Stranggießen von Stahl: Funktionsprinzip, notwendige Ausrüstung, Vor- und Nachteile des Verfahrens

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Heute werden sehr viele verschiedene Dinge, Teile etc. aus Stahl gefertigt, was natürlich eine große Menge an Ausgangsmaterial erfordert. Daher verwenden die Werke seit langem das Verfahren des Stranggießens von Stahl, das sich durch das wichtigste Merkmal auszeichnet - hohe Produktivität.

Grundausstattung für die Arbeit

Bis heute sind mehrere Anlagen zum Gießen von Stahl auf diese Weise bekannt, die als UNRS abgekürzt werden. Zunächst wurde eine vertikale Installation entwickelt und in Betrieb genommen, die sich 20 bis 30 Meter unter dem Niveau des Werkstattbodens befindet. Später wurde jedoch der Wunsch, die Vertiefung des Bodens aufzugeben, zum Hauptantrieb für die Entwicklung dieser Installationen. Dies führte zur Entwicklung und Umsetzung von Stranggießanlagen in Turmbauweise. Die Höhe dieser Installationen betrug 40 m. Diese Version der Maschine wurde jedoch aus zwei Gründen nicht weit verbreitet. Zuerst bauenein solches Gerät in der Werkstatt ist recht problematisch und mühsam. Zweitens traten noch mehr Schwierigkeiten bei der Bedienung auf.

Gebogener und radialer Einbau

Im Laufe der Zeit wurde das Stranggießen von Stahl auf die Arbeit mit vertikalen Biegemaschinen übertragen. Das Hauptmerkmal ist die Biegung des Barrens, der nach den Wellen austritt, um 90 Grad. Danach wurde in der Anlage ein spezieller Richtmechanismus verwendet, um den Barren zu richten, und erst danach fand das Schneiden statt. Das kontinuierliche Gießen von Stahl auf solchen Anlagen ist aus irgendeinem Grund nicht sehr populär geworden. Erstens ermöglichte die Biegung natürlich eine Reduzierung der Höhe, schränkte aber gleichzeitig den Querschnitt des Barrens selbst stark ein. Je mehr ein Abschnitt des Materials gewonnen werden musste, desto größer musste die Biegung sein, wodurch die Höhe wieder zunahm. Zweitens wurden die Biegemaschinen in den Stahlwerken mit noch größeren Schwierigkeiten aufgestellt als die vertikalen.

Heute erfreuen sich Anlagen zum Stranggießen von Radialstahl immer größerer Beliebtheit. Auf einer solchen Einheit wird der Barren in der Form geformt und verlässt sie entlang demselben Bogen, entlang dem er in sie eingetreten ist. Danach wird es durch einen Pull-Correct-Mechanismus begradigt. Und dann können Sie auch schon damit beginnen, den Barren in Rohlinge zu schneiden. Diese Konstruktion hat sich in der Praxis als die rationellste für die Organisation des Warenflusses im Stahlwerk herausgestellt.

Wo beginnt das Casting

Technologie der kontinuierlichenStahlguss ist ein ziemlich komplizierter Prozess. Es ist jedoch fair zu sagen, dass das Prinzip unabhängig von der verwendeten Produktionseinrichtung gleich bleibt. Betrachten Sie die Technologie am Beispiel eines vertikalen UNRS.

Die Maschine wird mit einer Gießpfanne zum Gießen von Stahl durch einen Spezialkran geliefert. Danach fließt der Stahl in den Tundish, der mit einem Stopfen versehen ist. Bei einsträngigen Maschinen gibt es einen Stopper, bei mehrsträngigen Maschinen einen Stopper pro Strom. Außerdem hat der Tundish ein spezielles Prallblech, um die Schlacke zu h alten. Aus dem Tundish fließt der Stahl durch ein Dosierglas oder einen Stopfen in die Form. Hierbei ist zu beachten, dass vor dem ersten Gießen das Saatgut von der Unterseite in die Form eingebracht wird. Es füllt entweder den Querschnitt der gesamten Form oder nur die Form des Werkstücks aus. Die oberste Schicht des Samens bildet den Boden der Form. Darüber hinaus hat es auch die Form eines Schwalbenschwanzes zum späteren Ankoppeln an einen Barren.

