Глава 8. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ СТАЛИ ОТ ВТОРИЧНОГО ОКИСЛЕНИЯ ПРИ РАЗЛИВКЕ В ИЗЛОЖНИЦЫ

Обеспечение надежной защиты разливаемого металла от контакта с воздухом атмосферы представляет собой важную технологическую задачу, требующую решения при производстве как слитков, так и непрерывнолитых заготовок. Данные работ, проведенных зарубежными исследователями с целью определения источников загрязнения стали неметаллическими включениями, свидетельствуют о том, что доля оксидов, образующихся в результате повторного окисления металла, составляет около 40 % от их общего количества, зафиксированного после окончания разливки. Наряду с этим также установлено значительное повышение качества получаемой металлопродукции при хорошо отработанной технологии разливки с использованием защиты струи. В частности, в работах [54, 56, 57, 83] сообщается о снижении потерь металла при зачистке от 8-9 % до 4-5 % и сокращении брака по поверхностным дефектам в 3,5-4,0 раза.

8Л. Существующие способы защиты стали

от вторичного окисления при разливке в изложницы

Специфика условий разливки стали на различных металлургических и крупных машиностроительных предприятиях (разнообразие применяемых способов разливки, широкий диапазон масс отливаемых слитков, множество конструкций разливочных устройств и т. д.) обуславливает многообразие существующих способов защиты металла от вторичного окисления.

На основании выполненного анализа литературных данных, опубликованных за последние 15 лет, можно сделать следующие выводы. В настоящее время для ослабления отрицательного влияния кислорода воздуха на разливаемый металл применяют три основных типа защитных устройств. К первому следует отнести приспособления, выполненные из различных материалов в форме цилиндра и устанавливаемые на металлоприемник (центровую или изложницу). Защитный газ во время разливки
подастся в околоструйное пространство, ограниченное цилиндром (рис. 113, а). Недостаток подобных устройств заключается в том, что их нельзя использовать при бес-стопорной разливке стали, когда стакан-коллектор затвора совершает перемещение относительно металлоприемника. Кроме того, такие приспособления затрудняют наблюдение за струей металла, а также требуют выполнения дополнительных маневров с разливочным ковшом в случае возникновения необходимости удаления настылей, образующихся вблизи выходного отверстия разливочного канала [55].

Указанные недостатки практически полностью устраняются при эксплуатации устройств второго типа, конструктивная особенность которых состоит в том, что защитный элемент, выполненный в виде цилиндрического экрана, коаксиально размещенного относительно коллектора ковшового затвора на специальном рычаге (рис. 113, б), имеющем две степени свободы. При необходимости удаления настыли с торцовой поверхности стакана-коллектора защитный экран поднимают в верхнее положение, воздействуя на рычаг вручную или с помощью силового пневмоцилиндра. Такая система не получила широкого распространения из-за усложнения конструкции затвора и необходимости выполнения
нескольких дополнительных операций при подготовке его к работе, а также во время разливки.

Принцип действия устройств третьего типа основан на создании вокруг струи металла на открытом ее участке кольцевой газовой завесы, препятствующей контакту разливаемой стали с воздушной атмосферой. Основной деталью этих устройств (рис. 113, е) является специальная газораспределительная камера, закрепляемая неподвижно или с возможностью перемещения на металлической обойме стакана-коллектора шиберного затвора и снабженная кольцевым щелевым соплом, обеспечивающшм истечение защитного газа с высокой скоростью [36, 100].

Эксплуатация данной защитной системы не связана с выполнением сложных операций, приведение ее в рабочее состояние не требует много времени, а газораспределительная камера, находящаяся выше уровня горца стакана-коллектора, не затрудняет визуальный контроль процесса образования на кромке его выходного отверстия металлической настыли и ее удаления во время разливки.

Таким образом, по трудоемкости обслуживания и стоимости реализации способа устранения вредного воздействия воздушной атмосферы на струю стали, истекающей из ковша в изложницы, наиболее выгодной можно считать газодинамическую защиту, позволяющую использовать защитное устройство в виде специального узла ковшового затвора.