НЕПРЕРЫВНАЯ РАЗЛИВКА СТАЛИ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

Необходимость достаточно точного регулирования расхода металла при непрерывной его разливке обусловливает наличие в дозирующих устройствах каналов с относительно малыми размерами поперечного сечения. Это приводит к увеличению вероятности нарушения стабильности процесса разливки изза высокой линейной скорости струи металла. Высокая скорость струи металла, поступающего в кристаллизатор, обусловливает возникновение вихревых потоков под зеркалом металла, из за которых возникает возможность захвата частиц шлакообразующей смеси в жидкую лунку формирующейся заготовки. Малое поперечное сечение канала дозирующего устройства требует большего перегрева металла над линией ликвидус.

Метод, позволяющий в значительной степени увеличить диаметр металлотракта, по которому металл поступает в кристаллизатор из сталеразливочной емкости, и ликвидировать устройство для регулирования расхода металла, состоит в следующем. Жидкий металл поступает в кристаллизатор через огнеупорный тракт, площадь рабочего сечения которого соизмерима с площадью поперечного сечения отливаемой заготовки. Для предотвращения перелива металла кристаллизатор снабжен крышкой. Между крышкой и зеркалом металла в кристаллизаторе поддерживается слой шлака, который предотвращает сцепление металла с крышкой и служит для смазки стенок кристаллизатора, снижения теплопотерь и ассимиляции неметаллических включений, всплывающих из жидкой лунки слитка. В этом случае на формирующуюся оболочку слитка воздействует дополнительное (по сравнению с обычным процессом) ферростатическое давление, равное высоте металла от его уровня в промежуточном ковше до уровня металла в кристаллизаторе.

Как показали исследования, проведенные на горячей модели, увеличение давления на Kenneth Е. Blazek. Mold Heat Transfer During Continuous Casting. Iron and Steelmaking. February 1968. P. 46—48.

зеркале металла в кристаллизаторе приводит к увеличению толщины оболочки формирующегося слитка на выходе из кристаллизатора и уменьшает ее разнотолщинность за счет более полного контакта металла со стенками кристаллизатора. При этом эффект воздействия проявляется при избыточном давлении >0,25 кг/см2.

Исследование влияния диаметра металло провода на затягивание шлаковых включений в жидкую лунку слитка при разливке под дав * лением проводили на гидравлической модели.

Гидродинамические процессы, протекающие в кристаллизаторе, иссдедовали методом фоторегистрации перемещения полистироловых шариков диаметром 0,5—1 мм при освещении стробоскопическим лучом света. Слой шлака моделировали обезжиренными полиэтиленовыми шариками плотностью 0,75 кг/т, диаметром 0,3—3 мм.

Гидродинамическая структура течения при литье под давлением отличается от обычной непрерывной разливки через погружные прямоточные стаканы прежде всего тем, что отсутствуют вихревые потоки на границе шлак — металл в кристаллизаторе. При этом глубина проникновения струи в жидкую лунку в 2— Зраза меньше, чем при обычной разливке.

В проведенных экспериментах не происходит захвата полиэтиленовых шариков, имитирующих шлакообразующую смесь в кристаллизаторе, в жидкую лунку слитка при отношении скорости струи металла, поступающей в кристаллизатор, к скорости вытягивания слитка <15.

При креплении крышки (см. рис. 2) жестко к промежуточному ковшу объем камеры избыточного давления не зависит от движения кристаллизатора. Такую схему разливки применяли при разливке на вертикальной УНРС блюмов сечением 280x320 мм. Шлакообразующую смесь подавали через отверстия в надставке кристаллизатора с помощью пневмоцилиндров.

Для разливки мелких сечений разработана конструкция, показанная на рис. 3. В этом случае шлакообразующую смесь в камеру избыточного давления также подают с помощью пневмоцилиндра.

Анализ качества непрерывнолитых блюмов, отлитых различными методами, приведен в таблице.

Изменение объема камеры избыточного давления в процессе разливки приводит к колебанию уровня металла в кристаллизаторе, что явилось причиной увеличения загрязненности подповерхностных слоев литых заготовок шлаковыми включениями. При постоянстве объема камеры избыточного давления шлаковых включений в подповерхностных слоях не обнаружено. При этом за счет полной изоляции металла на пути промковш— кристаллизатор от атмосферы и изменения динамики потоков металла в жидкой лунке формирующегося слитка значительно сокращается общее содержание включений в литой заготовке.

Следует отметить, что пульсирующее давление на зеркале металла в кристаллизаторе несколько снижает осевую пористость литых заготовок. На поверхности литых заготовок, отлитых при постоянстве объема камеры избыточного давления, отсутствовали следы воз вратнопоступательного движения. Встречающиеся на ней наплывы имели глубину до 1мм.

Внедрение метода непрерывной разливки стали под давлением позволит: улучшить качество непрерывнолитых заготовок за счет снижения содержания неметаллических включений и уменьшения складчатости поверхности; снизить перегрев металла над температурой ликвидус, уменьшить вероятность закупорки рабочего канала металлотракта за счет использования стаканов с большим диаметром рабочего канала; улучшить экологическую обстановку на рабочей площадке УНРС за счет локализации газопылевыделений на участке промковш— кристаллизатор.

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ Черная металлургия России и стран СНГ в XXI веке. Т о м 3, Москва 1994