нию воды. В кристаллизаторах конструкции ВНИИМЕТ-МАШа зазор для протекания охлаждающей воды составляет 3,5-4,0 мм.
Температура кипения охлаждающей воды с повышением ее давления в кристаллизаторе повышается. С целью снижения вероятности закипания воды на наружной поверхности гильзы давление воды на вводе в кристаллизатор снижают до 7-11 бар, давление воды на выходе - до 2-4 бар.
Обечайки для кристаллизаторов без ЭМП ВНИИ-МЕТМАШ изготавливает методом дорнирования на специальных установках. На внутренней стороне рубашек накатываются выступы для центрирования гильзы в обечайке, а в нижней и верхней части обечайки устанавливаются центрирующие элементы.
Для сортовых кристаллизаторов с ЭМП, совместно с ММЗ, разработана конструкция обечайки из нержавеющей немагнитной стали, обеспечивающая повышение КПД катушек перемешивания.
Для повышения износостойкости полости гильзы производится покрытие хромом внутренней поверхности. Толщина покрытия хромом на гильзах "ВМ-синус" - 90-120 мкм. Твердость покрытия - около 700-900 НУ.
Увеличение толщины покрытия с 75 мкм до 120 мкм повышает среднюю износостойкость гильз со 184 плавок до 560 плавок.
Конструкция кристаллизатора ВНИИМЕТМАШа с гильзой "ВМ-синус" в сборе показана на рис. 4. В корпусе кристаллизатора 1 расположена обечайка 2 и гильза 3 с обеспечением зазора для прохождения охлажда-
ющей воды. Обечайка выполнена холоднотянутой с приливами для центрирования гильзы. Ширина зазора между гильзой и обечайкой составляет 3,5-4 мм. Обечайка фиксируется в корпусе с помощью диафрагмы Б, разделяющей полости поступления и отвода воды. Опорные ролики 4 центрируют заготовку в гильзе кристаллизатора. Уплотнения из мягкой термостойкой резины 5, расположенные в верхнем А и нижнем Г узлах уплотнения, предохраняют внутреннюю полость гильзы от попадания воды. С помощью регулировочных узлов В производят корректировку установки кристаллизатора на раме качания.
Круглые одноконусные радиальные гильзы изготавливали во ВНИИМЕТМАШе с 1980 г. и использовали для экспериментальной разливки. С 2001 г. было начата разработка и производство круглых гильз с параболическим профилем. Испытания опытной партии гильз с внутренним сечением диаметром 150 мм успешно проведены на МНЛЗ Молдавского металлургического завода. В настоящее время на ММЗ испытываются гильзы диаметром 140 мм.
Библиографический список
1. Ганкин В.Б., Николаев Г.И., Шифрин И.Н. и др.
Гильзовый кристаллизатор для высокоскоростного непрерывного литья. Патент РФ № 2152843, 2000 г.
2. I.V. Samarasekera, D.L. Anderson, J.К. Brimacombe// Metallurgical Transactions В. Vol. 13B. March 1982. P. 91-104.
3. Ганкин В.Б., Белитченко А.К., Богданов Н.А. и др. Труды шестого конгресса сталеплавильщиков, г. Череповец, 17-19 октября 2000 г. С. 461-469.
к к
20 лет
ММЗ
УДК 621.746.27
ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ МЕХАНИЗМА КАЧАНИЯ КРИСТАЛЛИЗАТОРА МНЛЗ С РЕССОРНЫМИ СВЯЗЯМИ
©В.Г.Баначенков, Ю.П.Ременюк, В.С.Зенин, В.Н.Киреев, СЗАО "ММЗ" А.М.Ротенберг, Д.В.Петреев, АХК "ВНИИМЕТМАШ"
Одной из основных задач совершенствования МНЛЗ является улучшение качества получаемых заготовок. Наиболее часто встречающиеся дефекты поверхности НЛЗ (завороты корки, заливины, грубые следы качания кристаллизаторов, ужимины) связаны со стабильностью работы механизмов качания кристаллизаторов и приводов ТПМ, точностью поддержания уровня металла в кристаллизаторе.
Механизмы качания кристаллизаторов МНЛЗ радиального типа должны обеспечивать возвратно-посту-пательное движение кристаллизатора по участку круговой траектории с радиусом, равным радиусу кривизны гильзы кристаллизатора, по определенному закону
и с заданными точностью и частотой.
На ММЗ применен рычажно-шарнирный четырех-звенный механизм качания с шарнирами на подшипниках качения и с безредукторным приводом на основе электродвигателя постоянного тока (рис. 1). Применение данного привода было обусловлено необходимостью уменьшения зазоров в кинематической цепи от вала электродвигателя к валу эксцентрика, в результате чего уменьшаются удары в соединениях, возникающие при знакопеременных нагрузках. Этим обеспечивается более точное поддерживание задаваемого закона движения кристаллизатора. Отклонения от заданной траектории движения кристаллизатора на данных ме-
■иве
Рис. 1. Механизм качания кристаллизатора рычажного типа: 1 - узел верхней рамы, 2 - узел рычага, 3 - шатун, 4 - узел тяги, 5 - узел рамы, 6 - узел пружины, 7 - узел эксцентрика, 8 - электродвигатель
ханизмах качания не должны превышать 0,4 мм.
Закон качания рычажно-шарнирного механизма -синусоидальный. Амплитуда качания кристаллизатора ± 5 мм, частота качания 30-150 мин-1.
