Гильзы и сборные кристаллизаторы МНЛЗ

Рабочая часть кристаллизаторов является одним из ответственных мест в процессе непрерывного литья заготовки в металлургическом производстве

Эффективность работы МНЛЗ на протяжении последних десятилетий является одним из основных показателей технического уровня предприятия черной металлургии. Кристаллизатор - самый ответственный и наиболее важный функциональный узел машин непрерывного литья. Он является агрегатом для отвода теплоты при кристаллизации затвердевающего металла и формировании слитка. Данный агрегат определяет эффективную работу МНЛЗ, ее производительность и качество получаемой непрерывной заготовки.

Кристаллизатор представляет собой агрегат, состоящий из медной гильзы или сборной конструкции из медных пластин, где идет кристаллизация металла, и стального корпуса, который фиксирует медную рабочую часть и имеет зазор с проточной охлаждающей водой для эффективного отвода тепла.

Кристаллизаторы МНЛЗ работают в условиях циклических интенсивных тепловых потоков, интенсивного износа, циклических термодинамических напряжений, разных типов эрозии и диапазоне температур 293...863 К. Срок службы кристаллизаторов значительно меньше срока службы других сменных деталей. Отказы приводят к простоям, авариям на производстве, влияют на экологическую безопасность и безопасность труда. Соответственно повышение срока службы рабочей части кристаллизатора при высокой скорости литья является чрезвычайно важной и актуальной задачей, особенно при литье заготовок малого сечения с размером грани до 6-8 мм.

В настоящее время в качестве рабочей части кристаллизатора используются гильзы или сборные конструкции кристаллизаторов на базе плит. В обоих вариантах рабочая часть выполняется из рафинированной меди, либо из различных сплавов с серебром, хромом и цирконием. Для повышения эксплуатационных свойств и срока службы на внутреннюю поверхность рабочей части кристаллизатора наносят специальные защитные покрытия на основе никеля или хрома. В некоторых ответственных случаях могут использоваться трехслойные покрытия в виде никель- кобальт- хром, которые повышают эксплуатационные свойства кристаллизатора, но существенно увеличивают себестоимость изготовления. Защитное покрытие рабочей части кристаллизатора обычно составляет 0,12 – 0,22 мм и служит для снижения трения расплавленного металла к рабочей поверхности кристаллизатора и уменьшения налипания металла при пусках МНЛЗ.

Гильзовые кристаллизаторы

Наибольшее распространение в технологии непрерывной разливки стали получили кристаллизаторы, в которых рабочим элементом является гильза. Гильзовые кристаллизаторы эффективно используются для отливки сортовой заготовки с квадратным сечением с размером грани до 250 мм, а также для отливки круглой заготовки диаметром до 250 – 270 мм. При хорошей эффективности теплопередачи и соответственно интенсивном отводе тепла по всей длине кристаллизатора гильзы могут иметь рабочую длину до 1200 мм. При этом обычно используются гильзы с параболическим профилем или многоступенчатые с конической поверхностью. Правильный расчет профиля гильзы и ее конусность чрезвычайно важен, чтобы создать минимальный зазор между стенкой гильзы кристаллизатора и корочкой непрерывного слитка, который по мере движения в гильзе и интенсивном охлаждении имеет постоянную естественную усадку и уменьшение сечения.

Основные преимущества применения гильзовых кристаллизаторов следующие:

• низкие удельные производственные затраты
• высокое качество поверхности литья, благодаря отсутствию стыков в рабочем элементе при быстром и однородном росте твердой корочки;
• высокая скорость разливки стали за счет высокой интенсивности теплоотвода, что позволяет разливать стали с более высокими скоростями;
• менее трудоемкая технология замены рабочего элемента
• высокая эксплуатационная стойкость гильзы, срок службу которой может достигать 15 – 25 тыс. тонн выплавляемой стали.

Сборные кристаллизаторы.

