится на высоте 9,3 м над уровнем пола

цеха, а часть оборудования размещена в колодце глубиной 7,3 м. Кристаллизатор длиной 600 мм представляет собой медную от^

ливку весом 1,5 т. Разливают нержавеющую сталь, выплавлен­ ную в 35-т дуговой электропечи, из 35-т ковша чайникового типа.

В СССР построены и функционируют экспериментальные и промышленные установки вертикального и наклонного типов, с неподвижным и движущимся кристаллизатором с периодическим и непрерывным движением заготовки.

На машине наклонного типа системы Голдобина (ось маши­ ны наклонна к горизонту под углом 10°) формирование заго­ товки происходит в движущихся изложницах, которые являются звеньями двух бесконечных цепей, расположенных друг над другом. Прикрепленные к цепям половинки изложниц смыкают­ ся и образуют замкнутый контур, куда и заливается жидкий металл.

По имеющимся данным [42], горизонтальное или наклонное

расположение заготовки не обеспечивает нормальной кристалли­ зации металла по всему сечению и неизбежно приводит к обра­

зованию мостов, рыхлости и смещенных от осевой линии усадоч­

ных раковин. При вертикальном способе получения заготовки значительно упрощается технология разливки и улучшается ка­ чество металла. Отливка с периодическим наращиванием заго­ товки (машина Морозенского) сопровождается образованием

на зеркале металла в кристаллизаторе окисленной корки и за­ грязнением слитка окислами при размывании затвердевшей кор­ ки падающей струей жидкой стали.

Исходя из сказанного, наиболее рациональной и перспек­

тивной следует считать вертикальную разливку с непрерывным движением заготовки и применением для заливки металла ков­ шей со стопором. Опытно-промышленная установка для непре­ рывной разливки стали на одном из заводов (рис. 40) имеет

98

производительность 16—53 т!час и рассчитана на отливку зато* товок (сляб) с размером поперечного сечения 150 X 500 мм и со скоростью вытягивания 0,5—1,5 м/мин.

На площадке для разливки стали размешены: промежуточ­ ное разливочное устройство, водоохлаждаемый медный кристал­ лизатор, пульт управления и щит с указывающими и регистри­ рующими приборами. Перед разливкой для образования дна в

кристаллизатор на высоту 800—850 мм вводят затравку общей

длиной 5,3 м. При разливке, когда уровень металла достигает 300—400 мм над затравкой, включают механизм вытягивания и постепенно доводят движение затравки с формирующейся заго­ товкой вниз до заданной скорости. При этом уровень металла поднимают до 80—100 мм от верха кристаллизатора.

Выходящая из кристаллизатора заготовка, имеющая еще жидкую сердцевину, попадает между серией холостых роликов

в зону вторичного охлаждения, где все ее грани обрызгивают

водой. Заготовка вытягивается при помощи системы роликов.

Между площадками на отметках —8 и —14 расположена зона газовой резки. Как только нижняя часть затравки минует тележ­

ку газорезки, а конец ее достигнет резаков, тележка захватами сцепляется с заготовкой и вместе с ней увлекается вниз, а путе­ вой выключатель отсчитывает мерную длину заготовки. Корзи­ на кантователя подводится электроприводом к нижнему концу заготовки или затравки. Под действием веса отрезанной заго­

товки корзина опускается и с помощью специальных автоматов кантуется на рольганг тележки подъемника. Последний выдает заготовку на рольганг отметки 0.

Работу всех механизмов и автоматов установки контролиру­ ют по показаниям приборов, установленных на специальных щитах. В процессе работы измеряют:

а) температуру жидкой стали в ковше промежуточного уст­

ройства и в кристаллизаторе;

б) температуру поверхности заготовки перед первой и вто­ рой роликовой клетью.

в) расход воды в кристаллизаторе и в зоне вторичного ох­ лаждения;

г) разность температур входящей и выходящей воды; д) скорость движения, длину и толщину заготовки. Установка радиофицирована.

Качество поверхности литой заготовки определяется ско­ ростью разливки и температурой отливаемого металла. Чем вы­

ше температура металла и скорость разливки, тем меньше по­ лучается дефектов на поверхности заготовки.

Макроструктура заготовок, полученных непрерывной разлив­ кой, более тонкая, чем у обычных слитков.

