4.1 Основи технології безперервного розливання сталі

Після|потім| проведення обов'язкового в сучасній технології безперервного розливання етапу підготовки металу, який зводиться до його позапічної обробки|, що забезпечує стабільність процесу розливання, підвищення якості металу, збільшення швидкості розливання і продуктивності МБЛЗ, сталь з|із| головного|чільного| (сталерозливного|) ковша поступає|надходить| в проміжний ківш, з|із| якого| потім подасться в один або декілька кристалізаторів. Після|потім| виходу з|із| кристалізатора частково затверділа заготовка|заготівля| поступає|надходить| в зону вторин­ного| охолоджування, в якій і відбувається|походить| її остаточне формування.

Основними технологічними параметрами, які визначають досягнення| необхідних результатів в управлінні процесом розливання, є|з'являються| темпе­ратура|, швидкість розливання і метод введення металу в кристалізатор.

Підготовка кристалізатора і запуск установки. Для стабільної роботи МБЛЗ і отримання|здобуття| якісної безперервної| заготовки|заготівлі| особливо ретельну увагу слід приділити підготовці кри­сталізатора| до роботи.

Для цього необхідно провести|виробляти| спочатку візуальний огляд внутрішньої| порожнини кристалізатора і за наявності на його стінках залишків шлаку, ме|тала|, шлакової суміші провести|виробляти| їх очищення. При цьому слід уникати попадання| цих залишків на деталі роликової проводки і зони вторинного|повторного| охолодження|. Якщо на робочій поверхні є|наявний| задирки або подряпи­ни| їх необхідно зачистити.

Не допускаються до роботи кристалізатори з|із| покоробленими стінками, із|із| зазорами між плитами вище допустимих, за наявності течі води в їх робочу| порожнину, закупорювання каналів для охолоджуючої води, з|із| порушенням конусності| робочого простору.

Після|потім| подачі води в кристалізатор і перевірки відсутності його підтіка­ння| в робочу порожнину вводиться|запроваджує| приманка, заздалегідь очищена|обчищена| від про­дуктів| попередньої плавки|плавлення|. Затравку встановлюють, як правило, декілька вище за середину висоти кристалізатора, дотримуючи при цьому постійний зазор між нею і робочими стиками. Далі проводиться|виробляє| ущільнення зазору, найчастіше за допомогою азбестових шнурів. Для прискорення твердіння перших порцій металу на приманку накладається деяка кількість твердого металу з|із| близьким до хімічного складу, який треба відлити, у вигляді посічених| пластин, прутків| і т.п. |т. Часто для полегшення запуску струмка на приманку задають деяку кількість| штатної шлакової суміші.

Після|потім| заповнення проміжного ковша металом до потрібної висоти проводять|виробляють| подачу металу в кристалізатор. За наявності на проміжному ковші декількох струмків запуск їх починають послідовно з крайніх. Це пояснюється|тлумачить| тим, що в далеких|дальніх| торцях проміжного ковша метал холодніший, ніж в зоні подачі струменя. Перепад температури може досягати 30...40°С. Тому, якщо при запуску відкривати|відчиняти| спочатку центральні струмки, в проміжному ковші виникають застійні зони, температура металу в яких| ще більш знизиться і вірогідність|ймовірність| замерзання | сталі випускних| от­ворів| значно підвищиться. В цьому випадку (на практиці) проводять|виробляють| про­палювання| заморожуваного в отворах металу за допомогою кисню, який подають| через кисневі трубки|люльки|.

При заповненні кристалізатора для забезпечення прискореного твердіння| металу на його поверхню задаються охолоджувачі|охолодники| у вигляді металевої січки|січки|. Після досягнення рівня металу в кристалізаторі 100...200 мм від його верхнього зрізу включається механізм руху затравки і машина вважається пущеною|занедбаний|.

Затравка відділяється|відокремлюється| від заготовки|заготівлі| після виходу з|із| тягнучого і правильного| уст­рою| та переводиться|переказує| в резервне положення|становище|, а передній кінець заготівки|заготівлі| відрізається| і забирається в металовідходи|.

Швидкість розливання надалі визначається температурою металу в ковші і умовами охолоджування заготовки|заготівлі| в зоні вторинного охолодження.

Температурно-швидкісний режим розливання. Вибраний температурно-швидкісний режим безперервного розливання є| одним з найістотніших|суттєвих| параметрів процесу.

Недотримання вибраних для кожної марки сталі оптимальних температурно-швидкісних режимів та перетин заготовки, яку відливають є причиною порушення якості розлитої сталі. В деяких випадках це може привести до аварійних ситуацій.

Низька температура розливання сприяє утворенню мула, поясів, скупчень шлакових включень|приєднань|, утворення настилів. Висока температура металу сприяє утворенню тріщин, підвищеному| зносу вогнетривів в проміжному ковші.

Коливання температури металу, що подається на розливання, в обов'язковому порядку|порядку| необхідно коректувати відповідним зменшенням швидкості лиття|лиття|.

При однаковій робочій швидкості розливання температура металу в проміжному| ковші при відливанні|виливку| заготовок без подовжніх тріщин була на 4...7°С нижче, ніж при відливанні|виливку| заготовок, на яких утворилися подовжні тріщини.

Температура металу в кристалізаторі була на 12...25°С нижче, ніж в проміжному ковші, і знаходилася в межах 1510...1518°С. Перегрів над температурою ліквідусу складав 15...10°С (з врахуванням концентрації елементів, що становлять), який створює умови для отримання коефіцієнта твердіння в середньому в межах 2,6...2,8 см/хв.^0,5 і сприяє зменшенню поверхневих і внутрішніх дефектів безперервних заготовок.

При виборі температурного режиму процесу лиття|лиття| необхідно враховувати| величину теплових втрат на всіх етапах від випуску до розливання в кожному| конкретному випадку. Спільні|загальні| рекомендації, сприяючі зменшенню теплових втрат, полягають в наступному|слідуючому|:

- час випуску металу необхідно максимально скорочувати (150 т ме­тала| повинні випускати не більше 5...7 хв.);

- втрати тепла в сталерозливному| ковші мають бути зведені до мінімуму|. Це досягається в результаті|внаслідок| вживання|застосування| малозношених ковшів, на­критих| вогнетривкими кришками;|

- нагрів сталерозливного| і проміжного ковшів перед розливкою |дозволяє декілька знизити|знизити| температуру перегріву металу. Нагрів ковшів проводиться|виробляє| за допомогою пальників, електричних| і плазмових дуг.

