Ciągłe odlewanie stali: zasada działania, niezbędne wyposażenie, zalety i wady metody

Dziś ze stali wykonuje się bardzo wiele różnych rzeczy, części itp. д. Oczywiście wymagało to dużej ilości surowca. Dlatego też w przemyśle stalowym od dawna stosuje się metodę odlewania ciągłego, której najważniejszą cechą jest wysoka wydajność.

Podstawowe wyposażenie do pracy

Dziś znanych jest kilka kółek, znanych pod skróconą nazwą UNRS. Pionowa instalacja została pierwotnie zaprojektowana i zbudowana 20-30 metrów poniżej hali produkcyjnej. Jednak głównym motorem rozwoju tych systemów była wówczas chęć pozbycia się wnęk pod podłogą. Doprowadziło to do opracowania i wprowadzenia maszyn do odlewania ciągłego typu wieżowego. Wysokość tych maszyn wynosiła 40 m. Ta wersja maszyny nie była jednak zbyt popularna, z dwóch powodów. Po pierwsze, zbudowanie takiego urządzenia na hali produkcyjnej jest trudne i pracochłonne. Po drugie, jeszcze trudniej było obsługiwać.

Maszyny gnące i promieniujące

Z biegiem czasu odlewanie ciągłe zostało przestawione na pracę z pionowymi giętarkami. Główną cechą jest to, że wlewki wychodzące z walców są wygięte o 90 stopni Celsjusza. Następnie maszyna była używana specjalny odpowiedni mechanizm do prostowania wlewka i dopiero wtedy następowało cięcie. Odlewanie ciągłe na takich urządzeniach nie cieszy się dużą popularnością z kilku powodów. Po pierwsze, mechanizm gięcia pozwalał na zmniejszenie wysokości, ale znacznie ograniczał przekrój samej wlewki. Im większy przekrój materiału do uzyskania, tym większe musiało być zginanie, a co za tym idzie, ponownie wzrosła wysokość. Po drugie, maszyny zginane były jeszcze trudniejsze do zlokalizowania w stalowni niż maszyny pionowe.

Obecnie jednak coraz większą popularnością cieszą się promieniowe maszyny do odlewania ciągłego. Wlewek jest formowany w formie i opuszcza formę tym samym łukiem, którym wszedł do formy. Następnie jest on prostowany przez mechanizm ciągnący i prostujący. A potem wlewka może być pocięta na półfabrykaty. Okazało się, że jest to najbardziej praktyczny sposób organizacji przepływu materiałów w hucie.

Gdzie zaczyna się casting?

Technologia odlewania ciągłego jest dość złożonym procesem. Trzeba jednak przyznać, że zasada pozostaje taka sama niezależnie od zastosowanej formy odlewniczej. Rozważmy technologię na przykładzie kółek pionowych.

Kadzia do odlewania stali jest dostarczana do maszyny przez suwnicę. Następnie stal przepływa do kadzi pośredniej, która posiada korek. Będzie jedna zatyczka dla maszyn jednoskładnikowych i jedna dla maszyn wieloskładnikowych. Kadzie pośrednie są również wyposażone w specjalną przegrodę, która zatrzymuje żużel. Z kadzi pośredniej stal przepływa do krystalizatora, przechodząc przez przeznaczony do tego celu bęben lub korek. Należy pamiętać, że nasiona wprowadza się do formy od spodu przed pierwszym zalaniem. Wypełnia on albo przekrój całej formy, albo tylko kształt kęsa. Górna warstwa nasion stanowi dno formy. Ma on również kształt jaskółczego ogona dla łatwiejszego wprowadzenia do wlewka.

Kolejne castingi

W procesie odlewania ciągłego czeka się, aż poziom surowca podniesie się do około 300-400 mm powyżej teemera. Kiedy to nastąpi, uruchamia się mechanizm napędzający wyciągarkę. Wyposażony jest w rolki oporowe, które powodują opadanie grzałki, pociągając za sobą wlewek.

W odlewni ciągłej forma odlewnicza wykonana jest najczęściej z miedzi o pustych ścianach. to znajduje się pod Przeciwotwór jest wystawiony na intensywne działanie wody chłodzącej, a jego wewnętrzny przekrój odpowiada kształtowi produkowanego wlewka. To właśnie tutaj powstaje skorupa wlewka. Przy dużych prędkościach odlewania ta skorupa może się rozerwać i metal może uciec. Aby tego uniknąć, krystalizator charakteryzuje się ruchem posuwisto-zwrotnym.

Charakterystyka pracy krystalizatora

W przypadku kółek ciągłych do wytworzenia tego ruchu posuwisto-zwrotnego wykorzystywany jest silnik elektryczny. Odbywa się to poprzez siłę przekładni z mechanizmem kołysania typu krzywkowego. Forma porusza się w tym samym kierunku co przedmiot, czyli w dół, a po zakończeniu procesu wraca do góry. Skok wahadłowy wynosi od 10 do 40 mm. Krystalizator jest ważnym działem w ciągłym odlewaniu stali przy każdym rodzaju urządzeń, dlatego jego ścianki smaruje się parafiną lub innym odpowiednim środkiem smarnym.

