17. У чому сутність і які досягаються результати під час розливання сталі під захисними покриттями?

Во многих случаях износ медной стенки кристаллизатора и захват меди отливкой могут быть предотвращены с помощью нанесения защитных покрытий на нижнюю часть кристаллизатора. В конце XX века для защиты активно применялись хромовые и никелевые покрытия. Во многих странах они превалируют и сейчас. Никель может наноситься различными способами и толщинами, обладает близким к меди коэффициентом теплопередачи. В начале XXI века началось активное внедрение технологий газотермического напыления для защиты плит кристаллизаторов МНЛЗ с помощью керамических, металлокерамических покрытий, покрытий из сплавов. Эти покрытия позволяют обеспечить еще лучшую защиту поверхностей кристаллизатора. Разработаны методы высокоскоростного газопламенного напыления покрытий, которые позволяют нанести металлокерамические материалы с превосходными противоэрозионными характеристиками и хорошей теплопередачей. Газотермические покрытия имеет смысл наносить на всю рабочую поверхность кристаллизатора. Из-за меньшего коэффициента теплопроводности металлокерамических покрытий становится возможным уменьшить и более точно контролировать скорость охлаждения мениска. Такой тип охлаждения часто называют «мягким», и он позволяет обеспечить более равномерное формирование слитка и более равномерный профиль температуры, что позитивно влияет на производительность кристаллизатора и качество литья.

Для защиты промковша выполняют его футировку рабочим слоем. В среднем расход огнеупоров промковша составляет 2,5-3,5 кг/т разливаемой стали. Рабочий слой обычно работает только один цикл разливки. Рабочий слой наносится на арматурный методом мокрого торкретирования (набрызгивания). Гранулометрический состав такой торкрет-массы колеблется в пределах 0,1-1,0 мм. Торкрет порошок смешивается с определенным количеством водой в специальной установке и затем набрызгивается на арматурный слой, имеющий температуру 60-80^оС. Толщина слоя торкрет-покрытия, наносимого на стенки и днище промежуточного ковша зависит от длительности серии разливки и составляет от 30 мм до 80 мм.

Торкрет-покрытие промковшей обеспечивает следующие положительные эффекты:

· защиту от износа (разрушения) арматурного слоя футеровки и его многократное использование, что существенно сокращает расход огнеупоров;

· обеспечение заданной чистоты стали по неметаллическим включениям за счет исключения контакта стали с огнеупорами, содержащими оксиды алюминия и кремния;

· уменьшение потерь тепла металлом в промковше в силу специфики структуры торкрет-материала (при прогреве промковша нанесенный слой приобретает пористую структуру, за счет выгорания некоторых составляющих);

· беспрепятственное удаление остатков рабочего слоя после окончания разливки и охлаждения промковша и, следовательно, возможность быстрого оборота промковшей.

18. Опишіть устрій, переваги і хиби шиберних затворів.

Дозирование стали при переливе из сталеразливочного в промежуточный ковш осуществляется посредством шиберного затвора. Шиберный затвор, обеспечивает равномерную подачу стали в промковш в течение всего периода разливки. Кроме того, шиберный затвор обеспечивает перекрытие струи стали посредством смещения нижней огнеупорной плиты в случае возникновения аварийных ситуаций или замены защитной трубы.

Устройство шиберного затвора включает неподвижный корпус с вмонтированной в него огнеупорной плитой, подвижный шибер, с вмонтированными огнеупорной плитой и стаканом-коллектором и рамку, скрепленную прижимными болтами с корпусом. Рамка направляет движение шибера и прижимает его к корпусу, тем самым прижимая огнеупорные плиты друг к другу; силу прижатия можно регулировать, вращая гайки прижимных болтов. В огнеупорных плитах имеется круглое отверстие; когда плиты расположены так, что отверстия в них совпадают, сталь вытекает из ковша; сдвинув нижнюю плиту прерывают струю. Перемещение шибера с огнеупорной плитой осуществляют с помощью гидроцилиндра, управление которым дистанционное. Стакан-коллектор формирует вытекающую из ковша струю стали.

Плиты обычно выполняют бикерамическими – основу ее, например, составляет спеченный магнезит, а рабочий контактный слой сделан из плавленого магнезита; для изготовления плит применяют корунд и другие огнеупоры. Поверхность скольжения плит пришлифовывают и смазывают (например, графито-смоляной смазкой). Шиберный затвор устанавливают на ковш в собранном виде; его собирают в специализированном отделении цеха. Затвор служит без замены от одной до трех плавок, чаще его заменяют после каждой разливки. В ряде цехов ковш оборудуют двумя шиберными затворами; после разливки плавки через первый затвор ковш сразу подают под следующую плавку, которую разливают через второй затвор, что исключает длительную операцию подготовки ковша к каждой второй из разливаемых плавок.

Иногда применяют поворотные затворы, в которых совмещение отверстий в огнеупорных плитах достигают путем вращения нижней плиты.

Широкое применение шиберных затворов в сталеплавильных цехах обусловлено значительными их преимуществами перед стопорными дозаторами. К ним относятся высокая надёжность работы и регулирования скорости разливки, быстрота установки, механизация и сокращение трудоёмкого процесса, облегчение условий труда при подготовке ковша и разливке плавки. Расположение затвора снаружи ковша и контактирование плит со струёй металла только в момент разливки позволяет разогревать футеровку ковша перед приёмом плавки вплоть до 1400⁰С, сокращать потери тепла металлом, увеличивать продолжительность пребывания металла в ковше во время внепечной обработки и разливки. Сокращение периода подготовки ковша в 2-3 раза увеличивает оборот ковшей в цехе, уменьшает их общее количество, повышает стойкость футеровки из-за снижения термических напряжений, снижает расход огнеупоров. Дополнительно сокращается расход сталеразливочного припаса с соответствующим уменьшением затрат на транспортировку и складирование, особенно при многократном использовании шиберных плит. Через шибер практикуется вдувание аргона и рафинирующих порошкообразных материалов.

К недостаткам скользящих шиберных затворов относятся:

- продолжительность перекрытия отверстия во время разливки не должна превышать более 30с, так как отверстие стакана перекрывается не сверху, а снизу и в нём застывает металл;

- выше потери напора металла на трение струи и местные сопротивления, затрудняющие получение компактной струи в процессе регулирования скорости разливки;

- недостаточно надёжно предотвращается затекание металла между плитами даже при весьма больших усилиях прижатия плит, усложняющих конструкцию шиберов;

- дефицитность и невысокая стойкость огнеупорных плит, служба которых усугубляется термическими напряжениями, а также короблением огнеупоров и металлоконструкций;

- затрудняется разливка стали через малые диаметры стаканов