Металлоизделия в Луганске и области

Металлокострукции, входные двери, заборы, оградки,
решетки, лестницы, ковка, модули,
вальеры, декоративная мебель

Англия

 

 В течение ряда лет на заводах Лoй Myp (Англия) на установке непрерывной разливки производилась опытная отливка в один кристаллизатор разнообразных марок легированной и высоколегированной стали.

На заводе Барроу Стил в 1952 г. была пущена опытная заводская установка конструкции Юнганса —Росси для разливки мягкой углеродистой стали, выплавляемой в 5-т электропечи, на заготовку квадрат 30—50 мм; разливка ведется при средней скорости 6000 мм/мин, т. е. до 6,75 т/час\ качество заготовки удовлетворительное. В одном случае было разлито 256 м заготовок при средней скорости 10 625 мм/мин. Установка работает шесть дней в неделю. В сообщении Севиджа, работника физического отдела Британской исследовательской ассоциации железа и стали (В. I. S. R. А), 13. IX 1950 г. о состоянии непрерывной разливки стали в США указывается, что в настоящее время некоторое сомнение вызывает не принципиальная возможность непрерывной разливки стали, а практическая целесообразность применения ее на крупных металлургических заводах. Возможно, что в недалеком будущем непрерывная разливка найдет применение для изготовления заготовки легированной стали. Считают, что если бы исследовательские работы по непрерывной разливке стали проходили параллельно с опытными работами на заводских установках, то были бы достигнуты большие успехи. По этой причине в 1948 г. начали теоретические исследования процессов непрерывной разливки стали в Британской исследовательской ассоциации железа и стали. В отделе физики в Беттерси была построена лабораторная установка с печью емкостью 23 кг стали, на которой изучается влияние температуры перегрева жидкой стали, механизма теплопередачи и трения, скорости разливки, длины и профиля кристаллизатора, поступательно-возвратного движения кристаллизатора на процесс формирования и качество получаемого слитка и т. п. Эта лабораторная установка позволяла отливать небольшие слитки диаметром 38 и длиной 1050 мм. С увеличением мощности плавильной печи диаметр слитка был увеличен до 76,2 и длина до 1800 мм. На новой лабораторной машине полунепрерывной разливки, установленной в Шеффильде, имеется водоохлаждаемый латунный или медный кристаллизатор толщиной стенки до 6 мм для отливки круглых и квадратных слитков до 100 мм. Сталь из ковша подается в кристаллизатор через промежуточное разливочное устройство. Слиток вытягивается из кристаллизатора с помощью траверсы и вертикальных направляющих со скоростью до 1500 мм.

В результате исследований и опытов, проведенных в физических лабораториях Беттерси, в 1952 г. было решено начать промышленное опробование процесса непрерывной разливки стали для изучения его металлургических и экономических проблем. Одиннадцать фирм образовали группу по совместному финансированию строительства установки, предназначенной для отливки квадратных слитков от 60 до 100 мм легированных и специальных сталей на заводе Вильям Джессоп энд Санс в Шеффильде. Эта установка, сконструированная фирмой Кэмпбелл, Джиффор и Mopтон совместно с В. I. S. R. А.,проходит испытания с мая 1954 г. Из вертикального кристаллизатора, установленного на пружинах, квадратный слиток размером 63—100 мм вытягивается при помощи роликов со скоростью выше 1500 мм/мин и автоматической пламенной горелкой разрезается на мерные длины. Для увеличения производительности разливки параллельно установлены два кристаллизатора, которые питаются металлом из ковша емкостью 2 т через промежуточное разливочное устройство, которое путем наклона его обеспечивает размерность распределения металла в кристаллизаторы. Для расширения исследований процесса непрерывной разливки стали имеются планы создания новой установки в физических лабораториях в Шеффильде. Одной из наиболее важных задач ее будет изучение автоматизации процесса, которая приобретает большое значение при достижении высоких скоростей разливки, когда ручное регулирование процесса потребует от оператора большого напряжения.

Из опубликованных физическим отделом В. I. S. R. А. исследований особого внимания заслуживают статьи Севиджа и Притчарда «Проблема разрыва корочки слитка при непрерывной разливке стали» и Лайнакра «Процесс образования зазора между слитком и изложницей», которые указывают на значительное развитие теоретических исследований процесса непрерывной разливки стали в Англии (статьи эти будут рассмотрены ниже).

