Разливка стали в изложницы

Сталевыпускной желоб

Необходимое для разливки стали оборудование существенно отличается в зависимости от типа плавильных агрегатов, сортамента и физико-химических свойств выплавляемых сталей, назначения металла и способа разливки. Качество металла, безаварийная разливка, выход годного и другие технико-экономические показатели в значительной мере зависят от тщательности и своевременной подготовки к плавке разливочного оборудования. Оборудование для разливки стали должно быть экономичным, надёжным, простым в обслуживании и одновременно обеспечивать требуемое качество получаемых слитков и заготовок.

Сталевыпускной желоб служит для приёма металла из печных сталеплавильных агрегатов и подачи его в один (иногда 2 или 3) сталеразливочных ковша. Конструкция желоба должна обеспечивать формирование компактной струи металла, направленной в центральную часть ковша. При выпуске металла одновременно в два или три ковша необходимо обеспечивать равномерное его распределение по ковшам, а при необходимости обеспечивать тепловую изоляцию металла шлаком.

Совершенствуя конструкцию желобов добиваются отсечки шлака, по-вышения стойкости шлаковых чаш, футеровки ковшей и желобов, снижения вторичного окисления металла, потерь тепла и металла, уменьшения затрат труда на ремонты и кранового времени на обслуживание желобов. С учётом специфики производства применяются желоба различной конструкции. Элек-трические печи оборудуются прямым желобом, жёстко закреплённым к корпусу печи. Из мартеновских печей сталь выпускают через одинарные, раздвоенные, тройные и составные желоба. При наличии раздвоенных и тройных желобов наполнение ковшей металлом, а затем шлаком происходит одновременно. Под составным желобом ковши устанавливаются последовательно один потом второй вдоль продолжения оси летки. Во время выпуска плавки сначала наполняется дальний ковш, а после съёма второй части желоба металл сливается в ближний к печи ковш. При этом подача шлака в дальний от печи ковш не производится, а тепловая изоляция металла обеспечивается теплоизолирующими засыпками.

Для обеспечения равномерного распределения металла по ковшам применяют различные перекрывающие струю устройства. Поворотом или опусканием футерованных заслонок (иногда стопорного типа) уменьшают поперечное сечение струи металла, сливаемого в ковш, наполняемый с опережением. Распределение металла между ковшами путем подъёма или опускания краном одного из ответвлений желоба не разрешается, так как это может привести к потере части или всей плавки. Обеспечение равномерного распределения металла по ковшам позволяет стабилизировать его химический состав, уменьшить заскрапление шлаковых чаш, потери металла и снизить трудоёмкость ремонта ковшей.

В зависимости от способа присоединения желобов к печам они подразделяются на съёмные и отводные. Чаще применяются съёмные желоба. Своевременный съём желоба позволяет уменьшить количество шлака попадающего при выпуске в сталеразливочный ковш. При наличии съёмного желоба облегчается обслуживание выпускного отверстия и ремонт желоба, повышается качество ремонта и улучшаются условия труда, но несколько увеличиваются трудовые затраты и занятость крана на снятие и установку желоба.

Печи небольшой вместимости оборудуются отводными желобами. В металлическом каркасе такого желоба непосредственно у печи имеется отверстие, над которым после схода металла пробивают футеровку для удаления оставшегося шлака в шлаковую чашу. Как правило, отводные желоба снимают только во время ремонта пода печи.

Металлический каркас сталевыпускного желоба изготовляют чаще всего сварным из листового железа. На печах малой вместимости часто применяют литые каркасы желобов. Поперечное сечение желоба выполняют трапецеидальной или полусферической формы. Полусферические желоба компактней, а стойкость футеровки в них выше.

Обычно желоб имеет уклон 0,08-0,10 и футеровка его донной части выполняется на уровне нижней стенки выпускного отверстия, являясь как бы его продолжением. Новую футеровку желоба выполняют в два слоя нормальным шамотным кирпичом, уложенным на ребро. Применение специального большемерного фасонного кирпича обеспечивает сокращение трудовых затрат и экономию огнеупоров. Кладка желоба не должна иметь сквозных швов, а толщина их должна быть не более 1,5 мм. Во избежание заплесков и заскрапления брони кирпич должен выступать над ней, особенно со стороны носка. Для экономии огнеупоров неответственные участки сталевыпускных желобов футеруют огнеупорным кирпичом бывшим в употреблении. Поверхностный слой футеровки желобов иногда изготавливают набивным из магнезитовой массы с огнеупорным цементом. Кладку желоба обмазывают плохо смачиваемой металлом массой толщиной 3-5 мм. В её составе до 80% магнезитохромитового порошка из боя кирпича, 10-12% глинозёмистого цемента или огнеупорной глины и около 10% графита. Влажность массы 7-8%.

После ремонта и перефутеровки сталевыпускной желоб тщательно сушат и прогревают. На заводах с полным металлургическим циклом для сушки желобов применяют горелки на коксовальном газе. Иногда желоба сушат продуктами горения мартеновских печей или дровами. Перед выпуском плавки желоб должен быть очищен и обдут сжатым воздухом.

