Конструкция вертикальных УНРС

На рис. 2.123 показана схема одной из вертикальных УНРС, расположенной частично в колодце и частично в надземном сооружении. Из сталеразливочного ковша сталь поступает в промежуточный, а из него в кристалли­затор с вертикальными стенками, совершающий возврат­но-поступательное движение вверх-вниз. После выхода из кристаллизатора слиток с жидкой сердцевиной движется вниз через зону вторичного охлаждения, включающую систему форсунок и опорные устройства, которые могут быть выполнены в виде роликов или брусьев и предотвра­щают выпучивание корки слитка.

В установке, показанной на рисунке, верхние опорные устройства выполнены в виде расположенных вдоль слит­ка чугунных брусьев, по которым скользит слиток. Ниже брусьев расположены опорные вращающиеся ролики (не­приводные). Для облегчения монтажа и ремонта группы брусьев или роликов объединяют общим каркасом в от­дельные секции. В машинах для отливки слитков квад­ратного или близкого к квадрату прямоугольного сечения опорные устройства расположены со всех четырех сторон слитков; при отливке плоских слитков — вдоль двух ши­роких граней слитка. В машинах для отливки плоских слитков один ряд опорных устройств закреплен жестко, а другой снабжен механизмом перемещения, что позволя­ет изменять толщину отливаемого слитка.

За зоной вторичного охлаждения расположена одна или две тянущие клети, которые обеспечивают вытягива­ние и регулирование скорости движения слитка, а также предотвращают проскальзывание слитка вниз. Каждая клеть состоит из двух или трех пар валков, соединенных с приводом и прижимаемых к слитку гидроцилиндрами.

Ниже тянущих клетей движущийся слиток разрезают на куски мерной длины, например с помощью газорезки.

Отрезанные заготовки падают в корзину (тележку), кото­рая, двигаясь по наклонным рельсам, поднимает заготов­ку до уровня пола цеха и одновременно поворачивает ее в горизонтальное положение.

Основной недостаток вертикальных УНРС — большая высота.

По методике И. К. Попандопуло и Ю. Ф. Михневича при расчете тянущей клети вертикальных разливочных ма­шин основным видом сопротивления движению является

трение FTр слитка в направляющих зоны вторичного охлаждения (ЗВО):

FTP = 2р-у [о,5В{НІ - НІ) - 0,33у (Я| - Я?)] ,

где р — коэффициент трения слитка в направляющих, р « 0,2; Я і — расстояние от поверхности жидкого металла в кристаллизаторе до начала опорных роликов ЗВО; Яг — расстояние от поверхности жидкого металла до границы зоны пластической деформации корки; I — глубина жидкой фазы; 5 — толщина слитка; В — ширина слитка; 7 — удельная масса жидкого металла.

Статический момент на валу двигателя тянущей клети в начальный момент

где G3 — сила тяжести затравки; G — погонная сила тяжести одного метра слитка; Яі — высота столба металла в кристаллизаторе; і, г] — передаточное число и к. п.д. привода клети (редуктора, шестеренной клети); DB — диаметр тянущих валков; Л/г — момент сопротивления качения слитка в валках, Л/г = 2ЯГ • Д/г - 77; РГ — усилие прижатия валков к слитку; Д — коэффициент трения качения валков по слитку, Д = 0,08 Ч - 0,12; Л/з — момент сопротивления трения в опорах валков, Л/3 — Рг ■ /2 ■ ■ don/i ‘ V • 2; /2 — коэффициент трения в подшипниках (Д « 0,015) диаметром dD После отделения затравки момент Л/сі возрастает. По этому моменту рассчиты­вается мощность двигателя.

Конструкция криволинейных и радиальных УНРС На установках этого типа в радиальном кристаллизаторе формируется изогнутый по определенному радиусу слиток. Чтобы при последующем разгибании в слитке не образовались трещины, радиус изгиба должен быть не менее 25-кратной толщи­ны слитка. Обычно радиус изгиба выбирают в соответствии с соотношением R — = (30 Ч - 40)а, где а — толщина слитка, м.

В радиальных УНРС по выходе из кристаллизатора слиток движется по дуге с постоянным радиусом. После прохождения нижней точки дуги полностью затвер­девший слиток разгибают, переводя его в горизонтальное положение.

В криволинейных УНРС слиток вначале движется по дуге, определяемой ра­диусом кривизны кристаллизатора, а затем еще в зоне вторичного охлаждения радиус кривизны дуги увеличивается, т. е. происходит постепенное разгибание слит­ка с жидкой сердцевиной с последующим переводом в горизонтальное положение. Рассредоточение деформации имеет целью снизить возникающие при этом в корке слитка напряжения и вероятность возникновения трещин.

Большая часть криволинейных УНРС предназначена для отливки слитков пря­моугольного сечения, схема подобной машины для отливки слябов представлена на рис. 2.124 Жидкая сталь из сталеразливочного ковша поступает в промежуточный ковш, а затем в радиальный кристаллизатор, снабженный механизмом качания. После выхода из кристаллизатора слиток, проходя через зону вторичного охлаж­дения, движется по роликовой проводке, образованной верхним и нижним рядами роликов. На узких торцевых гранях ролики имеются лишь вблизи кристаллизатора. Для удобства замены при ремонтах группы соседних верхних и нижних роликов объединены в отдельные секции, где в общем каркасе смонтировано от 2 до 7 пар роликов. Каждая секция оцирается на фундамент, при этом нижний ряд роликов является неподвижным (базовым), а верхний снабжен пружинным или гидравли­

ческим механизмом прижатия к слитку и механизмом перемещения, что позволяет изменять толщину отливаемого слитка.

Верхняя часть роликовой проводки предотвращает выпучивание корки слитка. Приводными, обеспечивающими движение и разгибание слитка, обычно выполняют ролики нижнего ряда. При этом ролики, расположенные вблизи кристаллизатора обычно являются неприводными, на участке с постоянным радиусом кривизны лишь некоторые ролики соединены с приводом, а на участке разгибания и выпрямления все или почти все ролики приводные. В связи с тем, что по мере увеличения тол­щины затвердевающей корки жесткость слитка возрастает, диаметр роликов по мере отдаления от кристаллизатора увеличивается. Так при отливке слитков толщиной 300 мм диаметр роликов от 150-200 мм у кристаллизатора возрастает до 480-600 мм на горизонтальном участке.

Машины конструируют так, что горизонтальное движение слитка осуществляется на уровне пола цеха. На этом же участке производят резку слитка на куски мерной длины. Максимальный радиус существующих УНРС этого типа при отливке слитков толщиной до 350 мм составляет 12 м.

Основное преимущество этих машин по сравнению с вертикальными, — меньшая высота.