Weiteres Casting

Als nächstes muss beim Stranggießen von Stahl gewartet werden, bis das Niveau der Rohstoffe über die Saat auf eine Höhe von etwa 300-400 mm ansteigt. Wenn dies geschieht, startet der Mechanismus, der die Zugvorrichtung in Betrieb setzt. Es hat Zugrollen, unter deren Einfluss der Samen fällt und den gebildeten Barren mit sich zieht.

Eine Stranggießmaschine hat eine Kokille, die meist aus Kupfer mit Hohlwänden besteht. Er ist unter intensivB. durch Einwirkung von Kühlwasser, und sein Innenquerschnitt entspricht der Form des zu erh altenden Barrens. Hier bildet sich die Barren-Rohling-Kruste. Bei hohen Gießgeschwindigkeiten kann es zum Reißen dieser Kruste und zum Austreten von Metall kommen. Um dies zu vermeiden, ist die Form durch Hin- und Herbewegungen gekennzeichnet.

Eigenschaften des Formvorgangs

Die Stranggießmaschine hat einen Elektromotor, der für die Erzeugung dieser Hin- und Herbewegung verantwortlich ist. Dies geschieht durch die Kraft des Getriebes mit einem Nockenschwingmechanismus. Zuerst bewegt sich die Form in die gleiche Richtung wie das Werkstück, also nach unten, und kehrt nach Abschluss des Vorgangs wieder nach oben zurück. Der Schwenkhub beträgt 10 bis 40 mm. Die Kokille ist ein wichtiges Fach beim Stranggießen von Stahl auf jeder Art von Ausrüstung, und daher werden ihre Wände mit Paraffin oder einem anderen für die Eigenschaften geeigneten Schmiermittel geschmiert.

Es ist erwähnenswert, dass in modernen Geräten der Metallpegel radiometrisch gesteuert wird, indem ein Steuersignal an den Pfannenverschluss angelegt wird. In der Form selbst kann oberhalb des Metallniveaus entweder eine neutrale oder eine reduzierende Atmosphäre erzeugt werden, um eine Produktoxidation während der Produktion zu vermeiden.

Barrenschälen

Bemerkenswert ist, dass auch das Arbeiten unter Vakuum als erfolgsversprechende Gießmethode gilt. Eine Einheit kann durchführendurch mehrere Formen gleichzeitig gießen. Somit kann die Anzahl der Streams einer Installation bis zu acht erreichen.

Die Wärmesenkenwirkung des k alten Samens wird verwendet, um den Boden der Barrenhaut zu bilden. Der Barren verlässt die Kokille unter dem Einfluss des Keims, der in die sekundäre Kühlzone (SCZ) gezogen wird. In der Mitte des Knüppels befindet sich der Stahl noch in flüssigem Zustand. Hierbei ist zu beachten, dass gemäß den Anforderungen der Stahlgusstechnik die Hautdicke beim Austritt aus der Kokille mindestens 25 mm betragen muss. Um diese Anforderungen zu erfüllen, ist es notwendig, die richtige Materialflussrate zu wählen.

Eigenschaften des Einbau- und Gießprozesses

Technologische Eigenschaften sind ungefähr wie folgt. Wenn der Abschnitt des Barrens 160 x 900 mm beträgt, sollte seine Geschwindigkeit zwischen 0,6 und 0,9 m/min liegen. Wenn der Querschnitt 180 x 1000 mm beträgt, wird die Geschwindigkeit auf 0,55-0,85 m/min reduziert. Der höchste Geschwindigkeitsanzeiger ist für den Querschnitt eines quadratischen Barrens 200x200 mm erforderlich - 0,8-1,2 m/min.