Сборные кристаллизаторы применяются для блюмовых и слябовых МНЛЗ и могут быть коробчатой и веерной конструкцией. Веерный тип сборного кристаллизатора обычно применяется для блюмовых МНЛЗ. Сборные кристаллизаторы формируются из толстых медных плит. В отличие от гильзовых кристаллизаторов толщина стенки сборного кристаллизатора существенно больше и может составлять 60 – 80 мм. И внутри плит, представляющих тело кристаллизатора, организуются специальные каналы для проточной охлаждающей воды в виде отверстий диметром 20 мм и шагом 30-40 мм между отверстиями. Минимальное расстояние от рабочей поверхности до охлаждающих каналов 10 мм. Существует также разновидность плит с продольными прямоугольными каналами (15 мм – ширина, 5 мм – глубина) по всей длине внешней поверхности плит. Длина рабочей поверхности сборного кристаллизатора аналогична гильзовым аналогам и составляет 700 – 1200 мм.

Сборная конструкция дает возможность менять ширину сляба или блюма в процессе разливки, а так же менять конусность боковых граней. В случае использования чистых медных пластин после определенного износа внутренней поверхности, плиты перестраиваются, что позволяет их использовать до 5–6 циклов. Существуют также сборные конструкции для слябовых кристаллизаторов, в которых предусматривается перемещение боковых стенок с целью изменения ширины разливаемого сляба, а также для осуществления коррекции конусности боковых граней.

Основная характеристика:

Радиус литья: R4000~R12000 мм

Размер заготовки: 100x100~160x280~200x400 мм

Охлаждающая рубашка: цельная или разбитая на сегменты нержавеющая сталь

Водный поток: 4 мм (он может меняться в зависимости разных спецификаций медных гильз кристаллизатора)

Гидравлическое давление: более 1.0 МПа

Скорость подачи охлаждения: 10-16 м/с

Компания ООО «Интех ГмбХ» осуществляет контроль работы всех агрегатов при производстве рабочих частей кристаллизаторов, начиная от процесса плавки и литья, горячей экструзии и горячему прессованию, холодной вытяжки до оборудования механической обработки.

Изготовление медной гильзы кристаллизатора начитается с литья сплава с заданными параметрами химического состава. Для эффективного контроля добавляемых элементов проводится предварительный химический анализ исходных компонентов. Расплавленный материал заливается в специальные заготовки круглого сечения, а затем подвергается прессованию и штамповке. После циклов холодных вытяжек и накаливаний получается дугообразная коническая гильза, подвергаемая волочению. Волочение является наиболее ответственным процессом, влияющим на качество готовой продукции.

Для обеспечения точности сужения внутреннего сечения гильзы применяется специальный инструмент, разработанный для каждого вида медных гильз. Далее после механической обработки осуществляется нанесение покрытия заданного состава на внутреннюю поверхность гильзы кристаллизатора. На заключительном этапе производства проводится строгий контроль качества изделия, отчет о котором предоставляется вместе с товаром при поставке.

В совокупности строгое соблюдение всех технологических требований производства гарантирует качество нашей продукции и четкое выполнение сроков производства и поставки

Специалисты компании ООО «Интех ГмбХ» по желанию заказчика готовы выехать на производственную площадку и провести замеры размеров, толщины покрытия и прочностных характеристик используемых гильз кристаллизаторов, изготовить рабочие чертежи и поставить собственные гильзы с улучшенными параметрами и по оптимальным ценам. Сотрудники компании уже имеют успешный опыт таких поставок с позитивными откликами заказчиков.

Инжиниринговая компания ООО «Интех ГмбХ» готова также поставить для заказчиков металлургических производств ряд специальных деталей по техническому заданию заказчиков из специальных нержавеющих сталей, повышенной механической прочности и износостойкости, жаропрочных сталей, стеллена, бронзы, керамики и сталей с покрытием:

• Валки станов холодной и горячей прокатки,
• Шпиндели и карданные валы прокатных станов
• Зубчатые колеса, вал-шестерни, шестеренные и червячные пары, конические и глобоидальные передачи,
• Специальные изделия из бронзы, в том числе используемые в процессе прессования нержавеющей стали,
• Печные ролики, в том числе со специальным покрытием,
• Погружное оборудование из стеллена и керамики для процесса горячего цинкования нержавеющей полосы и деталей

Согласно чертежу:

Химический состав предлагаемой продукции

Технические характеристики гильз кристаллизатора МНЛЗ

Согласно чертежу:

Химический состав материала предлагаемой продукции

Технические характеристики гильз кристаллизатора МНЛЗ