Материал: Электрометаллургия стали и ферросплавов учебное пособие.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ РАЗЛИВКИ И ЕГО ПОДГОТОВКА

С т а л е р а з л и в о ч н ы й к о в ш . Обычно ковш имеет форму усеченного конуса с широким основанием вверху и конус­ ностью, составляющей 50 мм на 1 м (рис. 121). Объем ковша должен

ФА ООО

Рис. 121. Сталеразлнвочный ковш емкостью 220 т:

1 — стопор; 2 — механизм перемещения стопора; 3 — рукоятка

быть таким, чтобы принять весь металл и около 5% шлака (от всего металла). Избыточный шлак сливается через носок, опущенный на 100—200 мм ниже верхнего края ковша.

Между футеровкой и рабочим слоем прокладывают арматурный слой из нормального шамотного кирпича (230x113x65 мм) или из кирпича уменьшенной толщины (230 X 113 Х40 мм). В последнее время начинают применять ковши с набивной футеровкой,

ЗМ

Стойкость футеровки ковша составляет 10—20 плавок. Заново отфутерованный ковш сушат и разогревают до 600—800° С с помощью форсунки пли горелки. Ремонт футеровки ковша сводится к удале­

нию скрапмн металла, подмазке или торкретированию особо изно­ шенных мест и установке стакана и стопора.

В дне ковша устанавливают стакан 5 с отверстием, прикрываемым пробкой 3 стопора (рис. 122). Стакан из огнеупорной массы устанав­ ливается в гнездо фасонного кирпича 4.

В ковшах емкостью до 100 т применяют шамотные стаканы, ша­ мотные с магнезитовой втулкой или с магнезитовой набивкой внутри канала. В ковшах большей емкости применяют магнезитовые стаканы.

При сифонной разливке вязких сталей с высоким содержанием хрома, титана или алюминия используют стаканы с отверстием диа­ метром 50—60 мм, для разливки низколегированных и углеродистых спокойных сталей — от 35 до 60 мм.

Стопор представляет собой стержень 1 диаметром 40—50 мм с надетыми на него шамотными трубками (стопорными катушками) 2 (рис. 122). Наличие на стопорных трубках замкового устройства (буртика и паза) обеспечивает плотное стыковое соединение по наруж­ ной поверхности.

Верхний конец стержня гайками укрепляется на стопорном меха­ низме, с помощью которого вручную или механизированным способом

315

стопор перемещается по вертикали. На нижнем конце стержня на резьбе или с помощью клинового соединения укрепляют пробку стопора.

Набранный из огнеупорной массы стопор сушат в вертикальных сушилах при температуре около 120° С п затем по мере необходимости незадолго до выпуска устанавливают в ковш. Плотность подгонки пробки стопора к стакану проверяют просвечиванием при помощи лампочки или сухого тонконзмельчепного просеянного графита, за­ брасываемого на стакан вокруг пробки стопора. Для ускорения и обеспечения нормальной разливки в ковше иногда устанавливают два стопора. Качество поверхности слитка в значительной степени опре­ деляется поддержанием оптимального режима наполнения излож­ ницы. Обеспечить соблюдение такого режима, особенно на крупных ковшах при ручном перемещении стопорного механизма, трудно. Дистанционное управление подъемом стопора, облегчая условия труда разливщиков, одновременно позволяет строго соблюдать зада­ ваемый режим наполнения изложницы.

И з л о ж н и ц ы. Для изготовления изложниц используют пре­ имущественно чугун ферритного класса, реже перлито-ферритного класса, с небольшим количеством мелких пластинок графита.

В последние годы все шире применяют чугун, модифицированный магнием. Модифицирование чугуна приводит к образованию струк­ туры с глобулярным графитом, что заметно улучшает физико-хими­ ческие свойства чугуна, повышает его прочность и пластичность, цве­ тоустойчивость и окалиностойкость и, в конечном счете, обеспечивает повышенную (в 1,5—2 раза) стойкость выполненных из пего изложниц по сравнению с изложницами из серого чугуна.

Изложницы выходят из строя в результате образования в них трещин из-за высоких термических напряжений и ударов при небреж­ ном обращении, а также из-за появления на внутренней поверхности вымоин, раковин и сетки разгара. Срок службы изложниц при незна­ чительных затратах может быть повышен, если их ремонтировать, например, заваркой трещин с использованием стальных электродов, что обеспечивает возможность проводить дополнительно до 15 нали­ вов.

