1 Технология и оборудование для разливки стали в изложницы

1.1 Способы разливки стали

Применяют два основных способа разливки стали: разливку в из­ложницы и непрерывную разливку. Разливку в изложницы подраз­деляют на разливку сверху и сифоном.

При разливке сверху (рисунок 1) сталь непосредственно из ковша 1 поступает в изложницы 2, устанавливаемые на чугунных плитах — поддонах 3.

Рисунок 1 - Схема разливки стали сверху, через промежуточный ковш (а) и промежуточную воронку (б)

(обозначения в тексте)

После заполнения каждой изложницы стопор или шиберный затвор ковша закрывают, ковш транспортируют к следующей изложнице, вновь открывают стопор (шиберный затвор) и после заполнения сталью новой изложницы цикл повторяют.

Иногда при разливке сверху применяют двухстопорные ковши; это позволяет одновременно заполнять две изложницы и сократить длительность разливки. С целью уменьшения напора струи и разбрызгивания металла на стенки изложниц разливку сверху иногда ведут через промежуточные ковши (рисунок 1, а) или через промежуточные воронки (рисунок 1, б).

При сифонной разливке, основанной на принципе сообщающихся сосудов, сталью одновременно заполняют несколько (от двух до шестидесяти) изложниц (рисунок 2). Жидкая сталь из ковша (1) поступает в установленный на поддоне (5) футерованный изнутри центровой литник (2), а из него по футерованным каналам (6) поддона в изложницы (4) снизу. Центровой литник и изложницы устанавли­вают на массивной чугунной плите — поддоне, имеющей канавки, в которые укладывают пустотелый сифонный кирпич (трубки или проводки).

Таким образом, металл из ковша поступает в изложницу, лишь пройдя систему каналов, футерованных огнеупорным кирпичом. После наполнения всех установленных на поддоне изложниц стопор (шиберный затвор) закрывают, и ковш транспортируют к следующему поддону и т. п.

Рисунок 2 – Сифонная разливка стали

(обозначения в тексте)

Оба способа разливки обладают рядом преимуществ и недостатков.

Сифонная разливка имеет следующие преимущества перед разливкой сверху:

1. одновременная отливка нескольких слитков сокращает дли­тельность разливки плавки и позволяет разливать в мелкие слитки плавки большой массы;

2. удобно применять защиту зеркала металла в изложнице шлако­выми смесями или жидким шлаком;

3. поверхность слитка получается чистой, так как металл в из­ложницах поднимается спокойно без разбрызгивания;

4. повышается стойкость футеровки ковша и улучшаются условия работы стопора и шиберного затвора вследствие меньшей длитель­ности разливки и уменьшения числа открываний и закрываний сто­пора или затвора;

5. во время разливки можно следить за поведением поднимаю­щеюся металла в изложнице и в соответствии с этим регулировать скорость разливки.

Недостатки сифонной разливки:

1. сложность и повышенная стоимость разливки, обусловленные расходом сифонного кирпича, установкой дополнительного оборудо­вания и значительными затратами труда на сборку поддонов и центро­вых;

2. дополнительные потери металла в виде литников (0,7—2,5 % от массы разливаемой стали) и возможность потерь при прорывах металла через сифонные кирпичи;

3. необходимость нагрева металла в печи до более высокой тем­пературы, чем при разливке сверху, так как он дополнительно ох­лаждается в каналах сифонного кирпича;

4. опасность загрязнения стали неметаллическими включениями в результате размывания сифонного кирпича.

Преимуществами разливки сверху являются:

1. более простая подготовка оборудования к разливке и меньшая стоимость разливки;

2. меньше опасность загрязнения стали неметаллическими включе­ниями;

3. отсутствие расхода металла на литники;

4. температура металла перед разливкой может быть ниже, чем при сифонной разливке.

Вместе с тем, разливке сверху присущи следующие недостатки:

1. образование плен на поверхности нижней части слитков, что является следствием разбрызгивания металла при ударе струи о дно изложницы. Застывшие на стенках изложницы и окисленные с поверхности брызги металла не растворяются в поднимающейся жидкой стали, образуя дефект поверхности — плены, которые не свариваются с металлом при прокатке, благодаря чему поверхность прокатанных заготовок приходится подвергать зачистке;

2. большая длительность разливки;

3. из-за большой длительности разливки снижается стойкость футеровки ковша и в связи с большим числом открываний и закры­ваний ухудшаются условия работы стопора или шиберного затвора.

Оба способа разливки широко применяют. Вопрос о том, какой из них является лучшим, до сих пор не решен. Благодаря простоте и отсутствию потерь металла с литниками часто предпочитают разливку сверху. Несмотря на необходимость дополнительной зачистки по­верхности проката, разливка сверху для рядовых марок является более экономичной, чем разливка сифоном. В то же время высокока­чественные в легированные стали, когда стремятся уменьшить потери дорогостоящего металла на зачистку и получить чистую поверх­ность слитка, разливают главным образом сифоном. Сифонной раз­ливкой, как правило, получают также слитки массой менее 2,5 т. Потери металла при разливке сифоном и сверху в виде скрапа и недоливов составляют 0,6—1,9 %; при разливке сифоном дополни­тельно теряется 0,7—2,5 % разливаемой стали в виде литников.