книги из ГПНТБ / Непрерывная разливка стали на радиальных установках

'Первая в мире экспериментальная радиальная уста­ новка непрерывной разливки стали была создана в Со­ ветском Союзе в 1962 г. Украинским научно-исследова­ тельским институтом металлов (УкрНИИмет) [21,с.391 ]. На основе результатов научно-исследовательских работ, проведенных на опытной радиальной установке, в 1965 г. введена в эксплуатацию на Руставском металлургичес­ ком заводе двухручьевая радиальная установка непре­ рывной разливки стали из 200-т ковша в слябы сече­ нием 160—180X900 мм, проект которой выполнил ВНИИметмаш.

В 1964 г. на Уральском заводе тяжелого машино­ строения была разработана оригинальная конструкция экспериментальной УНРС радиального типа с радиу­ сом технологической оси 4 м [22].

За рубежом работы по созданию установок радиаль­ ного типа начали проводиться позже. В 1963 г. на заводе фирмы «Маннесман-хюттенверке» в Хукингене (ФРГ) [23] и на заводе фирмы «Моосшен Айзенверке» в Лю­ церне (Швейцария) пущены опытные радиальные уста­ новки [24].

После первых экспериментальных работ по радиаль­ ной непрерывной разливке стали в мировой практике началось преимущественное строительство радиальных УНРС. Радиальные УНРС без деформации и с деформа­ цией отливаемой заготовки во время затвердевания от­ личаются по конструкции и поэтому целесообразно их рассмотреть отдельно.

2. РАДИАЛЬНЫЕ УНРС БЕЗ ДЕФОРМАЦИИ ЗАГОТОВКИ

ДО ПОЛНОГО ЗАТВЕРДЕВАНИЯ

Опытные установки

Установки УкрНИИмет. Первая радиальная установ­

установка с радиусом технологической оси 5 м для отлив­

20

шлака во время слива металла. Перед разливкой ковш с металлом устанавливали на люльку механизма пово­ рота с приводом. Люльку поворачивали электромотором постоянного тока при помощи каната, наматываемого на барабан лебедки. Из ковша металл через носок зали­ вали в промежуточную емкость, установленную на крон­ штейне, прикрепленном к раме люльки поворота ковша. В промежуточной емкости над кристаллизатором уста­ навливали цирконовый дозатор. Промежуточная ем­ кость имела неподвижный желоб для слива металла в случае переполнения ковша и поворотный желоб для слива первых загрязненных и охлажденных порций ме­ талла. Под промежуточной емкостью крепили еще один поворотный желоб, который служил для перерыва струи металла, поступающего в кристаллизатор. Перед разливкой футеровку основного ковша и промежуточной емкости разогревали до 900—1150°С.

21

Кристаллизатор сборной конструкции состоял из четырех медных пластин, смон­ тированных в разъем­ ном по одной из диаго­ налей стальном корпусе (рис. 5). Для прижа­ тия медных пластин к стенкам корпуса части его через паранитовую прокладку затягивали болтами. Горизонталь­ ная линия из центра кривизны прошла в се­ редине кристаллизато­ ра.

Кристаллизатору придавали возвратно­ поступательное движе­ ние (ВПД) по радиу­ су. используя для это­ го индивидуальный при вод. С наружной сто­ роны на каждой из че­ тырех стенок корпуса вверху и внизу были закреплены направля­ ющие, которые разме­ щались в направляю­ щих вкладышах рамы ВПД кристаллизато­

ра. Со стороны прямых медных стенок направляющие и вкладыши в раме ВПД имели плоские поверхности сопри­ косновения, со стороны радиальных — криволинейные, что обеспечивало движение кристаллизатора во время его ка­ чания но радиусу, т. е. в направлении движения слитка.

Качание кристаллизатора осуществляли кулачковым механизмом с электродвигателем постоянного тока. Шаг ВПД кристаллизатора составлял 20 мм, опускание его производили со скоростью вытягивания слитка или с опережением на 15—20%, подъем — со скоростью, в три раза большей.

22

В зоне вторичного охлаждения между кристаллиза­ тором и механизмом вытягивания размещалась ради­ альная роликовая проводка, состоящая из двух сталь­ ных водоохлаждаемых плоских стенок, между которыми были смонтированы водоохлаждаемые ролики диамет­ ром 200 мм. Форсуночное охлаждение заготовки водой

не применяли.

