ДонНТУ   Портал магистров

Реферат по теме: "Изучение процессов формирования корочки безпрерывнолитой заготовки"

Содержание

Введение

Под непрерывной разливкой стали обычно принято подразумевать систему технологий и операций, которые обеспечивают квазинепрерывный перевод жидкойстали, находящейся в сталеразливочном ковше, в твердое состояние в виде заготовок определенной геометрической формы. Процесс непрерывной разливки металла обеспечивает последовательную (без остановок) разливку определенного количества ковшей, подаваемых от сталеплавильных агрегатов, а получаемая заготовка при этом разрезается на мерные длины в соответствии с требованиями потребителей и затем отправляется на перекат в соответствующие прокатные цехи. При этом выход годной заготовки составляет 98,5-99,5% от массы разлитой жидкой стали. Разливку стали непрерывным способом осуществляют на специальных машинах, называемыхмашинами непрерывного литья заготовок (МНЛЗ), которые имеют определенную конструкционную архитектуру включающую поворотный стенд для замены сталеразливочных ковшей, промежуточный ковш, кристаллизатор, зону вторичного охлаждения заготовки, тянуще правильный механизм и пр. Существо процесса непрерывной разливки заключается в том, что жидкая сталь из сталеразливочного ковша поступает в промежуточный ковш, а далее в интенсивно охлаждаемую сквозную форму прямоугольного, квадратного, круглого или специального фасонного сечения – кристаллизатор, где происходит частичное затвердевание непрерывно вытягиваемого слитка и образуется твердая оболочка, заполненная жидкой сталью по форме и сечению, соответствующая готовой заготовке.

