книги из ГПНТБ / Непрерывная разливка стали на радиальных установках

Рис. 9. Радиальный кристаллизатор сечением 180X900 мм

В то время, как с одной из самоходных тележек ведется разливка, на другой разогревается ковш, предназначен­ ный для приема следующей плавки.

Кристаллизатор (рис. 9) выполнен сборным, он со­ стоит из стального корпуса, к внутренним стенкам кото­ рого крепятся медные листы толщиной 65 мм с отвер­ стиями, выполненными сверлением, для охлаждающей воды. Медные листы образуют внутреннюю рабочую полость кристаллизатора, кривизна которой соответству­ ет радиусу задней базовой стенки, равному 8000 мм. Центр кривизны рабочей полости кристаллизатора совпа-

30

дает с осью, вокруг которой происходит качание крис­ таллизатора.

Сверления для охлаждающей воды выполнены в мед­ ных листах до их изгиба по заданному радиусу. Медные листы, образующие узкие стороны кристаллизатора, зажаты между листами, образующими широкие сторо­ ны, специальными стяжками, снабженными тарельча­ тыми пружинами для компенсации тепловых деформа­ ций. Предусмотрена возможность изменения конусности кристаллизатора регулировочными болтами. Длина кри­ сталлизатора составляет 1270 мм. Чтобы уменьшить возможность прорыва корочки в зазоре между брусьями вторичного охлаждения и кристаллизатором, последний снабжен в нижней части корпуса гребенками. Зубья гребенок входят в зазоры между брусьями.

Подвод воды к кристаллизатору осуществляется через быстроразъемные муфты. Кристаллизатор крепится к качающейся раме четырьмя стяжными болтами. Для регулирования положения кристаллизатора относитель­ но зоны вторичного охлаждения используют горизон­ тальные регулировочные шпильки. Передний конец ка­ чающейся рамы закреплен на двух игольчатых подшип­ никах на неподвижной оси, проходящей через центр кривизны кристаллизатора и зоны вторичного охлажде­ ния. Задний конец рамы шатуном связан со штоком гид­ роусилителя, совершающим возвратно-поступательное движение по закону, задаваемому эксцентриковым ку­ лачком. При работе УНРС использовали кулачки, обе­ спечивающие движение кристаллизатора вниз и вверх с соотношением скоростей 1 : 3.

Оборудование зоны вторичного охлаждения смонти­ ровано на массивной дугообразной раме, нижний конец которой опирается на станину ПТУ, а верхний — на ме­ таллоконструкции разливочной площадки. Зона вторич­ ного охлаждения выполнена таким образом, что рабо­ чая полость, в которой охлаждается слиток, так же, как и кристаллизатор, изогнута по дуге радиусом 8000 мм с центром, совпадающим с осью качания кристаллиза­ тора.

Зона вторичного охлаждения разделена по длине на три участка. На участке, примыкающем к кристаллиза­ тору, рабочая полость образуется по широким сторонам слитка верхним и нижним рядами брусьев, а по узким

31

сторонам — роликами (рис. 10, а). Брусья и ролики пре­ дохраняют корку слитка от деформации под действием ферростатического давления. Между брусьями и роли­ ками расположены форсунки, применяемые для водя­ ного охлаждения слитка. Подача воды на вогнутую и выпуклую поверхность слитка регулируется независимо. Длина верхнего участка зоны вторичного охлаждения по дуге составляет 2200 мм.

На втором участке длиной 2650 мм широкие грани слитка удерживаются роликами диаметром 150 мм, расположенными с шагом 220 мм (рис. 10,6). Для удобства демонтажа ролики смонтированы в легкосъем­ ных секциях. В каждой из секций установлено по шесть роликов. Секции верхнего и нижнего рядов роликов сое­ динены одна с другой стяжными шпильками, их можно устанавливать на несущую раму в собранном виде. Опоры роликов выполнены на сферических подшипни­ ках качения. Конструкцией опор предусматривается осевой монтаж роликов без разборки подшипникового узла.

Третий участок длиной 4700 мм снабжен роликами диаметром 190 мм, расположенными с шагом 220 мм. В остальном конструкция этого участка аналогична опи­ санной выше. Между роликами второго и третьего уча-

Рис. 10. Зона вторичного охлаждения 'радиальной УНРС Рустаівского металлургического завода:

а — брусья; б — ролиіюи

32

стков находится также система форсунок. Форсунки с торцовых сторон третьего участка отсутствуют.

