Стойкость изложниц в условиях их эксплуатации на комбинате "Криворожсталь" (стр. 6 из 10)
Состав смесей:
1. Дистенсилиманитовый концентрат 100%. Вода сверх 100% до плотности раствора 1,18 – 1,22 г/см3.
2. Известь 100%. Вода сверх 100% до плотности раствора 1,05 – 1,12 г/см3.
Дистенсилиманитовый концентрат имеет следующие соотношения ингредиентов в %:
Таблица 2.3 Химический состав дистенсилиманитового концентрата
| Хим. элемент | SiO2 | Fe2O3 | Al2O3 | CO2 | MgO | TiO2 | K2O+Na2O | H2O |
| Процентное содержание | 40,7 | 0,7 | 57,3 | < 1,0 | 0,23 | 0,95 | 0,05 | < 1,0 |
Толщина покрытия составляет – 1,1–1,4 мм, при этом наносимые покрытия располагаются ровным слоем по всей поверхности изложниц без каких-либо наплывов и пропусков. Температура 90 – 120оС изложниц обеспечивает быстрое высыхание покрытия и удаления из него влаги, которая во время разливки стали может вызвать подкипание металла у стенок изложниц, что приводит к ухудшению качества поверхности слитка и снижение стойкости рабочего слоя изложницы особенно тех у которых уже имеется сетка разгара.
Ровный слой качественной смазки призван уменьшить тепловой удар в первый момент соприкосновения жидкого металла и изложницы, сгладить поверхностные неровности на рабочей поверхности изложницы, предупредить попадания металла в углубление сетки разгара, что затормозит дальнейшее ее окисление и при этом будет служить получению более ровной и гладкой поверхности изложниц.
Так проводимые на комбинате исследования [30] по нанесению металлического алюминия показала, что нанесение на внутреннюю поверхность металлического алюминия с помощью металлизации исключает добавки связующих веществ (водный раствор жидкого стекла, вода, кремнезоль, сернокислый магний и др.), а тем самым исключается источник газовыделения и дополнительных неметаллических включений. Кроме того, такой метод позволяет повысить стойкость рабочей поверхности изложниц за счет алитирования чугуна [2].
2.3. Влияние времени пребывания металла в изложнице на ее стойкость
Как показали исследования в работе [21], задержка раздевания слитка вызывает термическую усталость из-за увеличения чугуна и его роста, что приводит к изменению структуры материала изложницы к более раннему появлению сетки разгара с соответствующим снижением ее стойкости. Значительное повышение стойкости изложниц может быть достигнуто путем снижения максимальных температур, достигаемых в теле изложниц и сокращения времени пребывания изложницы при максимальных температурах. Этим способом нельзя устранить перерождение структуры чугуна изложницы, но оно может быть замедлено с повышением ее стойкости.
Пор данным работы [22] между стойкостью изложниц и временем нахождения в ней слитка существует зависимость:
; (2.1)где:
А – число наливов (циклов),
А∞ - 20 – минимальное число наливов (при сколь угодно длительном пребывании слитка в изложнице),
К – коэффициент равный ≈ 5000,
S – продолжительность пребывания слитка в изложнице, мин.
В соответствии с вышеуказанной зависимостью полученной путем повышения продолжительности пребывания слитка в изложнице S сокращает допустимое число наливов.
Результаты эксплуатации изложниц и анализ их стойкости на комбинате «Криворожсталь» показывает (табл. 2.2), что в изложнице, работающей только с кипящей и полуспокойной сталью, сетка разгара развивается значительно медленнее, чем в изложницах работающих со спокойной сталью, что можно объяснить двумя причинами: первая – это сквозная изложница имеет меньшие литейные напряжения чем глуходонная, и вторая – время выдержки слитков меньше, что повышает стойкость сквозных изложниц. Согласно технологической инструкции по разливке стали [23] время выдержки металла в глуходонных изложницах для спокойной стали составляет 50 – 110 минут, для кипящей и полуспокойной (сквозные изложницы) составляет 30 минут.
Из таблицы 2.2 видно, что стойкость изложниц типа С – 9 и МС – 12, для спокойных марок стали в 2 раза меньше чем изложниц типа КС – 8п и МКС – 12,5, для кипящих и полуспокойных марок стали.
В 2002 году было достигнуто увеличение стойкости изложниц типа КС – 8п и МКС – 12,5 на комбинате «Криворожсталь» по сравнению с 2001 годом. Эти результаты были достигнуты благодаря вводу в 2002 году нового регламентированного графика №2 (рис. 2.10) доставки слитков с повышенным теплосодержанием из сталеплавильных в обжимные цехи комбината [24]. Сущность этого регламентированного графика заключается в том, что для полуспокойных марок стали уменьшили время отстоя плавки в разливочном отделении сталеплавильных цехов комбината с 30 минут до 10 минут, следовательно, уменьшилось время нахождения слитков в изложницах до стрипперования. На 20 минут, что как видно из таблицы 2-2 привело к повышению стойкости изложниц КС – 8п на 12% и МКС – 12,5 на 4%.
