Colada continua de acero: principio de funcionamiento, equipo necesario, ventajas y desventajas del método

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Hoy en día, una gran cantidad de cosas, piezas, etc., están hechas de acero. Naturalmente, esto requiere una gran cantidad de material de origen. Por lo tanto, las plantas han estado utilizando durante mucho tiempo el método de colada continua de acero, que se caracteriza por la característica más importante: alta productividad.

Equipo esencial para el trabajo

A la fecha se conocen varias instalaciones para la fundición de acero de esta forma, y se abrevian como UNRS. Inicialmente, se desarrolló y puso en producción una instalación de tipo vertical, ubicada entre 20 y 30 metros por debajo del nivel del piso del taller. Sin embargo, más tarde el deseo de abandonar la profundización del suelo se convirtió en el principal motor para el desarrollo de estas instalaciones. Esto condujo al desarrollo e implementación de plantas de colada continua tipo torre. La altura de estas instalaciones era de 40 m Sin embargo, esta versión de la máquina no fue muy utilizada por dos razones. Primero, construyetal unidad en el taller es bastante problemática y laboriosa. En segundo lugar, surgieron aún más dificultades con su funcionamiento.

Instalaciones curvas y radiales

Con el tiempo, la colada continua de acero se transfirió al trabajo con máquinas dobladoras verticales. La característica principal es la flexión del lingote que sale después de los ejes en 90 grados. Después de eso, se utilizó un mecanismo de enderezamiento especial en la instalación para enderezar el lingote, y solo después de esta etapa tuvo lugar el corte. La colada continua de acero en dichos equipos no se ha vuelto muy popular por alguna razón. Primero, la curva, por supuesto, hizo posible reducir la altura, pero al mismo tiempo limitó severamente la sección transversal del lingote. Cuanto más era necesario obtener una sección del material, mayor tenía que ser la curvatura, lo que significa que la altura aumentaba nuevamente. En segundo lugar, las máquinas dobladoras se colocaron en las acerías con dificultades aún mayores que las verticales.

Hoy en día, las instalaciones para la colada continua de acero radial están ganando cada vez más popularidad. En tal unidad, el lingote se forma en el molde y sale a lo largo del mismo arco a lo largo del cual entró. Después de eso, se enderezará mediante un mecanismo de corrección de tracción. Y luego ya puede comenzar a cortar el lingote en espacios en blanco. Es este diseño el que en la práctica resultó ser el más racional para organizar el flujo de mercancías en la acería.

¿Dónde comienza el casting?

Tecnología de continuoLa fundición de acero es un proceso bastante complicado. Sin embargo, es justo decir que el principio sigue siendo el mismo independientemente de la configuración de producción utilizada. Puede considerar la tecnología usando el ejemplo de un UNRS vertical.

La máquina se suministra con una cuchara para verter acero a través de una grúa especial. Después de eso, el acero fluye hacia la artesa, que tiene un tapón. Para las máquinas de un solo hilo habrá un tapón, para las máquinas de varios hilos habrá un tapón por corriente. Además, la artesa tiene un deflector especial para contener la escoria. Desde la artesa, el acero fluirá hacia el molde, pasando por un vaso dosificador o un tapón. Es importante señalar aquí que antes del primer vaciado, la semilla se introduce en el molde por la parte inferior. Llena la sección transversal de todo el molde o solo la forma de la pieza de trabajo. La capa superior de la semilla será la parte inferior del molde. Además, también tiene forma de cola de golondrina para futuros enganches con lingote.

Más casting

A continuación, en el proceso de colada continua de acero, es necesario esperar hasta que el nivel de materias primas se eleve por encima de la semilla a una altura de unos 300-400 mm. Cuando esto sucede, el mecanismo se pone en marcha, lo que pone en funcionamiento el dispositivo de tracción. Tiene rodillos de tracción, bajo cuya influencia la semilla caerá y arrastrará el lingote creado junto con ella.

Una máquina de colada continua tiene un molde generalmente de cobre con paredes huecas. Él está bajo intensopor la acción del agua de enfriamiento, y su sección interna corresponde a la forma del lingote a obtener. Es aquí donde se forma la corteza del blanco del lingote. A altas velocidades de fundición, se puede producir el desgarro de esta corteza y la fuga de metal. Para evitar esto, el molde se caracteriza por movimientos alternativos.

Características del funcionamiento del molde

La máquina de colada continua tiene un motor eléctrico responsable de crear este movimiento alternativo. Esto se hace a través de la fuerza de la caja de cambios con un mecanismo de giro tipo leva. Primero, el molde se mueve en la misma dirección que la pieza de trabajo, es decir, hacia abajo, y una vez que se completa el proceso, vuelve a subir. La carrera de oscilación es de 10 a 40 mm. El molde es un compartimento importante en la colada continua de acero en cualquier tipo de equipo, por lo que sus paredes se lubrican con parafina o cualquier otro lubricante adecuado a las características.