Общая длина зоны вторичного охлаждения состав­ ляет 9500 мм (по дуге окружности с радиусом равным

8000 мм).

Правильно-тянущее устройство установки радиаль­ ного типа служит для введения затравки в кристалли­ затор, вытягивания слитка из кристаллизатора, выпрям­ ления дугообразного слитка, отделения головной части слитка от затравки. ПТУ имеет шесть валков, причем оси трех нижних валков неподвижны; опоры трех верхних валков размещены в рычагах, шарнирно закрепленных в станине. При помощи гидроцилиндров эти рычаги при­ жимают валки к слитку. Две пары валков являются тя­ нущими.

Во избежание пробуксовки валков при контакте с внутренней и внешней поверхностями слитка, имеющими разные окружные скорости, приводы верхних и ниж­ них валков выполнены независимыми и работают от раз­ ных двигателей. Имеются неприводные валки для разги­ бания слитка. Верхний правильный валок от момента введения затравки до выхода ее из зоны действия валка находится в верхнем положении. При выходе переднего конца слитка из ПТУ правильный валок под действием гидроцилиндра опускается, выпрямляя слиток и одно­ временно отделяя его от затравки. В дальнейшем до кон­ ца разливки этот валок остается в опущенном положе­ нии и осуществляет правку непрерывного слитка.

Затравка собрана из отдельных криволинейных звень­ ев, что облегчает ее изготовление и транспортировку. Звенья сочленены одно с другим таким образом, что в целом затравка представляет собой жесткий криволи­ нейный брус. При введении затравки в машину перед началом разливки и вытягиванием переднего конца слитка затравка движется по круговой траектории, центр которой совпадает с центром кривизны кристал­ лизатора. В головной части затравки, вводимой в крис­ таллизатор, имеется клиновой паз в виде ласточкиного хвоста.

При нормальных условиях слиток выводится из этого паза под воздействием разгибающего валка ПТУ. Голов­ ная часть крепится к основному телу затравки двумя бол­ тами с тарированной проточкой. При приварке слитка

к головке затравки напряжения в болте, создаваемые разгибающим валком, приводят к его разрыву, и голов­ ка отделяется от тела затравки вместе со слитком. В этом случае головку отделяют от слитка на складе га­ зовым резаком.

Для перемещения затравки после вывода ее из вал­ ков ПТУ, а также для ввода ее в эти валки имеется спе­ циальная клеть. Эта клеть обеспечивает движение за­ травки, находящейся в роликовых проводках, по круго­ вой траектории. Клеть снабжена двумя парами валков, прижимаемых к телу затравки пружиной. Два верхних валка клети — приводные, а два нижних — холостые. Гарантированное фиксирование затравки в крайнем верхнем положении осуществляется стопорным устрой­ ством. В установке применено нормально закрытое сто­ порное устройство. Стопор удерживается в закрытом положении контргрузом. Для освобождения затравка не­ сколько приподнимается валками клети, а стопор отки­ дывается гидроцилиндром.

Резка непрерывного слитка на мерные длины произ­ водится на участке, расположенном за ПТУ, двухрезаковой машиной газовой резки, которая ручным приводом перемещается по рельсовым путям параллельно оси рольганга. Дифференциальный привод перемещения обеспечивает низкую рабочую скорость движения маши­ ны и повышенную скорость обратного холостого хода. Рабочая скорость во время резки электрически синхро­ низируется со скоростью движения непрерывного слитка.

На тележке смонтированы две реечные штанги с ук­ репленными на них резаками. Перемещение штанг с резаками в направлении резки происходит от индиви­ дуальных приводов. В случае необходимости слиток можно разрезать одним из резаков. Для предохранения от воздействия факела режущего пламени ролики роль­ ганга выполнены консольными. При подходе режущего факела к бочке ролик опускается вниз и отодвигается гидроцилиндром в направлении, перпендикулярном оси рольганга. .После удаления факела над осью ролика на безопасное расстояние ролик возвращается в рабочее положение.

Отрезанные слитки длиной 5200—6000 мм с отводя­ щего рольганга сталкивателями подаются на штабели­ рующие столы. Пакеты из трех мерных слитков сни­

34

маются со столов мостовым краном с подхватами и доставляются на склад.

Описанная радиальная УНРС Руставского металлур­ гического завода в 1972 г. была переоборудована для отливки одновременно четырех заготовок сечением 220X280 мм. Базовый радиус установки остался преж­ ним: 8000 мм. Разливку осуществляют чепез один про­ межуточный четырехстопорный ковш. На тележках, перемещающих промежуточные ковши, предусмотрены гидравлические устройства для подъема и опускания ковшей.

