CC BY
107
ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
УДК 621.746
Вдовин КН., Петров Н.Е., Позин А.Е.
ЗАМЕРЫ ИЗНОСОВ УЗКИХ СТЕНОК КРИСТАЛЛИЗАТОРОВ МНЛЗ
Аннотация. Стенки кристаллизаторов в процессе работы изнашиваются. Чтобы установить насколько этот износ препятствует дальнейшему применению, приходится разбирать кристаллизатор полностью. Чтобы снизить трудоемкость этого процесса, предложили устройство, позволяющее произвести измерения непосредственно на рабочей площадке. Описали существующие механизмы измерения износа узких стенок кристаллизатора.
Ключевые слова: кристаллизатор, медная стенка, слябовая МНЛЗ, износ.
Непрерывная разливка стали является высокоэффективным энергосберегающим и относительно экологически чистым процессом, обеспечивающим увеличенный выход годного металла. В настоящее время в ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ММК) действует 6 слябовых и 2 сортовые машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Наибольший объем производства обеспечивают сля-бовые МНЛЗ №1, 2, 3, 4, 6, находящиеся в ККЦ, и МНЛЗ №5 в ЭСПЦ. Характеристики слябовых МНЛЗ представлены в таблице.
Основные характеристики слябовых МНЛЗ ММК
Характеристика МНЛЗ 1 и 4 МНЛЗ 2 и 3 МНЛЗ 5 МНЛЗ 6
Тип МНЛЗ Криволи- нейная Криволи- нейная Криволинейная с вертикальным кристаллизатором Криволинейная с вертикальным кристаллизатором
Производитель оборудования Уралмаш Уралмаш Уралмаш БМБ-Біетад
Количество ручьев Комбиниро- ванная, два-четыре Четыре Два Один
Сечение отливаемых слябов, мм 250x750... 2 520 250x1080. 1350 250x1250. 2350 1400.2700
Толщина отливаемых слябов, мм 250 250 250 190, 250, 300
Радиус МНЛЗ, мм 8 000 8 000 8000 11000
Высота кристаллизатора, мм 1 200 950 900 900
Металлургическая длина, мм 35 800 28 000 31 685 34 200
образуется прочная корочка затвердевшего металла.
В процессе эксплуатации кристаллизатор совершает возвратно-поступательные движения по определенному закону, а сляб, который в первоначальный момент фиксируется на затравке, постепенно с заданной скоростью вытягивается из кристаллизатора. Для облегчения вытягивания и отделения сформировавшейся корочки от медных стенок применяется шлакообразующая смесь, которая при разливке порционно засыпается в кристаллизатор. Такой характер работы обуславливает быстрый износ медных стенок, и в особенности узких, а следовательно, невысокий регламент ремонта и необходимость остановки МНЛЗ для замены кристаллизаторов.
На ММК существует ограничение в технологии разливки стали на МНЛЗ, связанное с износом узких стенок кристаллизаторов, при котором допускается производить разливку. Оно было установлено на основе исследований кристаллизаторов после аварийных ситуаций (прорывов) во время начала освоения этой технологии. Было выявлено, что большая часть прорывов происходит на кристаллизаторах с выработкой узких стенок в нижней части (по углам) 1,5 мм и более (рис. 1).
Одним из основных критериев эффективности работы МНЛЗ является стойкость оборудования, особенно узлов с небольшим регламентом ремонтов -кристаллизаторов. Кристаллизатор - важнейшая часть любой машины непрерывного литья - предназначен для формирования заданного профиля заливаемого в него металла или сплава. Он работает как теплообменник, отводящий от слитка до 25% тепла, в нем
Рис. 1. Износ медной узкой стенки кристаллизатора МНЛЗ
Регулярно отслеживая износ узких стенок кристаллизаторов, установили, что он происходит в нижней
Замеры износов узких стенок кристаллизаторов МНЛЗ
Вдовин К.Н., Петров И.Е., Позин А.Е.
части его со стороны рабочей поверхности на длине 500-700 мм по торцам, в районе радиусов МНЛЗ 8000 и 7740 мм, на участках шириной до 70 мм. Величины износов отдельных стенок достигают 3,71 мм, при этом зависимости величины износа от наработки кристаллизатора выявлено не было (рис. 2 и 3).
После внедрения кристаллизатора трехплоскостной конструкции [1, 2] наработка кристаллизаторов увеличилась на 30%. В настоящее время экспериментально установлено, что это значение износов узких стенок трехплоскостной конструкции достигается при стойкости кристаллизаторов: для МНЛЗ №1 и 4 ~ 135 плавок, для МНЛЗ №2 и 3 ~ 175 плавок. Эти стойкости кристаллизаторов внесены в технологическую инструкцию по разливке стали на МНЛЗ ККЦ и определяют сроки их регламентной замены.