Warto zauważyć, że w nowoczesnych urządzeniach poziom metalu jest monitorowany radiometrycznie, poprzez wysłanie sygnału sterującego do korka kadzi. W samej formie można stworzyć neutralną lub redukującą atmosferę nad poziomem metalu, aby uniknąć utleniania produktu podczas produkcji.

skorupa wlewka

Operacja próżniowa jest również uważana za obiecującą metodę odlewania. Jedna jednostka może odlewać przez kilka krystalizatorów jednocześnie. Dzięki temu liczba przejść na jednej maszynie może wynosić nawet osiem.

Działanie polegające na odprowadzaniu ciepła z zimnego ziarna jest wykorzystywane do formowania dolnej części skorupy wlewka. Wlewek wyjdzie z formy dzięki działaniu otworu, który jest wciągany do wtórnej strefy chłodzenia (SCCZ). W środku kęsa, stal będzie nadal w stanie płynnym. Należy pamiętać, że technologia odlewania stali wymaga, aby po wyjściu z krystalizatora grubość skorupy wynosiła co najmniej 25 mm. Aby spełnić te wymagania, należy wybrać odpowiednią prędkość obrotową.

Charakterystyka zakładu i procesu odlewania

Parametry przetwarzania są w przybliżeniu następujące. Jeśli przekrój kęsa wynosi 160 x 900 mm, to wlewek powinien poruszać się z prędkością 0,6 do 0,9 m/min. Jeśli przekrój wynosi 180x1000mm, prędkość zmniejsza się do 0,55-0,85m/min. Największa prędkość wymagana jest dla wlewka kwadratowego 200x200 mm - 0,8-1,2 m/min.

Na podstawie powyższych danych można stwierdzić, że średnia prędkość odlewania pojedynczego strzału przy zastosowaniu technologii odlewania ciągłego wynosi 44,2 t/h. Przy przekroczeniu optymalnej prędkości obrotowej zwiększa się porowatość centralna.

Ponadto należy zauważyć, że na stabilność odlewu i jakość samego produktu ma wpływ temperatura metalu. Stwierdzono doświadczalnie, że w temperaturach powyżej 1560 stopni Celsjusza powierzchnia wlewka jest często pokryta pęknięciami. Jeśli temperatura będzie niższa niż ta, często dochodzi do zacinania się słoika z odlewem. Ustalono więc, że optymalna temperatura dla metody ciągłego odlewania wynosi 1540-1560 stopni Celsjusza. Aby utrzymać tę wartość, przed wypaleniem temperatura pieca musi wynosić od 1630 do 1650 stopni Celsjusza.

Wtórna strefa chłodzenia

Tutaj wlewek jest chłodzony najintensywniej i bezpośrednio przez wodę z dysz natryskowych. Jest specjalny system jałowych, a nie siłowych wałków. Ich obrót zapobiega wyginaniu się lub wypaczaniu wlewka. Ściany wlewka szybko rosną z powodu intensywnego chłodzenia w tym obszarze i krystalizacja rozprzestrzenia się głębiej. Prędkość przeciągania wlewka i stopień chłodzenia muszą być tak dobrane, aby wlewek był już całkowicie twardy w momencie dotarcia do walców przeciągających.

Jakie zalety ma odlewanie ciągłe?

Ponieważ ta metoda odlewania stali zastąpiła odlewanie w formie, warto porównać ją z. Ogólnie rzecz biorąc, korzyści są warte wymienienia: wyższa wydajność, niższe koszty i mniejsza ilość pracy. Skorupy o stałym skurczu są przenoszone na tylną część wlewka, inaczej niż w formach, gdzie każdy wlewek miał swoją własną skorupę. Dzięki temu uzyskuje się znacznie większy uzysk dobrego metalu. UNRS umożliwia produkcję polan najróżniejsze rodzaje stali kształty, od małego kwadratu 40 x 40 mm do prostokąta 250 x 1000 mm. Zastosowanie maszyn z kółkami ciągłymi umożliwiło całkowitą rezygnację z młynów z kółkami. Dzięki temu proces produkcji, a co za tym idzie cena na rynku, stały się znacznie tańsze. Ponadto uproszczono sam proces produkcji stali.

Wady

Pomimo potencjału mechanizacji i automatyzacji, wysokiego odsetka dobrych płyt i innych korzyści opisanych powyżej, istnieją również pewne wady. Wady ciągłego odlewania stali to.

Po pierwsze, nie jest możliwa produkcja wlewków o złożonej konfiguracji. Po drugie, zakres wlewków i kęsów jest dość ograniczony. Trudno jest przestawić maszyny na pracę z surowcem innej marki, co może zwiększyć ostateczny koszt innego produktu, jeśli jest on produkowany w tym samym zakładzie. Niektóre rodzaje stali, takie jak stale wysokowrzące, nie mogą być w ogóle produkowane w tym procesie.

Ostatnia wada metody odlewania ciągłego jest bardzo istotna. Polega ona na możliwej awarii sprzętu. Niepowodzenie w DNRS doprowadzi do ogromnych strat w wydajności. Im dłużej potrwa naprawa, tym bardziej wzrosną straty.