Для кожного типа|типу| МБЛЗ, перетину заготовки|заготівлі| і марки сталі існує інтервал оптимальних температур, при яких забезпечується стабільне розливання і якість продукції. Вихідною точкою для визначення оптималь­ної| температури є|з'являється| температура ліквідусу| сталі заданого складу.

ДДуже важливим|поважним| технологічним чинником|фактором| є|з'являється| управління перегрівом| сталі в проміжному ковші. В даний час|нині| це здійснюється шляхом| вдування сталевого порошку в струмінь металу на ділянці ківш -| проміжний ківш. Ефективність охолоджування сталевим порошком є такою|, що можна легко забезпечити температуру сталі всього на 10°С| вище температури| ліквідус|.

Заданий інтервал температур при випуску із|із| сталеплавильного агрегату отримати|одержувати| в реальних умовах виробництва вельми|дуже| важко. Тому точне регулювання температури здійснюють на установках позапічного доведення металу. Як правило, із|із| сталеплавильного агрегату метал випускають з|із| температурою| вище заданої. Доведення температури до оптимального значення проводять|виробляють| в процесі продування металу інертним газом або присадкою|добавкою| в ківш металевого охолоджувача|охолодника|.

Найширше застосовують продування сталі аргоном, використовуючи для цьому| занурені| фурми, пористі елементи в днищі ковша або шиберні| затво­рі| спеціальної конструкції. Під час продування відбувається|походить| інтенсивне перемішування| і усереднювання температури та хімічного складу металу в об’ємі | ковша.

Швидкість розливання є|з'являється| дуже|дуже| важливим|поважною| технологічним парамет­ром|, від якого залежить якість заготовки|заготівлі|, продуктивність МБЛЗ та інші техніко-економічні показники. Із швидкістю розливання безпосередньо|прямо| пов’язані| такі дефекти, як тріщини.

Вплив підвищення швидкості розливання на збільшення кількості заготовок| з|із| подовжніми тріщинами пояснюється|тлумачить| тим, що із|із| зростанням|зростом| швидкості розлив­ання| зменшується товщина затверділої в кристалізаторі оболонки, зростає|росте| не­рівномірність| її товщини, підвищується напруга|напруження| в тонких частках|частинах| оболон­ки|, що приводять|наводять| до розриву металу з|із| утворенням подовжніх тріщин. З рос­том| швидкості розливання збільшувалося і кількість заготовок, уражених павукоподібними і сітчастими тріщинами.

При відливанню|виливку| заготовок великого перетину для оптимальної швидкості їх кристалізації необхідно:

- на дзеркалі метала наводити шар шлаку;

- у зоні вторинного охолоджування мати конструкції, що підтримують оболонку зливка;|зливка;

- у металі мати низький вміст|зміст| сірки, фосфору і водню.

Розливка сталі методом “плавка|плавлення| на плавку|плавлення|”. Одним з основних способів підвищення продуктивності МБЛЗ є зменшення їх простоїв і збільшення машинного часу. У зв'язку з цим великий практичний інтерес представляють питання, пов'язані з освоєнням безперервного розливання методом “плавка на плавку”. Найбільш ефективно він використовується в цехах, оснащених кисневими конвертерами і електропечами. Така технологія дозволяє збільшити продуктивність МБЛЗ в 1,5 рази в порівнянні з розливанням одиночних плавок без додаткових капітальних витрат. При цьому методі метал попередньої плавки зливають в проміжний ківш і проводять з нього розливання під час зміни сталерозливних ковшів із зменшеною швидкістю розливання. Перед зливом нової плавки в проміжний ківш в ньому залишається невелика кількість металу.

В даний час|нині| метал розливають серіями 2...20 плавок|плавлень| і більше. Серійне розливання зумовило розробку і впровадження стендів та само­хідних| візків на МБЛЗ. Стенди дозволяють проводити|виробляти| розливання з|із| інтерва­лом| між закриттям сталевипускного| отвору протягом 90 с.|із|

Безперервнолиті| заготовки|заготівлі| мають тоді високий ступінь|міру| чистоти по неметалічним включенням|приєднанням|, коли при повному|цілковитому| звільненні|визволенні| ковша від ме­тала| при безперервному розливанні підряд декількох плавок|плавлень| не відбувається|походить| надходження| шлаку із| сталерозливного| ковша в проміжний ківш. Крім того, необхідно по можливості триваліше розливати сталь без контак­ту| з|із| атмосферою в проміжному ковші.

Захист металу від вторинного|повторного| окислення. Струмінь рідкого металу при виділенні|витіканні| із|із| сталерозливного| і проміжного| ковшів захоплює за собою газоподібну середу|середовище|.

Вторинне окислення значно знижує якість металу. Для запобігання цього при розливанні на МБЛЗ метал від вторинного окислення захищають мастилами, синтетичними шлаками та газом.

|Використовувані для цих цілей мастила|змащування| мають бути однорідні, ста­більні| та добре змочувати стінку кристалізатора. У якості таких мастил|змащування| застосовують тверді та рідкі рослинні олії: льняне масло|мастило|, стеарин.|

Газоподібні продукти випару|випаровування| і згорання|згоряти| мастила|змащування| перешкоджають під­ходу| до стінок кристалізатора плівки оксидів.

Ряд елементів, що знаходяться в металі (Аl, Сr, Ті та ін.), мають велику хімічну спорідненість до кисню, сильно окислюються, навіть якщо сталь відливати в захисній атмосфері (1...3% О₂). Завдяки цьому на поверхні утворюється шлаковий шар, чому також сприяють спливаючі на поверхню неметалічні включення.

Використання спеціального шлаку як захисну середу|середовище| захищає| метал від окислення, охолоджування і, крім того, він асимілює не­металеві |включення|приєднання|, що сприяє отриманню|здобуттю| металу чистішого по включеннях|приєднаннях|.

