29.03.2018

Современное состояние непрерывного литья стали


В то время как в процессах непрерывного литья алюминия, меди и их сплавов достигнуты определенные серьезные успехи, непрерывное литье (разливка) стали в металлургической промышленности только развивается и находится еще в зачаточном состоянии. За редким исключением, существующие установки считаются пока опытными. Поэтому ясно, почему в литературе имеется меньше статей о непрерывной разливке стали, чем о легких металлах. Все приведенные ниже подробные данные взяты, в основном, из патентных материалов, число которых в этой области в последнее время значительно возросло, а практическую пригодность отдельных предложений можно только предполагать.

К отставанию в развитии непрерывной разливки стали привело много различных причин.

Сталь в жидком состоянии не может сохранять свою температуру так легко, как, например, алюминиевые или медные сплавы, и теряет вследствие лучеиспуркания тепло намного быстрее, чем алюминий. При этом возникает необходимость быстрой разливки определенного объема стали. Расплавленная сталь во время опорожнения разливочного ковша не должна охлаждаться больше чем на 50°. При обычной послитковой разливке стали в изложницы это не имеет никакого значения. Однако при непрерывной разливке скорость опорожнения ковша, во-первых, ограничена и, во-вторых, вынуждает применять более высокие скорости разливки, чем при непрерывном литье алюминия, что повышает опасность выхода жидкого металла из кристаллизатора. Эту опасность особенно подробно исследовали Севедж и Причард. Необходимость высокой скорости разливки стали обусловливается также меньшей стоимостью обычных марок стали по сравнению с медью или алюминием. Большие трудности возникают из-за сравнительно низкой теплопроводности стали, которая составляет только одну десятую часть теплопроводности меди и одну треть алюминия. Получить в кристаллизаторах большего и среднего диаметра плоский «мениск» расплавленного металла практически невозможно. Это вызывается также высоким теплосодержанием расплавленной стали. Расплавленная медь содержит приблизительно только 60%, а расплавленный алюминий — только 30% тепла по сравнению с теплосодержанием стали. Охлаждающее устройство, необходимое для полного охлаждения стального слитка, во много раз больше по величине, чем для алюминиевого или медного слитка одинакового поперечного сечения. Высокая температура расплавленного металла и слитка, выходящего из кристаллизатора, ставит перед обслуживающим персоналом при непрерывном литье стали много трудных проблем.

Наконец, следует принять во внимание высокое эрозионное и растворяющее действие расплавленной стали на окружающие ее материалы.

В 1933 г. Шейнин подчеркнул значение непрерывной разливки стали, ссылаясь на условия, выявленные ранее различными авторами. Он подсчитал, что можно разливать в минуту почти 2 т металла в литую заготовку (слиток) сечением 76x76 мм. Длина получаемого слитка была равна 52 м. При требуемом времени затвердевания 1—1,5 мин. длина кристаллизатора, по его мнению, должна быть равной почти 60 м.

При непрерывной разливке стали ожидается прежде всего уменьшение до минимума объема работы по горячему деформированию слитка, более высокий выход годного из-за уменьшения количества обрези с переднего и заднего концов слитка, которое при полностью непрерывном процессе теоретически может быть равным нулю, и отсутствие необходимости иметь большой парк быстроизнашивающихся изложниц, обычных при послитковом методе разливки.

При разливке качественных сталей качество металла отлитого изделия (большая гомогенность вследствие уменьшения ликвации, размельченная первичная структура и у твердых сталей благоприятное карбидораспределение) имеет существенное значение. Как показал Рапатц (г. Капфенберг, Австрия), изделия, полученные непрерывной разливкой, не хуже изделий, полученных методом обычной слитковой разливки.

Хартер показал, что господствующая в США децентрализация производства стальной продукции вызвана существующей тенденцией в других отраслях промышленности и повышенной стоимостью транспорта. Экономия, получаемая при непрерывной разливке, из-за отсутствия обычной послитковой разливки, нагревательных печей и обжимных станов облегчает предпринимателям сооружение заводов в различных частях страны и эксплуатацию устаревших заводов, понижающих среднюю стоимость изготовляемых стальных полуфабрикатов.

Большинство эксплуатируемых крупных опытных и промышленных установок для непрерывной разливки стали оборудовано вертикальными кристаллизаторами и работает по методу Юнганеа.

В первой половине 1949 г. Юнганс в Германии и одновременно компания Allegheny Ludlum Steel Corp. в США провели опыты по разливке стали в вертикально перемещающиеся вверх и вниз кристаллизаторы.





Яндекс.Метрика