1. Схема работы радиальной сортовой МНЛЗ

Основной технологической функцией любой МНЛЗ является перевод стали из жидкого состояния в твердое с приданием получаемой заготовке определенной геометрической формы и обеспечением качественных показателей ее поверхности и внутренней структуры, регламентируемых соответствующими техническими условиями. Для достижения твердого состояния заготовки необходимо отвести некоторое количество тепла в окружающую среду в течение определенного времени. Для нормального процесса охлаждения необходимо обеспечить движение заготовки с определенной скоростью при регламентированном отводе тепла (охлаждение водой). К основным функциональным элементам МНЛЗ можно отнести: • сталеразливочный стенд – предназначен для размещения на нем сталеразливочных ковшей , передачу их из резервного положения в положение разливки и обратно, обеспечения серийной разливки, подъема и опускания ковшей при разливке, а также для непрерывного взвешивания ковшей с металлом; • тележка промежуточного ковша – служит для удержания его при разливке и перемещения из резервной позиции в рабочую; • промежуточный ковш – обеспечивает поступление металла в кристаллизатор с определенным расходом хорошо организованной струей, позволяет разливать сталь в несколько кристаллизаторов одновременно и осуществлять серийную разливку методом «плавка на плавку» при сменесталеразливочных ковшей без прекращения и снижения скорости разливки; промежуточный ковш является буферной емкостью, так как с его помощью согласовывается поступление металла из сталеразливочного ковша в кристаллизатор; • кристаллизатор – предназначен для приема жидкого металла, формирования слитка заданного сечения и первичного его охлаждения (выполняется из меди и охлаждается в процессе разливки водой); • механизм возвратно-поступательного движения кристаллизатора – создает условия, снижающие вероятность возникновения прорывов корки слитка на выходе из него, а также обеспечивает полное «залечивание» места разрыва, возникшего при движении слитка в кристаллизаторе; • зона вторичного охлаждения (ЗВО) – позволяет создать оптимальные условия для полного затвердевания непрерывно отливаемого слитка, обеспечивающие равномерное охлаждение заготовки (распыления воды форсунками , поддержание ее геометрической формы роликами предотвращение выпучивания) и требуемое качество металла; • тянуще – правильная машина (ТПМ) – предназначена для вытягивания литой заготовки из кристаллизатора, выпрямления ее на радиальных и криволинейных устройствах и подачи к машине (механизму) для резки; ТПМ обеспечивает подачу затравки в кристаллизатор, удержание ее в кристаллизаторе на время уплотнения зазоров, вытягивание с непрерывнолитой заготовкой из кристаллизатора, отделение головки затравки от заготовки и т.п.; • машина (механизм) для резки заготовок – обеспечивает разделение непрерывнолитого металла на мерные длины в соответствии с требованиями потребителей; • затравка – предназначена для образования временного «дна» в кристаллизаторе перед началом разливки и последующего вытягивания со сцепленной заготовкой ТПМ; • устройство для электромагнитного перемешивания – позволяет повысить качество заготовки. В настоящее время в эксплуатации находится большое разнообразие установок непрерывной разливки стали. Все эти разновидности установок классифицируются по следующим признаками. По типу заготовки МНЛЗ различаются на слябовые, блюмовые и сортовые. Заготовки, отливаемые на слябовых машинах, имеют форму поперечного сечения в виде прямоугольника с соотношением длинной стороны к короткой > 3 …4. На блюмовых и сортовых МНЛЗ отливают заготовки в виде круга, квадрата или прямоугольника с меньшим отношением сторон. Заготовки с размером стороны > 200мм обычно называются блюмами, с меньшим размером – сортовыми заготовками. По принципу работы различают установки непрерывной разливки и полунепрерывного литья. На машинах непрерывной разливки слиток режется на заготовки мерной длины, что позволяет разливать плавки сериями методом плавки на плавку. При полунепреывной литье длина заготовки обусловлена конструктивными особенностями – ходом механизма вытягивания, который выбирается из соображения упрощения и удешевления машины в данных условиях производства. По составу различают одно- и многоручьевые МНЛЗ. Увеличение производительности установки достигается разливкой металла из сталеразливочного ковша в несколько кристаллизаторов. Обычно сортовые машины образуются четырьмя – восемью ручьями, а слябовые – двумя. В последнее время изготавливаются слябовые машины с четырьмя ручьями. По характеру движения кристаллизатора различаются следующие типы МНЛЗ: - с возвратно-поступательным движением; кристаллизатор, определенный период движется одновременно со слитками или, опережая его, а затем возвращается в начальное положение; к этому типу машин относится основное количество установок непрерывной разливки стали; - с кристаллизатором, двигающимся со скоростью слитка; это обеспечивает отсутствие скольжения оболочки слитка относительно кристаллизатора и, следовательно, трения между ними, что снижает вероятность разрыва оболочки при высоких скоростях разливки; к этому типу МНЛЗ относится так называемая роторная (валковая) МНЛЗ. По расположению технологической оси установки непрерывной разливки стали делятся на машины с постоянной кривизной оси до окончания затвердевания слитка (см. рисунок 1, а-д) и машины с технологической осью на участке затвердевания слитка переменной кривизны (см. рисунок 1, е, ж). Наибольшее распространение получили следующие виды МНЛЗ: вертикальные, криволинейные и радиальные, с изгибом слитка и горизонтальные. На смену вертикальным МНЛЗ, с середины 70-х годов прошлого века, пришли МНЛЗ радиального типа,которые и получили наибольшее распространение. Это, прежде всего, было связано с усовершенствованием процесса выплавки и сокращением времени на окончательную доводку стали до заданного химанализа. Потребовались машины с более высокой скоростью разливки, большим количеством ручьёв и имевших более компактную и дешёвую конструкцию. Отличительной особенностью радиальных МНЛЗ являлся кристаллизатор, имеющий изгиб соответствовавший базовому радиусу МНЛЗ, что позволяло создать единую технологическую ось ручья заданного радиуса. Преимущества радиальных МНЛЗ были неоспоримы: высокая скорость разливки; высокая производительность; меньшая высота машины; Из недостатков радиальных МНЛЗ стоит отметить некоторое ухудшение качества слитка, из-за всплытия шлаковых включений к стенке малого радиуса кристаллизатора, что повышало вероятность появления внутренних трещин и ликвационных полос. Этот недостаток был устранён на криволинейных МНЛЗ.