Шлак повинен мати температуру плавлення 1100...1350°С, добре змочувати неметалічні включення, добре адсорбувати їх, мати стабільну в'язкість (в межах звичайних коливань температури). Шлак для відповідальних марок сталі часто формують з таких матеріалів: сілікокальцій, натрієва селітра, кріоліт, окалина, силікатна глиба, борний ангідрид, сода. Витрата суміші складають біля 1 кг/т сталі.

При відливанні|виливку| сталей| звичайної якості низьковуглецева| (для ав­толиста|), а також з|із| підвищеним вуглецем (інструментальною, рейковою та ін.) широкого поширення|розповсюдження| набули суміші з|із| графіту і шлакових компо­нентів|. У цих сумішах графіт виконує роль| мастила|змащування| і теплоізолятору|, а шлак асимілює неметалічні включення|приєднання|. Витрата шлаку складає 0,2...0,4 кг/т сталі.

Найбільш ефективним способом захисту металу від вторинного|повторного| окислення| є|з'являється| розливання сталі затопленими | струменями з|із| покриттям дзеркала металу в кристалізаторі теплоізольованою шлаковою сумішшю (рис. 4.2).

Рис.4.2. Схема розливання сталі під шлаком| з|із| заглибним| стаканом|склянкою|:

1- кристалізатор з зворотно-поступальним рухом; 2 - шар порошкоподібної шлакової суміші: 3 - рідко-твердий шар шлакової суміші; 4 - шар рідкого шлаку; 5 - заглибний стакан; 6 - рівень рідкого металу; 7 - тверда кірка шлаку; 8 - тонкий шар рідкого шлаку; 9 – кірка шлаку;10 - повітряний (газовий) зазор; 11 - місце контакту кірки металу з твердою кіркою шлаку.

При подачі інертного| газу в ст|алерозливний стакан|склянка| переслідуються не стільки захисні (від вторинного| окислення|) цілі, скільки створення|створіння| умов для виділення неметалевих включень із |віддалення|розплаву на поверхню в кристалізатор.|

Крім того, наявність пухирців газу| в струмені металу, що проходить|минає| в кана­лі| стакана|склянки|, сприяє запобіганню| заморожування металу на виході з|із| отворів, кращої організації потоків| в рідкій серцевині заготовки|зливка| та ін. |у|

До шлаку на дзеркалі металу в кр|исталізаторі пред'являються вимоги| не лише|не тільки| у відношенні|ставленні| теплоізоляційних| і захисних властивостей, але і у відношенні| здатності|здібності| асимулювати| неметалічні включення|приєднання| із|із| розплаву| та вимоги до мастила|змащування| між поверхнею заготовки|заготівлі| і стінками кристалізатора.

Шлакові суміші підрозділяються на екзотермічні та теплоізоляційні|. Останнім часом найбільшого поширення набули теплоізоляційні суміші, які більш повно відповідають вимогам техніки безпеки та які задовольняють теплотехнічним вимогам. Склад шлакових сумішей вибирається в залежності від групи марок сталей, причому співвідношення компонентів, що патентуються, частенько визначається специфічними умовами тих або інших металургійних підприємств і сортаментом металу, що розливають. Розроблені склади сумішей на основі графіту і слюди, портландцементу, доменного шлаку, оксидів кремнію і кальцію. У багато сумішей як обов'язкові компоненти входять фториди лужних металів. Для зменшення вмісту шкідливих для обслуговуючого персоналу фторидів, лужних металів пропонується додавати в шлакову суміш до 20 % борату кальцію. У якості вуглецьміських матеріалів у флюси частенько додають сажу або зольний пил. Причому, введення сумішей в розплавленому стані дозволяє уникнути виникнення полум'я та іскор, які утворюються при використанні, наприклад, флюсу, що містить гранульовану сажу.

На слябових| МБЛЗ проведено випробування гранульованих шлакових сумішей, що дало менше пилу, більш рівномірний розподіл на дзеркалі металу в кристалізаторі, зниження питомої масової витрати суміші, достатню якість| поверхні слябів|добре|. Для захисту поверхні металу від вторинного|повторного| окислення застосовують також теплоізоляційні плити, що мають конфігурацію розмірів поперечного перетину кристалізатора та отвору для введення сталерозливних| стаканів|склянок|.

Слід мати на увазі, що при розробці рекомендацій по вживанню|застосуванню| шлакової суміші того або іншого складу враховуються не лише|не тільки| хімічний склад сталі, але і габарити заготовки|заготівлі| та спосіб підведення металу в кристалізатор (направлення|напрям| циркуляційних потоків рідкого металу в по­верхневій| зоні). З метою забезпечення рівномірної подачі шлакової суміші за площею дзеркала металу в кристалізаторі запропонований пристрій|устрій|, вклю­чаючи| бункер для суміші.

Безперервне розливання сталі на сляби. Початок|розпочинало| 70-х років характеризується широким промисловим| впровадженням машин безперервного розливання слябової| за­готовки|. На зміну низькошвидкісним вертикальними МБЛЗ прийшли радіальні та криволінійні машини, що мають значно велику швидкість розливання. Основні напрямки| розвитку слябових| МБЛЗ полягали в ство|створінні|ренні високовиробничих машин, що дозволяють синхронізувати | роботу крупних киснево-конвертерних цехів. По суті, цей етап завершився в середині 80-х років практичним оформленням концепції високопродуктивних конвертерних| цехів (місткість конвертера понад |із|300 т) з 100% безперервним розливанням сталі. В д|нині|аний час такі цехи успішно функціонують у всіх промислово-розвинених країнах світу. Одночасно була фактично реалізована технологія розливання сталі на н|широкіадширокі сляби (2500...2600 мм). Перехід від розливання |зливки|в зливки до безперервного розливання також|цілком| повністю оформив тенденцію росту жорстких | вимог до якості продукції.

