Neprekinjeno litje jekla: princip delovanja, potrebna oprema, prednosti in slabosti metode

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Danes je iz jekla narejenih ogromno najrazličnejših stvari, delov ipd.. Seveda je za to potrebna velika količina izvornega materiala. Zato v obratih že dolgo uporabljajo metodo neprekinjenega litja jekla, za katero je značilna najpomembnejša lastnost - visoka produktivnost.

Bistvena oprema za delo

Do danes je znanih več naprav za ulivanje jekla na ta način, ki so skrajšane kot UNRS. Sprva je bila razvita in v proizvodnji postavljena navpična instalacija, ki se nahaja 20-30 metrov pod nivojem tal v delavnici. Vendar je kasneje želja po opustitvi poglabljanja tal postala glavni motor za razvoj teh instalacij. To je privedlo do razvoja in implementacije stolpnih obratov za kontinuirano litje. Višina teh inštalacij je bila 40 m. Vendar pa ta različica stroja ni bila široko uporabljena iz dveh razlogov. Najprej zgraditetaka enota v delavnici je precej problematična in naporna. Drugič, pri njegovem delovanju se je pojavilo še več težav.

Ukrivljene in radialne instalacije

Sčasoma se je neprekinjeno litje jekla preneslo na delo z vertikalnimi upogibnimi stroji. Glavna značilnost je upogibanje ingota, ki prihaja ven po gredi za 90 stopinj. Po tem je bil v namestitvi uporabljen poseben ravnalni mehanizem za ravnanje ingota in šele po tej fazi je prišlo do rezanja. Neprekinjeno litje jekla na takšni opremi iz neznanega razloga ni postalo zelo priljubljeno. Prvič, upogib je seveda omogočil zmanjšanje višine, a hkrati močno omejil prečni prerez samega ingota. Več kot je bilo treba pridobiti odsek materiala, večji je moral biti ovinek, kar pomeni, da se je višina spet povečala. Drugič, upogibni stroji so bili postavljeni v jeklarne s še večjimi težavami kot vertikalni.

Danes postajajo vse bolj priljubljene naprave za kontinuirano litje radialnega jekla. Na takšni enoti se ingot oblikuje v kalupu in ga zapusti po istem loku, po katerem je vstopil vanj. Po tem se bo poravnal s pomočjo vlečno-pravilnega mehanizma. In potem lahko že začnete rezati ingot na obdelove. Prav ta zasnova se je v praksi izkazala za najbolj racionalno pri organizaciji pretoka blaga v jeklarni.

Kje se začne kasting

Tehnologija neprekinjenega delovanjalitje jekla je precej zapleten postopek. Vendar je pošteno reči, da načelo ostaja enako ne glede na uporabljeno proizvodno postavitev. Tehnologijo si lahko ogledate na primeru navpičnega UNRS.

Stroj je opremljen z zajemalko za vlivanje jekla skozi poseben žerjav. Po tem se jeklo steka v lonec, ki ima zamašek. Za stroje z enim pramenom bo en zamašek, za stroje z več prameni bo en zamašek na tok. Poleg tega ima lonec posebno pregrado za zadrževanje žlindre. Iz posode bo jeklo steklo v kalup skozi dozirno steklo ali zamašek. Pri tem je pomembno omeniti, da se pred prvim vlivanjem seme vnese v kalup s spodnje strani. Zapolni bodisi prečni prerez celotnega kalupa ali samo obliko obdelovanca. Zgornja plast semena bo dno kalupa. Poleg tega ima tudi obliko lastovkega repa za prihodnje pripenjanje z ingotom.

Nadaljnji casting

Naprej je treba v procesu neprekinjenega litja jekla počakati, da se raven surovin dvigne nad seme na višino približno 300-400 mm. Ko se to zgodi, se zažene mehanizem, ki sproži vlečno napravo. Ima vlečne zvitke, pod vplivom katerih bo seme padlo in skupaj z njim potegnilo nastali ingot.

Stroj za neprekinjeno litje ima kalup, običajno izdelan iz bakra z votlimi stenami. Je pod intenzivnimz delovanjem hladilne vode, njen notranji prerez pa ustreza obliki ingota, ki ga je treba dobiti. Tu nastane skorja brez ingotov. Pri visokih hitrostih vlivanja lahko pride do trganja te skorje in puščanja kovine. Da bi se temu izognili, so za kalup značilna povratna gibanja.

Značilnosti delovanja kalupa

Stroj za neprekinjeno litje ima električni motor, ki je odgovoren za ustvarjanje tega povratnega gibanja. To se izvede s silo menjalnika z nihajnim mehanizmom v obliki odmika. Najprej se kalup premika v isti smeri kot obdelovanec, to je navzdol, in po končanem postopku se vrne nazaj navzgor. Hod nihanja je od 10 do 40 mm. Kalup je pomemben predelek pri neprekinjenem litju jekla na kateri koli vrsti opreme, zato so njegove stene mazane s parafinom ali katerim koli drugim mazivom, ki ustreza značilnostim.

