Непрерывное литьё стальных заготовок

А.В. Шишкин. АЭТУ, НГТУ2 1. Виды литья При непрерывном литье заготовок жидкий металл льют в открытую водоохлаждаемую изложницу (кристаллизатор) с подвижным дном – затравкой. В нижней части изложницы происходит частичное затвердевание слитка, и он постепенно вместе с поддоном движется вниз. На этом пути слиток охлаждается водой, и в месте полного затвердевания от него отрезают мерные заготовки. При полунепрерывном литье отливают слиток определенной длины (6 10 м) и разрезают его в холодном состоянии. В обоих случаях заготовку в дальнейшем прокатывают на сорт или лист. В зависимости от числа одновременно отливаемых слитков машины непрерывного литья заготовок могут быть 1-, 2-, 4-, 6- и 8-ручьевыми.

А.В. Шишкин. АЭТУ, НГТУ Типы машин для непрерывного литья заготовок а – вертикальная (полунепрерывное литье); б – криво- линейная; в – криво-линейная с прогрес-сирующим изгибом; г – радиальная; д – горизонтальная; 1 – ковш; 2 – кол- лектор; 3 – первич- ный кристаллизатор; 4 – зона изгиба; 5 – роликовая проводка со вторич-ным холодильником; 6 – вытяжка и прав-ка; 7 – газовая резка

А.В. Шишкин. АЭТУ, НГТУ Преимущества непрерывного литья Отходы из-за усадочной раковины у обычного слитка составляют % для углеродистой стали и до 16 % для легированной; на обрезь нижнего конца слитка расходуется еще до 4 % металла. При непрерывном литье отходы сокращаются до 5 %, выход годного повышается на 20 %, учитывая экономию металла на зачистке слитков. Уменьшаются потребности в рабочей силе, облегчается труд, повышается производительность труда. Отпадает надобность в обжимных станах, в нагревательных средствах для них. Ускорение затвердевания слитка устраняет внеосевую ликвацию и обеспечивает большую однородность заготовки, повышается качество металла. Процесс разливки на МНЛЗ легко поддается автоматическому управлению.

А.В. Шишкин. АЭТУ, НГТУ5 2. Процессы при непрерывном литье 2.1. Вторичное окисление Вторичное окисление – поглощение кислорода из окружающего воздуха струёй жидкого металла в пространстве между ковшом (транспортным ковшом) и коллектором (промежуточным ковшом- воронкой), а также коллектором и кристаллизатором. Кроме того, причиной вторичного окисления стали могут быть огнеупоры коллектора и порошковые шлаки. Вторичное окисление особенно проявляется в угаре алюминия спокойной мягкой стали. При неблагоприятно организованной струе металла величина угара может достигать ~ 1 / 3 общего содержания алюминия в ковше. Применяются различные способы защиты струи.

А.В. Шишкин. АЭТУ, НГТУ Теплоотвод Теплоотдача в кристаллизатор зависит от следующих факторов: толщины шлаковой пленки между стенкой кристаллизатора и металлом; длины контакта кристаллизатора с заготовкой. Протяженность контакта определяется конусностью, связанной со скоростью разливки. Поэтому при непрерывном литье слябов имеет значение точное поддержание конусности узкой стороны из-за большой абсолютной величины усадки широкой стороны. Теплоотвод во втором кристаллизаторе не должен быть очень интенсивным, так как высокие термические напряжения приводят к образованию трещин. Общее охлаждение межроликового пространства и заготовки осуществляется водяным туманом, создаваемым распылением воды сжатым воздухом. Такое равномерное охлаждение предотвращает возникновение пиков напряжений и рост трещин. С целью экономии энергии мерные отрезки непрерывнолитых заготовок не охлаждают, а непосредственно по выходе из установки помещают в толкательные печи или печи с шагающим подом. В некоторых случаях после выравнивания температуры в проходной печи задают прокатку. Тогда наиболее полно используется тепло заготовки.

А.В. Шишкин. АЭТУ, НГТУ7 3. Дефекты непрерывнолитого слитка Поверхностные трещины могут быть вызваны гидростатическим давлением расплава, многочисленными изгибающими нагрузками, слишком резкими температурными перепадами и повышенной силой трения. Продольные трещины располагаются преимущественно в средней трети широкой стороны заготовки, поперечные трещины – вблизи края широкой стороны. Сетка трещин образуется главным образом из-за инфильтрации меди из кристаллизатора. Инфильтрация – просачивание через капиллярные и субкапиллярные поры и трещины. Непосредственно под поверхностью могут располагаться пузыри, поры и шлаковые включения.