З середини 80-х років технологія безперервного розливання сталі на сляби увійшла до фази вдосконалення окремих технологічних елементів та оптимізації функціонування| МБЛЗ з|із|і всім виробничим ланцюжком металургійного заводу. При цьому розвиток процесів безперервного лит|лиття|тя слябів відбуваєть|походить|ся в умовах конку­рентної| боротьби, що посилюється на світовому ринку, основними вимогами яко|з'являються|го є підвищення якості продукції при одночасному зниженні її собівартості. В даний|нині| час близько 60% заготовок, які відливають безперервним литтям, розливаються на слябових| МБЛЗ. Основними виробниками безперервнолитих | слябів у |з'являються|світі є Японія, США, КНР, Ні|Германія|меччина, Корея та Росія. На їх|долю| частку дов|припадає|одиться більше| двох третин світового обсягу виробництва слябів. Зараз у світі нал|нараховує|ічуєть|ледве|ся трохи більше 500 слябових|із|| МБЛЗ із |спільним|загальним числом струмків понад 700 штук.

Не можна не відзначити, що МБЛЗ для отримання|здобуття| “класичного|” сляба зазнають останнім часом серйозні кон­струкційні| зміни. Вони полягають в наступно|слідуючому|му:

- беззастережна перевага|преференція| віддається МБЛЗ з|із| верти­кальним| кристалізатором, що забезпечує підвищення якості| заготов|заготовки|ки при одночасному зростан|зрості|ні продуктивності | в 1,4...1,5 рази;

- застосовується криволінійна схема технологічною лі­нії| МБЛЗ |із|з багато точкови|багатоточечним|м загином і розгином;

- передбачається можливість|спроможність| зміни ширини за­готовки| в процесі розливання;

- збільшується місткість проміжного ковша| (40...50т) та використовується система перегородок для управління потоком металу;

- обов'язковий безперервний вимір температури металу в проміжному ковші| та в окремих зонах руху заготовк|заготовки|и.

- розширюється застосування|вживання| технології підігріву|підігрівання| металу безпосередньо в проміжному ковші|;

- частина|частка| операцій по доведенню сталі переноситься в проміжний| ківш (продування аргоном, обробка порошковим дротом, підігрі|підігрівання|в металу і т.п.);

- посилюються вимоги до захисту сталі від вторинного|повторного| окислення|окислений| на всьому етапі руху сталі від ковша до кри­сталізатора|;

- все більшого поширення набуває технологія “м’я­кого|” обтискання металу в ЗВО (зоні вторинног|повторного|о охолоджуванн|охолодження|я);

- застосовується електромагнітне перемішування металу нижче за кристалізатор;

- зменшується діаметр підтримуючих роликів в зоні вторинного охолодження;

- обов'язково використовується система автоматичного контролю| рівня металу в кристалізаторі, а також система ав­томатичної| подачі ШОС (шлакових охолоджуючих сумішей) в кристалі­затор|.

В результаті|унаслідок| перелічених вище змін суттєво | підвищується продуктивність МБЛЗ, поліпшуютьс|покращуються|я якість| поверхні та внутрішньої структури сляба, знижуються| витр|затрати|ати на будівництво машини, її обслуговування і т.п.

Необхідність підвищення продуктивності вже існуючих| слябових| МБЛЗ багато в чому визначається тими показниками, які досягнуті в практиці киснево-|конвертерного процесу. Насампе|передусім|ред це стосується середньодобової і середньомісячної продуктивності сучасних| конвертерів (зрост|зріст|ання в середньому на 25...30%). При цьому просте збільшення швидкості вит|витягу|ягання загот|заготовки|овки на вже існуючих МБЛЗ представляється, як правило, достатньо |складною процедурою через необхідність збільшення | протяжності зони різання заг|заготовки|ото|із|вки. З іншого боку|, тенденції розвитку світового ринку металопродукції с|засвідчують|відчать про те, що все більша п|преференція|еревага віддається| слябовій| |заготовці|заготовці товщиною 150...200 мм при її ши­рині| 1000...1200 мм. Для більшої кількості МБЛЗ виконання| цих вимог призводить до зниження середньої продуктивності машини в порівнянні з проектною.

У таких умовах істотним|суттєвим| чинником|фактором|, який збільшує середньомісячну продуктивність МБЛЗ, є підвищення серійності розливання між зупинками. Як показує практика провідних металургійних підприємств| США і Японії, за певних умов (син­хронізації| роботи цеху і забезпеченні проміжних гарячих| обслуговувань МБЛЗ) тривалість роботи МБЛЗ може складати місяць і більше. Безумовно, такі показники| слід вважати рекордними.|однак| Проте нормальна практика| безперервног|лиття|о лиття слябів вже сьогодні базується на серіях| в декілька діб. Не зупиняючись на до|детальному|кладному аналізі умов забезпечення безперервного розливання надто довгими| серіями, відзначи|тим не менше|мо, що така технологія| вимагає принципово нових підходів до автоматиза­ції| процесу розливання, підготовці сталі до розливання при обробці у ковші, раціональній конструкції проміжного ковша| і вогнетривів для розливання сталі.

Продуктивність МБЛЗ, споруджених за вище перерахованими принципами, в 1,5...1,8 рази вище, ніж |біля|у МБЛЗ, побудовани|спорудити|х 15 років тому. Це дозволяє припустит|передбачати|и, що істотног|суттєвого|о зростанн|зросту|я кількості МБЛЗ у світі спостерігатися не буде, оскільки зросте їх питома продуктивність|. Деяке збільшення відбуватиметь|походитиме|ся за рахунок країн Східної Європи, України, Росії та Дальньо|далекого|го Сходу (насампер|передусім|ед Китаю).