Опыт эксплуатации данных механизмов качания на ММЗ показал, что при весьма малых угловых поворотах в шарнирах и значительных знакопеременных нагрузках на дорожках качения подшипников наблюдается образование местных вмятин от тел качения. В результате в шарнирах значительно увеличивается радиальный и осевой зазоры. Величина радиального зазора может достигать 1 мм после года эксплуатации. При знакопеременной нагрузке это приводит к существенным отклонениям от заданной траектории, искажениям кинематических параметров качания. Кроме того, при отклонениях от заданной траектории движения кристаллизатора корочка слитка может периодически неравномерно или попеременно прилегать к разным стенкам гильзы, что приводит к ее неравномерности, зарождению ромбичности НЛЗ и прорывам металла.
Известно, что увеличение частоты качания положительно влияет на качество поверхности НЛЗ (уменьшается глубина складок и расстояния между ними, снижаются термические напряжения, вызывающие появление трещин по следам качания).
Для улучшения технических характеристик движения кристаллизатора АХК "ВНИИМЕТМАШ" была предложена конструкция механизма качания, в которой звенья с шарнирами (подшипниками качения) были заменены упругими звеньями (рессорами), которые обеспечивают максимально допустимые отклонения от заданной траектории - не более 0,15 мм. Одно из условий проектирования - создание механизма, который можно было бы установить на МНЛЗ без реконструкции опорных и базовых узлов.
На ММЗ было принято решение о проведении испытаний опытной конструкции механизма качания рессорного типа на одном ручье МНЛЗ. При проведении
испытаний опытной конструкции механизма качания кристаллизатора в условиях высокоскоростной разливки металла специалистами завода решались следующие задачи:
- оценка конструктивных и эксплуатационных характеристик опытного механизма;
- повышения точности движения кристаллизатора при качании по заданной траектории;
- обеспечение возможности работы с малой амплитудой и увеличенной частотой качания кристаллизатора;
- синхронизация частоты качания со скоростью разливки;
- создание механизма для будущих МНЛЗ, разрабатываемых в рамках программы работ консорциума "НКМЗ-ММЗ-ВНИИМЕТМАШ".
Основная цель проводимых исследовательских работ - улучшение качества поверхности разливаемых НЛЗ и повышение стабильности процесса при высокоскоростной разливке металла.
Конструкция механизма качания представляла собой разъемную опорную раму для установки узла эксцентрика, на которую монтировался узел рычага со столом качания (рис. 2). Стол качания связан с опорной рамой двумя парами горизонтальных пластинчатых рессор (две нижние и две верхние) и двумя пружинами для растяжения нижних рессор, а с рычагом стол связан парой вертикальных рессор.
Возвратное движение стола с кристаллизатором обеспечивалось эксцентриковым валом, консольный конец которого соединен с узлом рычага с помощью шатуна. Амплитуда качания кристаллизатора ±2,5 мм, частота качания (для первого этапа) 120-250 мин1. Опытный механизм качания был установлен на первом ручье МНЛЗ. Разливка стали осуществлялась согласно требованиям действующей технологии. Испытания новой конструкции механизма качания проводились в три этапа. При проведении испытаний контролирова-
Рис. 2. Механизм качания кристаллизатора рессорного типа: 1 - узел верхней рамы, 2 - узел рычага, 3 - узел рамы, 4 - узел верхней рессоры, 5 - узел вертикальной рессоры, 6 - узел пружины, 7 - узел нижней рессоры, 8 - шатун, 9 - узел эксцентрика, 10 - электродвигатель
Рис. 3. Модернизированная конструкция механизма качания кристаллизатора с рессорными связями: 1 - узел верхней рамы, 2 - узел рычага, 3 - узел рамы, 4 - узел верхней рессоры, 5 - тяга, 6 - узел пневмоамортизатора, 7 - шатун, 8 - узел эксцентрика, 9 - узел пружины, 10 - узел нижней рессоры, 11 - электродвигатель
лись и фиксировались оперативные параметры процесса разливки стали:
- стабильность работы опытного механизма (плавность хода, отклонения в работе привода, точность поддержания траектории движения по радиусу МНЛЗ, биение слитка под кристаллизатором, состояние зеркала металла в кристаллизаторе);
- качество поверхности НЛЗ;
- влияние изменения амплитуды и частоты качания на качество поверхности НЛЗ.
На первом этапе испытаний при амплитуде ±5 мм была установлена фиксированная частота качания кристаллизатора - 170 мин1. Непродолжительное время эксплуатации опытного механизма на данном этапе было связано с разрушением подшипника качения узла эксцентрика и выходом из строя вертикальных рессор. Причинами аварий явились недостаточная прочность вертикальных рессор и ограниченный ресурс подшипников эксцентрикового вала. Отсутствие стабильной работы механизма качания кристаллизатора не позволило в полной мере проанализировать работу механизма и оценить его влияние на качество поверхности заготовок опытного ручья МНЛЗ.
С учетом выявленных на первом этапе испытаний проблем, в конструкцию рессорного механизма были внесены необходимые изменения. Процесс разливки стали на первом ручье протекал преимущественно без отклонений в работе механизма качания.
В марте 2001 г. была опробована конструкция узла с уравновешиванием стола качания, выполненная на базе спиральной пружины. По результатам испытаний наиболее предпочтительным вариантом оказался узел уравновешивания с пневмоамортизатором, так как стойкость пружины оказалась недостаточ
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.