В США во время второй мировой войны и после нее металлургическая компания Рипаблик Стил Корпорейшн производила.небольшие опыты по непрерывной разливке стали на основе исследований Вильямса. В 1946 г. совместно с фирмой Бабкок — Вилкокс было начато строительство опытно-промышленной установки непрерывной разливки стали в Бивер Фоллс, которая введена

в эксплуатацию в 1948 г. Эта экспериментальная установка для: непрерывной разливки стали (рис. 61) высотой 22,9 м имеет установленную наверху 7-т электропечь, в которой плавят сталь или, поддерживают в течение всей разливки при постоянной температуре металл, полученный из другой печи. Между электропечью, и кристаллизатором помещается промежуточное разливочное устройство с перегородкой для задержания шлака (рис. 62),

Для регулирования поступления в кристаллизатор жидкого металла главный оператор пользуется проводным телевидением. Камера, установленная над разливочным устройством (рис. 62), оборудована длиннофокусной линзой и заключена в водоохлаждаемый кожух для защиты от теплоизлучения. Она позволяет оператору видеть процесс разливки на экране пульта управления (рис. 63).

Кристаллизатор (рис. 64) представляет собой вертикальную неподвижную латунную водоохлаждаемую изложницу длиной 1800—2135 мм9 открытую с обоих концов. Для начала разливки в нижней части кристаллизатора устанавливается затравка —временное дно. Заливаемый металл затвердевает у стенок кристаллизатора и у затравки и вытягивается роликами (см. рис. 61, 5) вниз при различных скоростях в зависимости от размера слитка- заготовки. Во время разливки в верхнюю часть кристаллизатора непрерывно вводится небольшое количество инертного газа (аргон) или нефть для того, чтобы вытеснить или связать кислород.

 

Отлитая заготовка разрезается в процессе разливки на мерные длины кислородной горелкой, которая опускается вместе со слитком-заготовкой (см. рис. 61, 6). Отрезанные заготовки поступают в нагрев и прокатку на окончательный профиль (см. рис. 61, 8).

 

На конференции электрометаллургов 7. XII 1950 г. в Питсбурге (США) работала секция непрерывной разливки стали, которая заслушала доклады И. Хертера —представителя компании Рипаблик Стил Корпорейшн и фирмы Бабкок—Вилкокс и И. Росси —директора, недавно созданной в США компании непрерывной разливки металлов.

И. Хертер сообщил, что анализ практики работы на установке в Бивер-Фоллс указывает на необходимость соблюдения следующих основных условий непрерывной разливки стали.

  1. Контроль состава стали. Когда при плавке достигли требуемого анализа и температуры стали, то как при обычной разливке в слитки, так и при непрерывной разливке задержки нежелательны ввиду того, что сталь быстро реагирует с воздухом и другими газами. В связи с продолжительностью разливки дуговая печь-миксер дает возможность выравнивать состав стали. Эта часть технологии процесса в настоящее время разработана, хотя и требует дальнейшего улучшения.
  2. Температура разливки. Опыт показывает, что температура

 

 Продукция из стали.

Рис. 62. Заливка стали через промежу точное устройство в кристаллизатор машины Бабкок—Вилкокс

 

во время разливки может колебаться в пределах 50°, что требует регулирования температуры путем индукционного или дугового подогрева расплавленной стали в процессе разливки. Неудобство индукционного подогрева заключается в необходимости водяного охлаждения витков и в связанной с этим опасности соприкосновения расплавленного металла с водой в случае прорыва кладки печи. Недостаток дуговой печи —большие размеры чашеобразной ванны для данного количества металла. Этот этап технологического процесса требует дальнейшего улучшения.

  1. Отделение шлака от металла. При обычной разливке стали шлак находится в верхней части ковша и хорошо отделен от металла, который вытекает через отверстие в дне, закрываемое стопором. Такое устройство пока не может быть применено при непрерывной разливке, так как не обеспечивает равномерной струи вследствие малого расхода жидкой стали и изменения уровня металла в ковше. Следовательно, необходимо применять разливку сверху через носок ковша, хотя при выходе металла из печи вместе с ним увлекается и некоторое количество шлака. Кристаллизатор должен быть совершенно свободен от шлака, так как шлак, затягиваясь между отливкой и кристаллизатором, может вызвать серьезные дефекты поверхности слитка (трещины и т. п.). Чтобы предотвратить попадание шлака в кристаллизатор, применяется промежуточное разливочное устройство с перегородкой для отделения шлака (см. рис. 62).
  2. Правильная конструкция кристаллизатора. В целях экономичности скорость непрерывной разливки стали должна быть в несколько раз больше скорости разливки цветных металлов. Неблагоприятные термические свойства стали в сочетании с необходимостью большой скорости разливки вызывают значительные трудности при конструировании кристаллизаторов. Кристаллизатор фирмы Бабкок—Вилкокс (см. рис. 64) способен отводить тепло в 50 раз быстрее, чем это происходит в топке современного высокопроизводительного парового котла. Для достижения большой скорости разливки должна применяться очень высокая скорость отвода тепла. Вода должна протекать по наружной поверхности кристаллизатора со скоростью около 30 м/сек. Профилю канала вокруг кристаллизатора необходимо уделять большое внимание. Кристаллизатор является важнейшей частью технологии непрерывной разливки и требует дальнейшего улучшения.