2. Особенности конструкции кристаллизаторов

Кристаллизатор МНЛЗ представляет собой водоохлаждаемую изложницу, внутренняя поверхность которой подвержена истирающему воздействию движущегося кристаллизующегося слитка стали. Кристаллизатор является наиболее важным узлом МНЛЗ. Он обеспечивает быстрое образование достаточно толстой прочной «корочки» на поверхности непрерывно-литой заготовки. Медные или стальные пластины имеют каналы для протока охлаждающей воды. Стенки кристаллизатора монтируются в прочном корпусе. Длина кристаллизатора МНЛЗ составляет (500…1500) мм для обеспечения образования «корочки» толщиною (8…25) мм на поверхности заготовки при выходе из кристаллизатора. Внутренняя строганная (или волнистая) поверхность, смазка и непрерывные вертикальные возвратно — поступательные перемещения кристаллизатора при разливке стали предохраняют поверхность заготовки от образования дефектов (продольных трещин). Соотношение скоростей качания кристаллизатора: скорость движения вверх на 70% выше скорости движения вниз. Шаг качания — (10…40) мм, частота — (10…100) циклов в минуту. На рис.3 показана конструкция кристаллизатора МНЛЗ для отливки слябов (слитков плоского сечения). Жидкая сталь, кристаллизуясь, приваривается к «затравке» и разъединение «затравки» с заготовкой осуществляется на начальном участке тянуще-правильной клети. Затем «затравка» вновь готовиться к работе по обычной технологии. Охлаждение кристаллизатора МНЛЗ (система первичного охлаждения разливаемого металла) производиться водой: подвод воды снизу, скорость не менее 5 м/с, температура на сливе не выше 500°С, расход (100…120) м?/час на 1 м размера полости внутреннего диаметра кристаллизатора. Стойкость толстостенного кристаллизатора — (20…45) тыс. т. стали или до 85 плавок. Допустимый износ медной пластины по толщине — 1 мм. Расход меди – (0,09…0,15) кг/т стали. Обычная технологическая длина кристаллизатора еще до недавнего времени составляла 700-800 мм при минимальных размерах от 500 мм до максимальных 1200 мм. Современная концепция кристаллизаторов предполагает длину порядка 900-1000 мм, что увеличивает толщину твердой корочки заготовки на выходе из кристаллизатора при литье на более высоких скоростях. Рабочая часть кристаллизаторов изготавливается либо из рафинированной меди, либо из сплава меди с серебром или сплавов меди с хромом и цирконием. Для повышения эксплуатационной стойкости на внутреннюю поверхность кристаллизатора наносятся специальные защитные покрытия на основе хрома или никеля. Хромовое покрытие – традиционное износостойкое покрытие внутренней поверхности кристаллизатора. Его применяют непосредственно на медных пластинах при разливке блюмовой и сортовой заготовки, а также как износостойкое покрытие, ослабляющее трение между никелем и медью в слябовых МНЛЗ. Твердость хрома равняется около 900 HV, но толщина напыления хрома ограничена 0,12-0,13 мм (в слябовых МНЛЗ) и приблизительно 0,20-0,22 мм (сортовая МНЛЗ). На сегодняшний день основные задачи его применения – снижение трения и уменьшение прилипания в кристаллизаторе при резком изменении уровня металла при запуске. В последние годы в качестве защитного покрытия успешно применяется никель и никелевые