Найбільш серйозним науковим проривом представляється створення|створіння| рядом|лавою| західних фірм|фірма-виготовлювачів| МБЛЗ для розливання сляба середньої товщини, що забезпечує якість листа|аркуша| на рівні| традиційного сляба. Перевагами такої технології||з'являються| є: висока якість продукції, можливість| отрима|здобуття|ння слябів шириною більше 2500 мм, зменшення| втрат енергії і металу в ході подаль|наступного|шого прокатного| переділу та ін. В даному випадку в основу технології отри|здобуття|мання |аркуша|листа покладена концепція ливарно-прокатних| модулів. Це створило необхідні умови для будівництва| мініметалургійних заводів, які конкурентноспроможні за рядом пара|із|метрів з інтегрованими заводами, що працюють | за традиційною технологією. Ливарно-прокатні модулі, створені на базі безперервного розливання| сталі на сляб середньої товщини, в|нині| даний час отримують| все більше роз|поширення|повсюдження в країнах, що розвиваються (у країнах, де нарощується потреба в листо­вому| прокаті). Завдяки використанню найбільш сучасних | досягнень в області безперервного розливання сталі (електромагнітне перемішування, “м'яке” обтискання, заглиблений стакан типу “бобровий хвіст” та ін.) ці модулі продовжать розвиватися і в майбутньому.

Одним з напрямів|направлень| поліпшення|покращання| слябових| МБЛЗ є| задоволення зростаючих вимог до якості продукції. Для цих цілей на практиці все частіше застосовують вдосконалені прямолінійні кристалізатори, які| можуть бути використані і на вже працюючих маши­нах| п|потім|ісля відповідної реконструкції.

В цілому|загалом| ж сучасні розробки в області конструк­ції| кристалізаторів сфокусовані| на збільшенні швидкості| розливання шляхом інтенсифікації режимів охолоджува|охолодження|ння і частоти гойд|хитань|ань, оптимізації закону коливань кристалі­затора|; дії на потоки металу в кристалізаторі електромагнітним гальмуванням для зниження однобічної| асиміляції неметалічних включення при використанні| криволінійного кристалізатора, а також для зм’якшення флуктуацій рівня ванни при дуже великих швидкостях розливання; под|дальшому|альшому збільшенні довговічності плит кри­сталізатора| за допомогою нової техніки нанесення покриттів та ін.

До пріоритетних напрямів|направлень| вдосконалення кон­струкції | МБЛЗ відноситься застосуванн|вживання|я гідравлічного приводу для забезпечення гойданн|хитання|я кристалізатора при використанні | не синусоїдального закону коливань. Гідравлічна система приводу кристалізатора забезпечує наступ|слідуючі|ні технологічні та операційні переваги:

- оперативне варіювання амплітуди коливань кри­сталізатора|;

- оперативне змінювання частоти коливань кристалізатора;

- зміна форми кривої коливань (завдання|задавання| швидкості| руху кристалізатора на різних етапах);

- запобігання тремтінням (вібрацій) кристалізато­ра|, зазвича|звично|й супроводжуючих роботу електромеханічного приводу;

- безпечнішу та швидшу заміну кристалізатора;

- зручність в обслуговуванні приводу кристалізатора в ході розливання внаслідок|внаслідок| винесення|виносу| гідроциліндрів з|із| труднодоступної| зони;

- значне зменшення загальної|спільної| маси рухомих в процесі гойдань|хитань| частин|часток|.

Додатковим, але|та| достатньо|досить| перспективним факто­ром|, сприяючим підвищенню якості поверхні сляба, може стати застосуванн|вживання|я методу накладення на кри­сталізатор| горизонтальних коливань, які синхронізовані з гойданн|хитаннями|ями у вертикальній плоско|площині|сті. На думку різних дослідників, цей метод значно зменшує| сліди гойд|хитання|ання на поверхні сляба і відповідно число проривів металу.

Велике значення, з погляду підвищення якості сляба, має оптимізація руху потоків стали в рідкій ванні кристалізатора. Особлива увага приділяється оптимізації| геометричної форми заглиблених | стакан|склянок|ів. Багато­чисельними дослідженнями підтверджено, що в залежності| від швидкостей розливання, перетини загото|заготовки|вки і марки сталі, перетини внутрішньої порожнини заглибленого ста|склянки|кана та його вихідних| отворів, а тако|ріг|ж кут нахилу вихідних отворів можуть змінюватися в широких межах. Безумовно, конструкція заглиблених | ст|склянок|аканів розвиватиметься і надалі.

Застосування|вживання| нових матеріалів і способів обробки вогнетривких виробів дозволяє підвищувати стійкість заглиблених стакані|склянок|в прот|супроти|и термічних ударів, зменшувати швидкість зносу в зоні шлакового поясу та інтенсивного руху| потоків рідкої сталі, а також запобігати заростання | внутрішньої порожнини при розливанні сталей|, розкислених| алюмінієм. При цьому особлива увага повинна приділятися| забезпеченню симетричності перебігу потоків та умовами ефективної інжекції аргону в рідку ванну кристаліза­тора|.

В даний час|нині| все більше розповсюдження|поширення| отримує| метод електромагнітного гальмування потоку сталі, що попа­дає| в кристалізатор. Це дає можливіс|спроможність|ть суттєво| пониз|знизити|ити швидкість руху потоків, обмежити їх проникнення| углиб рідкої фази загот|заготовки|овки, а також забезпечить| їх раціональний рух. Ймо|певно|вірно, найближчим |ближчим часом|часом цей метод от|одержуватиме|римає розвиток в сукупно|із|сті з використанням заглиблених | с|склянок|таканів оптимальної геометричної форми, яка створюватиметься для кожного конкретного випадку.

При підвищенні якості внутрішніх зон безперервнолитих слябів особлива увага приділяється умовам руху заготовк|заготовки|и в зоні вторинног|повторного|о охолоджуванн|охолодження|я. Окрім об’єктивних| процесів розвитку ліквації в ході твердіння, на якість заготов|заготовки|ки істот|суттєвий|но впливають інтенсивність ох­олодження|, феростатичний| |тиснення|тиск, дотримання геомет­ричних| розмірів залежно від установки роликів, що направляють, та ін. Цілком зрозуміло, що усунути ці факто­ри| без додаткових заходів на практиц|надто|і дужу складно. За свідченн|лави|ям ряду дослідників, це з|задача|авдання до|досить|статньо успішно вирі|розв'язується|шується при використанні методу “м'якого” обтискання за|заготовки|готовки |у кінці|в кінці рідкої зони. Основні позитивні ефекти вказаного методу: значне| придушення осьової пористості, зниження коефіцієнта| осьової ліквації і п|покращання|оліпшення умов формування кристалічної структури в зоні рівноосних кристалів, зменшення V - образної ліквації.

