7. Выбор типа, определение количества основного оборудования здания отделения непрерывной разливки стали

   1. Общие сведения о непрерывной разливке стали

В настоящее время во вновь сооружаемых кислородно-конвер-торных цехах предусматривают непрерывную разливку стали, которую осуществляют на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).

Непрерывная разливка по сравнению с разливкой стали в изложницы имеет ряд положительных особенностей:

– значительно повышается выход годного металла;

– упрощается производство по заводу в целом и улучшаются его технико-экономические показатели в связи с тем, что отпадает необходимость в обжимных станах;

– повышается качество металла;

– уменьшаются затраты ручного труда и улучшаются условия труда при разливке;

– создаются условия для автоматизации разливки стали.

Разливка в изложницы может сохраняться при выплавке некоторых легированных сталей, для которых технология непрерывной разливки пока не разработана, и иногда при выплавке кипящей стали.

2. Общие рекомендации по выбору типа мнлз

МНЛЗ различают по характеру и расположению технологической оси. В настоящее время находят промышленное применение следующие разновидности МНЛЗ: вертикальные, криволинейные, радиальные, вертикально-радиальные, с изгибом слитка, горизонтальные.

Эти установки целесообразно применять для отливки пустотелых трубных заготовок и слитков сложных специальных профилей, а также в цехах, выплавляющих высоколегированные стали, склонные к образованию трещин при разгибании слитка.

Вертикальные МНЛЗ обеспечивают наилучшее качество слитка, однако их высота достигает 40 – 47 м, что ограничивает их применение. Поэтому для производства заготовок из рядовых сталей следует применять радиальные и криволинейные установки, которые обладают по сравнению с вертикальными рядом преимуществ и имеют высоту 10 – 17 м. Ограниченное развитие получили вертикальные МНЛЗ с изгибом слитка, поскольку по сравнению с криволинейными и радиальными МНЛЗ имеют большую (на 4 – 5 м) высоту.

В последние годы появились опытно-промышленные горизонтальные МНЛЗ, имеющие минимальную высоту и выгодно отличающиеся от радиальных и криволинейных машин отсутствием деформации слитка в процессе разливки. Их рекомендуют применять для отливки сортовых заготовок небольшого сечения (толщиной менее 200 мм) [6].

На МНЛЗ перечисленных типов получают слябы сечением до мм, сортовые заготовки, в том числе блюмы сечением отмм домм, круглые заготовки диаметром до 400 мм полые трубные заготовки диаметром 410 – 750 мм и др.

Подробные сведения о машинах непрерывного литья заготовки можно найти в специальной литературе [3, 6, 8].

3. Выбор числа ручьев и определение потребного количества мнлз

В состав МНЛЗ могут входить одна, две и более машин с независимыми технологическими узлами оборудования, причем разливка стали ведется из одного ковша, а промежуточных может быть несколько. В каждой машине можно отливать одну или несколько заготовок. Такие МНЛЗ называют одно-, двухручьевыми и т.д.

Выбор оптимального числа ручьев МНЛЗ является важным, так как при увеличении числа ручьев возрастает производительность МНЛЗ, что позволяет уменьшить число устанавливаемых в отделении машин. Однако их размещение в отделении затруднено, усложняются обслуживание и организация разливки. Проектными организациями признано целесообразным слябовые криволинейные и радиальные МНЛЗ выполнять двухручьевыми, а радиальные машины для отливки сортовых слитков (квадратного или близкого к квадрату сечения) с числом ручьев от 4 до 6 – 8 [6].

Потребное число МНЛЗ (без учета резервных) можно определить из соотношения:

, (7.59)

где и– годовая производительность соответственно кислородно-конверторного цеха и одной МНЛЗ, т годных слитков.

В настоящее время на металлургических заводах освоены серийно-непрерывная разливка (методом "плавка на плавку") и разливка с паузами.

Годовую производительность одной МНЛЗ при работе методом "плавка на плавку" и с паузами определяют соотвественно по формулам:

, (7.60)

, (7.61)

где – масса жидкой стали в сталеразливочном ковше, т (п. 3.3);– выход годных заготовок при непрерывной разливке (принимают равным 0,96 – 0,98);– число рабочих суток машины в году (рекомендуют принимать 291 суток [6]). Остальное время отводят на ремонты, замену кристаллизаторов и секций вторичного охлаждения и др.);– пауза между разливкой двух последовательных плавок, мин;– пауза между серией плавок при разливке "плавка на плавку", мин;– машинное время, время разливки одной плавки, мин;– число плавок, разливаемых без перерыва методом "плавка на плавку" (в расчетах принимают).

Паузы ив общем случае складываются из времени подготовки машины к следующей разливкеи дополнительного времени, которое должно обеспечить синхронизацию работы МНЛЗ и конвертора. При работе методом "плавка на плавку" используемая в расчете пауза должна быть кратна ритму подачи ковшей с жидким металлом. Например, при подготовке машины за 160 мин и ритме подачи ковшей, равном 17 мин, величинуследует брать равной 170 мин; здесь 170 – ближайшая к 160 величина, кратная 17, причеммин, 10 мин – время ожидания ковша с металлом.

Если время подготовки машины кратно ритму подачи ковшей, то равно. При работе с паузами величинадолжна быть скорректирована таким образом, чтобы суммаибыла кратной ритму подачи ковшей.

Для двухручьевых слябовых МНЛЗ величину принимают равной 160 мин. При разливке методом "плавка на плавку" и 60 мин – при разливке с паузами. Для МНЛЗ, отливающих слитки квадратного сечения, при работе с паузами величинасоставляет 45 –60 мин.

Машинное время (длительность разливки плавки или ковша) определяют по формуле:

, мин, (7.62)

где – число ручьев МНЛЗ (как отмечено выше, для слябовых МНЛЗ число ручьев принимают равным двум, а при отливке слитков квадратного сечения – не более 6 – 8);– площадь поперечного сечения отливаемого слитка,;– плотность стали (спокойной принимают, а для кипящей – 7,3);– линейная скорость разливки, м/мин, которую либо принимают по опытным данным, либо рассчитывают по формуле:

, м/мин, (7.63)

где и– соответственно толщина и ширина отливаемой заготовки, м;– коэффициент, учитывающий марку разливаемой стали и уровень совершенства конструктивных узлов МНЛЗ. Для проектируемых МНЛЗ по соответствующим нормативам величинуследует принимать равной 0,30, для углеродистых сталей обыкновенного качества и 0,24для углеродистых и низколегированных конструкционных, для легированных конструкционных 0,20.

К рассчитанному числу МНЛЗ необходимо добавить одну резервную.