Fundição contínua de aço: princípio de funcionamento, equipamentos necessários, vantagens e desvantagens do método

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

Hoje, um grande número de várias coisas, peças, etc. são feitos de aço. Naturalmente, isso requer uma grande quantidade de material de origem. Por isso, as usinas utilizam há muito tempo o método de lingotamento contínuo do aço, caracterizado pela característica mais importante - alta produtividade.

Equipamentos essenciais para o trabalho

Até o momento, são conhecidas várias instalações para fundição de aço dessa maneira, e são abreviadas como UNRS. Inicialmente, foi desenvolvida e colocada em produção uma instalação do tipo vertical, localizada 20 a 30 metros abaixo do nível do piso da oficina. No entanto, mais tarde o desejo de abandonar o aprofundamento do piso tornou-se o principal motor para o desenvolvimento destas instalações. Isso levou ao desenvolvimento e implementação de plantas de lingotamento contínuo do tipo torre. A altura destas instalações era de 40 m, mas esta versão da máquina não era muito utilizada por duas razões. Primeiro, construatal unidade na oficina é bastante problemática e trabalhosa. Em segundo lugar, surgiram ainda mais dificuldades com sua operação.

Instalações curvas e radiais

Com o tempo, o lingotamento contínuo do aço foi transferido para o trabalho com dobradeiras verticais. A principal característica é a flexão do lingote que sai após os eixos em 90 graus. Em seguida, foi utilizado um mecanismo especial de endireitamento na instalação para endireitar o lingote, e somente após esta etapa ocorreu o corte. A fundição contínua de aço em tais equipamentos não se tornou muito popular por algum motivo. Primeiro, a curva, é claro, permitiu reduzir a altura, mas ao mesmo tempo limitou severamente a seção transversal do próprio lingote. Quanto mais era necessário obter uma seção do material, maior deveria ser a curvatura, o que significa que a altura aumentava novamente. Em segundo lugar, as dobradeiras foram colocadas nas aciarias com dificuldades ainda maiores do que as verticais.

Hoje, as instalações para lingotamento contínuo de aço radial estão ganhando cada vez mais popularidade. Em tal unidade, o lingote é formado no molde e sai ao longo do mesmo arco ao longo do qual entrou. Depois disso, ele será endireitado por um mecanismo de correção de tração. E então você já pode começar a cortar o lingote em espaços em branco. É esse design que na prática se mostrou o mais racional na organização do fluxo de mercadorias na aciaria.

Onde começa o casting

Tecnologia de contínuofundição de aço é um processo bastante complicado. No entanto, é justo dizer que o princípio permanece o mesmo, independentemente da configuração de produção utilizada. Você pode considerar a tecnologia usando o exemplo de um UNRS vertical.

A máquina é fornecida com uma concha para vazar o aço através de uma grua especial. Depois disso, o aço flui para o distribuidor, que possui uma rolha. Para máquinas de fio simples haverá uma rolha, para máquinas multifio haverá uma rolha por fluxo. Além disso, o distribuidor tem um defletor especial para segurar a escória. Do tundish, o aço fluirá para dentro do molde, passando por um vidro dosador ou uma rolha. É importante notar aqui que antes da primeira moldagem, a semente é introduzida no molde pelo lado inferior. Ele preenche a seção transversal de todo o molde ou apenas a forma da peça de trabalho. A camada superior da semente será a parte inferior do molde. Além disso, também tem a forma de uma cauda de andorinha para futura amarração com um lingote.

Mais casting

Em seguida, no processo de lingotamento contínuo de aço, é necessário esperar até que o nível de matéria-prima suba acima da semente a uma altura de cerca de 300-400 mm. Quando isso acontece, o mecanismo é acionado, o que coloca o dispositivo de tração em operação. Tem rolos de puxar, sob a influência de que a semente cairá e puxará o lingote criado junto com ela.

Uma máquina de lingotamento contínuo possui um molde geralmente feito de cobre com paredes ocas. Ele está sob intensapela ação da água de resfriamento, e sua seção interna corresponde à forma do lingote a ser obtido. É aqui que se forma a crosta em branco do lingote. Em altas velocidades de fundição, pode ocorrer rasgo desta crosta e vazamento de metal. Para evitar isso, o molde é caracterizado por movimentos alternativos.

Características do funcionamento do molde

A máquina de lingotamento contínuo possui um motor elétrico responsável por criar este movimento alternativo. Isso é feito através da força da caixa de engrenagens com um mecanismo de oscilação do tipo came. Primeiro, o molde se move na mesma direção da peça, ou seja, para baixo, e depois que o processo é concluído, ele volta para cima. O curso de giro é de 10 a 40 mm. O molde é um compartimento importante no lingotamento contínuo do aço em qualquer tipo de equipamento, por isso suas paredes são lubrificadas com parafina ou qualquer outro lubrificante adequado às características.