В кінці|у кінці| 80-х і початку 90-х років у світі сформувався новий напрям|направлення| безперервного розливання на сляби - лиття|лиття| тонких слябів і споруда|спорудження| МБЛЗ, суміщених|поєднувати| з|із| прокат­ним| станом. Така виробнича лінія призначена| для конкретного діапазону розмірів заготов|заготовки|ки і марок сталі; тобто має цільове призначення. У розвитку МБЛЗ для лит|лиття|тя тонких слябів більшою мірою зацікавлені| міні-заводи, що намагают|пробують|ься потрап|попадати|ити на ринок листо­вої| продукції, і металургійні заво|із|ди з по|цілковитим|вним цик­лом|, які потребують реорганізації виробництва та в заміні існуючих агрегатів. В дани|нині|й час таких МБЛЗ налічу|нараховує|ється |ледве|трохи більше сорока, близько двох тре|із|тин з них знаход|перебуває|иться в США і розвинених країнах.

Як всякий|усякий| новий процес, лиття|лиття| тонких слябів має ряд|лаву| багатообіцяючих особливостей, але також характеризу­ється| деякими “вузькими” місцям|місце-милями|и.

Останні дані промислового використання мето­да| лиття |литт тонких слябів показують, що конструктивна реа­лізація| таких МБЛЗ вимагає принципово нових ріше|розв'язань|нь у наступн|слідуючих|их питаннях: конструкції кристалізатора, опти­мізації| підвода рідкої стал|із|і з проміжного ковша| в кристаліза­тор|, використання методу “м'якого” обтискання, використання| спеціальної системи по запобіганню проривання, розробки спеціальної системи вид|віддалення|алення окалини, оптимі­зації| |заперечного| часу роздягання|зливка| зливка та ін.

Тим часом, вже сьогодні можна говорити, що технологія безперервного лиття|лиття| тонких слябів з|із| обтисканням за наявності рідкої фази з|із| подальшою|наступним| прокаткою дозволяє понизити|знизити| капітальні витрати|затрати| і витрати|затрати| по переділу, поліпшити властивостей| матеріалу готової продукції при рівномірній якості| поверхні.

Таким чином, можна сформулювати загальні|спільні| тенден­ції | розвитку процесів безперервного розливання сталі на сля­бових| МБЛЗ:

- у майбутні|прийдешні| роки істотного|суттєвого| кількісного збільшення об'єму|обсягу| безперервнолитих | слябів відбуватис|походити|я не буде; основна увага приділятиметься проблемам якості | заготов|заготовки|ки, зниження витрат на розливання і т.п.;

- підвищення якості поверхні безперервнолитих | слябів досягатиметься модернізацією конструкції кри­сталізаторів| (прямолінійний кристалізатор) з використанням| гідроприводу для механізму гойда|хитання|ння;

- поліпшення|покращання| параметрів перебігу металу в кристаліза­торі| за рахунок використання заглиблених | стакан|склянок|ів оптимальної геометричної форми і методу електромагнітного перемішування|;

- розвиток функціональних можливостей|спроможностей| проміжного ковша|: підвищення його експлуатаційних показників (стійкість) і доведення сталі (рафінування і регулювання темпера­тури|);

- використання систем прогресивного багатоточкового|багатоточечного| загину і розгину заготовки|заготовки| для зменшення ураженості за­готовки| внутрішніми тріщинами;

- застосування|вживання| методу “м'якого обтискання” заготовки|заготовки| з|із| рідкою серцевиною з метою придушення осьової пористості та ліквації;

- розвиток концепції безперервного лиття|лиття| тонких слябів з|із| їх обтисканням і подальшою прокаткою|наступ про в гарячому стані та відповідному підвищенні конкурентоспроможності міні-заводів на світовому ринку листової продукції;

- підвищення ступеня|міри| автоматизації роботи МБЛЗ з|із| включенням|приєднанням| в єдину систему всіх параметрів рідкої ста­лі|, умов охолоджуванн|охолодження|я сталі в кристалізаторі та зоні вто­ринного| охолоджуван|охолодження|ня за наявності зворотного зв'язку

Розливання сталі на блюми і фасонні заготовки. При виробництві крупних заготовок прямокутного, квадратного, круглого і фасонного (балка) перетинів основна увага останніми роками приділяється поліпшенню|покращанню| якості заготовки|заготовки| з метою підвищення продуктивності МБЛЗ. Світове виробництво безперервнолитих| блюмів оцінюється| на рівні 120…130 млн. т на рік. На початок 1998 р. в світі налічувало|нараховувало|ся приблизно 270 (1020 струмків) блюмових| МБЛЗ, близько 45 машин для розливання великих фасонних заготовок і 90… 95 машин для круглої загото|заготовки|вки. Середня продуктивність| одного струмка для блюмової| МБЛЗ складає приблизно| 120 тис. т сталі на рік.

Тим часом, на кращих МБЛЗ світу|світу| продуктивність одного струмка значно вища. Середній показник продуктивності більшості блюмових| МБЛЗ |з'являється|є достатнь|досить|о низьким з позицій останніх| досягнень в області безперервного розливання. Отже, одним з головних завда|задач|нь розвитку технології розливання і конструкцій блюмових| МБЛЗ (разо|поряд з|м з поліпшенням якості загот|заготовки|овки) стає іст|суттєве|отне підвищення| їх продуктивності. Для багатьох металургійних заводів це означає проведення практичних досліджень, що дозволяють оптимізувати процес виробництва і роз­ливання| сталі. За оцінкою різних експертів, середня річна| продуктивність одного струмка для блюмових| МБЛЗ повинна складати 200…250 тис.тонн на рік.

