Машины непрерывного литья заготовок реферат
Обновлено: 05.07.2024
Принцип работы машины для непрерывного литья заготовок
Основными узлами машин непрерывного литья заготовок являются охлаждаемый кристаллизатор или формообразователь, зона вторичного охлаждения слитка (ЗВО), поддерживающая система, тянущее устройство и механизмы для разделения и транспортировки слитков.
Принцип работы МНЛЗ рассмотрим на примере криволинейной машины, конструктивная схема которой показана на рисунок 1. Жидкая сталь из разливочного ковша поступает в промежуточный ковш, который предназначен для снижения и стабилизации ферростатического давления и динамического напора струи, отделения шлака и стабилизации температуры перед кристаллизатором. Промежуточный ковш также распределяет металл в кристаллизаторы в зависимости от количества ручьев. Далее сталь попадает в водоохлаждаемый кристаллизатор, где происходит начальное формирование непрерывного слитка. Перед началом разливки в кристаллизатор вводят так называемую затравку, которая является дном кристаллизатора на начальной стадии разливки.
Затравка тянущими валками вытягивается из кристаллизатора вместе с затвердевшим слитком, сердцевина которого еще жидкая. Скорость вытягивания слитка из кристаллизатора составляет от 0,3 до 10 м/мин, она зависит от его поперечного сечения, температуры разливаемого металла, условий вторичного охлаждения и теплофизических свойств разливаемой стали. Например, скорость вытягивания слитков с сечениями 150 х 500 и 300 х 2000 мм около 1 м/мин.
На выходе из кристаллизатора слиток охлаждается водой из форсунки в зоне вторичного охлаждения (ЗВО). Затем затвердевший слиток попадает в зону резки, где его разрезают газовым резаком на слитки заданной длины.
Таким способом отливают слитки с прямоугольным поперечным сечением (150 х 500 … 300 х 2000 мм), с квадратным сечением (150 х 150 … 400 х 400 мм), круглые в виде толстостенных труб.
Слитки квадратного сечения переделывают на сортовой прокат (двутавровые балки, швеллеры, уголки и т.д.). Слитки прямоугольного сечения переделывают на лист. Из слитков круглого сечения изготавливают трубы, колеса.
Принципиальные схемы непрерывной разливки отличаются положением продольной технологической оси кристаллизующегося слитка, однако основы технологии разливки являются общими для всех типов машин.
Основными производителями непрерывнолитых слябов в мире являются Япония, США, КНР, Германия, Корея и Россия. На их долю приходится более двух третей мирового объема производства слябов. Сейчас в мире насчитывается чуть более 500 слябовых МНЛЗ с общим числом ручьев свыше 700 шт.
Различают 4 конструкции МНЛЗ:
- вертикальные;
- криволинейные;
- радиальные.
- горизонтальные
По количеству ручьёв МНЛЗ разделяют на 1—7 ручьевые.
В зависимости от геометрии слитка МНЛЗ делятся на
- слябовые;
- блюмовые;
- сортовые.
На нижнем рисунке показан подъёмно-поворотный стенд.
Содержание
История
Начало 1970-х годов характеризуется широким промышленным внедрением машин непрерывной разливки слябовой заготовки. На смену низкоскоростным вертикальным МНЛЗ(УНРС) пришли радиальные и криволинейные машины, имеющие значительно большую скорость разливки.
Оборудование и процесс
МНЛЗ состоит из сталеразливочного (1) и промежуточного (2) ковшей, водоохлаждаемого кристаллизатора (3), системы вторичного охлаждения, устройства для вытягивания, оборудования для резки и перемещения слитка.