Vale a pena notar que em equipamentos modernos o nível de metal é controlado radiometricamente através da aplicação de um sinal de controle na tampa da panela. No próprio molde, uma atmosfera neutra ou redutora pode ser criada acima do nível do metal para evitar a oxidação do produto durante a produção.

Casca de lingote

Vale a pena notar que o trabalho sob vácuo também é considerado um método de fundição promissor. Uma unidade pode realizarderramando através de vários moldes de uma só vez. Assim, o número de streams de uma instalação pode chegar a até oito.

A ação do dissipador de calor da semente fria é usada para formar o fundo da pele do lingote. O lingote sairá do molde sob a influência da semente, que é puxada para a zona de resfriamento secundária (SCZ). No meio do tarugo, o aço ainda estará em estado líquido. É importante observar aqui que, de acordo com os requisitos da tecnologia de fundição do aço, a espessura da pele deve ser de pelo menos 25 mm no momento da saída do molde. Para atender a esses requisitos, é necessário escolher a taxa de fluxo de material correta.

Características do processo de instalação e fundição

As características tecnológicas são aproximadamente as seguintes. Se a seção do lingote for 160x900 mm, sua velocidade deve ser de 0,6 a 0,9 m/min. Se a seção transversal for 180x1000 mm, a velocidade será reduzida para 0,55-0,85 m/min. O indicador de velocidade mais alta é necessário para a seção transversal de um lingote do tipo quadrado 200x200 mm - 0,8-1,2 m/min.

Com base nos indicadores acima, podemos concluir que a velocidade média de lingotamento de um fio usando a tecnologia de lingotamento contínuo é de 44,2 t/h. Se você exceder a taxa ideal de velocidade, a porosidade central aumentará.

Além disso, vale ress altar que a estabilidade da fundição e a qualidade do próprio produto são afetadas pela temperatura do metal. Empiricamente, descobriu-se que a uma temperatura de mais de 1560 grausCelsius a superfície do lingote é frequentemente coberta com rachaduras. Se a temperatura for inferior à indicada, o vidro será frequentemente apertado. Assim, verificou-se que a temperatura ótima para o método de lingotamento contínuo de aço seria de 1540-1560 graus Celsius. Para manter este indicador, a temperatura de aquecimento do forno antes do lançamento deve estar na faixa de 1630-1650 graus.

Zona de resfriamento secundário

Nesta seção, o resfriamento mais intenso e direto do lingote é realizado com a ajuda da água proveniente do spray. Existe um sistema especial de rolos ociosos, não de potência. Sua rotação evita que o lingote se dobre ou deforme. Devido ao intenso resfriamento nesta zona, as paredes do lingote aumentarão rapidamente de espessura e a cristalização se espalhará em profundidade. A velocidade de trefilação do lingote e o grau de seu resfriamento devem ser escolhidos de tal forma que no momento em que o lingote entrar nos rolos de tração já esteja completamente sólido.

Quais são os benefícios da fundição contínua

Como este método de fundição de aço substituiu o método de vazamento em moldes, vale a pena comparar com este método. De modo geral, vale destacar as seguintes vantagens: maior produtividade, redução de custos e redução da intensidade de mão de obra do processo. Devido à formação constante do lingote, a cavidade de retração é transferida para a cauda, ao contrário dos lingotes, onde cada lingote tinha sua própria cavidade. Por causa disso, a porcentagem de rendimento do metal adequado aumenta significativamente. UNRS permite que você obtenhauma peça de trabalho de várias formas, desde um pequeno quadrado de 40x40 mm até um retângulo de 250x1000 mm. O uso de máquinas de lingotamento contínuo permitiu abandonar completamente as fábricas de estampagem. Isso reduziu significativamente o custo do processo de produção e, portanto, o preço no mercado. Além disso, o processo de processamento metalúrgico foi simplificado.

Falhas

Apesar da possibilidade de alta mecanização e automação do processo, alta porcentagem de lingotes bons e outras vantagens descritas acima, este método também apresenta alguns aspectos negativos. As desvantagens do aço de fundição contínua são as seguintes.

Em primeiro lugar, não há possibilidade de produzir lingotes de configuração complexa. Em segundo lugar, a gama de lingotes e blanks é bastante limitada. É bastante difícil converter máquinas para despejar matéria-prima de uma marca diferente, o que pode aumentar o custo final de um produto de outra marca se for produzido na mesma fábrica. Algumas classes de aço, por exemplo, ferventes, não podem ser feitas usando este método.

A última desvantagem do método contínuo de fundição de aço é muito significativa. É uma possível falha do equipamento. O fracasso do UNRS levará a enormes perdas de desempenho. Quanto mais tempo demorar para reparar, mais perdas aumentarão.