Кристаллизаторы выполнены в виде двухручьевого блока из толстостенных медных плит со сверлеными каналами, причем размеры блока, имеющего форму прямоугольника, равны соответствующим размерам кристаллизатора для отливки слябов. Сечение каждого ручья кристаллизатора равно 230X290 мм. Предусмот­ рена возможность регулировки конусности внутренней полости по размеру 290 мм. Высота кристаллизаторов составляет 1100 мм.

Система вторичного охлаждения состоит из ролико­ вых секций и форсунок. Ролики в каждой секции уста­ навливаются с четырех сторон слитков. Предусмотрено раздельное регулирование расхода охлаждающей воды как по секциям, так и по граням каждого слитка.

Правильно-тянущее устройство — семивалковое — предназначено для вытягивания одновременно двух слитков. ПТУ переоборудовано таким образом, чтобы вытягивание каждого слитка осуществлялось одной па­ рой валков. П о э т о м у верхние валки каждой пары выпол­ нены с проточкой, которая обеспечивает евоболное про­ хождение слитка, вытягиваемого другой парой валков. Привод ПТУ состоит из двух электродвигателей и шестеренной клети. Один из двигателей приводит верх­ ние валки, а другой — нижние. Независимое управление привода каждой пары т я н у щ и х валков обеспечивается установкой специальных зубчатых колес в шестеренной

клети ПТУ.

Для независимого по времени разгибания каждого

Затравка — жесткая — состоит из головки и отдель­ ных криволинейных секций. Сечение затравки соответ­ ствует сечению слитков. Перемещение и фиксация за­ травки в верхнем положении обеспечиваются механиз­ мами (которые использовали при отливке слябов), пере­ оборудованными аналогично ПТУ.

Участок газовой резки и уборки слитков переобору­

газорезке, является запасным. Поочередная резка двух слитков на мерные длины обеспечивается работой смон­ тированных на тележках машин подвижных импульсаторов.

Радиальная УНРС на заводе «Электросталь». Эта установка введена в эксплуатацию в 1968 г. для отливки слитков сечением 270X55 мм из легированных сталей и

прецизионных сплавов (33].

Радиус технологической оси установки составляет 2 м. Технологическое оборудование включает промежу­ точную емкость, кристаллизатор с механизмом качания, систему вторичного охлаждения, правильно-тянущее устройство, затравку, механизм для перемещения за­ травки.

Промежуточная емкость конической формы состоит из корпуса, в который вставляют воронку и крышки; она вмещает 120—130 кг жидкой стали. В днище емкости устанавливают дозирующий разливочный стаканчик диа­ метром 14—15 мм из шамота, что обеспечивает скорость разливки 1,8—2,0 м/мин. Перед разливкой емкость разоі гревают до 1250—1350°С, устанавливают на подъемно­ поворотный стол и опускают на сифонный герметиза­ тор. В герметизатор для предохранения жидкого метал­

корытообразной формы со стенкой толщиной 50 мм. Ра­ бочая поверхность медных стенок — волнистая. Длина кристаллизатора равна 600 мм. Каждая медная полови­ на кристаллизатора вставлена в стальной полукорпус, в котором ее центрируют шпонками. Обе половины кор­ пуса стянуты четырьмя болтами. Для охлаждения в кри­ сталлизаторе просверлены отверстия диаметром 15 мм,

36

через которые циркулирует вода. Смазка стенок кри­ сталлизатора установки осуществляется автоматически парафином.

Механизм качания кристаллизатора состоит из кача­ ющейся рамы и электромеханического привода. Рама установлена на оси с подшипниками качения и через ролик опирается на эксцентрик механизма качания. Эксцентрик сменный, задающий закон качания, соединен с червячным редуктором.

Система вторичного охлаждения представляет собой радиальную роликовую проводку общей длиной 2250 мм с водораспыливающими форсунками. Роликовая про­ водка состоит из поддерживающих роликов диаметром 110 мм, установленных на подшипниках качения в жест­ ких рамах со стороны широких граней слитка. Нижний ряд роликов образует базовую поверхность установки с радиусом 2000 мм. В случае перехода на отливку заго­ товок другой толщины раствор роликов можно изме­ нить. Рама, на которой смонтирован нижний ряд роли­ ков, с одной стороны шарнирно крепится к правильно­ тянущей клети, а с другой через шарнирный поднос — к металлоконструкции установки.

