Конструкции МНЛЗ
Существует несколько типов машин непрерывной разливки, из которых наибольшее распространение получили следующие: вертикальные, криволинейные и радиальные, с изгибом слитка; в последние годы начали сооружать горизонтальные машины. В зависимости от количества одновременно отливаемых слитков машины могут быть одно-, двух- и многоручьевыми.
Вертикальные МНЛЗ
Технологическая ось вертикальной МНЛЗ расположена вертикально. Пример вертикальной МНЛЗ, располагаемой частично в колодце и частично в надземном сооружении, приведен на рисунке. Разливка, кристаллизация и охлаждение НЛЗ проводится по стандартной технологии. Заготовки, после газорезки (6) поступают в корзины кантователя и под действием собственного веса опрокидываются на рольганг, который выводит заготовку из корзины и подает ее на подъемник 8. Заготовка по рольгангу 9 выходит из машины и направляется в прокатные цехи или на склад для удаления дефектов.
Размеры слитков, отливаемых на вертикальных МНЛЗ, колеблются от 50x50 до 300x1850 мм2. Выход годных слитков достигает 95—98 % от жидкого металла.
Основной недостаток вертикальных МНЛЗ — большая высота, обусловленная тем, что затвердевание слитка должно закончиться до его попадания в тянущую клеть и газорезку, а протяженность зоны затвердевания по высоте (глубина лунки жидкого металла) в непрерывно отливаемом слитке очень велика. Современные машины вертикального типа достигают высоты 40—43 м. Их сооружение требует или большого заглубления — до 25—27 м ниже уровня пола цеха, или строительства высоких зданий. И в том и в другом случае с увеличением высоты установки резко возрастают капитальные затраты, усложняются их эксплуатация и технологический процесс разливки. Поэтому одним из недостатков МНЛЗ вертикального типа является ограничение скорости разливки или сечения слитка (при ее росте существенно возрастает глубина лунки жидкого металла, т. е. затвердение может не закончиться до входа слитка в тянущую клеть и зону резки), а значит, и производительности установки. Это, в свою очередь, означает, что на машинах вертикального типа нельзя разливать плавки с большегрузных агрегатов, например конвертеров садкой 300—400 т, разливка которой потребовала бы длительной выдержки металла в ковше.
Стремление снизить высоту привело к созданию машин с расположением технологических узлов по криволинейной оси.
Криволинейные и радиальные МНЛЗ
В машинах этого типа в радиальном кристаллизаторе формируется изогнутый по определенному радиусу слиток. Важнейшим конструктивным параметром радиальной установки является радиус технологической оси. Его величина определяется так, чтобы обеспечить длину пути, достаточную для полного затвердевания слитка к моменту разгибания при заданной линейной скорости вытягивания, и не превысить допустимую степень деформации при разгибании, что могло бы привести к образованию трещин и разрывов на слитке.
Чтобы при последующем разгибании в слитке не образовывались трещины, радиус изгиба должен быть более чем в 25-раз больше толщины слитка. Обычно радиус изгиба выбирают в соответствии с соотношением R = (30-40) а, где а — толщина слитка, м.
В радиальных МНЛЗ на выходе из кристаллизатора слиток движется по дуге с постоянным радиусом. После прохождения нижней точки дуги полностью затвердевший слиток разгибают, переводя его в горизонтальное положение.
В криволинейных машинах слиток вначале движется по дуге, определяемой радиусом кривизны кристаллизатора, а затем еще в зоне вторичного охлаждения радиус кривизны дуги увеличивается, т. е. происходит постепенное разгибание слитка с жидкой сердцевиной с последующим переводом в горизонтальное положение. Рассредоточение деформации имеет целью снизить возникающие при этом в корке слитка напряжения и вероятность возникновения трещин.
Машины конструируют так, что горизонтальное движение слитка осуществляется на уровне пола цеха. На этом же участке производят резку слитка на куски мерной длины. Максимальный радиус существующих МНЛЗ этого типа при отливке слитков толщиной до 350 мм составляет 12 м.
Основные преимущества этих машин по сравнению с вертикальными: меньшая высота, что снижает стоимость сооружения МНЛЗ и здания цеха; возможность повышения скорости разливки, поскольку газорезку можно установить далеко от кристаллизатора и благодаря этому допустимо существенное увеличение глубины лунки жидкого металла в слитке; возможность резки слитка на куски большой длины.
По этим причинам в последние голы почти отказались от сооружения вертикальных МНЛЗ и строят преимущественно криволинейные и радиальные.
 |