Ведутся работы по конструированию установок для регулярной отливки овала сечением от 160 до 260 см2. Этот овал будет прокатываться на заготовку, а затем на полосы, прутки, проволоку, штрипсы и другие виды продукции. Будет сконструирован и построен кристаллизатор сечением 645 см2 (100 х645 мм). Он будет давать заготовку для прокатки ленты шириной около 660 мм на непрерывном стане.

Намечаемая к строительству промышленная установка будет иметь разливочную площадку на высоте около 12,2 м над уровнем цеха, вместо 22,9 м в настоящее время. Вместо того, чтобы приготовлять плавку в электропечи на уровне пода цеха, а затем поднимать жидкий металл на разливочную площадку, в этой промышленной установке плавка металла будет происходить на разливочной площадке. Установка будет иметь автоматическое разрезающее устройство; устраняется опускающийся лоток, что позволит направлять отрезанные куски слитков прямо к столу выдачи.

  1. Автоматическое регулирование разливки. При непрерывной разливке цветных металлов осуществляется ручное регулирование струи. При разливке стали из печи или ковша необходимо автоматическое регулирование струи для поддержания постоянного уровня металла в кристаллизаторе. Это достигается при помощи пучка рентгеновских лучей, которые проходят через кристаллизатор и поступают в ионизационную камеру, связанную с механизмом, изменяющим скорость наклона печи.
  2. Правильный выбор поперечного сечения (профиля) слитка- заготовки. При экспериментировании проводились опыты с обычными профилями для прокатки: круглым, квадратным и прямоугольным (сляба). Однако при отливке всех их встречаются значительные трудности.

При отливке круглого сечения трудности заключаются в том, что оно имеет небольшую охлаждаемую поверхность по отношению к весу. Время затвердевания увеличивается прямо пропорционально увеличению веса. Охлажденные поверхностные слои круглого сечения действуют подобно арке, препятствуя усадке внутренних слоев, в результате чего образуются внутренние трещины.

Квадратный профиль хотя и является более эластичным, чем круг, но также охлаждается медленно (прямо пропорционально  своему весу) и его столбчатая кристаллизация также способствует образованию трещин.

Прямоугольный профиль хорош в отношении скорости затвердевания, так как путь для отвода тепла короток. Однако стыки кристаллов являются наиболее слабыми местами этого профиля, по которым может произойти образование трещин.

И. Хертер считает, что наилучшим сечением будет такое, у которого для данного веса будет наибольший периметр и наименьшее расстояние для отвода тепла. Овал в этом отношении является оптимальным профилем, так как имеет большую поверхность по отношению к весу и поэтому охлаждается быстро. Чтобы экспериментально определить, какие овалы наиболее выгодно отливать, из стали, проведены опыты со сплавами с низкой температурой плавления, сходными со сталью по кристаллизации и склонности к образованию трещин.

  1. Вторичное охлаждение выходящего слитка ниже кристаллизатора. Установлено, что если выходящий из кристаллизатора слиток не охлаждается и не поддерживается, то он будет раздуваться с образованием трещин. При практической скорости разливки это будет наблюдаться на значительном расстоянии ниже кристаллизатора; поэтому необходимо приспособление для предотвращения слитков от раздутия.

Работа на установке Бабкок—Вилкокс проводится с углеродистой (0,10—0,20% С и 0,75—0,80% С) и шарикоподшипниковой сталью (0,95—1,10% С и 1,2—1,5% Cr). Из высокоуглеродистой стали (0,75—0,80% С) изготовляется волочением проволока высокого качества, а из заготовок среднеуглеродистой стали (0,10—- 0,20% С) —трубы способом горячей прошивки. Перед прошивкой поверхность заготовок зачищают. Брак заготовок весьма незначителен. Сегрегация в заготовках непрерывной разливки меньше, чем при обычной разливке. Разливка слитков происходит со скоростью 1,2 м/мин, но были проведены опыты разливки при скорости 2,1 м/мин. Конструируется приспособление, которое позволит увеличить скорость разливки. Износ кристаллизатора невелик, и срок службы его значительно превышает срок службы обычной изложницы.

Сообщают, что в 1960 г. слябы 150 х 1500 мм будут отливаться со скоростью 2500 мм/мин (250 т/час), что позволит устранить, слябинги.

Пока же из нержавеющей и легированной стали отливают заготовки квадрат 150 и 200 мм, слябы 375 х 125 мм и 750 X125 мм. Для квадрата 175 мм скорость разливки составляет 1500 мм/мин.

 

 

Форма заказа

Цветная металлургия

Горная проммышленность