Непрерывная разливка стали
Непрерывная разливка стали представляет одно из основных направлений развития сталеплавильного производства. В ближайшие годы предусматривается блокирование всех строящихся конвертеров с установками непрерывной разливки стали (УНРС). В таком комплексе уже работают 350-тонные конвертеры металлургических заводов Новолипецкого, Западно-Сибирского, «Азовстали», Череповецкого. Каждая установка включает несколько машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ), преимущественно двухручьевых, слябовых.
Преимущества этого способа разливки стали заключаются в высокой механизации производства, в исключении из технологической цепи многих трудоемких работ участков и цехов.
Кислородно-конвертерный цех становится компактным техническим объединением агрегатов по отливке стали в заготовках разных профилей (слябов и блюмов).
Строительство его обходится дешевле по удельным капитальным затратам и себестоимости выпускаемой продукции.
Большое распространение получили УНРС в криволинейном (радиальном) исполнении. Часть пути, от кристаллизатора до выхода на уровень пола, делают дугообразным с диаметром кривизны 10—12 м. Формируемый слиток проходит по направляющим роликам, которые прижимаются к поверхности (корочке) амортизационными пружинами.
Кристаллизатор — медный, полый, водоохлаждаемый — служит металлоприемником, образующим оболочку слитка — заготовки. Размеры его внутренней полости задаются сечением заготовки, а высоту назначают по соображениям лучшего отделения корочки от стенок, обычно в пределах 1000—1200 мм. В более высоких кристаллизаторах есть опасность прихвата слитка. На 350-тонном сталеразливочпом (основном) ковше монтируют два шиберных затвора. Один из них — резервный.
Ковш с металлом после выпуска плавки отвозят краном для продувки стали аргоном на специальной установке. Через односопловую футерованную шамотом погружную фурму с пористой пробкой продувку ведут в течение 8—10 мин, с интенсивностью 50—80 м3/ч, под давлением 0,25—0,50 МПа. Обработку аргоном производят для усреднения металла в ковше, придания ему однородности по температуре, химическому составу концентрации неметаллических включений по всей длин непрерывного слитка.
Плавку подают затем на стационарный разливочны стенд, где находится накрытый футерованной крышко промежуточный ковш с горячей кладкой, предварительно нагретой горелками до температуры 1100—1200°С. Вме стимость его — 23 т. Один из шиберных затворов устанавливается по центру промежуточного ковша. В кристаллизатор заводят машиной затравку и помещают на расстоянии 600 мм от головки до верхнего среза кристаллизатора. Зазоры уплотняются асбестовым шнуром.
Затравка — штанга, предназначенная для удержания заливаемого в кристаллизатор металла,— должна вытягиваться тянущим устройством и двигаться впереди формируемого слитка до окончания разливки. К промежуточному ковшу подвешивают на днище два погружных стакана. Каждый — с двумя боковыми отверстиями диаметром 75 мм, через которые металл заполняет кристаллизатор в одном и другом ручье МНЛЗ.
Перед началом разливки подают воду в кристаллизаторы, где начинается путь слитка, и в зону вторичного охлаждения, где затвердевание его заканчивается. Начинать разливку стали раньше подачи воды для охлаждения запрещается. Затем шиберный затвор открывается и металл из основного ковша через магнезитовый стакан диаметром 100 мм выпускается открытой струей в промежуточный ковш (через проем в крышке). Из промежуточного ковша с двумя стопорами, через два цирконо-графитовых разливочных кварцевых стакана он поступает закрытой струей в кристаллизаторы.
Для предотвращения вторичного окисления разливаемого металла забрасывают на его поверхность в малом ковше шлакообразующую многокомпонентную смесь. В кристаллизаторе она способствует образованию гарнисажа и смазке внутренних граней во время прохождения слитка. Горячий слиток образуется в машине радиальным, по дуге радиуса 10 м. На криволинейном участке он разгибается и в конце пути выравнивается. В таком состоянии, после некоторого охлаждения, заготовка на уровне пола разрезается газовыми горелками на мерные слябы.
Вытягивание и разгибание слитка производится со скоростью 0,6—0,7 м/мин (v0). Для лучшего отхода слитка от стенок кристаллизатора (предотвращения зависания) последнему сообщается возвратно-поступательное движение и качение с помощью механизма, совмещенного с приводом вытягивания сляба.
Качество заготовки регулируется параметром vp. При скорости вытягивания, превышающей 0,7 м/мин, корочка слитка получается тонкой и непрочной. В момент усадки она не всегда может преодолеть противодавление жидкой сердцевины. Слабыми местами и микроучастками повышенных термомеханических напряжений становятся скопления неметаллических включений, где возникают поверхностные и подповерхностные надрывы и трещины. Заготовку приходится зачищать.
Продолжительность разливки стали из 350-тонного ковша 70—80 мин, что кратно циклу плавки в конвертере. Появляется возможность разливать серии плавок одной марки стали методом «плавка на плавку». Основные ковши с металлом ставятся на стенд один за другим, по мере их опорожнения.
В целях безопасности труда следует иметь на площадке резервные емкости для перелива металла в случае неорганизованной разливки.
Все подготовительные работы по очистке от скрапа и шлака основного ковша, закреплению под ним шиберных затворов, очистке и сборке промежуточного ковша, навеске стопоров и погружных стаканов должны проводиться под наблюдением мастера. Залогом безопасности на разливочной площадке служит надежная работа всех узлов и деталей МНЛЗ.
Особенности физиологии труда в разливочном отделении
Доминантная настройка организма человека в разливочном отделении испытывает воздействие большого числа внешних раздражителей — функциональных и побочных (шумов). Сигналы подаются машинистами кранов и сталевозов; передаются диспетчерами и лаборантами по громкоговорящей связи. Их сообщают светофорами на въездах и т. д. Чтобы эта сигнализация доходила до сознания и укрепляла полезный условный рефлекс, чтобы человек осмысленно соотносил ее с окружающей обстановкой и выполняемыми действиями, производительно работал, необходимо должным образом организовать его труд.
Рабочая доминанта (или нейродинамический рабочий стереотип) персонала разливочного отделения стойко поддерживается стабильным спектром внешних раздражителей. Укрепляются выработанные постоянные ориентировочные, системные и защитные условные рефлексы — «что можно делать и чего делать нельзя!».
У разливщиков рабочая доминанта включает неослабную настороженность по поводу опасных контактов с жидким металлом и шлаком, нерациональных действий в системе «человек и машина» — под краном, при движении локомотива или поезда.
Организация труда и профилактика травматизма предполагают ритмичную работу цеха, четкое соблюдение графиков подачи разливочных составов, выпуска плавок из конвертеров, вывоза их в стрипперное отделение.
Администрация обязана во время выпуска плавки прекратить все ремонтные, наладочные и уборочные работы в опасной зоне, вблизи конвертера и разливочной площадки. Нельзя допускать скопления людей на нулевой отметке возле залитых составов и шлаковых чаш. Особенно нужно следить за этим в холодные месяцы и в ночное время.