МНЛЗ - м ашина н епреривного л ітья з аготовок (або УНРС - установка безперервного розливання сталі). В даний час близько 60% відливаються безперервним литтям заготовок розливається на слябових МБЛЗ. Рідка сталь безперервно заливається в водоохолоджувальну форму, звану кристалізатором. Перед початком заливки в кристалізатор вводиться спеціальний пристрій з замковим захопленням ( «запал»), як дно для першої порції металу. Після затвердіння металу запал витягується з кристалізатора, захоплюючи за собою формується зливок. Надходження рідкого металу триває і злиток безперервно нарощується. У кристалізаторі тверднуть лише поверхневі шари металу, утворюючи тверду оболонку злитка, що зберігає рідку фазу по центральній осі. Тому за кристалізатором розташовують зону вторинного охолодження, яка також називається другою зоною кристалізації. У цій зоні в результаті форсованого поверхневого охолодження заготівля твердне по всьому перетину. Цей процес сліткообразованія є способом отримання злитків необмеженої довжини. В цьому випадку в порівнянні з розливанням у виливниці різко зменшуються втрати металу на обрізку кінців злитків, які, наприклад, при литті спокійній стали становлять 15-25%. Крім того, завдяки безперервності лиття та кристалізації, досягається повна рівномірність структури злитка по всій його довжині.
Основними виробниками безперервнолитих слябів в світі є Японія, США, КНР, Німеччина, Корея і Росія. На їх частку припадає понад дві третини світового обсягу виробництва слябів. Зараз в світі налічується трохи більше 500 слябових МБЛЗ із загальним числом струмків понад 700 шт.
Розрізняють 3 конструкції МБЛЗ:
За кількістю струмків МБЛЗ поділяють на 1-6 струмкові.
Залежно від розміру злитка МБЛЗ діляться на
Ідея безперервного лиття була висунута в середині XIX в. Г. Бессемером. який пропонував розливати рідку сталь між двома водоохолоджуваними валками. Однак не тільки при тому рівні техніки, але і в даний час реалізувати таку ідею бесслітковой прокатки неможливо. У 1943 р С. Юнган розробив рухливий кристалізатор для розливання заготовок. В Японії освоєння МБЛЗ почалося в 1955 р
Початок 70-х р.р. характеризується широким промисловим впровадженням машин безперервного розливання слябовой заготовки. На зміну низькошвидкісним вертикальним МБЛЗ прийшли радіальні і криволінійні машини, які мають значно більшу швидкість розливання.
Устаткування і процес
МБЛЗ складається з сталеразливочного і проміжного ковшів, водоохолоджуваного кристалізатора, системи вторинного охолодження, пристрої для витягування, обладнання для різання і переміщення злитка.
Після випуску металу з сталеплавильного агрегату, доведення за хімічним складом і температурі на АКП. ківш піднімається ливарним краном на поворотний стенд МБЛЗ. Поворотний стенд являє собою обертову конструкцію з двома позиціями для установки ковшів. Після спустошення ковша в позиції розливання, стенд повертається на 180 ° і вже повний ківш знаходиться в позиції розливання. Після відкриття шибера ковша, рідкий метал починає надходити в проміжний ківш. Пром. ківш є свого роду буфером між Сталь ковшом і кристалізатором. Після відкриття шибера пром. ковша метал надходить в кристалізатор. Кристаллизатор є водоохолоджувальну конструкцію, яка здійснює вертикальні або околовертікальние коливання, для запобігання застигання металу на стінках кристалізатора. Залежно від конструкції МБЛЗ розміри кристалізатора можуть варіюватися. У кристалізаторі відбувається застигання стінок сляба. Далі, під впливом тягнуть роликів сляб потрапляє в зону вторинного охолодження (дугового ділянку струмка), де на метал через форсунки розбризкується вода. Після виходу металу на прямолінійний ділянку струмка, відбувається відрізання слябів (газове різання або ножиці).
Пуск лиття, управління процесом і проблеми
Для пуску процесу безперервного лиття, перед відкриттям шибера на пром-ковші, на радісний ділянку струмка заводиться «запал», таким чином в районі кристалізатора утворюється свого роду кишеню. Після наповнення цієї порожнини металом починається витягування «затравки». На кінці радіусного ділянки розташований механізм відділення затравки. Після відділення вона відводиться рольгангом і ланцюговими транспортерами.
Переваги МБЛЗ перед розливанням у виливниці
У порівнянні з колишнім методом розливання сталі в виливниці при безперервного розливання можна скоротити не тільки час за рахунок виключення деяких операцій, але і капіталовкладення (наприклад, на спорудження обтискних станів). Безперервне розливання забезпечує значну економію металу внаслідок зменшення обріз і енергії, яка витрачалася на підігрів злитка в нагрівальних колодязях. Виняток нагрівальних колодязів дозволило в значній мірі позбутися від забруднення атмосфери. По ряду інших показників: якості металопродукції, можливості механізації і автоматизації, поліпшення умов праці безперервне розливання також ефективніше традиційних способів. Але безперервне розливання має і Негативні сторони. Стали деяких марок, наприклад киплячі, не можна розливати за цим методом, малі обсяги розливання сталей різних марок підвищують їх собівартість, несподівані поломки дуже впливають на зниження загальної продуктивності.
удосконалення
В даний час все більшого поширення набуває метод електромагнітного гальмування потоку стали, що потрапляє в кристалізатор. Це дає можливість істотно знизити швидкість руху потоків, обмежити їх проникнення вглиб рідкої фази заготівлі, а також забезпечити їх раціональне рух. Ймовірно, найближчим часом цей метод отримає розвиток в сукупності з використанням заглибних склянок оптимальної геометричної форми, яка буде створюватися для кожного конкретного випадку.
Кристаллизатор МБЛЗ працює як теплообмінник, завдання якого полягає в швидкому відведення тепла від стали, що проходить через нього. До краю кристалізатора кірка відливання починає товщати, при цьому зношуючи поверхню кристалізатора. Крім того, дифузія міді з кристалізатора призводить до появи шлюбу - тріщин на поверхні виливків. У багатьох випадках знос мідної стінки кристалізатора і захоплення міді відливанням можуть бути запобігти за допомогою нанесення захисних покриттів на нижню частину кристалізатора. В кінці XX століття для захисту активно застосовувалися хромові і нікелеві покриття. У багатьох країнах вони превалюють і зараз. Нікель може наноситися різними способами і товщиною, має близьким до міді коефіцієнтом теплопередачі. На початку XXI століття почалося активне впровадження технологій газотермічного напилення для захисту плит кристалізаторів МБЛЗ за допомогою керамічних, металокерамічних покриттів, покриттів із сплавів. Ці покриття дозволяють забезпечити ще кращий захист поверхонь кристалізатора. Розроблено методи високошвидкісного газопламенного напилення покриттів, які дозволяють нанести металокерамічні матеріали з чудовими протиерозійними характеристиками і хорошою теплопередачей. Газотермічні покриття має сенс наносити на всю робочу поверхню кристалізатора. Через меншого коефіцієнта теплопровідності металокерамічних покриттів стає можливим зменшити і більш точно контролювати швидкість охолодження меніска. Такий тип охолодження часто називають «м'яким», і він дозволяє забезпечити більш рівномірний формування злитка і більш рівномірний профіль температури, що позитивно впливає на продуктивність кристалізатора і якість лиття.