В работе [31] был пересмотрен и сокращен график пребывания горячих слитков в изложницах. По старому графику время пребывания горячего слитка в изложнице составляло 3,5 – 4 часа. Путем теоретических расчетов и длительного наблюдения за передвижением горячих составов было установлено, что для слитков массой в 3,5 тонны время выдержки горячих слитков в изложницах без ущерба для качества слитка можно сократить на 1 час, т.е. до 2 ч 30 мин – 2 ч 40 мин.
В результате температура горячего посада повысилась с 715 до 810оС. При работе по новому графику в течение года отмечено улучшение показателей: снижение угара металла в колодцах блуминга на 0,3%, повышение производительности колодцев на 0,6%, сокращение расхода топлива на 4%, повышение стойкости изложниц на 2 – 4 налива, ускорение оборачиваемости составов на 8%, увеличение пропускной способности разливочного пролета на 12%.
2.4. Влияние коэффициента оборачиваемости изложниц
на их стойкость
Одной из основных эксплутационных характеристик стойкости изложниц является коэффициент оборачиваемости изложниц, который характеризует температурный режим эксплуатации изложниц.
Фактический коэффициент оборачиваемости изложниц зависит от целого ряда факторов, основными из которых являются:
1. Массы и конструкции изложницы;
2. Способа охлаждения изложниц;
3. Теплофизических свойств чугуна изложницы;
4. Температуры разливаемой стали;
5. Продолжительности от разливки стали;
6. Расстояние между рядом стоящими изложницами;
7. Температуры окружающего воздуха;
8. Количества типов применяемых изложниц, планирование производства по сортаменту продукции и, в соответствии с этим по типам изложниц;
9. Обеспеченности сменным оборудованием, в том числе: сталеразливочными тележками, изложницами;
10. Пропускной способности участков, в том числе железнодорожных путей для охлаждения составов с изложницами [25].
Технологическая инструкция цеха подготовки составов (ТИ 228 ПС – 06 – 2000 п.3.5.1) регламентирует для создания оптимальных условий эксплуатации изложниц следующий коэффициент по типам изложниц:
- для уширенных книзу 1,3 – 1,4;
- для уширенных кверху 1,0 – 1,1.
Из анализа графика оборачиваемости изложниц типа КС – 8п и МКС – 12,5т (рис. 2.11) следует, что при увеличении коэффициента оборачиваемости изложниц больше 1,4 или его снижения до 0,9 существенно уменьшается стойкость изложниц типа МКС – 12,5т. Это связано прежде всего с большим размером изложницы и ее весом. Идет неравномерный прогрев стенок изложницы, возникают большие внутренние напряжения [15], что резко снижает стойкость изложницы типа МКС – 12,5т. Исходя из анализа графика видно, что стойкость изложниц типа КС – 8п при увеличении коэффициента оборачиваемости изложниц больше 1,4 или его снижения до 0,9 приводит к уменьшению стойкости изложниц, но в меньшей степени по сравнению с изложницами типа МКС – 12,5т. Это связано прежде всего с ее меньшими размерами и массой. Прогрев изложницы происходит быстрее и равномернее, что и улучшает стойкость изложницы типа КС – 8п. Необходимое количество изложниц для поддержания оптимального коэффициента оборачиваемости в зависимости от производства на комбинате «Криворожсталь» определяется по номограммам (рис. 2.12, 2.13). Так, необходимое количество изложниц типа КС – 8п в отделении подготовки составов №3 для производства стали, разливаемой в эти изложницы в количестве 50 ковшей в сутки при коэффициенте оборачиваемости изложниц 1,3 составит 780 шт.
Существенным недостатком в работе металлургических заводов долгое время являлся факт отсутствия или недостаточного учета стойкости изложниц по причине сложности их учета без компьютерной техники. Наличие такого учета в настоящее время (с наличием компьютерной техники) дает возможность ликвидировать преждевременную отгрузку изложниц в брак, оперативно принимать меры к устранению причин преждевременного выхода изложниц из строя и главное выполнять анализ стойкости изложниц (определять главные факторы оказывающее воздействие на их стойкость). В настоящее время на комбинате «Криворожсталь» учет стойкости изложниц ведется в цехе подготовки составов с применением компьютерной техники. Он организован следующим образом.
В цехе производства изложниц на каждую отлитую и принятую изложницу работниками ОТК изложниц выписывается паспорт (рис. 2.14). Паспорт включает в себя следующие данные:
1. Тип изложницы
2. Номер изложницы
3. Вес изложницы
4. Дата заливки
5. Дата приемки
6. Химический состав чугуна
7. Геометрические размеры
А так же имеется таблица по учету стойкости изложницы, которая включает в себя:
1. Дата ввода изложницы в эксплуатацию
2. Количество наливов
3. Дата выхода из эксплуатации