Вплив конусності гільз кристалізаторів на її стійкість і якість зливка, що розливається – тема

Розглянуто вплив конусності гільз кристалізаторів на її стійкість і якість зливка, що розливається. Показано, що модифікація зміни конусності дозволила оптимізувати профіль мідних гільз, щоб збільшити термін служби, поліпшити якість блюму, підвищити продуктивність машин безперервного лиття заготовок.

Відмінність shells draft of crystallizer pan на його відчутність і якість cast ingot

Діяльність кришталізаторів розладів конфіденційності на його тривалість і якість cast ingot. Це показує, що змінити зміну конфіденційностідозволяє відтворити аркуш шкарпеток до підвищення якості плоду, збільшення продуктивності, значну кисню машину.

Текст наукової роботи на тему «Вплив конусності гільз кристалізаторів на її стійкість і якість зливка, що розливається»

а. в. Дьомін, о. м. грудницький, а. в. фешнстів, а. в. РІЖКІВ,

В. В. МИКОЛАЇВ, ВАТ «БМЗ – керуюча компанія холдингу «БМК»

ВПЛИВ КОНУСНОСТІ ГІЛЬЗ КРИСТАЛІЗАТОРІВ НА ЇЇ СТІЙКІСТЬ І ЯКІСТЬ ЗЛИТКУ, що розливається

Діяльність кришталізаторів розладів конфіденційності на його тривалість і якість cast ingot. It is shown that the modification to change the conicityallowed to optimize the profile of copper shells toзбільшити якість bloom, збільшити продуктивність, невід'ємну casting машину.

Кристалізатор є основним технологічним вузлом машин безперервного лиття заготовок (МНЛЗ). Якість безперервнолитих заготовок і продуктивність МНЛЗ залежать від конструкції кристалізатора, а також від параметрів захисного покриття його робочої поверхні.

У технологічному процесі безперервного розливання стали кристалізатору відведено одну з головних функцій - формування зливу необхідного перерізу. Основна вимога до кристалізатора - забезпечити максимальне відведення тепла від затвердіючої сталі до охолоджувальної води та отримати на виході злиток з міцною оболонкою та гарною поверхнею, яка не руйнувалася б під впливом тепла рідкої фази та феро-статичного тиску. Природно, що продуктивність машини та якість зливка багато в чому визначаються тим, наскільки кристалізатор задовольняє всі технологічні вимоги. Гільза – головний змінний робочий інструмент кристалізатора, у якому формується оболонка заготівлі. Від конструкції гільз кристалізаторів залежить якість безперервнолитої заготовки та максимально допустимі швидкості розливання.

Конструкція трубчастої гільзи кристалізатора і товщина її стінки мають на меті запобігання залишковій деформації під впливом температури. Деформація гільзи кристалізатора може призвести до значного зниження терміну служби кристалізатора і спричинити

поява глибоких слідів гойдання та дефектів геометрії заготовок.

Гільза кристалізатора має багатоконусну конструкцію, щоб компенсувати усадку заготовки і підтримувати контакт між заготовкою і кристалізатором. Правильний вибір багатоконусної конструкції забезпечує максимальний контакт досамого низу кристалізатора і, тим самим, знижує можливість тріщиноутворення та дефектів форми, таких, як скошенність стінок квадрата та вм'ятини. Багатоконусна конструкція гільзи розраховується на основі відомих даних з усадки після затвердіння для основних груп марочного сортаменту.

Після реконструкції МНЛЗ-З з 2009 р. використовуються гільзові кристалізатори з трико-нусною конструкцією гільзи, аналіз використання яких показав, що основним видом руйнування є подряпини, задираки, вм'ятини та абразивне зношування частини захисного покриття гільзи кристалізатора. Форма подряпин та характер їх розвитку свідчать про те, що основні причини їх виникнення пов'язані з тертям заготівлі в нижній частині та по кутах гільзи. Причина цього явища - неправильно підібрана конусність гільз при проектуванні, причина низької стійкості гільз - інтенсивне зношування в нижній частині гільзи та зміна геометричних розмірів конфігурації гільзи. Використання даної конструкції гільз перерізом 250 ^ 300 і 300 ^ 400 мм тягне роздуття граней злитка на виході з гільзи і при подальшому температурному розширенні

механічне пошкодження поверхні злитка від роликів під кристалізатором

При огляді поверхні всіх використовуваних гільз кристалізатора для перерізів 250^300 та 300х400 мм зазначено:

• інтенсивне зношування захисного покриття та мідної основи в нижній частині гільзи до 1 мм, при цьому середня частина не піддається впливу зносу, наслідком цього стало нерівномірне охолодження по довжині гільзи;

• має місце передчасний відхід скоринки злитка від стінок гільзи та утворення збільшеного газового зазору, а потім під впливом феростатичного тиску всередині злитка підхід скоринки злитка на виході до нижньої частини гільзи;

•роздуття граней злитка на виході з гільзи та при подальшому температурному розширенні механічне пошкодження поверхні злитка від роликів під кристалізатором.

Причиною цього явища є неправильно підібрана конусність гільз при проектуванні.

Для збільшення терміну служби кристалізаторів конусності гільз для перерізів 250^300 і 300x400 мм були перераховані відповідно до виробничого сортаменту на МНЛЗ-3 та реальних швидкостях розливу і на підставі розрахунків виготовлені дослідні зразки гільз з новою конусністю (див. таблицю).