На рис. 123 представлена наиболее распространенная конструк­ ция изложниц с прибыльной надставкой для отливки квадратных слитков. Внутренние размеры изложниц примерно соответствуют параметрам слитка. Средняя толщина стенки (мм) по данным отече­ ственных заводов равна: для изложниц квадратного и прямоуголь­ ного сечения 25 + 0,2£>; круглого сечения 65 + 0,1Ш и кузнечных 90 + 0,1Ш, где!? •— средний диаметр слитка, мм.

Толщина стенок изложниц внизу обычно на 20—60 мм больше, чем вверху.

При сифонной разливке толщина дна квадратных и прямоуголь­ ных изложниц составляет 100—145 мм, а круглых изложниц обычно меньше (100— 110 мм). В дне изложницы при сифонной разливке пре­ дусматривается отверстие диаметром 200—300 мм с конусностью для установки шамотного стаканчика.

316

При разливке сверху для предотвращения размывания дна излож­ ницы и приваривания слитка в дно изложницы вставляют стальную пробку диаметром 150—200 aim.

На удельный расход изложниц оказывает влияние отношение ее массы М п к массе слитка М с, т. е. M J M C, которое уменьшается с увеличением массы слитка:

правильная их эксплуатация и, прежде всего, продолжительность нахождения в них горячего металла и способ их охлаждения. С уменьшением продолжительности пребывания слитков в изложницах они меньше прогреваются и, следовательно, уменьшается время их охлаждения. Минимальная продолжитель­ ность выдержки оговорена в соответствую­ щих технологических инструкциях и опре­ деляется условиями затвердевания слитка.

Охлаждение изложниц осуществляется на воздухе, душированием водой и реже в бассейнах с водой, поскольку этот спо­ соб нельзя признать рациональным. Душирование изложниц необходимо осущест­ влять после их охлаждения на воздухе до температуры 200—300° С.

После охлаждения приступают к под­ готовке изложниц к следующей плавке, выполняя их чистку, установку стаканчи­ ков (при сифонной разливке) или пробок (при разливке сверху) и смазку. Излож­ ницы чистят струей воды высокого давле­

ния или металлическими щетками механизированным способом, реже вручную. После чистки изложницы продувают воздухом, и при необходимости проводят отбраковку негодных изложниц (с грубой сеткой разгара, выбоинами, неровными торцами и дру­ гими дефектами).

Очищенные изложницы устанавливают на поддоны. Перед или во время установки изложницы на поддон при сифонной разливке в дно изложницы устанавливают стаканчик, изготавливаемый из массы, состоящей из 25% огнеупорной глины и 75% шамотного порошка, затворенной на водном растворе жидкого стекла до консистенции густой сметаны. В этот же момент при разливке сверху в изложнице устанавливают стальную пробку.

Для уменьшения приваривания слитка к стенке изложницы и улучшения поверхности слитка изложницы смазывают, применяя обычно в качестве смазки кузбасский лак или обезвоженную смолу.

Изложницы смазывают при температуре ее поверхности, состав­ ляющей 100— 160° С, поскольку это обеспечивает равномерное рас-

317

Пределенне по поверхности лака пли смолы. Для сокращения до ми­ нимума подтеков смазки на дно изложницы на выходе смазки из под­ водящей трубы устанавливают специальные мелкодисперсные филь­

раковины в прибыльной части слитка в значительной степени зависит от соотношения скорости затвердевания металла в прибыли и теле слитка. Чем меньше разница между этими скоростями, тем меньше

трены цапфы 3. Относительный объем прибыльной части слитка составляет обычно при футеровке надставки шамотным кирпичом 20—25% для мелких слитков массой до 1 т и 15—20% для слитков массой 4—8 т. Конусность надставок колеблется в очень значитель­ ных пределах — от 10 до 30% на сторону. Большинство заводов применяет прибыльные надставки для сортовых слитков с конусно­ стью 18—20%, а для кузнечных 10%. Увеличение конусности над­ ставок позволяет без ухудшения качества слитка уменьшить объем прибыли. Однако увеличение конусности надставок свыше 20—22% заметно ухудшает условия захвата слитка стрипперным краном.

Надставки изготавливают из чугуна того же состава, что и из­ ложницы. Толщина стенок надставки обычно составляет 25—30 мм.