сплавы, имеющий определенные преимущества в части регулирования интенсивности теплоотвода. Твердость таких покрытий варьируется от 220 до 1200 HV, а теплопроводность – от 90 до 30 Вт/(мК). На практике для слябовых МНЛЗ используют никелевые покрытия, которые имеют различную толщину по высоте кристаллизатора. Это позволяет расширить возможности управления процессом теплоотвода в кристаллизаторе, что особенно важно для трещиночувствительных марок сталей. Кроме того, ведущие производители кристаллизаторов используют различного рода трехслойные покрытия типа никель (+фосфор) – кобальт – хром, которые существенно повышают стойкость гильз, но при этом несколько удорожают их стоимость. В конструкционном плане медная часть кристаллизаторов выполняется либо в виде гильзы, либо сборной. В радиальных МНЛЗ обычно используют гильзовые кристаллизаторы – которые обычно применяются для отливки квадратной заготовки сечением до 220-250 мм, а также для отливки круглой заготовки. Гильзовые кристаллизаторы изготавливаются из цельнотянутых медных труб с толщиной стенки 5…20 мм. Из трубной заготовки различными методами обработки металла давлением получают деталь с заданным профилем поперечного сечения, называемую гильзой, которая и является внутренней рабочей стенкой кристаллизатора. Гильза вставляется в стальной корпус и крепится в верхней части с помощью фланца. Нижняя часть гильзы фиксируется в корпусе с помощью уплотнения, допускающего свободное термическое расширение без возникновения деформации стен. Вода движется между корпусом и гильзой по зазору шириной 4…7 мм, обеспечивая интенсивный и равномерный отвод теплоты. Коробление гильзы предотвращается также устройством ребер жесткости. Большим достоинством гильзовых кристаллизаторов является возможность достижения высоких скоростей разливки вследствие большой интенсивности теплоотвода через тонкие стенки гильзы, отсутствие стыков в рабочей поверхности стенки, которые часто являются причиной зависания слитка, небольшой расход меди, легкая сменяемость изношенных гильз, а также простота конструкции и сравнительно невысокая стоимость. Однако гильзовые кристаллизаторы непригодны для разливки прямоугольных и крупных квадратных сечений из-за недостаточной жесткости медных тонкостенных гильз, а также практически не восстанавливаются при ремонтах. Эксплуатационная стойкость гильзовых кристаллизаторов может составлять 20-25 тыс. т жидкой стали. Интенсивность отвода тепла в гильзах существенно повышается за счет уменьшения величины воздушного зазора между стенкой гильзы кристаллизатора и корочкой непрерывного слитка. Воздушный зазор может быть устранен или, по крайней мере, сокращен до минимума, а теплопередача оптимизирована, если контур кристаллизатора будет в максимальной степени соответствовать контуру корки непрерывного слитка. На практике поправка на естественную усадку непрерывнолитого слитка осуществляется путем выполнения внутренней поверхности гильзы кристаллизатора либо в виде многоступенчатого конуса, либо в виде так называемого параболического профиля. Эта концепция в целом обеспечила рост скорости вытяжки заготовки в среднем в 1,5-2,5 раза в сравнении с одноконусной и двухконусными гильзами.

