Металлоизделия в Луганске и области

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

Современное состояние бесслитковой прокатки и непрерывной разливки цветных металлов и сплавов

 

 

Качество слитка цветных металлов и стали является основным условием для получения хорошей заготовки или профиля обработкой давлением —прокаткой, ковкой, прессованием. Свойства слитка (пластичность, прочность и т. п.) находятся в прямой зависимости от его структуры, которая определяется условиями разливки и кристаллизации металла. На примере производства слитков из алюминия и его сплавов можно видеть, как в связи с развитием потребности промышленности в слитках крупных размеров, способных обеспечить высокое качество готового продукта, совершался быстрый переход от старых методов разливки в стационарные чугунные изложницы к разливке в тонкостенные водоохлаждаемые изложницы, и современным методам непрерывной разливки цветных металлов с непосредственным охлаждением слитка.

В развитии процессов непрерывной разливки металлов имеются три основных направления, которые схематически представлены на рис. 1.

1. Способ вытягивания слитка из жидкого металла в ванне печи или ковше (рис. 1, а и б).

  1. Способ непрерывной (вращающейся) изложницы (рис. 1, в и г).
  2. Способ разливки в водоохлаждаемую изложницу-кристаллизатор (рис. 1, д, е и ж).

Первый и третий способы характеризуются движением затвердевающего металла вдоль неподвижной (или подвижкой) вертикальной или горизонтальной стенки кристаллизатора; имеется относительное движение слитка по отношению к стенке кристаллизатора.

При втором способе формирующийся слиток движется вместе с кристаллизатором; относительное движение металла по отношению к стенке кристаллизатора отсутствует.

 Продукция из стали.

Рис. 1. Схемы процессов непрерывной разливки

Идея первого способа непрерывной разливки состоит в том, что металл вытекает через отверстие в поду печи, тигля или ковша в кристаллизатор, непосредственно связанный с печью, тиглем

или ковшом. Металл кристаллизуется за счет отвода тепла через стенки кристаллизатора, а полученный пруток вытягивается роликами. В США по этому способу работают установки Эльдреда, впоследствии усовершенствованные Азарко.

Установка Эльдреда (рис. 2) имеет графитовую толстостенную изложницу-кристаллизатор. Металл поступает в вертикальный кристаллизатор из печи или ковша, подина которых футерована графитовой плитой. В подине укреплено несколько кристаллизаторов с отдельным охлаждением каждого. Слиток из каждого кристаллизатора вытягивается отдельно, независимо от других и охлаждается на выходе струями воды из кольцевых коробок. Так как отвод тепла через стенки кристаллизатора происходит медленно, то и скорость вытягивания слитков диаметром 25, 50 и 75 мм равна всего лишь 150 —200 мм/мин. Металл в печи или ковше предохраняется от окисления слоем угля, температура его колеблется в узком иніервале, что достигаеіся посредством автоматического терморегулятора. Замена изношенного крисіаллизатора производится без нарушения работы остальных кристаллзаторов.

Слитки получакмся плотными, с хорошими механическими свойствами и гладкой поверхностью.

Процесс Азарко применяется в США на заводе Смелтинг энд Рифайнинг K0 (рис. 3). Кристаллизатор из графита в медной водоохлаждаемой рубашке, как и в процессе Эльдреда, присоединяется к печи для разливки и подогрева металла. Слиток из кристаллизатора вытягивается роликами и режется на мерные длины. По этому методу отливают полые трубные заготовки и сплошные круглые слитки диаметром от 11 до 125 мм со скоростью вытягивания от 150 до 300 мм/мин. При разливке крупных слитков применяют непосредственное охлаждение выходящего из кристаллизатора слитка водой из брызгал, смонтированных по окружности. Для плавления служат низкочастотные качающиеся печи, из которых металл переливается в печь для подогрева и выдержки с ванной, футерованной графитовыми блоками. Защитной атмосферой служит азот. Этот способ применяется только для фосфористой меди и свинцовистой бронзы (с 25% Pb, 13% Sn, 10% Zn, 5% Ni). Слиток получается с гладкой поверхностью и мелкозернистой плотной структурой. Внешняя простота процессов Эльдреда и Азорко долго привлекала внимание изобретателей.

Главным преимуществом процессов является чистота металла, поступающего в кристаллизатор, и возможность-достижения полной автоматизации процесса. Основными недостатками этих процессов являются малая стойкость графитовых кристаллизаторов (24 часа) и низкая производительность. Процессы явно неприменимы для больших сечений, которые требуют более интенсивного охлаждения. Поэтому способы Азарко и Эльдреда не нашли широкого применения даже в цветной металлургии.

Одновременно с описанными выше установками для получения слитка цветных металлов из вертикального графитового кристаллизатора, непосредственно связанного с печью или ковшом, имеются сведения о пуске в Бельгии установки непрерывной разливки стали с горизонтальным кристаллизатором, непосредственно связанным с ковшом для металла (см. рис. 1, б), по патенту Жакета.

Установка для разливки по способу непрерывной (вращающейся) изложницы может быть двух типов: 1) машины, состоящие из двух бесконечных звеньев (цепей, лент), перекинутых через звездочки—конвейерные литейные машины (см. рис. 1, в); 2) машины, состоящие из двух вращающихся валков —машины бесслитковой прокатки (см. рис. 1, г).

На рис. 4 и 5 показаны конвейерные машины непрерывной разливки Меллена и Маттеса и Лаша. К звеньям цепи прикреплены отдельные профилированные секции —изложницы. Одной стороной цепи примыкают друг к другу, образуя соответствующий профиль (круг, квадрат), в который заливается металл. По мере заполнения металлом изложницы перемещаются вместе с кристаллизующимся слитком; при этом нижние секции размыкаются, освобождая затвердевший слиток, а верх наращивается новыми секциями. Имеются наклонные и вертикальные варианты указанных машин. На машине Меллена было отлито в США во время первой мировой войны около 1000 т латунных прутков диаметром 22—37 мм. Основная трудность этого способа заключается в создании плотного примыкания отдельных секций друг к другу; при неплотном примыкании металл заливается в щели между секциями, и при затвердевании, вследствие затрудненной усадки, образуются поперечные трещины на слитке. Кроме того, периодический нагрев и охлаждение изложниц резко сокращают срок их службы.

Конструкция машины оказалась настолько сложной по обработке и монтажу всех деталей, что возможность рентабельной работы на ней мало вероятна. Опыт работы как на вертикальной, так и на наклонной конструкциях этих машин ничего не дал для дальнейшего прогресса методов непрерывной разливки.

С металлургической точки зрения кристаллизация в условиях этого способа непрерывной разливки не имеет особых преимуществ по сравнению с кристаллизацией в обычных изложницах, а потому нельзя ожидать и улучшения качества слитка.

Можно считать, что, несмотря на примерно пятидесятилетнюю давность патентов этого способа разливки, промышленного применения описанный процесс не получил.

 

 

 

Форма заказа

Цветная металлургия

Горная проммышленность