Стойкость футеровки сталевыпускных желобов составляет от 5 до 25 плавок. Повышение качества огнеупоров не только снижает их расход, но и повышает качество стали, особенно важно снижение размывания огнеупоров при производстве высококачественных сталей.

Основным недостатком желобов описанной конструкции является наличие скоростных конвективных потоков жидкой стали, что увеличивает эрозию огнеупоров и процессы вторичного окисления, не обеспечивает отделения шлака от металла, а также затрудняет центрирование струи в ковш. Эти недостатки в значительной мере устраняются при использовании желобов так называемой ванной конструкции, в которых используется принцип водобойного колодца. Разработаны новые конструкции одно и двух ручьевых сталевыпускных желобов Уральским НИИЧМ. Желоба ванного типа эффективны при большом напоре струи в двухванных сталеплавильных агрегатах (ДСА) и крупных мартеновских печах, особенно при наливной или набивной футеровке сталеразливочных ковшей. Желоба ванного типа различают на приставные с выпуском металла открытой струёй (рис. 8.1) и состыкованные с задней стенкой плавильного агрегата, в которые металл поступает в режиме затопленной струи. Желоба ванного типа состоят из приемной и сменной части соединенных отверстием (2).

Сталевыпускной желоб ванного типа

Рисунок 8.1 – Сталевыпускной желоб ванного типа

В приставном желобе скимерной перегородкой (1) обеспечивается хорошее отделение шлака от металла который через выемку (4) стекает в шлаковую чашу. После окончания выпуска плавки удаляют вставку (5) и в шлаковую чашу сливается весь оставшийся в приёмной части желоба шлак. После этого краном поднимают и раскантовывают желоб, сливая остатки металла в ковш. Такая схема выпуска металла обеспечивает достаточно полную отсечку печного шлака. Если же требуется часть шлака выпустить в сталеразливочный ковш для тепловой изоляции металла, то это обеспечивается удалением съёмной надставки (3) в конце выпуска. В процессе эксплуатации желобов ванного типа на крупных металлургических комбинатах выявлены следующие их преимущества:

  • гидродинамическое торможение потока металла обеспечивает падение струи по центру ковша, не достигая его "боевой" стенки, стойкость которой повышается;
  • существенно снижается разбрызгивание металла, заваривание арматуры и заскрапление ковшей, что сокращает удельные потери металла на выпуске более чем в два раза, а увеличение массы плавки достигает до 3%;
  • сокращаются трудозатраты на стыковку и обслуживание желоба, уменьшается задалживание разливочного крана, облегчается поворот желоба и распределение металла по ковшам;
  • уменьшается заваривание металлом шлаковых чаш;
  • в 4 раза увеличивается стойкость разделителя в многоручьевом же-лобе;
  • увеличивается стойкость футеровки ковшей, снижается расход огнеупоров и загрязнение стали экзогенными неметаллическими включениями;
  • достигается снижение и стабилизация вторичного окисления металла, угара раскислителей и легирующих, уменьшается брак металла, увеличивается количество плавок направляемых по заказам;
  • при обработке стали в ковше синтетическим шлаком расход его снижается на 27%, а степень десульфурации повышается до 78%.

В процессе эксплуатации приставных желобов ванного типа выявились их недостатки, связанные с недостаточным отделением шлака от металла в приёмной части желоба из-за длительного периода одновременного схода металла вместе со шлаком. Кроме того, возникает опасность при отражении первых порций металла от перегородки, особенно на крупных ДСА. Поэтому для ДСА внесены изменения в конструкцию ванного желоба, обеспечивающие выпуск металла в режиме затопленной струи. С этой целью сливной носок располагают выше лещади выпускного отверстия ДСА, а стык желоба с агрегатом уплотняют. Выпуск металла в режиме затопления струи под уровень металла в желобе позволяет снизить скорость истечения расплавов и резко сократить период одновременного схода металла со шлаком. Количество металла вытекающего в переходный период сокращается примерно в 10 раз. Поступающий с этим металлом шлак успевает полностью отделится от металла и всплыть в приёмной части желоба. Повышение гидростатического давления в приёмной части желоба способствует ускоренному вытеснению металла из приёмной в сливную часть желоба и предотвращает слив металла в шлаковую чашу.

Оставшийся в агрегате шлак сливается в шлаковую чашу после снятия желоба. Предусматривается съём желоба после слива из него остатков металла в разливочный ковш путём наклона передней части. При этом в ковш одновременно с металлом попадает около 0,7% шлака от массы плавки. Такая отсечка шлака позволяет снизить увеличение содержания фосфора в металле последних слитков с 0,020 до 0,001%. Однако надёжная отсечка шлака обеспечивается только при поддержании в нормальном состоянии сталевыпускных отверстий. Более эффективным является использование поворачивающейся заслонки вместо стационарной скиммерной перегородки.

РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