3. Затвердевание стали в кристаллизаторе

В кристаллизаторе происходит формообразование конфигурации заготовки посредством наращивания твердой корочки. Процесс формирования твердой корочки сопровождается выделением тепла в окружающую среду (через стенки кристаллизатора). При этом возможно «прихватывание» (прилипание) твердой корочки к поверхности кристаллизатора, способствующее образованию прорывов твердой оболочки на выходе из него. За время пребывания расплава в кристаллизаторе от заготовки отводится 15-30% всего тепла, которое аккумулировано металлом. Особенностью работы кристаллизатора является интенсивный отвод тепла от заготовки. Так, температура стали в жидкой сердцевине заготовки, находящейся в кристаллизаторе, по крайней мере, на несколько градусов превышает температуру начала ее затвердевания (температура ликвидуса). Характерное распределение температуры в поперечном сечении кристаллизатора и заготовки при наличии газового зазора между заготовкой и стенкой кристаллизатора Для сталей различных марок температура ликвидус может колебаться от 1460 oС до 1539 oС. Интенсивность теплопередачи по представленной схеме зависит от следующих процессов: – конвективного движения потоков стали вдоль границы затвердевания; – теплопередачи через двухфазную зону заготовки (и протяженности двухфазной зоны); – интенсивности отвода тепла через затвердевшую корочку заготовки; – теплопередачи через газовый зазор между затвердевшей оболочкой заготовки и внутренней поверхностью кристаллизатора; – теплоотвода через защитное покрытие и непосредственно медную стенку кристаллизатора; – передачи теплоты охлаждающей воде. Струя стали, попадающая в кристаллизатор из промковша, имеет значительную кинетическую энергию, достаточную для перемешивания больших объемов жидкого металла. Не анализируя подробно условий перемешивания металла в кристаллизаторе падающей струей, отметим лишь, что там, где эти потоки имеют большую скорость, происходит более интенсивный прогрев стенки кристаллизатора, а нарастание твердой корочки замедляется. Перемещение жидкого металла в кристаллизаторе обусловлено следующими процессами: – вертикальным движением струи металла из промковша в кристаллизатор. При разливке открытой струей металл продолжает двигаться вертикально вниз и непосредственно в жидкой ванне заготовки, проникая на глубину в несколько метров. При использовании погружного стакана струя металла проникает в жидкую ванну заготовки также вертикально или под углом, соответствующим углу наклона отверстий в погружном стакане; – конвективными потоками в жидкой ванне заготовки, обусловленными внедрением в расплав струи (или струй) металла, вытекающей из промковша (погружного стакана); – волновыми процессами на зеркале металла в кристаллизаторе, которые негативно влияют на качество поверхности заготовки вследствие захвата шлакообразующей смеси; – бурлением поверхности металла при разливке открытой струей или при вдувании аргона через стопор-моноблок. Выбор рациональной схемы подвода струи металла в кристаллизатор определяется целой совокупностью технологических соображений. Однако, наибольшее влияние на прогрев стенки кристаллизатора и подмыв твердой корочки оказывают потоки в точках пересечения траектории движения струи с поверхностью кристаллизатора. Вместе с тем, в отдельных случаях вытекающие из погружного стакана потоки металла целесообразно направлять под углом вверх с целью обогрева мениска в углах кристаллизатора у боковых граней. В этом случае наиболее сложные гидродинамические и теплофизические условия формирования корочки затвердевшего металла наблюдаются на границе обратных потоков со стенкой кристаллизатора и утепляющим шлаком на мениске. В целом процессы отвода тепла от поверхности твердой корочки заготовки через стенки кристаллизатора имеют определяющее значение с точки зрения динамики нарастания твердой фазы и, как следствие, формирования поверхностных и подповерхностных дефектов. Для обеспечения высокой производительности МНЛЗ и требуемого качества поверхности ведущие фирмы (производители МНЛЗ) стремятся к оптимизации геометрической формы кристаллизатора, отходя от классических конструкций. Видимо, усилия в области создания оптимальной геометрической формы кристаллизатора будут продолжаться, что позволит разливать сталь с еще большими скоростями. Большое влияние на теплообмен оказывают шероховатость и волнистость поверхности. Расстояние между неровностями