Швейцарские
традиции.
Качественные
и технологичные
инжиниринговые
решения.

Установки непрерывной разливки стали. Оборудование и комплектующие для машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ)

Швейцарская производственно-инжиниринговая компания ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) образовалась в 1999 году, имеет 16 представительств и офисов в странах СНГ, предлагает оборудование и комплектующие с производственных площадок в Турции и Республике Корея, готова разработать и поставить по Вашему индивидуальному техническому заданию установки непрерывной разливки стали, оборудование и комплектующие для машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ): поворотный стенд для установки сталеразливочных ковшей, промежуточный ковш, кристаллизатор и механизм качания кристаллизатора, тянуще-правильное устройство, машина газовой резки, холодильник.

Непрерывная разливка стали

В настоящее время свыше 98% стали разливается на машинах непрерывной разливки МНЛЗ (машина непрерывного литья заготовок) или УНРС (установка непрерывной разливки стали). На первом этапе развития процесса преобладали машины вертикального типа, которые и по сей день используют для разливки особых марок стали. Главным же на сегодняшний день стал процесс разливки на радиальных МНЛЗ. По размерам конечной заготовки машины непрерывной разливки делятся на сортовые, производящие заготовку квадратного или круглого сечения, а также блюмовые и слябовые, с заготовкой прямоугольного сечения, которые можно комбинировать между собой. Также к сортовым машинам относят машины, производящие заготовки для балок или рельсов, которые металлурги называют «собачья кость». Форма заготовки в первую очередь определяется конструкцией кристаллизатора.

Развитию технологии непрерывной разливки способствовал рост строительства так называемых мини-заводов. Для того, чтобы обеспечить максимальную производительность сортовых МНЛЗ и их функционирование в общем производственном цикле металлурги применили стратегию увеличения скорости разливки до более 7 м/мин и числа ручьев, которое для сортовых машин составило до 6-8 ручьев. Увеличение скорости разливки сказалось в первую очередь на развитии конструкций кристаллизаторов и совершенствования систем охлаждения формирующегося слитка.

Рис. 1 Принципиальная схема непрерывной разливки стали

Машина непрерывной разливки состоит из следующих основных узлов.

  • Поворотный стенд для установки сталеразливочных ковшей
  • Промковш (промежуточный ковш), являющийся буферным устройством для обеспечения непрерывности процесса разливки при замене ковшей
  • Кристаллизатор, который служит для первичного охлаждения и формирования корочки слитка
  • Механизм качания кристаллизатора, совмещенный с кристаллизатором, который служит для предотвращения прилипания металла к стенкам кристаллизатора
  • Зона вторичного охлаждения (ЗВО) для дальнейшего охлаждения формирующейся заготовки
  • Тянуще-правильное устройство с водоохлаждаемыми валками, которое обеспечивает дальнейшее формирования слитка и его распрямление.
  • Машина газовой резки, для резки заготовок на мерные длины.
  • Холодильник
Поворотный стенд

Рис. 2 Схема поворотного стенда

Поворотный стенд предназначен для приема разливочных ковшей. Он имеет две позиции для установки ковша. В начале разливки полный ковш подается на стенд и поворачивается в положение над промковшом для начала разливки. В процессе разливки на свободную позицию поворотного стенда подается следующий сталеразливочный ковш. Таким образом, после окончания разливки из первого ковша, поворотной стенд подает следующий полный ковш в положение разливки, а пустой оказывается в противоположном положении для его замены на следующий полный ковш. Все эти операции осуществляются с помощью разливочного крана.

Промковш

Рис. 3 Промковш на станции нагрева

Является промежуточным устройством для накопления жидкого металла, его перемешивание и подачи в кристаллизатор через сливные отверстия промковша, число которых соответствует числу ручьев машины. Промковш подается тележкой промковша в положение над кристаллизаторами. Сталь, разливаемая из разливочного ковша через шиберный затвор, попадает в промковш, где усредняется по составу и распределяется по кристаллизаторам. Промковш имеет специальную огнеупорную футеровку. Промковш несет также функцию накопления стали, позволяющую не прекращать разливку при замене пустого разливочного ковша на полный.

Кристаллизатор МНЛЗ

Рис. 4 Кристаллизаторы с механизмами качания

Кристаллизатор машины непрерывной разливки стали– это один из наиболее значимых узлов агрегата. От него в основном зависит качество конечной заготовки. Кристаллизатор представляет собой полую конструкцию с медными элементами (плитами или гильзами) охлаждаемую водой. Перед началом разливки в кристаллизатор заводится гибкая или жесткая затравка, которая обеспечивает вытягивание формирующегося слитка на начальном этапе разливки. Струя жидкой стали из промковша попадает в кристаллизатор и приваривается к головке затравки. Затравку вытягивают из кристаллизатора, и она вместе с заготовкой выходит из радиальной части на горизонтальный рольганг, где затравки отрезается устройством газовой резки и удаляется с линии разливки. Непрерывнолитая заготовка продолжает дальнейшее движение в хвост МНЛЗ.

Рис. 5 Штанги затравок

Затравка представляет собой жесткую криволинейную штангу или (в случае гибкой затравки) цепь, которая повторяет радиус машины. Компания ENCE GmbH поставляет различные конструкции затравок и головок затравки. На рис. Представлены элементы гибкой затравки ENCE GmbH.