Omeniti velja, da se v sodobni opremi raven kovine nadzira radiometrično z uporabo kontrolnega signala na zamašku lonca. V samem kalupu je mogoče ustvariti nevtralno ali redukcijsko atmosfero nad nivojem kovine, da se prepreči oksidacija izdelka med proizvodnjo.

lupina ingotov

Omeniti velja, da delo v vakuumu velja tudi za obetavno metodo ulivanja. Ena enota lahko izvedevlivanje skozi več kalupov hkrati. Tako lahko število tokov ene namestitve doseže do osem.

Delovanje hladilnega telesa hladnega semena se uporablja za oblikovanje dna kože ingotov. Ingot bo izstopil iz kalupa pod vplivom semena, ki se vleče v sekundarno hladilno cono (SCZ). Na sredini gredice bo jeklo še vedno v tekočem stanju. Pri tem je pomembno opozoriti, da mora biti v skladu z zahtevami tehnologije litja jekla debelina ovoja ob izstopu iz kalupa najmanj 25 mm. Za izpolnjevanje teh zahtev je potrebno izbrati pravo stopnjo pretoka materiala.

Značilnosti postopka namestitve in vlivanja

Tehnološke značilnosti so približno naslednje. Če je prerez ingota 160x900 mm, mora biti njegova hitrost od 0,6 do 0,9 m/min. Če je presek 180x1000 mm, se hitrost zmanjša na 0,55-0,85 m/min. Najvišji indikator hitrosti je potreben za prerez kvadratnega ingota 200x200 mm - 0,8-1,2 m/min.

Na podlagi zgornjih kazalnikov lahko sklepamo, da je povprečna hitrost vlivanja enega pramena po tehnologiji kontinuiranega litja 44,2 t/h. Če presežete optimalno hitrost, se bo centralna poroznost povečala.

Poleg tega velja omeniti, da na stabilnost ulitka in kakovost samega izdelka vpliva temperatura kovine. Empirično je bilo ugotovljeno, da pri temperaturi več kot 1560 stopinjCelzija je površina ingota pogosto prekrita z razpokami. Če je temperatura nižja od navedene, se steklo pogosto zategne. Tako je bilo ugotovljeno, da bi bila optimalna temperatura za metodo neprekinjenega litja jekla 1540-1560 stopinj Celzija. Za vzdrževanje tega indikatorja mora biti temperatura ogrevanja peči pred sproščanjem v območju 1630-1650 stopinj.

sekundarno hladilno območje

V tem delu se najbolj intenzivno in neposredno hlajenje ingota izvaja s pomočjo vode, ki prihaja iz razpršila. Obstaja poseben sistem v prostem teku, ne pogonskih valjev. Njihovo vrtenje preprečuje upogibanje in upogibanje ingota. Zaradi intenzivnega hlajenja v tej coni se bodo stene ingota hitro povečale debeline, kristalizacija pa se bo razširila v globino. Hitrost vlečenja ingota in stopnjo njegovega hlajenja je treba izbrati tako, da je v trenutku, ko ingot vstopi v vlečne valje, že popolnoma trden.

Kakšne so prednosti neprekinjenega litja

Ker je ta način vlivanja jekla nadomestil način vlivanja v kalupe, se s to metodo splača primerjati. Na splošno velja izpostaviti naslednje prednosti: večja produktivnost, nižji stroški in manjša delovna intenzivnost procesa. Zaradi nenehnega nastajanja ingota se krčljiva votlina prenese na rep, za razliko od kalupov za ingote, kjer je imel vsak ingot svojo votlino. Zaradi tega se odstotek izkoristka ustrezne kovine znatno poveča. UNRS vam omogoča, da dobiteobdelovanec različnih oblik, od majhnega kvadrata 40x40 mm do pravokotnika 250x1000 mm. Uporaba strojev za kontinuirno ulivanje je omogočila popolno opustitev mlinov za brizganje. To je bistveno znižalo stroške proizvodnega procesa in s tem ceno na trgu. Poleg tega je bil proces metalurške obdelave poenostavljen.

pomanjkljivosti

Kljub možnosti visoke mehanizacije in avtomatizacije procesa, visokega odstotka dobrih ingotov in drugih zgoraj opisanih prednosti, ima ta metoda tudi nekaj negativnih plati. Slabosti jekla za kontinuirano litje so naslednje.

Prvič, ni možnosti izdelave ingotov kompleksne konfiguracije. Drugič, obseg ingotov in surovcev je precej omejen. Precej težko je pretvoriti stroje v prelivanje surovin druge blagovne znamke, kar lahko poveča končno ceno izdelka druge znamke, če se proizvaja v isti tovarni. Nekaterih vrst jekla, na primer vrelih, s to metodo sploh ni mogoče izdelati.

Zadnja pomanjkljivost kontinuirne metode ulivanja jekla je zelo pomembna. To je možna okvara opreme. Neuspeh UNRS bo povzročil velike izgube v zmogljivosti. Dlje ko traja popravilo, večja bo izgub.