Cabe señalar que en los equipos modernos el nivel de metal se controla radiométricamente aplicando una señal de control al tapón de la cuchara. En el propio molde, se puede crear una atmósfera neutra o reductora por encima del nivel del metal para evitar la oxidación del producto durante la producción.

Cáscara de lingotes

Vale la pena señalar que el trabajo al vacío también se considera un método de fundición prometedor. Una unidad puede realizarverter a través de varios moldes a la vez. Por lo tanto, el número de flujos de una instalación puede llegar hasta ocho.

La acción disipadora de calor de la semilla fría se utiliza para formar la parte inferior de la piel del lingote. El lingote saldrá del molde bajo la influencia de la semilla, que se introduce en la zona de enfriamiento secundaria (SCZ). En el medio de la palanquilla, el acero todavía estará en estado líquido. Es importante señalar aquí que, de acuerdo con los requisitos de la tecnología de fundición de acero, el espesor de la piel debe ser de al menos 25 mm en el momento de la salida del molde. Para cumplir con estos requisitos, es necesario elegir el caudal de material adecuado.

Características del proceso de instalación y colado

Las características tecnológicas son aproximadamente las siguientes. Si la sección del lingote es de 160x900 mm, entonces su velocidad debe ser de 0,6 a 0,9 m/min. Si la sección transversal es de 180x1000 mm, la velocidad se reduce a 0,55-0,85 m/min. Se requiere el indicador de velocidad más alto para la sección transversal de un lingote de tipo cuadrado 200x200 mm - 0.8-1.2 m/min.

Basándonos en los indicadores anteriores, podemos concluir que la velocidad promedio de colada de un hilo utilizando la tecnología de colada continua es de 44,2 t/h. Si excede la velocidad óptima, la porosidad central aumentará.

Además, cabe señalar que la estabilidad de la fundición y la calidad del producto en sí se ven afectadas por la temperatura del metal. Empíricamente, se encontró que a una temperatura de más de 1560 gradosCelsius, la superficie del lingote a menudo está cubierta de grietas. Si la temperatura es más baja que la indicada, entonces el vidrio a menudo se apretará. Así, se encontró que la temperatura óptima para el método de colada continua de acero sería de 1540-1560 grados centígrados. Para mantener este indicador, la temperatura de calentamiento del horno antes del lanzamiento debe estar en el rango de 1630-1650 grados.

Zona de refrigeración secundaria

En este apartado, el enfriamiento más intensivo y directo del lingote se realiza con la ayuda del agua procedente del spray. Hay un sistema especial de rodillos inactivos, no de potencia. Su rotación evita que el lingote se doble o se deforme. Debido al intenso enfriamiento en esta zona, las paredes del lingote aumentarán rápidamente de espesor y la cristalización se extenderá en profundidad. La velocidad de estirado del lingote y el grado de su enfriamiento deben elegirse de tal manera que cuando el lingote entre en los rodillos de tracción ya esté completamente sólido.

¿Cuáles son los beneficios de la colada continua?

Dado que este método de fundición de acero ha reemplazado al método de vertido en moldes, vale la pena compararlo con este método. En general, cabe destacar las siguientes ventajas: mayor productividad, reducción de costes y reducción de la intensidad de mano de obra del proceso. Debido a la formación constante del lingote, la cavidad de contracción se transfiere a la cola, a diferencia de las lingoteras, donde cada lingote tenía su propia cavidad. Debido a esto, el porcentaje de rendimiento del metal adecuado aumenta significativamente. UNRS te permite obteneruna pieza de trabajo de varias formas, desde un pequeño cuadrado de 40x40 mm hasta un rectángulo de 250x1000 mm. El uso de máquinas de colada continua hizo posible abandonar por completo los trenes de estampado. Esto redujo significativamente el costo del proceso de producción y, por lo tanto, el precio en el mercado. Además, se ha simplificado el proceso de procesamiento metalúrgico.

Defectos

A pesar de la posibilidad de una alta mecanización y automatización del proceso, un alto porcentaje de buenos lingotes y otras ventajas descritas anteriormente, este método también tiene algunos aspectos negativos. Las desventajas del acero de colada continua son las siguientes.

En primer lugar, no hay posibilidad de producir lingotes de configuración compleja. En segundo lugar, la gama de lingotes y piezas en bruto es bastante limitada. Es bastante difícil convertir máquinas para verter materias primas de una marca diferente, lo que puede aumentar el costo final de un producto de una marca diferente si se produce en la misma planta. Algunos grados de acero, por ejemplo, los de ebullición, no pueden fabricarse con este método en absoluto.

La última desventaja del método continuo de fundición de acero es muy importante. Es una posible falla del equipo. El fracaso de la UNRS conducirá a enormes pérdidas en el rendimiento. Cuanto más tarde la reparación, más pérdidas crecerán.