Рис. 6 Элементы гибкой затравки ENCE GmbH перед отгрузкой

Разливка стали в кристаллизатор из промковша осуществляется либо открытой струей в случае разливки рядовых марок стали, либо с помощью погружного стакана при разливке специальных марок. В кристаллизаторе происходит образование твердой корочки на периферийной части слитка. Внутри слитка сохраняется лунка жидкого металла, который далее затвердевает, проходя через зону вторичного охлаждение и тянуще-правильный агрегат. Во избежание прилипания формирующейся корочки к стенкам кристаллизатора и «обрыва» слитка применяют специальные порошки, служащие в качестве изоляции и смазки и механизм качания кристаллизатора, придающий ему колебательные движения вдоль оси разливки. Это препятствует длительному контакту затвердевающей корочки со стенками кристаллизатора и прилипания не возникает.

В современном процессе разливки стали применяют также электромагнитное перемешивание (ЭМП) жидкой фазы заготовки в кристаллизаторе. Это предотвращает возникновение проблем, возникающих в процессе кристаллизации, связанных с ликвацией и усадкой. ЭМП – это достаточно сложных процесс взаимодействия электромагнитных полей с жидким металлом. Воздействие электромагнитного поля вызывает вихревые токи в расплаве, заставляя расплав перемешиваться. Перемешивание расплава делает структуру конечного слитка более равномерной и плотной. ЭМП также оказывает влияние на неметаллические включения, способствуя их концентрации в центе мениска жидкой стали в ходе вращения расплава и, соответственно, снижает вероятность их выхода на поверхность заготовки. Кроме того такое перемешивание ведет к измельчению кристаллической структуры.

Рис. 7 Кристаллизаторы с медными пластинами ENCE GmbH

Компания ENCE GmbH предлагает поставки кристаллизаторов различной конструкции, а также медные плиты и гильзы кристаллизаторов сортовых и слябовых МНЛ.

Рис. 8 Кристаллизатор для сортовой заготовки ENCE GmbH

Так как корочка твердой фазы на слитке после выхода из кристаллизатора еще достаточно тонка, необходимо дальнейшее охлаждение заготовки, которое происходит в зоне вторичного охлаждения.

Зона вторичного охлаждения (ЗВО)

Размеры зоны вторичного охлаждения зависят от размеров заготовки, скорости разливки сортамента. Протяженность ЗВО может быть более 30 метров. В зоне вторичного охлаждения применяется так называемое водовоздушное охлаждение или охлаждение в водяном тумане. Вода с воздухом распыляются на поверхность заготовки форсунками, которые расположены по оси движения металла. Здесь происходит интенсивное охлаждение металла. Процесс охлаждения в ЗВО определяет конечную геометрию сечения заготовки и макроструктуру.

Заготовка в зоне вторичного охлаждения поддерживается опорными элементами, которые являются также направляющими. К этим элементам предъявляют высокие требования, так как толщина сформировавшейся в кристаллизаторе корочки слитка еще невелика и ее нарушение может привести к прорыву металла. Компания ENCE GmbH предлагает на рынке роликовые опорные секции.

Рис. 9 Опорный элемент ЗВО конструкции ENCE GmbH

Температура поверхности отливки в зоне вторичного охлаждения составляет порядка 1000 - 1100 °С в зависимости от технических требований. Ее можно регулировать, управляя процессом распыления, задавая его интенсивность.

Заготовка после выхода из ЗВО сохраняет криволинейную формы и требует ее дальнейшего распрямления, которое осуществляется на тянуще-правильной машине.

Тянуще-правильная машина (ТПМ)

Тянуще-правильная машина (ТПМ) служит для вытягивания непрерывнолитой заготовки из кристаллизатора и ее распрямления. Она установлена на выходе из зоны вторичного охлаждения. Также ТМП служит для подачи затравки в кристаллизатор в начале процесса разливки. После начала разливки ТПМ вытягивает затравку вместе с заготовкой. Затем готовку затравки отрезают и штангу затравки возвращают в исходное положение (рис. 4). Машина имеет приводные и холостые водоохлаждаемые ролики, которые также обжимают заготовку. Роликами управляют с помощью привода.

Еще одной особенностью процесса современной непрерывной разливки стали является применения мягкого динамического обжатия. Этот процесс применяется при разливке сортовых заготовок при производстве подшипниковых, пружинных и кордовых сталей, где интенсивность охлаждения должна быть ниже, чтобы не вызвать возникновения внутренних трещин. Это стало возможным, благодаря развитию современных металлургических технологий и автоматизации. Динамическое мягкое обжатие – это чрезвычайно чувствительный метод, требующий тщательного контроля, который, в конечном счете, позволяет регулировать процесс формирования свойств непрерывнолитой заготовки.

Машина газокислородной резки заготовок

Машина газокислородной резки служит для порезки заготовок на мерные длины. В качестве энергоносителя используют обычно ацетилен и кислород. Резка осуществляется машиной, оснащенной газовым резаком, расположенной на специальной движущейся раме, которая перемещается вместе с непрерывнолитой заготовкой. После резки заготовки шлепером подают на холодильник, где они остывают перед отправкой на дальнейшую обработку давлением или отгружаются заказчику.

Наши специалисты всегда готовы вам помочь

Инженеры проконсультируют или предоставят дополнительную техническую информацию по предлагаемым установкам непрерывной разливки стали, оборудованию и комплектующим для машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ): поворотному стенду для установки сталеразливочных ковшей, промежуточному ковшу, кристаллизатору и механизму качания кристаллизатора, тянуще-правильному устройству, машине газовой резки, холодильнику.

Ваши запросы на установки непрерывной разливки стали, оборудование и комплектующие для машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ): поворотный стенд для установки сталеразливочных ковшей, промежуточный ковш, кристаллизатор и механизм качания кристаллизатора, тянуще-правильное устройство, машина газовой резки, холодильник просим присылать в технический департамент нашей компании.

Контакты компании