Механизм вытягивания был расположен под углом 25,5° к горизонтальной линии, проходящей через центр кривизны радиальной установки. Механизм состоял из тянущей клети и прижимного ролика. Приводом клети служил электродвигатель постоянного тока ПН-45, ЛГ= ='2,5 кВт, «=1100 об/мин. Скорость вытягивания заго­

товки достигала 2 м/мин.

Затравка была жесткой криволинейной с радиусом 5 м. Она состояла из двух стальных пластин, между ко­ торыми закреплены зубчатые сегменты. Головка затрав­ ки выполнена из двѵх половин, закрепленных в теле за­ травки шплинтом. В каждой половине головки имелись вырезы, образующие при сборе головки форму ласточ­

киного хвоста.

В 1963 г. опытную радиальную УНРС реконструиро­ вали для отливки слябов сечением 75X500 мм. Радиус технологической оси установки был сохранен таким же (5 м ). Разливочные устройства остались без изменений, только в днище промежуточной емкости установили два

цирконовых дозатора.

Кристаллизатор (рис. 6) сборной конструкции со­ стоял из четырех медных плит, которые жестко крепили в разъемном стальном корпѵсе, выполненном из двух половин. Половины корпуса жестко скрепляли болтами. Широкие медные плиты крепили к широким стенкам корпуса шпильками с шагом 68 мм. Между медными плитами и стальными стенками имелись каналы глуби­ ной 5 мм для циркуляции охлаждающей воды. Узкие медные плиты, предварительно скрепленные шпильками со стальными досками через каждые 75 мм, прижимали к широким медным плитам в стальном корпусе болтами. Д л и н а кристаллизатора составляла 780 мм.

Рабочая полость одной широкой медной плиты имела радиус 5005 мм, другой 5080 мм. Наружные поверхности этих плит были выполнены прямыми. Максимальная толщина медных плит составляла 26 мм, минимальная

23

24

оси роликовой проводки в этой зоне составлял 5 м. Она

ром 220 мм с шагом 230 мм и диаметром 120 мм с шагом 460 мм со стороны большего радиуса.

Верхнюю часть роликовой проводки крепили под кристаллизатором к металлической раме, нижнюю часть — к подставке нажимного ролика механизма вытя­ гивания.

=1100 об/мин.

Установка УЗТМ. На Уралмашзаводе в 1964 г. вве­

25

регулировать положение струи металла по отношению к кристаллизатору.

Кристаллизатор (рис. 7) выполнен сборным из четы­ рех медных стенок со сверлеными отверстиями для цир­ куляции охлаждающей воды. Каждую медную стенку крепили болтами к массивному чугунному корпусу. Конусность кристаллизатора по узким стенкам состав­ ляла 1% и уменьшалась в нижней части. Кристаллиза­ тору придавали синусоидальное возвратно-поступатель­ ное движение по дуге окружности радиусом 4000 мм. Для этого на корпусе кристаллизатора имелись криволиней­ ные направляющие, опирающиеся на три ролика, два из которых, размещенные со стороны большего радиуса, были посажены на подшипники, установленные в эк­ сцентриковых втулках, что обеспечивало возможность регулировки положения кристаллизатора, а третий ро­ лик был подпружинен для осуществления выборки люф­ тов. Для качания кристаллизатора применили эксцент­ риковый механизм с рычагом, действующий от электро­ привода с двигателем постоянного тока.

Сляб вытягивался из кристаллизатора под дейст­ вием веса шагающих балок, которые, зажимая сляб, по­ висали на нем и вместе с тем удерживали корочку сляба от выпучивания под действием ферростатического давле­ ния жидкой сердцевины. Цикл шагания, зажатия и от­ жатая балок, состоящих из сдвоенной и строенной групп, задавался кулачковыми механизмами так, что сляб непрерывно вытягивался с постоянной скоростью [30]. Отвод тепла от сляба в зоне вторичного охлаждения обеспечивался периодическим контактом поверхности сляба по широким сторонам с водоохлаждаемыми нак­ ладками балок вторичного охлаждения [30].

Затравка была выполнена составной из двух частей: корпуса и головки. Поскольку в зоне вторичного охлаж­ дения находилось устройство для перемещения сляба, применили короткую затравку, которую вводили в крис­ таллизатор снизу реверсированием привода балок. Вы­ прямление криволинейного сляба в горизонтальное поло­ жение осуществлялось правильной машиной.