Система форсунок разбита на три секции с индиви­ дуальным подводом воды. Кроме того, предусмотрена возможность регулирования расхода воды по граням слитка в каждой секции.

Правильно-тянущее устройство состоит из тянуще­ правильной и шестеренной клетей, карданных валов, связывающих приводные валки с шестеренной клетью, электропривода и гидравлических цилиндров, обеспечи­ вающих работу тянущих и правильного валков. Тянуще­ правильная клеть имеет шесть валков диаметром 180 мм, из которых четыре — приводные. Верхние тяну­ щие валки и правильный валок смонтированы в пово­ ротных рычагах, соединенных с гидроцилиндрами, кото­ рые создают необходимое усилие прижатия валков к слитку — около 1,5 кН (15 тс) на валок, благодаря чему обеспечивается вытягивание слитка.

Слиток отделяется от затравки после выхода его головной части из ПТУ при опускании правильного вал­ ка. Максимальное усилие отгибания составляет 0,8 кН (8 тс). Верхние и нижние валки имеют индивидуальные приводы от самостоятельных электродвигателей мощ­

37

ностью по 8 кВт. Гидропривод ПТУ состоит из двух гид­ равлических насосов (рабочего и резервного), аккуму­ лятора, бака и аппаратуры управления работой гидрав­ лики в автоматическом и настроечном режиме. Рабочее давление в системе равно 0,5 кН/см2 (50 кгс/см2). За­ травка состоит из двух частей — стержня и головки, сое­ диненных тарированными болтами. Стержень затравки выполнен из цельного стального криволинейного бруса.

Механизм перемещения затравки представляет со­ бой двухвалковую клеть. Размещается в одном из квад­ рантов нижней половины окружности на дуге с радиу­ сом 2000 мм, по которой перемещается затравка после отделения от слитка. Прижим валков к затравке — пру­ жинный. Один валок является приводным, другой — хо­ лостым. На клети механизма перемещения затравки Смонтирован стопорный механизм — аварийная защелка для предотвращения возможности падения затравки в случае выхода из строя пружин, обеспечивающих зажим

таллизатора, включением вторичного охлаждения при пуске установки, управлением централизованной смаз­

кой механизмов, регулированием скорости вытягивания слитка.

для отливки слябов и 73 (216 ручьев) для отливки сорто­ вых заготовок [34]. Слябовые УНРС обычно являются одно-или двухручьевыми, большинство сортовых устано­ вок имеет два — четыре ручья. На слябовых УНРС раз­ ливают в основном кислородног-конвертерную сталь и электросталь, на сортовых установках — электросталь.

Первые радиальные установки за рубежом были пос­ троены в 1963 г. и испытаны фирмой «Конкаст» (Швей­

приведена схема первой радиальной УНРС фирмы «Кон-

38

7

Рис. 11. Схема первой радиальной УНРС фирмы «Кон-каст»:

каст». Радиус технологической оси установки составляет 5 м, общая высота УНРС равна 6,5 м. На установке от­ ливают слитки сечением 90X90 мм из 5-т ковша. На за­ воде «Маннесман» один из ручьев вертикальной УНРС перестроен на радиальный с радиусом технологической оси 7,5 ім [39]. На установке отливают квадратные за­ готовки сечением 220X220 мм, а также плоские и круг­

лые.

Фирмой «Бёлер» (Австрия) двухручьевая вертикаль­ ная УНРС в Капфенберге перестроена на радиальную с радиусом технологической оси 5,8 м [39 и др.] для от­ ливки заготовок сечением 140X485, 165X1065 мм, диа­ метром 115, 130 и 150імім.

Рассмотрим конструкции наиболее типичных промыш­ ленных УНРС радиального типа. В качестве довольно типичной может служить шестиручьевая радиальная ус­ тановка, построенная на заводе фирмы «Армко Стил» (США) ів 1965 г. [39—42]. Схема установки показана на рис. 12. Разливку стали на УНРС осуществляют из 75-т ковшей в заготовки сечением от 75X75 До 125Х 125 мм. Радиус кривизны технологической оси составля­ ет 4,5 ад, общая высота равна 5,1 м (2,4 м над уровнем пола цеха и 2,7 м ниже уровня пола).

В состав УНРС входят: трансферкар (тележка), на котором устанавливают ооновной стопорный ковш; промежуточный шестистопорный ковш, оборудованный кантовательным механизмам для слива шлака и аварий-

39