УСТАНОВКА СОВМЕЩЕННЫХ ПРОЦЕССОВ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ И ДЕФОРМАЦИИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТОНКИХ СЛЯБОВ И ЛИСТА

Дальнейшее совершенствование литейнопрокатных комплексов путем внедрения ресурсосберегающих технологических . процессов и улучшения качества проката возможно на основе развития основного направления, заключающегося в создании принципиально новых установок непрерывного литья стали для получения металлопродукции, близкой по форме и размерам к готовой продукции.

К основным недостаткам действующих машин непрерывной разливки заготовок (МНЛЗ) следует отнести следующие: большие габариты, в частности технологическая линия слябовых МНЛЗ составляет 30—40 м, а масса оборудования слябовой МНЛЗ — 6500 т; низкая стойкость дорогостоящих роликов зоны вторичного охлаждения; плохое качество заготовок; применение сплошной зачистки, в частности для слябов из нержавеющей стали, что не позволяет использовать тепло литого металла и снижает выход годного, причем потери непре рывнолитого металла составляют 10%.

Таким образом, работы по созданию новых установок совмещенных процессов непрерывного литья и деформации связаны с возрастающими требованиями к качеству металлопродукции, снижением расхода металла, энергии и топлива, необходимостью обработки металлопластичных и труднодеформируемых сталей и сплавов.

Решить многие проблемы процесса непрерывной разливки черных и цветных металлов и сплавов представляется возможным, по мнению авторов, путем использования принципиально новой установки совмещенных процессов непрерывного литья и деформации (УНЛД), защищенной авторскими свидетельствами. Эта установка разработана на основе процессов и установок циклической деформации и предназначена для получения тонких слябов и листа, сортовых заготовок, биметалла и других профилей со скоростью 6—Юм/мин.

Отличительной особенностью УНЛД является то, что процессы образования оболочки, формирование полосы при наличии жидкой фазы и обжатие затвердевшего металла осуществляются в кристаллизаторе, что позволяет исключить зону вторичного охлаждения и существенно улучшить качество металлопродукции. Причем бойки кристаллизатора после об

разования замкнутой оболочки слитка с жидкой фазой одновременно с формированием полосы продвигают ее по направлению литья, создавая при этом на контактных поверхностях сжимающие напряжения, которые предохраняют оболочку слитка от разрушения.

Основные преимущества установки совмещенных процессов непрерывного литья и деформации следующие: минимальные габариты установки в связи с отсутствием зоны вторичного охлаждения и тянущего устройства; возможность получения листа из черных и цветных металлов толщиной 2—4 мм; высокое качество металлопродукции, которое обеспечивается: а) получением мелкозернистой и однородной структуры металла без дефектов литейной природы вследствие интенсивного перемешивания жидкого металла и обжатия бойками с высокой степенью деформации затвердевшего металла; б) исключением продольной разнотолщинности полосы вследствие узкого температурного интервала деформации; в) высокой точностью полосы л хорошим качеством ее поверхности вследствие деформации и наличия калибрующего участка на бойках* кристаллизатора; минимальная толщина окалины на полосе вследствие обжатия в кристаллизаторе практически неокисленного металла; возможность обрабатывать малопластичные и труднодеформируемые стали и сплавы вследствие благоприятной схемы напряженного состояния металла при деформации бойками и в узком температурном интервале.

Оценка напряженнодеформированного состояния металла при обжатии полосы бойками показала (рисунок), что на контактной поверхности и в очаге деформации преобладают высокие сжимающие напряжения, которые способствуют интенсивной проработке центральной зоны полосы и предотвращают образование дефектов.

Предлагаемую установку совмещенных процессов непрерывного литья и деформации целесообразно использовать как для получения тонких слябов толщиной 15 мм, особенно из рядовых сталей, так и листа толщиной 4 мм из легированных сталей. При производстве тонких слябов возникают сравнительно небольшие силы деформации, поскольку процесс литья практически заканчивается в момент сближения корочек слитка. При производстве листа затвердевший металл обжимается бойками со степенью деформации 70%. Это позволяет получить мелкозернистую однородную структуру металла без дефектов, однако при этом существенно возрастают силы деформации.

Выполнены рабочие проекты УНЛД для производства листа сечением 4x420 мм из нержавеющей стали, причем скорость выхода листа из кристаллизатора 12м/мин, мощность электродвигателя 1100 кВт.

Разработана конструкция кассеты с кристаллизатором и бойками, 'которая устанавливается в клеть прокатного стана вместо валков, что позволяет использовать стан как установку совмещенных процессов непрерывного литья и деформации. Выполнен рабочий проект кассеты для производства листа сечением 4x200 мм из алюминия на Михайловском заводе обработки цветных металлов.

Предлагаемые установки совмещенных процессов непрерывного литья и деформации позволяют создать ресурсосберегающие технологические процессы в металлургии, существенно снизить металлоемкость оборудования и улучшить качество металлоизделий.

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