Затравки для начала разливки стали на МНЛЗ

Процесс начала (старта) разливки на МНЛЗ предполагает наличие временного «поддона», расположенного в нижней части кристаллизатора. Функционально этот «поддон» выполняет функцию герметизации внутренней полости кристаллизатора от протеканий металла, а также быстрого охлаждения и затвердевания первой порции стали, подаваемой в кристаллизатор. После затвердевания «поддон» вытягивается вниз с определенной скоростью. Вытягивание «поддона» вместе с заготовкой осуществляется механизмом тянущей клети. Вся система приспособлений, обеспечивающих введение и фиксирование «поддона» в кристаллизаторе, а также вытягивание головной части заготовки называется затравкой, а перемещающийся в кристаллизаторе поддон – головкой затравки.

При подготовке МНЛЗ к началу разливки затравка заводится в рабочую полость машины, а головка затравки фиксируется в нижней части кристаллизатора. Поскольку поперечное сечение головки затравки на несколько миллиметров (1,5-3,5 мм) меньше сечения рабочей полости кристаллизатора, то зазор между ними плотно заполняется негорючим материалом (например, на основе пропитанной специальным составом бумаги), выполненным в виде жгута. Далее внутреннюю полость кристаллизатора заполняют специальными металлическими холодильниками, которые необходимы для быстрого охлаждения жидкой стали и придания головной части заготовки механической прочности (рисунок 3.76).

Головка затравки имеет специальный профиль, позволяющий захватить и потянуть за собой затвердевающий слиток (рисунок 3.77), а также легко отделиться от слитка при выходе из тянуще-правильной клети (рисунок 3.78). Головка затравки соединена с ее корпусом, имеющим длину, достаточную для достижения уровня тянущих клетей или специ-альных валков, приводящих в движение затравку и слиток. После прохождения затравкой тянущих устройств валки захватывают непосредственно сам слиток.

Рисунок 3.76 – Схема подготовки кристаллизатора МНЛЗ к разливке с установленной головкой затравкой

Рисунок 3.77 – Головка затравки для разливки на МНЛЗ круглой заготовки (слева) и установка на нее защитного колпака (справа)

Рисунок 3.78 – Выход затравки из дугового участка ручья (а) и движение ее с головной частью заготовки в ЗВО до отделения (б)

Конструкция узла сцепления головки затравки со слитком обеспечивает возможность автоматического их разделения после выхода затравки из тянуще-правильной машины с помощью специального механизма.

По механическому устройству различают затравки жесткие, с жесткими подвижными и с раздвижными («надувными») звеньями. В современной практике предпочтение отдается затравкам с подвижными звеньями (цепного типа) (рисунок 3.79). Тем не менее, затравки с жесткими подвижными звеньями представляются наиболее функциональными и удобными в эксплуатации. Их отличает простота конструкции и надежность в работе.

Затравки цепного типа применяются на всех типах МНЛЗ для разливки заготовок различных профилей. В зависимости от податливости звеньев цепные затравки могут быть с жесткими и раздвижными звеньями. Область применения затравок с жесткими звеньями – МНЛЗ с гидравлическими механизмами перемещения и прижатия роликов.

Использование затравок с раздвижными звеньями обычно является вынужденным мероприятием, связанным с установкой на МНЛЗ приводной проводки с пружинным прижатием роликов к слитку. Недостатками таких затравок являются: быстрый выход из строя резинотканевых рукавов и потеря ими герметичности; недостаточное усилие прижатия звеньев к роликам, что обычно требует увеличения числа приводных роликов в проводке.

Рисунок 3.79 – Схема (вверху) и фото (внизу) цепной затравки слябовой МНЛЗ

Для радиальных многоручьевых сортовых МНЛЗ на ряде металлургических заводов применяют жесткие затравки, которые позволяют ускорить процесс подготовки ручья МНЛЗ, что имеет большое значение для многоручьевых машин (рисунок 3.80).

Жесткие затравки представляют собой дугообразный брус, по форме сечения одинаковый с отливаемым слитком и изогнутый по дуге окружности с радиусом кривизны технологической оси машины. Ввод жесткой затравки в кристаллизатор производят снизу через роликовые проводки. Жесткие затравки относительно просты в изготовлении и эксплуатации.

Вместе с тем они накладывают определенные специфические требования на способ отделения головки от заготовки и на конструкцию ТПМ. Технологическим недостатком жесткой затравки является постепенная потеря ею требуемых геометрических размеров (в первую очередь, заданной кривизны).

Рисунок 3.80 – Жесткая затравка сортовой МНЛЗ в резервной позиции машины для ее ввода снизу

Альтернативным решением для сортовых МНЛЗ является цепная затравка с пружинным ужесточением шарниров. Затравка содержит также ограничители взаимного поворота звеньев: от прямолинейного в разогнутом состоянии до изогнутого с радиусом МНЛЗ. Эти ограничители имеют достаточную прочность для переноски затравки краном.

Конструкция головки затравки связана с технологией заведения, заделки в кристаллизаторе, установке уплотнительного пластмассового жакета и холодильника, а также способа сцепления и отделения от заготовки. Устройство для уборки и хранения затравки выполняется индивидуально для каждого ручья и располагается за гидравлическими ножницами. В этом случае удовлетворительно решается вопрос аварийного отделения затравки при приварке головки. Так как на МНЛЗ разливаются заготовки различных сечений, затравка комплектуется головками требуемых сечений и переходными звеньями соответствующих размеров.

Подачу и ввод затравки в кристаллизатор, ее отсоединение от слитка и уборку после протягивания по роликовым проводкам, как и удержание в нерабочем положении, производят специальными машинами, часто в комплексе со вспомогательными механизмами. Затравку вводят в кристаллизатор двумя способами – сверху и снизу, которые и определяют два типа машин (рисунки 3.81, 3.82, соответственно).

Рисунок 3.81 – Схема ввода жесткой затравки снизу

Рисунок 3.84 – Схема (слева) и фото (справа) машины для ввода затравки в кристаллизатор сверху