Зміна геометричних розмірів за конусністю гільз

Перетин 250x300 мм 300x400 мм

Конус Від верху, мм Старий, %/м Новий, %/м Старий, %/м Новий, %/м

1190 2,4 2,4 2,4 2,4

2400 1,2 1,3 1,2 1,4

3780 0,5 0,6 0,5 0,8

Стандартна швидкість, м/хв 0,90 0,55-0,75

Для аналізу зміни геометрії гільз у процесі експлуатації проводили вимірювання з використанням приладу Mold Checker лазер.

На рис. 1, 2 показано зміну геометрії використовуваної гільзи перерізом 250x300 мм в про-

замергільє старої конструкції перетином геохзоомм

304.5 305,0 305.5 306,0 306,5 307,0 307,5 308.0

- Шаблон -а - Ст.конетр. 1 гол. прорив -■— Ст.конст.-219пл

Мал. 1. Зміна геометрії гільзи по широкій грані в процесі використання

Вимірювання гільзи старої конструкції перетином 2$0x300мм (за вузькою фан і)

256.5 257,0 257.5 258,0 258,5 259,0 259,5 260.0

Мал. 2. Зміна геометрії гільзи по вузькій грані в процесі використання

Вимірювання гільзи нової конструкції перетином 250x300 мм (по широкій грані)

305. «306,47. ^306,46

4 305.91 ^ 300.26 306.75

-1-Шаблон --»--Нова--Стоїв-96 -Стоїк - 200"

Мал.3. Зміна геометрії гільзи по широкій грані в процесі використання

Мал. 4. Зміна геометрії гільзи по вузькій грані в процесі використання

цесі експлуатації від 1-ї до 219-ї плавки. З малюнків видно, як змінилася конусність гільзи внаслідок прориву на 1 плавці.

На рис. 3, 4 показано зміну геометрії дослідної гільзи зі зміненою конусністю перетином 250^300 мм у процесі використання від 0 до 200-ї плавки, де спостерігається більш рівномірне теплознімання і, отже, мінімальне зношування в нижній частині гільзи на виході.

На рис. 5, 6 показані використовувана гільза перетином 250*300 мм після розливання 89 плавок

та дослідна гільза зі зміненою конусністю через 96 плавок.

На рис. 5 проглядається відсутність впливу на внутрішню поверхню в середині гільзи та інтенсивне зношування на виході, а на рис. 6 спостерігається рівномірна дія по всій площині від меніска до виходу з незначним пошкодженням хромового захисного покриття.

При проведенні досліджень впливу конусності гільзи на її стійкість і якість розливається.

Мал. 5. Гільза після проходження 89 плавок

Мал. 6. Досвідчена гільза після проходження 96 плавок

рр: р р г.отштгггг

мого зливка на перерізі 300^400 мм отримано аналогічні результати. На рис. 7, 8 показано зміну геометрії використовуваної гільзи перетином 300x400 мм у процесі експлуатації.

На рис. 9, 10 показано зміну геометрії дослідної гільзи зі зміненою конусністю перетином 300^400 мм у процесі використання, де спостерігається більш рівномірне теплознімання і, отже, мінімальне зношування в нижній частині гільзи на виході.

На рис. 11, 12 представлені використовувана гільза перерізом 300x400 мм після розливання 88 плавок і дослідна гільза зі зміненоюконусністю через 74 плавки.

На рис. 13 показані темплети якості макроструктури блюмів перетином 250x300 мм, відлитих на МНЛЗ-3 зі швидкістю 0,9 м/хв через гільзу старої конусності (ручок 2) і через дослідну гільзу нової конструкції конусності (ручок 4). Дослідження експлуатації гільз кристалізато-

- Шзбпан --Р-- Ст кокет -Про пд Ст комет -?1епп

Мал. 7. Зміна геометрії гільзи по широкій грані в процесі використання

- Шаблон - Ст К. "Ні -О л п Ст .

Мал. 8. Зміна геометрії гільзи по вузькій грані в процесі використання

Вимірювання гнльзи нової конструкції перетином 300x400 мм (по широкій грані)

410.0 411.0 412,0 413.0 414.0

100 ¡200 ¡300 400

413^2^ 414.91 ™ 414,76

409.89 4 410.94 Г^/411.27

-Шаблон -■-Замір №г 1--Стоїк.-74пл

Мал. 9. Зміна геометрії гільзи по широкій грані в процесі використання

Мал. 10. Зміна геометрії гільзи по вузькій грані в процесі використання

Мал. 11. Гільза після проходження 88 плавок

Мал. 12. Досвідчена гільза після проходження 74 плавок

Мал. 13. Темплети поперечного перерізу безперервнолитого блюму перетином 250x300 мм плавки 336006: а - 2-й струмок (порівняльний); б - 4-й струмок (досвідчений)

рів зміненої конструкції за конусністю на МНЛЗ-3 показали, що за основними експлуатаційними характеристиками дослідні гільзи перевершують раніше рекомендовані до використання.

1. Встановлено, що при розливанні сталі з гільзами, що використовуються після реконструкції, відбувається посилена взаємодія затверділої скоринки з поверхнею гільзи внаслідок невідповідності розмірів її внутрішньої порожнини величині усадки заготовки, що веде до деформації в нижній частині гільзи та прискорює відшарування по-

покриття, а, отже, інтенсифікує зношування кристалізатора. Подальше використання такого кристалізатора може призвести до утворення дефектів геометричної форми заготівлі через її нерівномірний контакт з гільзою, що може стати причиною прориву металу під кристалізатором.

2. Модифікація зміни конусності дозволила оптимізувати профіль мідних гільз, щоб збільшити термін служби, покращити якість блюму, підвищити продуктивність МНЛЗ-3 і знизити експлуатаційні витрати установки.