Подбор оптимальных скоростей разливки и охлаждения обеспечивает получение заготовок с минимальной ликвацией и с достаточно плотной осевой зоной.

100

10. Ю. Е. Е ф р о й м о в и ч, А. Ф. Каблуковский, В. Е. Пирож­ ников, С. Ф. Полунищ. Контроль температуры внутренней поверхности футеровки и тепловой режим дуговых сталеплавильных печей. Филиал ВИНИТИ, Москва, 1958.

.11 . A. G. Е. Robiette. Electric melting and Smelting practice. London

12.С. Д. Скороход. Служба огнеупоров в электропечах. Труды НТО' ЧМ, т. XVIII, Металлургиздат, 1957.

13.Л. И. Тед ер. Применение клинового хромомагнезита в стенах элек­ тропечей. Сталь, 1952, № 5, стр. 418—419.

14.А. Н. Глазов, В. И. Месяц. Усовершенствование футеровки элек­ тропечей. Металлург, 1959, № 1.

15.С. М. Г н у ч е в. Поведение кислорода в ванне электропечи по ходу плавки при продувке металла кислородом. Производство стали с приме­ нением кислорода, Металлургиздат, 1956.

16.Б. А. Ш и л я е в. Типовая технология производства нержавеющей ста­ ли с применением кислорода. Труды НТО ЧМ, т. XVIII, Металлургиздат, 1957.

17.Н. И. Ш у т к и н. Практика применения кислорода при выплавке элек­ тростали. Сталь, 1956, № 10, стр. 890—894.

18 В. М. 3 а м о р у е в. Поведение вольфрама в сталеплавильной печи. Труды НТО ЧМ, т. IV, 1955.

19.Ф. П. Е д н е р а л, 3. М. Калинина. Интенсификация восстанови­ тельного периода плавки конструкционной стали в дуговой электропечи. Известия высших учебных заведений. Черная металлургия, № 2, 1958.

20.А. Ф. Каблуковский, Я. С. Лейзеров, И. П. Солодихин.

Усовершенствование выплавки сплавов сопротивления в электропечах. Ме­

таллург, 1958, № 9.

21.Н. М. Ч у й ко, А. П. Ен, В. В. Курганов, Е. И. К а д и н о в. Об­

работка металла восстановительными шлаками в ковше. Бюллетень техниче­ ской информации № 1. Днепропетровск, 1956.

24. Н. Г. Веселков. Современное состояние сталеплавильного произ­ водства за рубежом. Труды НТО ЧМ, т. XVIII, Металлургиздат, 1957.

25. А. М. С а м а р и н, А. Ю. П о л я к о в, Л. М. Н о в и к, Г. А. Г а р н ы к.. Применение вакуума в сталеплавильных процессах, Металлургиздат, 1957.

26.В. Кашин, Б. Лин невский, Влияние выплавки в вакууме на свойства металла (реф.). Сталь, 1956, № 9, стр. 858—860.

27.Б. С. Барский. Новые вакуумные печи за рубежом. Бюллетень.

ЦИИН ЧМ, № 6, 1958.

28.И. В. Полин, Э. И. С е р е б р и й с к и й. Выплавка аустенитной не­ ржавеющей стали в вакуумных дуговых печах. Металлургия. Сборник ста­ тей № 1, Судпромгиз, 1958.

29.Б. С. Барский. Вакуумная плавка стали (реф.). Бюллетень ЦИИН ЧМ № 11, 1958.

30.Ю. В. Латам. Некоторые особенности электрошлаковой плавки рас­ ходуемых электродов большого сечения. Автоматическая сварка, 1958, № 6.

31.Б. Е. Патон, Б. И. Медовар, Ю. В. Латам. Электрошлаковый переплав сталей и сплавов в медном водоохлаждаемом кристаллизаторе. Автоматическая сварка, 1958, № 11.

32.Ю. В. Л а т а м, Г. С. Тя гу н-Б е л о у с. Влияние состава шлака на

плавление электрода большого сечения при электрошлаковом переплаве.

Автоматическая сварка, 1958, № 12.

33. М. Н. Королев. Снижение веса прибыльной части слитка. Сталь, 1957, № 2. стр. 191.

102