Раздел 5.4

Основные сведения о смазках, подаваемых в кристаллизатор при разливке открытой струей

Минимизации явления прилипания твердой корочки к внутренней поверхности стенки кристаллизатора удается достигнуть в том случае, когда усилие трения между поверхностью заготовки и стенками кристаллизатора оказывается ниже определенного критического уровня, который определяется в зависимости от прочности корочки. При анализе процесса трения между заготовкой и кристаллизатором установлено, что уровень величины силы трения зависит от ряда технологических факторов, в том числе от марки разливаемой стали [431, 432]. Эта зависимость может быть представлена через коэффициент трения в функции от содержания углерода.

При прочих равных условиях уровень силы трения при литье сталей, содержащих менее 0,06% С, получается очень высоким. Минимальная сила трения получается при содержании углерода в пределах 0,08-0,12%. При дальнейшем повышении содержания углерода в стали уровень сил трения снова несколько повышается. Содержание кремния и марганца в стали также оказывает влияние на уровень сил трения. Так, кремний усиливает трение, а марганец уменьшает его.

Большое значение для уменьшения сил трения в процессе непрерывной разливки стали имеет технологическая смазка. Смазка снижает усилие сопротивления вытягиванию заготовки в 1,5-2,5 раза и более. При разливке открытой струей между корочкой заготовки и кристаллизатором подается смазывающее вещество – жидкое масло. При температурах жидкой стали масло в месте контакта с металлом сгорает. Остатки продуктов сгорания масла заполняют зазор между корочкой заготовки и стенкой кристаллизатора, что снижает величину сил трения.

При разливке на МНЛЗ стали открытой струей используются растительные (например, рапсовое) или синтетические масла. Качество масла-разделителя оценивается по трем основным параметрам:

• температура вспышки (не ниже 230 ^oС);
• массовая доля влаги и летучих веществ («следы»);
• массовая доля механических (нежировых) примесей (не более 0,015%).

Температура вспышки масла более 230 ^oС обеспечивает его продвижение по стенкам кристаллизатора до места контакта с мениском металла.

Отсутствие влаги и летучих примесей обеспечивает снижение вероятности образования в подповерхностном слое заготовки газовых пузырьков, выходящих на поверхность. К этому дефекту также приводит чрезмерный расход рапсового масла.

При повышенной доле механических (нежировых) примесей происходит отложение их на поверхностях трубопроводов и масленки кристаллизатора, что препятствует равномерной подаче смазки.

Между тем, при проведении планово-предупредительных ремонтов в холодное время года температура воздуха в цехе опускается до значений близких к 0 ^oС, при данной температуре рапсовое масло имеет повышенную вязкость, что приводит к образованию пробок в трубопроводах и прекращению его подачи. Поэтому в современных условиях интерес представляют масла-разделители, созданные на основе рапсового масла, имеющие комплект присадок, обеспечивающий стабильность его эксплуатационных качеств, в том числе низкую, на уровне – 12 ^oС, температуру застывания и кинематическую вязкость при температуре 40 ^oС на уровне не более 60 мм²/с. Данные виды масел-разделителей производят как зарубежные фирмы Mobil (Formrex 7610), Shell (Release HCA и HCU), так и украинские Агринол (Form Divider), АЗМОЛ (Термоформ) и др. Подача технологической смазки к кристаллизаторам производится от маслостанции по магистральному маслопроводу под необходимым давлением. Каждый кристаллизатор МНЛЗ подключается к магистральному трубопроводу быстроразъемным соединением. В конструкции кристаллизатора предусмотрено устройство, обеспечивающее подвод и равномерное распределение смазки по граням гильзы.

Количество подаваемой смазки выбирается в зависимости от сечения отливаемых заготовок, марки стали и скорости вытягивания НЛЗ. Ориентировочный удельный расход рапсового масла для обеспечения смазки стенок кристаллизатора при разливке стали на МНЛЗ в заготовки сечением (100х100 мм) – (140х140 мм) составляет 0,08-0,10 кг/т, а при дополнительной защите зеркала металла от окисления за счет продуктов сгорания масла может быть увеличен до 0,2-0,4 кг/т.

Большое влияние на стабильность процесса разливки оказывает равномерность подачи масла на грани гильзы. При неравномерном поступлении или отсутствии смазки на участке контакта стенок гильзы с корочкой слитка может возникнуть режим сухого трения. Силы трения на данном участке резко возрастают, что может стать причиной зависания корочки на стенке гильзы и обрыва заготовки на выходе из кристаллизатора.

В таблице 5.3 в качестве примера приведены основные характеристики некоторых масел для непрерывной разливки сортовой заготовки, выполненных на основе смеси минеральных масел и природных сложных эфиров.

В целом использование качественных масел для непрерывной разливки обеспечивает стабильность процесса разливки, повышение качества заготовок за счет снижения количества поверхностных дефектов и окалины, продление срока службы кристаллизатора, сокращение объема работ по техническому обслуживанию и связанных с этим простоев, снижение углеродистых отложений и пр.

Таблица 5.3 – Сравнение некоторых основных характеристик масел, применяемых для непрерывной разливки сортовой заготовки

Безусловно, целесообразность применения растительных или синтетических масел для непрерывной разливки сортовой заготовки должна оцениваться применительно к решаемым технологическим задачам, возможностям оборудования и условиям конкретного предприятия.

Раздел 5.4