Литейно-прокагные агрегаты с прямым литьем полосы
В 1990-х годах рядом фирм Германии, США, Японии, России и других стран были начаты работы по разработке технологии прямого получения полосы на ленточных и валковых литейных машинах.
Одной из первых исследование процесса непрерывного литья стальной полосы на двухвалковой машине вертикального типа начала фирма Thyssen Stahl (США). Опытная машина (рис. 5.14), на которой проводились исследования, имела валки диаметром 580 мм и позволяла регулировать скорость литья от 6 до 600 м/мин.
Рис. 5.14. Опытная вертикальная двухвалковая установка фирмы Thyssen для литья полосы: 1 - литейная машина; 2 - тянущее усгройство; 3 - участок охлаждения; 4 - моталка
На этой установке были получены полосы из высококремнистых, углеродистых, высоколегированных и коррозионно-стойких сталей. По результатам проделанной работы фирма Thyssen Sthal совместно с французской фирмой Usinor Sacilor создали опытно-промышленную двухвалковую установку, получившую название «Myosotis». На установке отливают полосы толщиной 2... 4 мм при скорости 30... 90 м/мин. Более 70 % отлитой полосы пригодно для холодной прокатки.
В начале 1990-х годов на заводе г. Унна (Германия) специалисты фирмы Кшрр приступили к эксплуатации опытной двухвалковой машины горизонтального типа для непрерывной разливки тонкой полосы (рис. 5.15).
Машина имеет два водоохлаждаемых литейных ролика различных диаметров. Верхний ролик диаметром 600 мм смещен относительно нижнего, имеющего диаметр 950 мм, в направлении промежуточного ковша. Требования к роликам весьма высоки. Они должны отводить тепло от жидкой стали и отдавать его охлаждающей воде. При этом не допускается их деформация, что привело бы к колебаниям толщины полосы.
Рис. 5.15. Горизонтальная двухвалковая машина фирмы Кшрр для литья полосы: 1 - сталеразливочный ковш; 2 - промежуточная емкость; 3 - двухвалковая литейная машина; 4 - тянущие ролики;
- 5 - петлевое устройство; 6 - маятниковые ножницы;
- 7 - направляющие ролики; 8 - моталка с подъемником рулонов
Важным аспектом является точное регулирование уровня жидкого металла. Обеспечивая погружение верхнего ролика в жидкий металл на глубину около 5 мм, можно гарантировать равномерную толщину полосы. Машина рассчитана на получение полосы толщиной 1,5... 4,5 мм, шириной 700... 1050 мм при скорости 5... 60 м/мин.
Российская фирма ВНИИМЕТМАШ совместно с ЦНИИчерметом провели большой объем научно-исследовательских работ процесса литья полосовой стали на двухвалковых машинах. В результате этих исследований был спроектирован, изготовлен и введен в опытную эксплуатацию агрегат АМКЛ-300 для получения микрокристаллической ленты. Он состоял из литейной двухвалковой машины (диаметр валков 600 мм, длина валков 300 мм, погонное усилие в валках 1 т/см, окружная скорость до 15 м/с), ножниц и моталки для смотки (рис. 5.16). В дальнейшем была добавлена тянущая клеть для предварительного обжатия ленты перед смоткой.
Рис. 5.16. Схема опытной двухвалковой машина конструкции ВНИИМЕТМАШ: 1 - индукционная печь; 2 - шиберный затвор;
- 3 - дозатор; 4 - желоб; 5 - распределительное сопло; 6 - боковой ограничитель; 7 - ванна расплава; 8 - подушка валка; 9 - валок;
- 10 - охлаждение валка; 11 - вторичное охлаждение;
- 12 - ножницы; 13 - моталка
Разливкой на двухвалковой машине были получены ленты толщиной 0,1... 0,35 мм и шириной до 300 мм из электротехнических, коррозионно-стойких, жаропрочных марок стали. Благодаря высокой скорости охлаждения (105 °С/с) при получении ленты в двух валках образуется микрокристаллическая структура, способствующая повышению пластичности, коррозионно-стойкости, износостойкости ленты, а также уменьшению потерь на перемагничивание.
Стремление к сокращению капитальных затрат за счет уменьшения толщины подката привело к разработке различных вариантов лигейно-ирокатных агрегатов с прямым литьем полосы. Так, по способу, разработанному фирмой Кшрр (рис. 5.17), жидкая сталь поступает на движущуюся в горизонтальном направлении бесконечную транспортную ленту, где происходит ее первичное охлаждение. Затем заготовка проходит зону вторичного охлаждения и поступает в прокатный стан, после чего готовая полоса сматывается на моталке.
Рис. 5.17. Ленточный литейно-прокатный агрегат фирмы Сшрр с прямым литьем полосы: 1 - сталеразливочный ковш;
- 2 - промежуточная емкость; 3 - ленточная машина непрерывного литья; 4 - вторичное охлаждение; 5 - прокатный стан;
- 6 - окончательное охлаждение; 7 - моталка
При длине 10 м, которая соответствует охлаждаемой длине литейного агрегата, предложенная технология позволяет достичь скорости литья до 60 м/мин при толщине подката 10 мм. На пилотных установках уже реализована скорость литья 45 м/мин, что дает возможность прямой прокатки полосы до конечной толщины в двух- и трехклетьевом станах без подогрева полосы. Следовательно, отпадает необходимость в установке подогревательных печей или системы печных моталок типа «Койлбокс», что существенно повышает экономичность способа.