4------------------------------------------------
©
5 3
о 20 40 60 80 100 120 140
Наработка, плавок
а
0 -|--т-------1----Т-----Т-----т-----т-----т----Т------1
о 20 40 60 60 100 120 140 160 180
Наработка, плавок
б
Рис. 2. Зависимости износа узких стенок кристаллизатора МНЛЗ №1 и 4 (а) и МНЛЗ №2 и 3 (б) от наработки
С момента внедрения технологии непрерывной разливки на ККЦ и по настоящее время в ЦРМО №3 проводят систематические измерения износов медных стенок после эксплуатации. Измерению подлежат, в обязательном порядке, стенки с кристаллизаторов с наработкой, превышающей назначенную, с аварийных, либо кристаллизаторов, имевших замечания в процессе разливки. Остальные кристаллизаторы проверяются выборочно. Для проведения проверки необходимо полностью разобрать кристаллизатор, т. к. иначе невозможно подвести мерительный инструмент для измерения износов на рабочих поверхностях.
Рис. 3. Замер износа медной стенки при помощи поверочной линейки
Первоначально замеры износов по углам узких стенок проводили следующим образом: стенку укладывали на подложки, рабочей поверхностью вверх, на стенку, по нижнему срезу устанавливали поверочную линейку типа ШД-2-1000 (ГОСТ 8026) и при помощи набора щупов (ГОСТ 882) определяли величину износа (см. рис. 3).
В настоящее время замеры износов узких стенок производятся на копировально-фрезерном станке марки 6В444.
Из разобранного кристаллизатора стенки после эксплуатации устанавливают на специальном приспособлении и выставляют в вертикальной плоскости по неизношенным участкам, либо по поверхности стальной стенки. Измерение проводят по специальной карте замеров индикатором часового типа ИЧ-25 кл. 1 (ГОСТ 577-68) с точностью до 0,01 мм (рис. 4).
Рис. 4. Замер износов стенки на копировально-фрезерном станке
Однако все перечисленные методики обладают одним существенным недостатком. Проведение измерений происходит на уже полностью разобранном кристаллизаторе. Хотя износ стенок может быть небольшим (меньше допустимых значений).
Для ремонтной службы, если кристаллизатор разобран, эффективнее провести очередную пере-строжку стенок вместо отправки их на дальнейшую эксплуатацию. Это снижает действительные возможности по наработке узких стенок кристаллизаторов.
По этой причине в ЦРМО-3 ОАО «МРК» идет разработка специального приспособления, позволяющего контролировать значения износов медных стенок непосредственно на кристаллизаторе, в том числе установленного в МНЛЗ (подана заявка на изобретение). Это позволит измерять износ медных стенок непосредственно на разливочной площадке и при нормальном износе (до 1,5 мм) не выводить кристал-
лизаторы из эксплуатации.
Для проведения измерений устройство с помощью мостового крана опускается во внутреннюю полость кристаллизатора и базируется на торцевых гранях широких стенок. При помощи специальных буферных роликов центрируется в объеме кристаллизатора относительно широких стенок. После чего производится последовательное отслеживание размеров стенок кристаллизатора, идет сравнение данных с исходными и определяется реальный износ стенки.
Список литературы
1. Вдовин К.Н., Позин А.Е., Петров И.Е. Модернизация узких стенок кристаллизаторов слябовых МНЛЗ с целью продления ресурса // Актуальные проблемы современной науки и образования: материалы 69-й науч.-техн. конф. Магнитогорск: ФГБОУ ВПО «МГТУ», 2011. Т 2. С. 187-190.
2. Вдовин К Н., Позин А.Е., Подосян А А. Совершенствование конструкции узких стенок кристаллизаторов слябовых МНЛЗ // Сталь. 2012. №2. С.92-95.
INFORMATION ABOUT THE PAPER IN ENGLISH
MEASUREMENTS OF CCM MOULDS NARROW WALLS WEARS
Vdovin K.N., Petrov I.E., Pozin A.E.
Abstract. Walls of moulds for continuous casting units are wearing. To identify in what degree this prevent to subsequent application it is necessary to disassemble the crystallization fully. With the view of decreasing of this process' laboriousness it is offered device which make possible to carry out measurements directly on the net area. We described existent mechanisms of measurement of crystallization narrow walls.
Keywords: crystallization (mould), copper wall, slab CCM, wear.
References
1. Vdovin K. N., Pozin A. E., Petrov I. E. . Modernizacija uzkih stenok kristal-
lizatorov sjabovyh MNLZ s cel'ju prodlenija resursa. [Narrow walls' modernization of slab CCM moulds for the purpose of resource extension]. Ak-tual'nye problemy sovremennoj nauki i obrazovanija: materialy 69-j nauch.-tehn. konf. [Actual problems of contemporary science and education: materials of 69 Scientific and Technical conference]. Magnitogorsk: FSBEE HPE «MSTU», 2011. T 2. P. 187-190.
Vdovin K.N., Pozin A.E., Podosian A.A. Sovershenstvovanie kon-strukcii uzkih stenok kristallizatorov sljabovyh MNLZ. [Improvement of narrow walls construction of slab cCm moulds]. Steel, 2012, no.2, pp. 92-95.