Basierend auf den oben genannten Indikatoren können wir schließen, dass die durchschnittliche Gießgeschwindigkeit eines Strangs bei Verwendung der Stranggusstechnologie 44,2 t/h beträgt. Wenn Sie die optimale Geschwindigkeit überschreiten, erhöht sich die zentrale Porosität.

Außerdem ist anzumerken, dass die Stabilität des Gussstücks und die Qualität des Produkts selbst von der Temperatur des Metalls beeinflusst werden. Empirisch wurde festgestellt, dass bei einer Temperatur von mehr als 1560 GradCelsius ist die Barrenoberfläche oft mit Rissen übersät. Wenn die Temperatur niedriger als angegeben ist, wird das Glas oft festgezogen. Somit wurde herausgefunden, dass die optimale Temperatur für das Verfahren zum kontinuierlichen Gießen von Stahl 1540–1560 Grad Celsius wäre. Um diesen Indikator beizubeh alten, sollte die Heiztemperatur des Ofens vor der Freigabe im Bereich von 1630-1650 Grad liegen.

Sekundärkühlzone

In diesem Abschnitt erfolgt die intensivste und direkteste Kühlung des Barrens mit Hilfe von Wasser, das aus dem Spray kommt. Es gibt ein spezielles System von Leerlauf-, nicht von Kraftrollen. Ihre Rotation verhindert, dass sich der Barren verbiegt oder verzieht. Aufgrund der intensiven Abkühlung in dieser Zone nehmen die Wände des Barrens schnell an Dicke zu und die Kristallisation breitet sich in die Tiefe aus. Die Ziehgeschwindigkeit des Barrens und der Grad seiner Abkühlung sollten so gewählt werden, dass der Barren beim Einlaufen in die Ziehwalzen bereits vollständig erstarrt ist.

Was sind die Vorteile des Stranggießens

Da diese Methode des Stahlgusses die Methode des Gießens in Formen ersetzt hat, lohnt sich ein Vergleich mit dieser Methode. Im Allgemeinen sind die folgenden Vorteile hervorzuheben: höhere Produktivität, reduzierte Kosten und reduzierte Arbeitsintensität des Prozesses. Durch die stetige Formgebung des Barrens verlagert sich der Lunker auf das Tail, im Gegensatz zu den Kokillen, wo jeder Barren seine eigene Kavität hatte. Aus diesem Grund erhöht sich der Prozentsatz der Ausbeute an geeignetem Metall erheblich. UNRS ermöglicht es Ihnen, zu bekommenein Werkstück in verschiedenen Formen, von einem kleinen Quadrat von 40 x 40 mm bis zu einem Rechteck von 250 x 1000 mm. Der Einsatz von Stranggussmaschinen ermöglichte den vollständigen Verzicht auf Rundknetwerke. Dies reduzierte die Kosten des Produktionsprozesses und damit den Marktpreis erheblich. Darüber hinaus wurde der Prozess der metallurgischen Verarbeitung vereinfacht.

Fehler

Trotz der Möglichkeit einer hohen Mechanisierung und Automatisierung des Prozesses, eines hohen Anteils an guten Barren und anderer oben beschriebener Vorteile hat dieses Verfahren auch einige negative Seiten. Die Nachteile von Stranggussstahl sind wie folgt.

Erstens gibt es keine Möglichkeit, Barren mit komplexer Konfiguration herzustellen. Zweitens ist das Angebot an Barren und Rohlingen recht begrenzt. Es ist ziemlich schwierig, Maschinen zum Gießen von Rohmaterialien einer anderen Marke umzurüsten, was die Endkosten eines Produkts einer anderen Marke erhöhen kann, wenn es in derselben Anlage hergestellt wird. Einige Stahlsorten, z. B. kochende, können mit diesem Verfahren überhaupt nicht hergestellt werden.

Der letzte Nachteil des kontinuierlichen Stahlgussverfahrens ist sehr bedeutsam. Es ist ein möglicher Gerätefehler. Der Ausfall des UNRS wird zu enormen Leistungseinbußen führen. Je länger die Reparatur dauert, desto größer werden die Verluste.