РАЗЛИВКА СТАЛИ

Разливка в изложницы

В разливочных отделениях сталеплавильных цехов сталь разливают в чугунные изложницы, в литейных цехах — в литейные формы. Сталеразливочные ковши изготавливают из толстых стальных листов, усиливая их кольцами и ребрами жесткости. Внутри ковши футеруют шамотным кирпичом. Среднее кольцо ковша имеет две цапфы для подъема краном. В днище вставляют разливочный стакан с отверстием диаметром 35—80 мм, которое закрывается стопором при помощи рычажного устройства. После заполнения ковша сталь выдерживают 5—10 мин для выравнивания состава, всплывания неметаллических включений и удаления газов, затем переносят к разливочной площадке. Изложницы, стоящие на платформах, заполняют сверху или снизу сифоном (рис.). При разливке сверху выход годной стали выше, но скорость разливки меньше и поверхность слитков значительно хуже. Разливка снизу сифоном быстрее и поверхность слитков чище, но загрязнений неметаллическими включениями больше, так как они могут поступать из шамотной сифонной проводки. Выбор способа связан с местными условиями и назначением стали.

Разливка стали

Структура слитка зависит от температуры, скорости разливки, свойств металла. Сталь разливают в слитки массой до 20 т. При затвердевании сталь уменьшается в объеме на 5,3%, образуя усадочную раковину и осевую усадочную рыхлость. Эти явления, а также повышенная загрязненность ухудшают качество головной части слитка, которую приходится отрезать, теряя до 15% металла. Борьба с усадочными явлениями осуществляется путем создания таких условий кристаллизации, при которых усадочная раковина имела бы наивыгоднейшую форму и наибольшую концентрированность.

Рис. Собранный куст для сифонной разливки стали:

1 — прибыльная надставка; 2—изложница; 3 — поддон; 4 — центровая; 5 —сифонная проводка; 6 — груз

Слитки для сортового проката имеют квадратное или прямоугольное сечение, слитки для проката на лист — плоское. Качественную углеродистую сталь разливают в изложницы, расширяющиеся кверху с утепляющими надставками. Кипящую сталь разливают в изложницы, расширяющиеся книзу.

Вакуумная обработка перед разливкой

Выдержка жидкой стали в вакууме вне печи для удаления газов требует малых затрат и позволяет дегазировать большие массы металла (до 250—350 т). Ковш с жидкой сталью помещают в вакуумную камеру, либо переливают металл в другой ковш, что более эффективно, либо разливают металл в изложницы под вакуумом, что особенно целесообразно для очень больших слитков массой до 200—250 т. Остаточное давление в вакуум-камере составляет 0,6—1,9 кН/м2, иногда до 13 Н/м2. Применяя этот способ, можно снизить содержание кислорода в бессемеровской кипящей стали в 4—10 раз, водорода на 50— 60% и азота на 20—30%, неметаллические включения уменьшаются примерно в два раза.

Непрерывная разливка стали

Непрерывная разливка стали за последние 15 лет получила полное признание и успешно развивается. Помимо механизации и автоматизации она увеличивает выход металла и улучшает его свойства и качество. На рис. 235 показана вертикальная машина непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Большая часть установки расположена ниже пола цеха и углублена в землю на 20 м. Благодаря этому она занимает меньшую площадь, чем разливочный пролет сталеплавильного цеха.

Непрерывная разливка стали

Разливку металла из сталеразливочного ковша производят через промежуточный ковш. Сталь непрерывной струей поступает в кристаллизатор, изготовленный из красной меди в виде полого интенсивно охлаждаемого короба. Внутреннее сечение кристаллизатора формирует заготовку различных форм и размеров: квадрат от 40X40 мм и больше, прямоугольник до 250Х 1200 мм, круг и другие более сложные формы. Интенсивное охлаждение кристаллизатора обеспечивает быстрое формирование прочных стенок заготовки. Заготовка выходит из кристаллизатора жидкой в середине и интенсивно охлаждается вторично брызгалами, в результате чего полностью затвердевает. Тянущие валки вытягивают непрерывный слиток с заданной скоростью и выправляют возможные коробления и искривления. Окончательно затвердевшая заготовка режется газовой или кислородной автоматической установкой на заготовки для проката. Заготовки поднимаются на уровень пола цеха и направляются склад, в термосные ямы или в прокатный цех.

В последнее время приобрели преимущественное распространенные МНЛЗ радиального типа (рис.). В этих установках сформировавшийся в кристаллизаторе слиток выходит из него по дуге, а затем выпрямляется тянущеправальными устройствами, после чего режется на заготовки. Эта конструкция оказалась дешевле на 50% по сравнению с другими типами МНЛЗ и более рациональной. В современных высокопроизводительных машинах непрерывного литья заготовок может быть одновременная разливка через несколько кристаллизаторов в несколько ручьев, число которых доходит до 8. По сравнению с разливкой в изложницы при непрерывной разливке технология упрощается и практически проходит без потерь металла. Обслуживание машины требует значительно меньше затрат, чем разливка в изложницы. Сам процесс разливки менее трудоемок и более производителен.

Заготовку, полученную на МНЛЗ, не надо обжимать на блюминге или слябинге, а иногда и на крупносортных станах. Эта возможность меняет общезаводскую схему технологии в сторону сокращения стадий и общего упрощения металлургического передела. Весьма перспективно совмещение МНЛЗ прокатном станом в единый автоматический комплекс.

Статья на тему Разливка стали