Оборудование для разливки стали. Способы разливки стали. Сравнение показателей разливки сверху и сифоном.

Раздел 4. Получение слитков и литых заготовок черных металлов

(6 часа)

Оборудование для разливки стали. Способы разливки стали. Сравнение показателей разливки сверху и сифоном.

После окончания плавки в сталеплавильном агрегате (печи) металл выпускают в сталеразливочный ковш и затем, иногда после внепечной обработки в ковше, разливают в изложницы или на установках непрерывной разливки. В результате за­твердевания жидкой стали получают литые заготовки — слит­ки, которые в дальнейшем подвергают обработке давлением (прокатке, ковке). На слитки разливают большую часть стали, выплавленной во всех сталеплавильных агрегатах; лишь около 2 % всей стали идет на фасонное литье.

Разливка — важный этап сталеплавильного производства. Технология и организация разливки в значительной степени определяют качество готового металла и количество отходов при дальнейшем переделе стальных слитков. Неправильно организованной разливкой можно испортить качественно вып­лавленную сталь. Даже незначительная небрежность в подго­товке разливочного оборудования часто ведет к большим по­терям металла при разливке.

Совершенствование технологии разливки может служить резервом увеличения производства стали. Достаточно ска­зать, что от 5 до 18 %, а иногда и до 25 % всей выплав­ляемой стали возвращается в переплав из-за дефектов, воз­никающих в процессе разливки и кристаллизации слитка.

Разливка сифоном и сверху. Применяют два основных способа разливки стали: разливку в изложницы и непрерывную разливку. Разливку в изложницы подразделяют на разливку сверху и сифоном. При разливке сверху сталь непосредственно из ковша поступает в изложницы, устанавливаемые на чугунных плитах — поддонах. После заполнения каждой из­ложницы стопор или шиберный затвор ковша закрывают, ковш транспортируют к следующей изложнице, вновь открывают стопор (шиберный затвор) и после заполнения сталью новой изложницы цикл повторяют. С целью уменьшения напора струи и раз­брызгивания металла на стенки излож­ниц разливку сверху иногда ведут че­рез промежуточные ковши (Рис. 4.1, а) и в отдельных случаях через про­межуточные воронки (Рис. 4.1, б).

Рис. 4.1. Разливка стали сверху через промежуточный ковш (а) и промежуточ­ную воронку (б): 1 — сталеразливочный ковш; 2 — промежуточный ковш; 3 — стакан;

4 — прибыль­ная надставка; 5 — изложница; 6 — промежуточная воронка; 7 — подставка

При сифонной разливке, основанной на принципе сообщающихся сосудов, сталью одновременно заполняют нес­колько (от двух до шестидесяти) из­ложниц. Жидкая сталь из ковша посту­пает (Рис. 4.2.) в установленную на поддоне футерованную изнутри центро­вую, а из нее по футерованным каналам поддона в изложницы снизу. После наполнения всех установленных на поддоне из­ложниц стопор (шиберный затвор) закрывают и ковш транс­портируют к следующему поддону и т.п.

Рис. 4.2. Схема сифонной разливки стали:

1 — сталеразливочный ковш; 2 — центро­вая; 

3 — прибыльная надставка; 4 — из­ложница; 5 — поддон;

6 — сифонный кир­пич; 7 — стопор

Оба способа разливки обладают рядом преимуществ и не­достатков. Сифонная разливка имеет следующие преимущества перед разливкой сверху:

1) одновременная отливка нескольких слитков сокращает длительность разливки плавки и позволяет разливать в мел­кие слитки плавки большой массы;

2) вследствие сокращения общей длительности разливки скорость подъема металла в изложнице может быть значи­тельно меньшей, чем при разливке сверху;

3) поверхность слитка получается чистой, так как ме­талл в изложницах поднимается спокойно без разбрызги­вания;

4) повышается стойкость футеровки ковша и улучшаются условия работы стопора и шиберного затвора вследствие меньшей длительности разливки и уменьшения числа открыва­ний и закрываний стопора или затвора;

5) во время разливки можно следить за поведением под­нимающегося металла в изложнице и в соответствии с этим регулировать скорость разливки.

Недостатки сифонной разливки:

1) сложность и повышенная стоимость разливки, обуслов­ленные расходом сифонного кирпича, установкой дополни­тельного оборудования и значительными затратами труда на сборку поддонов и центровых;

2) дополнительные потери металла в виде литников (0,7— 2,5 % от массы разливаемой стали) и возможность потерь при прорывах металла через сифонные кирпичи;

3) необходимость нагрева металла в печи до более высо­кой температуры, чем при разливке сверху, так как он дополнительно охлаждается в каналах сифонного кирпича.

Преимуществами разливки сверху являются:

1) более простая подготовка оборудования к разливке и меньшая стоимость разливки;

2) отсутствие расхода металла на литники;

3) температура металла перед разливкой может быть ни­же, чем при сифонной разливке.

Вместе с тем, разливке сверху присущи следующие не­достатки:

1) образование плен на поверхности нижней части слит­ков, что является следствием разбрызгивания металла при ударе струи о дно изложницы. Застывшие на стенках излож­ницы и окисленные с поверхности брызги металла не раство­ряются в поднимающейся жидкой стали, образуя дефект по­верхности — плены, которые не свариваются с металлом при прокатке, благодаря чему поверхность прокатанных • загото­вок приходится подвергать зачистке,  удаляя участки с де­фектами, что ведет к потерям металла;

2) большая длительность разливки;

3) из-за большой длительности разливки снижается стой­кость футеровки ковша и в связи с большим числом открыва­ний и закрываний ухудшаются условия работы стопора или шиберного затвора.

Оба способа разливки широко применяют. Вопрос о том, какой из них является лучшим, до сих пор не решен. Благодаря простоте и отсутствию потерь металла с литниками часто предпочитают разливку сверху. Несмотря на необходимость дополнительной зачистки поверхности прока­та, разливка сверху для рядовых марок является более эко­номичной, чем разливка сифоном. В то же время высококачественные и легированные стали, когда для уменьшения по­терь дорогостоящего металла на зачистку важно получить чистую поверхность слитка, разливают главным образом си­фоном. Сифонной разливкой, как правило, получают также слитки массой менее 2,5 т. Потери металла при  разливке си­фоном и сверху в виде скрапа и недоливов составляют 0,6—1,9 %; при разливке сифоном дополнительно теряется 0,7—2,5 % разливаемой стали в виде литников.