при шероховатости превышает их высоту в десятки раз, а при волнистости - в сотни раз. При сближении двух поверхностей в контакт вступают, прежде всего, наиболее высокие неровности. По мере роста давления на корочку затвердевшего металла происходит некоторая деформация неровностей, и к контакту подключаются новые, более низкие выступы. При этом число контактных пятен и относительная площадь фактического контакта увеличиваются. В этих условиях теплота передается от одного тела к другому, прежде всего, через пятна непосредственного соприкосновения. Поэтому линии теплового потока всегда стягиваются к пятнам, где происходит концентрация теплового потока. Обычно для анализа контактного теплообмена соприкасающиеся тела делят на ряд параллельных каналов, имеющих одинаковый средний радиус и число каналов, равное числу пятен контакта. Продолжительность контактного теплообмена может быть увеличена за счет технологических мероприятий, способствующих повышению пластических свойств стали при температурах ее затвердевания. Чистые кристаллы железа, например, при высоких температурах обладают высокими пластическими свойствами и могут деформироваться вследствие ползучести стали более длительное время, чем углеродистые стали. Такое свойство пластичного железа, несомненно, будет способствовать увеличению продолжительности контактного теплообмена в кристаллизаторе путем оптимизации его геометрической формы. Присутствие неметаллических включений существенно уменьшает сцепление между кристаллами и вызывает резкое снижение пластических свойств, способствуя более быстрому отходу оболочки заготовки от стен кристаллизатора. Поэтому пластичность стали при высоких температурах зависит, прежде всего, от химического состава стали, ее температуры плавления, характера расположения неметаллических включений, режима раскисления стали и внепечной обработки. Если химический состав стали после раскисления способствует быстрому затвердеванию неметаллических включений в глобулярной форме, то пластичность стали при высоких температурах повышается. При выделении в процессе кристаллизации легкоплавких включений по границам зерен, которые в период интенсивного развития усадки находятся еще в жидком состоянии, затвердевшая корочка оболочки заготовки может противостоять без образования трещин меньшему ферростатическому давлению. Такие свойства металла вызывают необходимость снижения скорости непрерывной разливки и требуют сокращения продолжительности контактного теплообмена. В практике разливки стали предпочтение отдается кристаллизаторам, изготовленным из первичной меди, сплавов рафинированной меди с серебром (0,15-0,2%) и другими эле- ментами, имеющими высокую теплопроводность или повышающими прочность материала. На рабочую поверхность кристаллизаторов также наносятся специальные износостойкие покрытия на основе хрома, никеля и т.п. Для обеспечения интенсивности теплоотвода медные стенки охлаждаются проточной водой, которая подается с высоким расходом в специальные каналы. В результате пребывания металла в кристаллизаторе должна сформироваться твердая корочка, достаточная для того, чтобы при выходе из него заготовка имела прочную оболочку, не допускающую прорывов и растрескиваний твердого каркаса. Толщину твердой корочки можно с достаточной точностью оценивать по приближенной эмпирической формуле (закон квадратного корня) При ухудшении контакта какой-либо части заготовки со стенкой кристаллизатора наблюдается локальное уменьшение толщины твердой корочки, что приводит к ухудшению прочностных свойств твердого каркаса слитка в этой области. Наиболее часто это проявляется в углах заготовки. В целом же при выходе из кристаллизатора должна сформироваться такая твердая корочка, которая оказывается достаточной для того, чтобы выдерживать воздействие на нее ферростатического давления стали, а также растягивающих напряжений, вызываемых усилиями, создаваемыми при вытягивании заготовки. При разрушении твердой корочки слитка образуется продольная трещина, через которую вытекает жидкая сталь. Такая ситуация является аварийной и приводит, по меньшей мере, к остановке ручья или МНЛЗ в целом. В зависимости от марки стали, конфигурации заготовки и скорости разливки требуемая (с точки зрения обеспечения надежности процесса литья) толщина твердой корочки на выходе из кристаллизатора колеблется в пределах 15-18 мм для сортовых заготовок, 25-30 мм для блюмов и 25-35 мм для слябов.