После выпуска металла из сталеплавильного агрегата, доводки по химическому составу и температуре на АКП, ковш поднимается литейным краном на поворотный стенд МНЛЗ. Поворотный стенд представляет собой вращающуюся конструкцию с двумя позициями для установки ковшей. После опустошения ковша в позиции разливки, стенд поворачивается на 180° и уже полный ковш находится в позиции разливки. После открытия шибера ковша (1), жидкий металл начинает поступать в промежуточный ковш (2). Пром-ковш является своего рода буфером между сталь-ковшом и кристаллизатором (3). После открытия стопора (5) (стопорный механизм позволяет плавно регулировать поток металла в кристаллизатор, поддерживая в нем постоянный уровень) пром-ковша металл поступает в кристаллизатор. Кристаллизатор представляет собой водоохлаждаемую конструкцию, которая при помощи серво-клапана совершает вертикальные колебания, для предотвращения застывания металла на стенках кристаллизатора. В зависимости от конструкции МНЛЗ размеры кристаллизатора могут варьироваться. В кристаллизаторе происходит застывание стенок сляба. Далее, под воздействием тянущих роликов (7) сляб попадает в зону вторичного охлаждения (криволинейный участок ручья), где на металл через форсунки разбрызгивается вода. После выхода металла на прямолинейный участок ручья, происходит отрезание слябов (газовая резка или ножницы).
Пуск литья, управление процессом и проблемы
Преимущества МНЛЗ перед разливкой в изложницу
По сравнению с прежним методом разливки стали в изложницу при непрерывной разливке можно сократить не только время за счет исключения некоторых операций, но и капиталовложения (например, на сооружение обжимных станов). Непрерывная разливка обеспечивает значительную экономию металла вследствие уменьшения обрези и энергии, которая тратилась на подогрев слитка в нагревательных колодцах. Исключение нагревательных колодцев позволило в значительной степени избавиться от загрязнения атмосферы. По ряду других показателей: качеству металлопродукции, возможности механизации и автоматизации, улучшению условий труда непрерывная разливка также эффективнее традиционных способов. Но непрерывная разливка имеет и Отрицательные стороны. Стали некоторых марок, например кипящие, нельзя разливать по этому методу, малые объемы разливки сталей различных марок повышают их себестоимость, неожиданные поломки оказывают большое влияние на снижение общей производительности.
Усовершенствования
В настоящее время все большее распространение получает метод электромагнитного торможения потока стали, попадающей в кристаллизатор. Это дает возможность существенно снизить скорость движения потоков, ограничить их проникновение вглубь жидкой фазы заготовки, а также обеспечить их рациональное движение. Вероятно, в ближайшее время этот метод получит развитие в совокупности с использованием погружных стаканов оптимальной геометрической формы, которая будет создаваться для каждого конкретного случая.
Основными производителями непрерывнолитых слябов в мире являются Япония, США, КНР, Германия, Корея и Россия. На их долю приходится более двух третей мирового объема производства слябов. Сейчас в мире насчитывается чуть более 500 слябовых МНЛЗ с общим числом ручьев свыше 700 шт.
Различают 4 конструкции МНЛЗ:
- вертикальные;
- криволинейные;
- радиальные.
- горизонтальные
По количеству ручьёв МНЛЗ разделяют на 1—7 ручьевые.
В зависимости от геометрии слитка МНЛЗ делятся на
- слябовые;
- блюмовые;
- сортовые.
На нижнем рисунке показан подъёмно-поворотный стенд.
Содержание
История
Начало 1970-х годов характеризуется широким промышленным внедрением машин непрерывной разливки слябовой заготовки. На смену низкоскоростным вертикальным МНЛЗ(УНРС) пришли радиальные и криволинейные машины, имеющие значительно большую скорость разливки.
Оборудование и процесс
МНЛЗ состоит из сталеразливочного (1) и промежуточного (2) ковшей, водоохлаждаемого кристаллизатора (3), системы вторичного охлаждения, устройства для вытягивания, оборудования для резки и перемещения слитка.
После выпуска металла из сталеплавильного агрегата, доводки по химическому составу и температуре на АКП, ковш поднимается литейным краном на поворотный стенд МНЛЗ. Поворотный стенд представляет собой вращающуюся конструкцию с двумя позициями для установки ковшей. После опустошения ковша в позиции разливки, стенд поворачивается на 180° и уже полный ковш находится в позиции разливки. После открытия шибера ковша (1), жидкий металл начинает поступать в промежуточный ковш (2). Пром-ковш является своего рода буфером между сталь-ковшом и кристаллизатором (3). После открытия стопора (5) (стопорный механизм позволяет плавно регулировать поток металла в кристаллизатор, поддерживая в нем постоянный уровень) пром-ковша металл поступает в кристаллизатор. Кристаллизатор представляет собой водоохлаждаемую конструкцию, которая при помощи серво-клапана совершает вертикальные колебания, для предотвращения застывания металла на стенках кристаллизатора. В зависимости от конструкции МНЛЗ размеры кристаллизатора могут варьироваться. В кристаллизаторе происходит застывание стенок сляба. Далее, под воздействием тянущих роликов (7) сляб попадает в зону вторичного охлаждения (криволинейный участок ручья), где на металл через форсунки разбрызгивается вода. После выхода металла на прямолинейный участок ручья, происходит отрезание слябов (газовая резка или ножницы).