Завдання|задача| підвищення продуктивності МБЛЗ - складна багатокомпонентна проблема, яка вимагає комплексного підходу в рамках|у рамках| цілого сталеплавильного цеху або навіть за­воду|. Крім того, процес збільшення швидкості розливання має свої технологічні та конструктивні обмеження. Ймовірн|певно|о, подальш|дальша|а оптимізація процесу може бути досягнута тільк|лише|и при використанні кристалізаторів но­вої| конструкції в сукупності |із|із спеціальними методами підведення і перемішування металу. Одним з істотних|суттєвих| напрямів|направлень| підвищення продуктивності| МБЛЗ |з'являється|є також збільшення числа пла­вок|, що розливаються без зупинки машини. По суті, кращі показники тривалості роботи блю­мових| МБЛЗ відповідають циклу місячної роботи без зупинки|. Ймовір|певно|но, в такій ситуації основними чинника|факторами|ми, які лімітують тривалість розливання,|з'являються| є критичний знос кристалізатора та експлуатаційна стійкість основних функціональних вузлів МБЛЗ.

Для розливання сталі на МБЛЗ довгими серіями необ­хідна| стабільна подача ковшів і|із|з сталлю на машину. Це означає, що перед закінченням розливання |із|з одного сталерозливного ковша на стенді повинен знаходит|перебувати|ися новий ківш|із| із сталлю, що по кондиції повні|цілком|стю відповідає даній марці сталі. Отже, при розливанні сталі довгими серія­ми| в цеху має бути узгод|погоджена|жена робота сталеплавильних агрегатів та МБЛЗ. Таке узгодження в максимальній мірі| вдається досягти при використанні установок позапічної обробки стал|типа|і типу “піч-ківш (ladle-furnace|)”, яка| забезпечує доведення сталі за температурою (підігрівши) та хімічним складом (корекція), а також циклічну (відповідно до роботи МБЛЗ) її подачу. Особливе значення установки “печ-ковш” н|придбавають|абувають в умовах електроста­леплавильних| цехів сучасних мініметалургійних заводів.

Не менш важливою|поважною| ланкою при розливанні сталі довгими серіями є|з'являється| проміжний ківш. Він виконує функцію демпфуючого елементу між сталерозливним ковшем та кристалізаторами МБЛЗ. Про|однак|те, окр|крім|ім добре| відомих позитивних аспектів функціонування проміжного ковша| (асиміляція неметалічних включень, ус­ереднення| температури металу, розподіл сталі по струмках та ін.) при розливанні довгими серіями необхідно враховувати погіршення властивостей шлаку на дзеркалі металу із-за попадання в нього: спливаючих вк|приєднань|лючень, оксидних вк|приєднань|лючень при пропалюванні каналу шиберного| затвора стале|розливного ковша, часткового |із|шлаку із сталерозливного|із|| ковша з останніми порціями металу, що витікає, неметалічних|приєднань|| вклю|з'являються|чень, які є продуктами ерозії фу­теровки| сталерозливного| і проміжного ковшів|. Достатньо часто все |призводить|це приводить до передчасно|із|го ви|строю|­ходу| з ладу футеровки проміжного ковша| в зоні шлакового поясу.

Слід також відзначити, що при розливанні сталі довгими| серіями особливої уваги вимагають подача струменя ме­талу| в проміжний ківш| та захист її від вторинн|повторного|ого окисле|окислений|ння на ділянці “сталерозливний| ківш – проміжний ківш|”. Не менш важ|поважною|ливою пробле|з'являється|мою є організація стабільного про­цесу| закі|виділення|нчення струменя с|із|талі з проміжного ковша| в кристалізатор.

В цілому|загалом| ж використання проміжного ковша| при розливанні довгими серіями значно посилює вимоги до всіх функціональних і технологічних елементів. Принципово новим в цих умовах |з'являється|є плазмовий пі­дігрів| металу, який виявляєть|опиняється|ся необхідним в умовах| періодичних обслуговувань проміжного ковша| і кристалізаторів| МБЛЗ безпосередньо в ході розливання (без п|цілковитої|овної зупинки машини).

Наступний|такий| важливий|поважний| аспект збільшення продуктивності блюмових| МБЛЗ - підвищення швидкості витягання| загото|заготовки|вк|із|и з кристалізатора. |аби|Щоб забезпечити стабільність| процесу розливання, використовується комплексна система автоматики, яка регулює витрату ста|із|лі з проміжного ковша| (в залежності| від температури металу та положення меніска в кристалізаторі) та контролює температуру поверхні| за|заготовки|готовки в зоні вто|повторного|ринного охолод|охолодження|жування.

В останнє десятиліття в світі повністю|цілком| оформилася концепція безпечного (за якістю поверхні заготовки|заготовки|) розливання сталі, що включає автоматичну подачу шлак утворюючої суміші в кристалізатор, застосуванн|вживання|я заглибленого | стака|склянки|на|із| з чотирма бічни|боковими|ми отворами, застосуван|вживання|ня системи автоматичного контролю рівня металу в кри­сталізаторі| та індикаціях температури робочої поверхні кристалізатора на всьому шл|колії|яху руху загото|заготовки|вки. Подальший розвиток системи безпечного розливання буде зв'язаний з використанням гідравлічного приводу гойда|хитання|ння кристал­ізатора| МБЛЗ, який дозволить іст|суттєвий|отно підвищити рівень синхронізації між швидкістю розливання і режи­мами| гой|хитання|дання.

Збільшення швидкості розливання блюмів і сортових заго­товок| в значній мір|значною мірою|і зміню|зраджує|є умови їх тверднення|. Тому для високошвидкісних МБЛЗ потрібна відповідна| корекція режимів охолоджува|охолодження|ння у вторинній| зоні. Головним же завда|задачею|нням залишається забезпечення якості безперервнолитої заго|заготовки|товки в осьовій зоні (пористість і лік­вація|).

Проблема формування осьової пористості та ліквації представляється особливо серйозною для високовуглецевих сталей|. На думку багатьох дослідників, традиційні методи підвищення якості заготовк|заготовки|и, тобто зміна умов| охолоджуван|охолодження|ня та електромагнітне перемішування металу в кристалізаторі та зоні вторинно|повторного|го охолоджуван|охолодження|ня, не забезпечують | бажаного ефекту. Ймові|певно|рно, проблема може бути виріш|рішати|ена тіл|лише|ьки при використанні так званого ме­тода| “м'якого обтискання”||.