4. Дефекты связанные с работой кристаллизатора сортовой МНЛЗ

Все дефекты, встречающиеся в непрерывнолитых заготовках, можно условно разделить на следующие группы: – дефекты геометрической формы (профиля) заготовки; – поверхностные и подповерхностные дефекты; – внутренние дефекты, которые располагаются внутри тела заготовки. К числу основных дефектов непрерывнолитых заготовок следует отнести: дефекты геометрической формы, поверхностные продольные, поперечные и паукообразные трещины, внутренние трещины, дефекты в сердцевине слитка, поры и участки шлаковых включений и т.п. Дефекты профиля непрерывнолитой заготовки – это дефекты, при которых поперечное или продольное сечение заготовки деформировано относительно заданной геометрической конфигурации. Такие дефекты могут быть связаны с повышенной скоростью или температурой разливки стали, с недостаточным, повышенным или неоднородным охлаждением слитка. Главной причиной, вызывающей развитие нарушения конфигурации заготовки, является неравномерное наращивание корки слитка в кристаллизаторе. Разнотолщинная корочка слитка на выходе из кристаллизатора при дальнейшем интенсивном охлаждении слитка будет способствовать развитию высокой ромбичности заготовки. Образование неоднородной корки слитка в кристаллизаторе может быть связано с неточной центровкой струи металла из промежуточного ковша, износом или деформацией профиля гильзы, неравномерным охлаждением слитка ввиду переменного зазора между обечайкой и гильзой кристаллизатора. Высокая ромбичность непрерывнолитой заготовки может вызвать проблемы при формировании профиля в валках клетей прокатного стана. Кроме того, высокая ромбичность заготовки может обусловливать возникновение других видов дефектов (например, поверхностных и внутренних продольных трещин). Поперечные поверхностные трещины располагаются по углам или граням непрерывнолитой заготовки в поперечном направлении, то есть, перпендикулярно направлению разливки металла. Поперечные трещины могут располагаться посередине граней, а также в углах заготовки. Основными причинами возникновения поперечных трещин являются избыточная конусность или деформация рабочей поверхности кристаллизатора, недостаточное количество смазки или ШОС в кристаллизаторе, отклонения в центровке кристаллизатора относительно технологической оси ручья, отклонения при возвратно-поступательном движении кристаллизатора от рабочей траектории и т.п. Все это вызывает увеличение сил трения между слитком и рабочей поверхностью кристаллизатора. Одним из основных факторов, определяющих возможность образования поперечных трещин на поверхности заготовок, является настройка режима качания кристаллизатора. Отклонения в работе механизма качания (люфты, биения), могут привести к изменению параметров, влияющих на формирование твердой корочки, стать причиной ее подвисания в кристаллизаторе или разрыва сплошности оболочки. При образовании поперечных трещин в кристаллизаторе возможно образование наплывов металла, что значительно ухудшает качество поверхности непрерывнолитой заготовки и требует ее зачистки. Еще одной причиной образования поперечных трещин может явиться операция разгиба заготовки в случае, если она переохлаждена ниже области горячей пластической деформации. Заливины образуются в результате попадания жидкого металла в зазор между корочкой слитка и стенкой кристаллизатора, образующийся вследствие искривления мениска в области их соприкосновения. Образование заливин наиболее вероятно при перерывах в подаче металла в кристаллизатор, недостаточной или неравномерной смазке стенок кристаллизатора, значительных колебаниях уровня металла в нем, разливке металла с пониженной скоростью и температурой и т.п. Заливины образуются также в случае прорыва оболочки слитка. В целом для предупреждения таких дефектов как пояса, завороты корочки слитка, заливины необходимо предотвращать затягивание дозирующих узлов промежуточных ковшей, минимизировать амплитуду колебаний уровня металла в кристаллизаторе, оптимизировать режимы работы смазки его рабочей поверхности, обеспечивать стабильность скорости разливки и пр.

Влияние скорости разливки на толщину корочки и качество заготовки

Скорость образования корочки твердого металла в самом кристаллизаторе, как показали исследования, хорошо описывается уравнением: X=K*? Средний коэффициент затвердевания заготовок круглого сечения диаметром 170-190 мм равен для низкоуглеродистых сталей 25-26 мм/мин 0,5, для высокохромистых 22-24 мм/мин 0-5, для высоколегированных хромоникелевых и хромоникельмарганцовистых сталей 18-20 мм/мин 0,5, наконец, для жаропрочных сталей на никелевой основе 11-13 мм/мин 0,5. Для обеспечения нормальных условий разливки толщина корочки при выходе слитка из кристаллизатора должна быть не менее 2,5 мм. При рабочей длине кристаллизатора, равной 100 см, скорость разливки для заготовок низкоуглеродистой стали разных сечений изменяется в следующих пределах

Список источников

  1. Затуловский С.С., Демченко В.Ф., Юдович А.А. Непрерывное литье стали. №7. М.: Металлургия. 1981.
  2. Барбаев В.И. Оптимизация технологии ковки крупных слитков с целью снижения энергозатрат./ В.И.Барбаев, Е.П. Большина //Сб. научных трудов по материалам межд. научно-практ. конф. «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании' 2008», т. 4, Технические науки, Одесса,2008. – с.65-71.
  3. Большина Е.П. Изучение оптимизационной модели процесса разливки непрерывного слитка./ Е.П. Большина, В.И Барбаев //сб. Казанская наука, №9, вып.1.2010г. – с.97-102.
  4. Источник: http://emchezgia.ru/razlivka/21_skorost'_kristellizatsii.php