Качество макроструктуры и поверхности непрерывнолитой заготовки напрямую зависит от двух ключевых факторов: конструкции опорной зоны МНЛЗ и точности настройки её технологической оси.
Подходы к конструированию этих систем различаются для машин, производящих слябы, блюмы и сортовую заготовку.
Особенности слябовых МНЛЗ: Борьба с выпучиванием
Слябовые МНЛЗ работают с широкой заготовкой, что создает высокое ферростатическое давление и, как следствие, значительную стрелу прогиба широкой стенки.
Конструкция: Для противодействия этому, слябовые машины оснащаются роликовой проводкой по всей длине и распределенным приводом для вытягивания слитка.
Ключевая задача: Настройка роликовых секций должна идеально соответствовать усадке металла.
Неправильная настройка зазора роликов приводит к серьезным дефектам:
Слишком большой зазор (недостаточная настройка): Вызывает выпучивание корочки, что приводит к ликвационным дефектам, внутренним трещинам и нарушению геометрии сляба.
Слишком малый зазор (избыточная настройка): Приводит к зажиму сляба, дефекту геометрии типа «трапеция», образованию поверхностных поперечных трещин, а также к увеличению усилия вытягивания и чрезмерной нагрузке на подшипники.
Это особенно важно для МНЛЗ, где настройку нельзя менять в процессе разливки, а усадка зависит от множества факторов (марка стали, скорость, режимы охлаждения). В таких случаях НПФ «КОРАД» разрабатывает критерий оптимальности значений настройки, позволяющий МНЛЗ эффективно работать в широком диапазоне технологических параметров. Наиболее совершенной является конструкция с динамической настройкой роликов от гидроцилиндров.
Особенности блюмовых МНЛЗ: Роль ТПМ
В блюмовых МНЛЗ вытягивание слитка обеспечивает тянуще-правильный механизм (ТПМ). Он состоит из нескольких валковых клетей с гидравлическим прижимом и расположен в конце технологической длины машины.
Поскольку ширина блюмов меньше, чем слябов, вероятность выпучивания корочки существует только в верхней части МНЛЗ.
- Ключевая задача: Точный расчёт необходимого давления гидроцилиндров ТПМ.
- Функции ТПМ: Механизм должен удерживать вес слитка и обеспечивать его протяжку, преодолевая:
- Трение корочки в кристаллизаторе;
- Сопротивление движению в роликовых секциях;
- Усилия при разгибе слитка.
Неоптимальное давление в ТПМ также ведет к дефектам:
- Недостаточное давление: Приводит к неполному разгибу и получению заготовки с избыточной кривизной.
- Избыточное давление: Вызывает «прокатку» слитка, нарушая его геометрические размеры и форму.
Сортовые и круглые заготовки
При разливке круглой заготовки твердая корочка слитка хорошо держит форму сама. В этом случае явление выпучивания можно не опасаться.
- Конструкция: Достаточно наличия подвесных роликов под кристаллизатором.
- Функция роликов: Роликовые секции служат в основном для направления слитка, а не для его поддержки.
Современные технологии: Мягкое обжатие
В настоящее время как приводные секции слябовых МНЛЗ, так и ТПМ блюмовых машин часто используются для организации технологии «мягкого обжатия» (Soft Reduction). Этот процесс—дозированное обжатие слитка с еще не полностью затвердевшей сердцевиной—применяется для значительного улучшения макроструктуры заготовки.