Выпрямление непрерывнолитого слитка. Фактическая относительная деформация выбранного слоя. Существующая опасность образования внутренних трещин

этом глубина лунки жидкого металла может значительно превышать длину участка МНЛЗ с постоянным радиусом кривизны.

При выпрямлении непрерывнолитого слитка с жидкой сердцевиной, теплофизические условия кристаллизации и охлаждения оказывают влияние на процесс образования внутренних трещин.

От того, как должна быть построена зона правки, обеспечивающая деформацию слитка в двухфазном состоянии без образования трещин, зависит выбор типа МНЛЗ, предназначенных для производства заготовок из высококачественных сталей.

Условия образования трещин при правке непрерывнолитого слитка отличаются от условий образования трещин при усадке, так как при правке образование трещин происходит под действием растягивающих напряжений и связанной с ними деформацией, вызываемых внешними силами. Характер и величину деформации можно изменять за счет конструктивных параметров МНЛЗ, таких как радиус кривизны и длина радиального участка, кривизна и длина участка выпрямления и т.д.

Критерием образования трещин при правке и выборе рациональной кривой выпрямления является зависимость представленная в виде:

e £ e^* (Т)                                                  (3.1)

где e – фактическая относительная деформация выбранного слоя;

e^* – допустимая относительная деформация для данной марки стали при температуре Т.

Данный критерий основан на экспериментальных работах в области изучения горячих трещин в стальных слитках.

Недостатком предложенного критерия является то, что он не учитывает кинетику развития внутренних деформаций и изменения деформационной способности кристаллизующегося металла, то есть не учитывает, что при кристаллизации одновременно протекают взаимосвязанные процессы – процесс агрегатного превращения, обуславливающий непрерывное изменение механических свойств и процесс накопления деформаций.

Исследование механических свойств различных сталей при высоких температурах обнаруживает важную закономерность: все стали в определенном интервале температур имеют резко выраженный провал прочности и пластичности. Этот температурный интервал хрупкости, характеризуется низкими значениями механических характеристик, имеет различную величину и зависит от химического состава стали.

Условие, при котором с уменьшением скорости деформации предельно допустимые деформации увеличиваются,  явилось основной предпосылкой выпрямлять не полностью затвердевший слиток не в одной точке, а на участке зоны вторичного охлаждения некоторой длины, чтобы значительно уменьшить скорость деформации.

На основании всех вышеизложенных условий, при соблюдении которых может быть достигнуто необходимое качество непрерывнолитой заготовки, должна быть рассчитана и выбрана наиболее предпочтительная схема выпрямления заготовки и конструкция тянуще-правильной машины (ТПМ).

Как уже отмечалось ранее, при высоких скоростях разливки заготовка вытягивается и выпрямляется в не полностью закристаллизовавшемся состоянии, что определяет наличие деформаций и возможность образования внутренних трещин.

Существующая опасность образования внутренних трещин, вытекает, также, из характера деформации заготовки, связанной с фактической величиной обжатия. Во избежание возникновения внутренних трещин требуется постоянно поддерживать оптимальное усилие давления валков ТПМ на слиток. При этом, заданное давление валков ТПМ должно обеспечивать вытягивание заготовок с заданной скоростью без их проскальзывания.

При давлении валка на слиток, с усилием превышающим оптимальное, происходит повышенное обжатие заготовки, приводящее к резкому увеличению выпуклости боковых граней до 2…3 мм.

Характерным признаком повышенного обжатия заготовки в валках ТПМ является интенсивное отслоение окалины с боковых граней НЛЗ в процессе разливки.

Автоматическое поддержание заданного оптимального усилия на валках ТПМ обеспечивается за счет изменения давления рабочей жидкости в гидравлических цилиндрах механизмов подъема и опускания валков.

В системе автоматического управления усилием давления валков

ТПМ заложены два режима:

– режим повышенного давления, предназначенный для  заведения и выведения затравок;

– режим работы с оптимальным дифференцированным давлением каждой пары тянущих валков ТПМ на непрерывнолитую заготовку в процессе всего периода ведения разливки. 

Переход от одного режима к другому осуществляется автоматически по заданному алгоритму.

Величина оптимального давления валков ТПМ на заготовку определяется путем статистической обработки данных, полученных в результате экспериментальных исследований режимов для каждого сечения отливаемых заготовок и уточняется во время проведения пусконаладочных работ на МНЛЗ.

Следует отметить, что в странах СНГ в настоящее время преимущественно эксплуатируются радиальные и криволинейные МНЛЗ. В конвертерных цехах, как правило, устанавливаются криволинейные МНЛЗ