Первый ролик совпадает с вертикалью, проходящей через центр кривизны установки. Привод роликов ма­ шины имел электрическую синхронизацию с приводом балок вторичного охлаждения. Верхние ролики были

26

смонтированы в рычагах и могли опускаться и подни­ маться гидравлическими цилиндрами. После попадания слитка в машину ролики опускались, при этом передний конец слитка отгибался, и дальнейшая правка происхо­ дила при движении слитка.

Газорезка с одним резаком была расположена после правильной машины на горизонтальной плоскости. Ры­ чагами, приводимыми в действие пневмоцилиндром, газорезка сцеплялась со слитком, и порезка осущест­ влялась в процессе непрерывной разливки при движении слитка.

Установка ВНИИметмаш. В 1964 г. ВНИИметмаш ввел в эксплуатацию опытную радиальную одноручь­ евую УНРС с радиусом кривизны 3 м [31, 32]. На уста­ новке отливают заготовки трефовидного профиля пло­ щадью сечения 45 и 105 см2, ромбовидные и прямоуголь­ ные.

Разливочные устройства включают ковш емкостью 2,5 т и промежуточную 400-кг емкость. Футеровку 2,5-т ковша разогревают до 900—1000°С, футеровку промежу­ точной емкости — до 1300—1500РС. В емкости установ­ лены шамотные или цирконовые дозаторы с отверстия­ ми диаметром 10—13 мм.

Кристаллизаторы длиной 800 мм изготовлены из двух толстостенных медных блоков со сверлеными отверстия­ ми для охлаждающей воды. Механизм качания кристал­

вления струйного охлаждения, затем имеется форсуноч­ ное охлаждение и далее охлаждение происходит на воз­ духе.

Промыиіленные радиальные УНРС

Радиальная УНРС на Руставском металлургическом заводе. Установка (рис. 8) расположена в мартеновском цехе, имеющем 200-т печи. Установка, введенная в эк­ сплуатацию в 1965 г., состоит из двух машин (ручьев), на одной из которых отливают слябы сечением 180Х

27

торой сталь разливается одновременно в два кристалли­ затора с дугообразной внутренней полостью. Кристал­ лизаторы при этом совершают колебания вокруг центра кривизны своей рабочей полости. Перед началом раз­ ливки в кристаллизатор вводится жесткая криволиней­

28

ная затравка. Нижний конец затравки находится в вал­ ках тянущего устройства.

Формирующийся в радиальном кристаллизаторе сли­ ток, следуя за затравкой, попадает в криволинейную зону вторичного охлаждения, где застывает по всему сечению. Пройдя зону вторичного охлаждения, слиток поступает в правильно-тянущее устройство (ПТУ), кото­ рое служит для введения затравки в кристаллизатор, вытягивания слитка и его разгибания. Во время разги­ бания переднего конца слитка одновременно происходит его отделение от затравки, которая при помощи вспомо­ гательной клети продолжает двигаться по круговой траектории. В крайнем верхнем положении затравка фиксируется стопорным устройством.

Выпрямленный непрерывный слиток, выйдя из ПТУ, двигается далее по горизонтальному рольгангу к маши­ не газовой резки, которой разрезается на длины от 5200 до 6000 мм. Мерные слябы с уборочного рольганга подаются сталкивателями на штабелирующие столы, на которых они пакетируются. Уборка слябов осущест­ вляется мостовым краном с подхватами грузоподъем­ ностью 20 т. Слябы могут убираться краном и сразу с рольганга.

Промежуточный ковш емкостью 10 т имеет два дози­ рующих стаканчика и два стопора, снабженных меха­ низмами ручного управления. Расстояние между стакан­ чиками составляет 2900 мм при расстоянии между ося­ ми машин 3500 мм. Расстояние от оси стаканчика до узкой грани кристаллизатора равно 150 мм. Ковш уста­ навливается на одну из двух самоходных тележек. Тележки перемещаются по рельсовым путям, располо­ женным между кристаллизаторами параллельно гори­ зонтальным осям ручьев. На тележке ковш поступает к одному из стендов для предварительного разогрева.

Каждый из двух стендов оборудован двумя инжекционными горелками для разогрева ковша до 1100— 12009С; горелки работают на природном газе. Горелки укреплены на коромыслах, позволяющих устанавливать их над отверстиями в крышке промежуточного ковша с минимальным зазором. Для разогрева каналов разли­ вочных стаканчиков предусмотрены специальные горел­ ки, вводимые в каналы. После разогрева ковш устанав­ ливают над кристаллизаторами в положение разливки.

29