Установка для непрерывной разливки стали фирмы Compagnie des Ateliers et Forges de la Loire (Франция)

С марта 1953 г. во Франции работает промышленная вертикальная установка для непрерывного литья слитков овального сечения из нержавеющих, жаропрочных, инструментальных, быстрорежущих и конструкционных сталей (рис. 1952). Сталь из наклоняемой высокочастотной плавильной печи 1 емкостью 1,5 т разливается через предварительно подогретое промежуточное разливочное устройство 2 или в один овальный кристаллизатор 3 сечением 80х105 мм или одновременно в два овальных кристаллизатора сечением 60х80 мм. Промежуточное разливочное устройство имеет в зависимости от числа кристаллизаторов один или два стопора, закрывающих разливочные огнеупорные отверстия диаметром 10—13 мм. Кристаллизатор длиной 700 мм представляет собой окруженную водяным кожухом 4 медную трубу толщиной 3—4 мм, внутренняя поверхность которой покрыта слоем хрома толщиной 0,1 мм и смазывается смазкой. Кристаллизатор устанавливается неподвижно и не перемещается. От окисления жидкий металл в промежуточном разливочном устройстве и кристаллизаторе защищается с помощью бутановых горелок.

Под кристаллизатором в кожухе 5 располагается система прямого струйного охлаждения слитка водой, а затем пара транспортных валков 5 на каждый слиток, направляющие ролики 6 и гидравлические 150-т ножницы 7. Кристаллизатор, тянущие валки, направляющие ролики и ножницы должны точно выставляться, чтобы избежать изгиба кристаллизатора из-за сильного пружинения. Отрезанный слиток попадает на транспортирующее устройство, поднимается из колодца и штабелируется.

Установлено, что для охлаждения слитка в кристаллизаторе требуется 12 л воды на 1 кг разлитой стали, а при разливке особых сталей расход достигает от 70 до 80 л/кг. Скорость прохождения воды в охлаждающем кожухе кристаллизатора 10—12 м/сек.

Вторичное охлаждение слитка осуществляется распыленной водой, так как имеется опасность, что сердцевина слитка под кристаллизатором еще жидкая. В результате такого распыления воды зерна размельчаются, однако при разливке быстрорежущих и самозакаливающихся сталей распыление воды не рекомендуется, так как возникают закалочные трещины на поверхности.

Теплопроводность легированных сталей в 15—40 раз меньше, чем обычных сталей. Вследствие этого теплоотвод может осуществляться только радиально, так что скорость разливки имеет огромное значение. При повышенной скорости разливки нельзя получить плоский фронт затвердевания. При разливке овального слитка сечением 60х80 мм скорость разливки выбирают между 60 и 90 см/мин.

Привод транспортных валков осуществляется мотором с изменяемым числом оборотов. Скорость разливки регулируется тахометром, расположенным перед пультом управления на разливочной площадке.

Температура разливки должна выдерживаться как можно постояннее, примерно на 8—100° выше температуры точки плавления разливаемого металла, а колебания температуры не должны превышать ±10°. В разливочном желобе металл должен быть выше температуры точки плавления на 100—120°.

Постоянство температуры разливаемой стали зависит от продолжительности разливки, которая в зависимости от размера кристаллизатора составляет 30—45 мин. Высокочастотные плавильные печи позволяют точно регулировать температуру изменением количества подведенной энергии. Температура в печи в процессе плавки и разливки контролируется очень точным погружающим пирометром.

Преимущество применения высокочастотной плавильной печи заключается в том, что при возникновении каких-либо помех, например забивания разливочного отверстия в желобе, быстро прекращают разливку металла из печи и устанавливают ее в исходное положение, а после устранения помехи опять устанавливают в положение разливки. Однако во время разливки она не может использоваться для дальнейшей плавки стали.

В настоящее время производительность установки составляет 25 г в день, т. е. приблизительно 1 т/час, и обслуживается 5 рабочими. Такая производительность по сравнению с другими установками мала, но когда разливаются только специальные стали, имеющие высокую стоимость переработки, эта установка оправдывает себя. Рентабельность гарантируется также и в том случае, если качество слитка, разлитого непрерывным способом, будет таким же, как у слитка, полученного разливкой к обычные изложницы. Это особенно ясно из примера, приведенного в табл. 11.

В табл. 11 приведено сравнение изготовления прутка диаметром 9,2 мм для выхлопных клапанов из жаропрочной стали при разливке 1000 кг расплавленного металла непрерывным способом (слитки овального сечения весом 72 кг) и способом поштучной разливки в изложницы (слитки весом 200 кг). Было достигнуто увеличение выхода годного на 28% по сравнению с обычным методом.