В даний час|нині| цей метод тільки|лише| отримує|одержує| розвиток на окремих сучасних МБЛЗ. Суть|сутність| його полягає| в тому, що на одній або двох гранях беперервнолитої за­готовки| формуються додаткові, у вигляді трапецій, при­ливи| металу. Це досягається дода|наданням|нням кристалізатору відповідної геометричної форми .

У районі зумпфової| зони (післ|потім|я першої кліті, що тягне) за допомогою спеціальних обтискових клітей прилив|припливи|и металу певним чином вдавлюються в тіло заготовк|заготовки|и, яка| набуває форми квадрата або прямокутника. Це зменшує внутрішній об'|обсяг|єм заготов|заготовки|ки, відповідно покращує умови живлен|харчування|ня рідким металом твердого карка­са| і запобігає формуванню раковин усадкової пористості|. Досягнення максимального позитивного ефекту обумовлює|зумовлює|ться раціональним вибором об|обсягу|'єму зтискуємого| металу, а також |місце-миль|місць початку і закінчення обтискання. Не­достатня кількість стискуваного металу (або надто| ранній початок обтискання) в більшості випадків виявляється неефективним, оскільки між фронтами твердіння| залишається д|досить|остатньо багато рідкої фаз|однак|и. Прот|занадто|е і дуже пізнє обтискання з|заготовки|аготовки може привести до її розтріскування (внутрішні тріщини).

Дослідженнями встановлено|установлений|, що ефективність меха­нічного | “м'якого обтискання” багато в чому залежить від місц|місце-милі|я прикладання|застосув і величини тиск|тиснення|у на заготовк|заготовку|у. Для досягнення| високого позитивного ефекту част|доля|ка твердої фази в центральній зоні повинна складати більше 50%. Іншою характерн|вдача|ою межею дії за методом “м'якого обтискання|” слі|прямує|дує маб|певне|уть рахувати деякі спеціальні умови| при втискуванні прил|припливів|ивів на гранях загот|заготовки|овки. Найбільший ефект, як правило, досягається при втискуванні прил|припливів|ивів в 3…4 ета|із|пи з регламентованим розташуванням точок прикладання навантаження по довжині загот|заготовки|овки.

Стосовно придушення осьової ліквації при використанні | методу “м'якого обтискання”, то тут дані різних дослідників значно розходяться. Це, ймовірн|певно|о, пояснюєтьс|тлумачить|я тим фактом, що для різних ма­рок| сталей| ефект “м'якого обтискання” виявляється різною мірою. Наприклад, значне зниження рівня осьової ліквації спостерігається в блюмах|із| із сталі|із| з вміс|вмістом|том вуглецю 0,8%, при цьому придушення осьової ліквації досягається | все-таки за рахунок розвитку ефекту витискування рідкої фази у вищі горизонти. Тим часом, в більшості| випадків при накладенні “м'якого обтискання” відбува|походить|ється лише деяке “розмивання” ліквації в центрі заготов­ки| завдяки примусовому переміщенню рідкої фа­зи|. У сво|своєю чергою|ю чергу, цей ефект багато в чому обумовлюється| жорсткістю твердої оболонки, інакше відбувається| витріщан|бокових|ня бічних граней, що компенсує зменшення перетину рідкої фази при втискуванні прили­вів|. Для досягнення максимального ефекту при втриманні| осьової ліква|певне|ції мабуть слід передбачати додаткові підтримуючі ро|вздовж|лики уз|бокових|довж бічних граней, що значно збільшує собівартість заго­товки|.

Підсумовуючи сказане, можна сформулювати загальні|спільні| тен­денції| розвитку процесів безперервного розливання сталі на блюмових| МБЛЗ:

- підвищення продуктивності МБЛЗ за рахунок рекон­струкції| вже існуючих машин і створенн|створіння|я нових високоефективних| комплексів (річна продуктивність одного струмка для блюмових| МБЛЗ повинна складати не менше| 200 тис.т/рік);

- вдосконалення системи підготовки сталі до безперервного | розливання і узгодження роботи сталеплавильних аг­регатів| МБЛЗ шляхом використання сучасних агрегатів ти|типа|пу “піч-ківш”;

- розвиток функціональних можливостей|спроможностей| проміжного ковша| - підвищення його експлуатаційних показників (стійкість) і можливосте|спроможностей|й по доведенню сталі (рафінування і регулювання| температури);

- розробка системи заходів, які направлені|спрямованих| на запобігання забруднення сталі в проміжному ковші| (емульгування|із|| з покривним шлаком) і за ходом перел|переливання|иву в кристаліза­тор| (втор|повторне|инне окисл|окислений|ення);

- застосування|вживання| вертикального кристалізатора, а також повністю|цілком| вертикальних МБЛЗ для отримання|здобуття| високоякісної| заготовк|заготовки|и;

- впровадження нових конструкцій кристалізаторів і ме­ханізмів| гойданн|хитання|я кристалізаторів |із|з гідроприводом;

- використання електромагнітного перемішування в декількох рівнях по довжині заготовк|заготовки|и;

- продування металу аргоном в проміжному ковші| та крізь стопор-|моноблок;

- забезпечення ефективного захисту сталі від вторинного|повторного| окислення|окислений| на ділянці “сталерозливний| ківш – проміжний ківш|”;

- створення|створіння| оптимальних умов для роботи кристал­ізатора| шляхом підведення сталі під рівень за допомогою заглиблених| глуходонних| стака|склянок|ні|із|в з бічн|боковими|ими отворами, автоматичного контролю та підтримки рівня металу в кристалізаторі, контролю поверхні стінок кристалізатора| за ходом руху загот|заготовки|овки;

- застосування|вживання| методу “м'якого” обтискання заготовки|заготовки| з|із| рідкою серцевиною з метою втримання осьової пористості та ліквації;

- підвищення ступеня|міри| автоматизації роботи МБЛЗ з|із| включенням|приєднанням| в єдину систему всіх параметрів рідкої ста­лі|, умов охолоджуванн|охолодження|я сталі в кристалізаторі та в зоні вторинного| охолоджуван|охолодження|ня за наявності зворотного зв'язку;

- створення|створіння| комбінованих МБЛЗ, які дозволяють розливати декілька різних перетинів блюмів, а також круглих або фасонних заготовок.