При конструировании надставок особое внимание следует обра­ щать на сочленение надставки с изложницей. Различные варианты сочленений приведены на рис. 124.

Впрактике отечественных заводов распространены как надставки

снапуском, когда сечение надставки меньше верхнего сечения излож­ ницы (тип I, II), так и уширенные надставки, у которых нижнее сече­ ние равно или больше сечения изложницы (тип III, IV). Последние

318

применяют при сифонной разливке качественной стали во избежание брака по подприбыльным дефектам от заворотов корочки. Примене­ ние изложниц с фасками обеспечивает равномерное распределение нагрузки от веса по периметру, и таким образом устраняется местное подвисание слитка, которое, как правило, приводит к образованию поперечных трещин. Расход надставок колеблется от 0,5 до 1,5 кг на 1 т годного металла.

Прибыльные надставки, если не применяют специальные меры утепления верха слитка, например экзотермическими плитами, сме­ сями и другими способами, футеруют шамотным кирпичом млн же применяют набивку огнеупорной массой.

Использование того или другого вида футеровки зависит от массы слитка и конфигурации прибыльной надставки. Как правило, круг­ лые и овальные надставки, у которых затруднено применение нормаль­ ного кирпича, выполняют набивными. Для набивки футеровки над­ ставок в большинстве случаев применяют огнеупорные массы на шамотной или шамотно-кварцевой основе, содержащие примерно 50% крупного и 28% мелкого шамотного порошка, а также 22% огне­ упорной глины.

При наборке футеровки из шамотного кирпича ее толщина для слитков массой до 8 т составляет 65—75 мм, толщину футеровки до­ водят до 115— 130 мм для 5— 10-т слитков, а у слитков массой более 15 т футеровку делают толщиной 165— 180 мм.

Для уменьшения потерь тепла в прибыли следует применять огне­ упорные материалы, характеризуемые меньшими теплоемкостью и теплопроводностью.

Разовые теплоизоляционные или экзотермические плиты (вкла­ дыши) крепят к прибыльным надставкам различными способами: скобами, угловыми клиньями, приклеиванием и т. п. В качестве пасты для приклеивания может быть использована мочевино-формаль- дегидная смола с хлористым аммонием, обеспечивающая ее отвердивание после приклеивания.

Подготовка прибыльной надставки к плавке обычно сводится к подмазке ее в горячем состоянии огнеупорной массой с последующей покраской графитовым раствором. Заново набранные надставки подо­ гревают на газовых горнах или в камерных печах.

После установки надставок на изложницах их продувают воздухом и устанавливают маркированные скобы с набитым на них номером плавки и порядковым номером слитка или поддона. Надставки на­ крывают крышками из листового железа.

П о д д о н ы . Изложницы при сифонной разливке устанавливают на поддоны, размещаемые либо стационарно в канавах, либо на раз­ ливочных тележках грузоподъемностью до 120 т.

Максимальное число изложниц на одном поддоне при размещении их в постоянных канавах достигает 60, а в случае использования тележек — до 24.

Для сифонной проводки в поддоне делают канавки (ручьи) с сече­

319

с 1 : 1 в случае мелких слитков до 1 : 2 при отливке 6—7-т слитков. Для того чтобы обеспечить при эксплуатации достаточную прочность, поддоны армируют стальными стержнями.

Поддоны изготавливают из чугуна. Механизм разрушения под­ дона в процессе эксплуатации аналогичен механизму разрушения из­ ложниц. Расход поддонов обычно колеблется в пределах 0,5— 1 кг/т.

Подготовка поддонов к плавке сводится к укладке в ручьях сифон­ ной проводки. В углубление в центре поддона, куда сходятся ручьи, устанавливают (рис. 126) центральную звездочку 1, выполняемую из шамота. Звездочка верхним своим отверстием соединяется с центров­ кой 2, а боковыми отверстиями с сифонными проводками 3, уложен­ ными в ручьи. Сифонные проводки изготавливают из шамота и на од­ ной стороне делают буртик, а на другой — соответствующее углубле­ ние. В концевом кирпиче 4 сифонной проводки имеется отверстие, которое центрируется со стаканчиком 5 изложницы.

Наборку сифонной проводки проводят при температуре ее не ниже 100° С на огнеупорной массе, состоящей из 50% шамотного

т