4.4. Непрерывная разливка

4.4.1. Оборудование для непрерывной разливки стали

Процесс непрерывного получения слитков или заготовок основан на кристаллизации слитка в период непрерывного перемещения металла относительно зон заливки и кристаллизации. В зависимости от формирующих отливку устройств различают два типа непрерывного литья:

– в желоб (ручей) между движущимися лентами или другими движущимися формами (кристаллизаторами) либо непосредственно в валки;

– в неподвижный или качающийся кристаллизатор скольжения, из которого непрерывно вытягивается закристаллизовавшийся слиток (заготовка).

В сталеплавильном производстве наибольшее распространение получили установки второго типа (литье в кристаллизатор). Получаемый при непрерывной разливке продукт в технической литературе имеет два названия: непрерывнолитой слиток; непрерывнолитая заготовка (имея в виду, что получаемый продукт является заготовкой для последующей прокатки).

На предприятиях тяжелого машиностроения, занятых проектированием и изготовлением установок для непрерывной разливки, агрегат в целом получил название «машина непрерывного литья заготовок» (МНЛЗ). Название связано с англ. machine continuous casting. Необходимо, однако, иметь в виду, что значение англ. machine гораздо шире, чем русское понятие «машина» (механизм, совершающий работу); оно означает также «установка», «агрегат» и т. п.

Однако у технологов в практике металлургических заводов распространено название «установка непрерывной разливки стали» (УНРС), более полно отражающее суть процесса. Современная УНРС включает не только механизмы, но и такие устройства, как промежуточный ковш, устройства для ввода реагентов и защиты от вторичного окисления, устройства для электромагнитного перемешивания кристаллизующегося металла и т. д. Кроме того, современная техника все в большей мере позволяет получать непрерывным способом не только заготовки, но и уже готовые изделия (например, трубы, швеллеры, проволоку, ленту и т. п.).

Широкое распространение метода непрерывной разливки обусловлено ее преимуществами.

1. Уменьшение на 10–20 % расхода металла на 1 т годного проката вследствие снижения обрези головной и донной (хвостовой) частей слитка (получают один слиток вместо многих; соответственно головную и хвостовую части отрезают один раз, а не много). Уменьшение обрези при прокатке связано также с тем, что раскрою подвергается как бы одна длинная заготовка, а не много слитков, которые могут различаться по массе, величине усадочной раковины и т. п.

2. Оптимальное сочетание особенностей работы современных прокатных станов и возможностей УНРC. Например, для достижения высоких технико-экономических результатов современный листопрокатный стан должен получать слябовые заготовки массой до 50–60 т; отливать слитки такой массы традиционным способом затруднительно по ряду причин. Прежде всего, потому, что слитки такой массы характеризуются развитыми ликвационными явлениями; для получения таких слитков необходимы соответствующее крановое оборудование в разливочных пролетах, строительство глубоких нагревательных колодцев и прочие приспособления.

3. Снижение капитальных затрат на сооружение металлургического завода (из структуры завода исключены парк изложниц, отделение для их подготовки и извлечения из них слитков, крупные дорогостоящие прокатные станы – блюминги и слябинги, на которых обычно слитки обжимаются на заготовки для последующей прокатки).

4. Уменьшение энергетических затрат (как для нагрева металла под прокатку, так и для работы обжимных станов).

5. Повышение производительности и улучшение условий труда (исключается ряд тяжелых и трудоемких операций по установке изложниц, уборке и т. п.), создание предпосылок для полной автоматизации и механизации процесса разливки, уменьшение числа обслуживающего персонала.

6. Увеличение степени однородности металла, улучшение его качества благодаря ускорению затвердевания.

Эти преимущества определили современную ситуацию в металлургии: в промышленно развитых странах основная масса выплавляемой стали разливается только непрерывным способом.

Наша страна явилась пионером использования данного метода разливки стали в промышленных масштабах. Опытные работы по освоению метода непрерывной разливки стали были начаты в 1944 г., а первые крупные установки начали работать уже в 1953 г. на Новотульском металлургическом заводе и в 1955 г. на заводе «Красное Сормово». Переход на непрерывную разливку стали связан с проектированием и изготовлением весьма сложного оборудования. В настоящее время на многих заводах страны устанавливается новое оборудование (для непрерывной разливки) как отечественного, так и зарубежного производства.