Пуск литья, управление процессом и проблемы
Преимущества МНЛЗ перед разливкой в изложницу
По сравнению с прежним методом разливки стали в изложницу при непрерывной разливке можно сократить не только время за счет исключения некоторых операций, но и капиталовложения (например, на сооружение обжимных станов). Непрерывная разливка обеспечивает значительную экономию металла вследствие уменьшения обрези и энергии, которая тратилась на подогрев слитка в нагревательных колодцах. Исключение нагревательных колодцев позволило в значительной степени избавиться от загрязнения атмосферы. По ряду других показателей: качеству металлопродукции, возможности механизации и автоматизации, улучшению условий труда непрерывная разливка также эффективнее традиционных способов. Но непрерывная разливка имеет и Отрицательные стороны. Стали некоторых марок, например кипящие, нельзя разливать по этому методу, малые объемы разливки сталей различных марок повышают их себестоимость, неожиданные поломки оказывают большое влияние на снижение общей производительности.
Усовершенствования
В настоящее время все большее распространение получает метод электромагнитного торможения потока стали, попадающей в кристаллизатор. Это дает возможность существенно снизить скорость движения потоков, ограничить их проникновение вглубь жидкой фазы заготовки, а также обеспечить их рациональное движение. Вероятно, в ближайшее время этот метод получит развитие в совокупности с использованием погружных стаканов оптимальной геометрической формы, которая будет создаваться для каждого конкретного случая.
175175
Плотность жидкой стали, кг/м 3
Коэффициент затвердевания, мм/мин 0,5
Коэффициент учитывающий потери времени при разл.,
Коэффициент учитывающ. степень загр. оборуд. МНЛЗ,
Введение 1 Определение температуры ликвидус и солидус стали, разливаемой на МНЛЗ
2 Скорость непрерывной разливки
3 Расчет охлаждения заготовки 3.1 Определение толщины закристаллизовавшегося слоя и температуры на выходе из кристаллизатора
3.2 Определение температуры поверхности по длине заготовки и расхода воды на охлаждение в ЗВО
4 Выбор формы технологической оси
4.1 Базовый радиус МНЛЗ
4.2 Выпрямление непрерывнолитой заготовки
5 Производительность МНЛЗ
5.1 Пропускная способность МНЛЗ
5.2 Состав и подготовка МНЛЗ к разливке
5.3 Количество МНЛЗ в сталеплавильном цехе
Приложение 1. Графическое изображение расчетных параметров.
Приложение 2. Результаты расчета.
Последние годы на Украине наметились тенденции по всесторонней модернизации сталеплавильного комплекса. Ориентируясь на передовой мировой опыт одними из основных путей эффективного перевооружения отрасли могут быть внедрение передовых схем внепечной обработки стали и установок непрерывной разливки.
Программа развития металлургического комплекса Украины до 2010 года включает значительное изменение структуры сталеплавильного производства, а именно снижение доли мартеновской стали и разливки металла в изложницы в общем объеме металлопродукции. Значительное повышение доли конвертерной и электростали, а также увеличение объемов металла разливаемого на МНЛЗ может существенно повысить конкурентоспособность продукции отечественной металлургии.
В настоящее время успешно завершена реконструкия сталеплавильного производства на Донецком металлургическом заводе (реконструированы мощности по выплавке и непрерывной разливке электростали) быстрыми темпами перевооружается Енакиевский металлургический завод (сооружение установки печь-ковш и шестиручьевой радиальной МНЛЗ), на очереди Кривой Рог, Запорожье, Мариуполь.
Данная курсовая работа посвящена расчету основных технологических, теплотехнических, конструктивных и эксплуатационных параметров МНЛЗ.
Раздел: Промышленность, производство
Количество знаков с пробелами: 43211
Количество таблиц: 6
Количество изображений: 1
Читайте также: