Συνεχής χύτευση χάλυβα: αρχή λειτουργίας, απαραίτητος εξοπλισμός, πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της μεθόδου

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Σήμερα, ένας τεράστιος αριθμός από διάφορα πράγματα, εξαρτήματα, κ.λπ. είναι κατασκευασμένα από χάλυβα. Φυσικά, αυτό απαιτεί μεγάλη ποσότητα αρχικού υλικού. Ως εκ τούτου, τα φυτά χρησιμοποιούν εδώ και πολύ καιρό τη μέθοδο της συνεχούς χύτευσης χάλυβα, που χαρακτηρίζεται από το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό - την υψηλή παραγωγικότητα.

Απαραίτητος εξοπλισμός για εργασία

Μέχρι σήμερα, αρκετές εγκαταστάσεις για τη χύτευση χάλυβα με αυτόν τον τρόπο είναι γνωστές και ονομάζονται συντομογραφία UNRS. Αρχικά αναπτύχθηκε και τέθηκε σε παραγωγή μια εγκατάσταση κάθετου τύπου, που βρίσκεται 20-30 μέτρα κάτω από το επίπεδο του δαπέδου του εργαστηρίου. Ωστόσο, αργότερα η επιθυμία να εγκαταλειφθεί η εμβάθυνση του δαπέδου έγινε η κύρια μηχανή για την ανάπτυξη αυτών των εγκαταστάσεων. Αυτό οδήγησε στην ανάπτυξη και υλοποίηση εργοστασίων συνεχούς χύτευσης τύπου πύργου. Το ύψος αυτών των εγκαταστάσεων ήταν 40 μ. Ωστόσο, αυτή η έκδοση του μηχανήματος δεν χρησιμοποιήθηκε ευρέως για δύο λόγους. Πρώτα, χτίστεμια τέτοια μονάδα στο εργαστήριο είναι αρκετά προβληματική και επίπονη. Δεύτερον, προέκυψαν ακόμη περισσότερες δυσκολίες με τη λειτουργία του.

Καμπύλες και ακτινικές εγκαταστάσεις

Με την πάροδο του χρόνου, η συνεχής χύτευση του χάλυβα μεταφέρθηκε στην εργασία με μηχανές κάθετης κάμψης. Το κύριο χαρακτηριστικό είναι η κάμψη της ράβδου που βγαίνει μετά τους άξονες κατά 90 μοίρες. Μετά από αυτό, χρησιμοποιήθηκε ειδικός μηχανισμός ισιώματος στην εγκατάσταση για το ίσιωμα του πλινθώματος και μόνο μετά από αυτό το στάδιο έγινε η κοπή. Η συνεχής χύτευση χάλυβα σε τέτοιο εξοπλισμό δεν έχει γίνει πολύ δημοφιλής για κάποιο λόγο. Πρώτον, η κάμψη, φυσικά, κατέστησε δυνατή τη μείωση του ύψους, αλλά ταυτόχρονα περιόρισε σοβαρά τη διατομή του ίδιου του πλινθώματος. Όσο περισσότερο ήταν απαραίτητο να ληφθεί ένα τμήμα του υλικού, τόσο μεγαλύτερη έπρεπε να είναι η κάμψη, πράγμα που σημαίνει ότι το ύψος αυξήθηκε ξανά. Δεύτερον, οι καμπτικές μηχανές τοποθετήθηκαν στα χαλυβουργεία με ακόμη μεγαλύτερες δυσκολίες από τις κάθετες.

Σήμερα, οι εγκαταστάσεις συνεχούς χύτευσης ακτινωτού χάλυβα κερδίζουν ολοένα και μεγαλύτερη δημοτικότητα. Σε μια τέτοια μονάδα, το πλινθίο σχηματίζεται στο καλούπι και το αφήνει κατά μήκος του ίδιου τόξου κατά μήκος του οποίου εισήλθε. Μετά από αυτό, θα ισιωθεί με έναν μηχανισμό pull-correct. Και τότε μπορείτε ήδη να αρχίσετε να κόβετε το πλινθίο σε κενά. Αυτός είναι ο σχεδιασμός που στην πράξη αποδείχθηκε ο πιο ορθολογικός στην οργάνωση της ροής των αγαθών στο χαλυβουργείο.

Πού αρχίζει το casting

Τεχνολογία συνεχούςΗ χύτευση χάλυβα είναι μια αρκετά περίπλοκη διαδικασία. Ωστόσο, είναι δίκαιο να πούμε ότι η αρχή παραμένει η ίδια ανεξάρτητα από τη διάταξη παραγωγής που χρησιμοποιείται. Μπορείτε να εξετάσετε την τεχνολογία χρησιμοποιώντας το παράδειγμα ενός κάθετου UNRS.

Το μηχάνημα παρέχεται με κουτάλα για την έκχυση χάλυβα μέσω ειδικού γερανού. Μετά από αυτό, ο χάλυβας ρέει στον κατανεμητή, ο οποίος έχει πώμα. Για μονόκλωνες μηχανές θα υπάρχει ένα πώμα, για πολυκλωνικές μηχανές θα υπάρχει ένα πώμα ανά ρεύμα. Επιπλέον, το βαρέλι έχει ένα ειδικό διάφραγμα για να συγκρατεί τη σκωρία. Από το κατανεμητή, ο χάλυβας θα ρέει στο καλούπι, περνώντας από ένα δοσομετρικό γυαλί ή ένα πώμα. Είναι σημαντικό να σημειωθεί εδώ ότι πριν από την πρώτη χύτευση, ο σπόρος εισάγεται στο καλούπι από την κάτω πλευρά. Γεμίζει είτε τη διατομή ολόκληρου του καλουπιού είτε μόνο το σχήμα του τεμαχίου εργασίας. Το επάνω στρώμα του σπόρου θα είναι το κάτω μέρος του καλουπιού. Επιπλέον, έχει επίσης σχήμα ουράς χελιδονιού για μελλοντικό κοτσαδόρο με ράβδο.

Περαιτέρω κάστινγκ

Στη συνέχεια, στη διαδικασία συνεχούς χύτευσης του χάλυβα, είναι απαραίτητο να περιμένετε μέχρι το επίπεδο των πρώτων υλών να ανέβει πάνω από τον σπόρο σε ύψος περίπου 300-400 mm. Όταν συμβεί αυτό, ξεκινά ο μηχανισμός, ο οποίος θέτει σε λειτουργία τη συσκευή έλξης. Διαθέτει ρολά έλξης, υπό την επίδραση των οποίων θα πέσει ο σπόρος και θα τραβήξει μαζί του το δημιουργημένο πλίνθωμα.

Μια μηχανή συνεχούς χύτευσης έχει ένα καλούπι συνήθως κατασκευασμένο από χαλκό με κούφια τοιχώματα. Είναι υπό έντονημε τη δράση του νερού ψύξης, και το εσωτερικό του τμήμα αντιστοιχεί στο σχήμα του πλινθώματος που πρόκειται να ληφθεί. Εδώ σχηματίζεται η κενή κρούστα. Σε υψηλές ταχύτητες χύτευσης, μπορεί να συμβεί σχίσιμο αυτού του φλοιού και διαρροή μετάλλου. Για να αποφευχθεί αυτό, το καλούπι χαρακτηρίζεται από παλινδρομικές κινήσεις.

Χαρακτηριστικά της λειτουργίας καλουπιού

Η μηχανή συνεχούς χύτευσης έχει έναν ηλεκτρικό κινητήρα υπεύθυνο για τη δημιουργία αυτής της παλινδρομικής κίνησης. Αυτό γίνεται μέσω της δύναμης του κιβωτίου ταχυτήτων με μηχανισμό αιώρησης τύπου έκκεντρου. Αρχικά, το καλούπι κινείται προς την ίδια κατεύθυνση με το τεμάχιο εργασίας, δηλαδή προς τα κάτω, και αφού ολοκληρωθεί η διαδικασία, επιστρέφει ξανά προς τα πάνω. Η διαδρομή αιώρησης είναι από 10 έως 40 mm. Το καλούπι είναι ένα σημαντικό διαμέρισμα για τη συνεχή χύτευση του χάλυβα σε κάθε τύπο εξοπλισμού, και επομένως τα τοιχώματά του λιπαίνονται με παραφίνη ή οποιοδήποτε άλλο λιπαντικό κατάλληλο για τα χαρακτηριστικά.

Αξίζει να σημειωθεί ότι στον σύγχρονο εξοπλισμό η στάθμη του μετάλλου ελέγχεται ραδιομετρικά με την εφαρμογή σήματος ελέγχου στο πώμα της κουτάλας. Στο ίδιο το καλούπι, μπορεί να δημιουργηθεί είτε ουδέτερη είτε αναγωγική ατμόσφαιρα πάνω από το επίπεδο του μετάλλου για να αποφευχθεί η οξείδωση του προϊόντος κατά την παραγωγή.

Φλούδα πλινθωμάτων

Αξίζει να σημειωθεί ότι η εργασία υπό κενό θεωρείται επίσης μια πολλά υποσχόμενη μέθοδος χύτευσης. Μία μονάδα μπορεί να πραγματοποιήσειχύνοντας μέσα από πολλά καλούπια ταυτόχρονα. Έτσι, ο αριθμός των ροών μιας εγκατάστασης μπορεί να φτάσει έως και οκτώ.

Η δράση της ψύκτρας του ψυχρού σπόρου χρησιμοποιείται για να σχηματίσει τον πυθμένα του φλοιού πλινθώματος. Το πλινθίο θα βγει από το καλούπι υπό την επίδραση του σπόρου, ο οποίος τραβιέται στη δευτερεύουσα ζώνη ψύξης (SCZ). Στη μέση του μπιλέτου, ο χάλυβας θα είναι ακόμα σε υγρή κατάσταση. Είναι σημαντικό εδώ να σημειωθεί ότι, σύμφωνα με τις απαιτήσεις της τεχνολογίας χύτευσης χάλυβα, το πάχος του δέρματος πρέπει να είναι τουλάχιστον 25 mm τη στιγμή της εξόδου από το καλούπι. Για να ικανοποιηθούν αυτές οι απαιτήσεις, είναι απαραίτητο να επιλέξετε τον σωστό ρυθμό ροής υλικού.

Χαρακτηριστικά της διαδικασίας εγκατάστασης και χύτευσης

Τα τεχνολογικά χαρακτηριστικά είναι περίπου τα εξής. Εάν το τμήμα του πλινθώματος είναι 160x900 mm, τότε η ταχύτητά του πρέπει να είναι από 0,6 έως 0,9 m/min. Εάν η διατομή είναι 180x1000 mm, τότε η ταχύτητα μειώνεται στα 0,55-0,85 m/min. Ο δείκτης υψηλότερης ταχύτητας απαιτείται για τη διατομή ενός πλινθώματος τετράγωνου τύπου 200x200 mm - 0,8-1,2 m/min.

Με βάση τους παραπάνω δείκτες, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η μέση ταχύτητα χύτευσης ενός σκέλους που χρησιμοποιεί τεχνολογία συνεχούς χύτευσης είναι 44,2 t/h. Εάν υπερβείτε τον βέλτιστο ρυθμό ταχύτητας, τότε το κεντρικό πορώδες θα αυξηθεί.

Επιπλέον, αξίζει να σημειωθεί ότι η σταθερότητα της χύτευσης και η ποιότητα του ίδιου του προϊόντος επηρεάζονται από τη θερμοκρασία του μετάλλου. Εμπειρικά διαπιστώθηκε ότι σε θερμοκρασία μεγαλύτερη των 1560 βαθμώνΚελσίου η επιφάνεια του πλινθώματος καλύπτεται συχνά με ρωγμές. Εάν η θερμοκρασία είναι χαμηλότερη από την υποδεικνυόμενη, τότε το γυαλί θα σφίγγεται συχνά. Έτσι, διαπιστώθηκε ότι η βέλτιστη θερμοκρασία για τη μέθοδο συνεχούς χύτευσης του χάλυβα θα ήταν 1540-1560 βαθμοί Κελσίου. Για να διατηρηθεί αυτός ο δείκτης, η θερμοκρασία θέρμανσης του κλιβάνου πριν την απελευθέρωση θα πρέπει να κυμαίνεται από 1630-1650 βαθμούς.

Δευτερεύουσα ζώνη ψύξης

Σε αυτό το τμήμα, η πιο εντατική και άμεση ψύξη του πλινθώματος πραγματοποιείται με τη βοήθεια του νερού που προέρχεται από τον ψεκασμό. Υπάρχει ένα ειδικό σύστημα ρελαντί, όχι ηλεκτρικών κυλίνδρων. Η περιστροφή τους εμποδίζει την κάμψη ή τη στρέβλωση του πλινθώματος. Λόγω της έντονης ψύξης σε αυτή τη ζώνη, τα τοιχώματα του πλινθώματος θα προστεθούν γρήγορα σε πάχος και η κρυστάλλωση θα εξαπλωθεί σε βάθος. Η ταχύτητα τραβήγματος του πλινθώματος και ο βαθμός ψύξης του πρέπει να επιλέγονται με τέτοιο τρόπο ώστε όταν το ράβδο εισέρχεται στους κυλίνδρους έλξης να είναι ήδη εντελώς συμπαγές.

Ποια είναι τα οφέλη της συνεχούς χύτευσης

Δεδομένου ότι αυτή η μέθοδος χύτευσης χάλυβα έχει αντικαταστήσει τη μέθοδο χύτευσης σε καλούπια, αξίζει να συγκριθεί με αυτήν τη μέθοδο. Γενικά, αξίζει να επισημανθούν τα ακόλουθα πλεονεκτήματα: μεγαλύτερη παραγωγικότητα, μειωμένο κόστος και μειωμένη ένταση εργασίας της διαδικασίας. Λόγω του συνεχούς σχηματισμού του πλινθώματος, η κοιλότητα συρρίκνωσης μεταφέρεται στην ουρά, σε αντίθεση με τα καλούπια του πλινθώματος, όπου κάθε ράβδος είχε τη δική του κοιλότητα. Εξαιτίας αυτού, το ποσοστό απόδοσης κατάλληλου μετάλλου αυξάνεται σημαντικά. Το UNRS σας επιτρέπει να αποκτήσετεένα τεμάχιο εργασίας διαφόρων σχημάτων, από ένα μικρό τετράγωνο 40x40 mm έως ένα ορθογώνιο 250x1000 mm. Η χρήση μηχανών συνεχούς χύτευσης κατέστησε δυνατή την πλήρη εγκατάλειψη των ελαιοτριβείων. Αυτό μείωσε σημαντικά το κόστος της παραγωγικής διαδικασίας και ως εκ τούτου την τιμή στην αγορά. Επιπλέον, η διαδικασία της μεταλλουργικής επεξεργασίας έχει απλοποιηθεί.

Ελαττώματα

Παρά τη δυνατότητα υψηλής μηχανοποίησης και αυτοματοποίησης της διαδικασίας, το υψηλό ποσοστό καλών πλινθωμάτων και άλλα πλεονεκτήματα που περιγράφονται παραπάνω, αυτή η μέθοδος έχει επίσης ορισμένες αρνητικές πλευρές. Τα μειονεκτήματα του χάλυβα συνεχούς χύτευσης είναι τα ακόλουθα.

Πρώτον, δεν υπάρχει δυνατότητα παραγωγής πλινθωμάτων σύνθετης διαμόρφωσης. Δεύτερον, η γκάμα των πλινθωμάτων και των ακατέργαστων είναι αρκετά περιορισμένη. Είναι αρκετά δύσκολο να μετατρέψεις μηχανές για να χύνουν πρώτες ύλες διαφορετικής μάρκας, γεγονός που μπορεί να αυξήσει το τελικό κόστος ενός προϊόντος διαφορετικής μάρκας εάν παράγεται στην ίδια μονάδα. Ορισμένες ποιότητες χάλυβα, για παράδειγμα, οι βραστές, δεν μπορούν να κατασκευαστούν με αυτήν τη μέθοδο καθόλου.

Το τελευταίο μειονέκτημα της συνεχούς μεθόδου χύτευσης χάλυβα είναι πολύ σημαντικό. Είναι πιθανή αστοχία εξοπλισμού. Η αποτυχία του UNRS θα οδηγήσει σε τεράστιες απώλειες στην απόδοση. Όσο περισσότερος χρόνος χρειάζεται για την επισκευή, τόσο περισσότερες απώλειες θα αυξάνονται.