Coulée continue de l'acier : principe de fonctionnement, équipement nécessaire, avantages et inconvénients de la méthode

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Aujourd'hui, un grand nombre d'objets, de pièces, etc. sont en acier. Naturellement, cela nécessite une grande quantité de matière première. Par conséquent, les usines utilisent depuis longtemps la méthode de coulée continue de l'acier, caractérisée par la caractéristique la plus importante - une productivité élevée.

Matériel indispensable pour le travail

À ce jour, plusieurs installations de coulée d'acier de cette manière sont connues, et elles sont abrégées en UNRS. Initialement, une installation de type vertical a été développée et mise en production, située à 20-30 mètres sous le niveau du sol de l'atelier. Cependant, plus tard, la volonté d'abandonner l'approfondissement du sol est devenue le moteur principal du développement de ces installations. Cela a conduit au développement et à la mise en œuvre d'installations de coulée continue de type tour. La hauteur de ces installations était de 40 m. Cependant, cette version de la machine n'a pas été largement utilisée pour deux raisons. Tout d'abord, construisezune telle unité dans l'atelier est assez problématique et laborieuse. Deuxièmement, encore plus de difficultés ont surgi avec son fonctionnement.

Installations courbes et radiales

Au fil du temps, la coulée continue de l'acier a été transférée au travail avec des plieuses verticales. La caractéristique principale est la flexion du lingot sortant après les arbres de 90 degrés. Après cela, un mécanisme de redressement spécial a été utilisé dans l'installation pour redresser le lingot, et ce n'est qu'après cette étape que la coupe a eu lieu. La coulée continue d'acier sur de tels équipements n'est pas devenue très populaire pour une raison quelconque. Premièrement, le coude, bien sûr, permettait de réduire la hauteur, mais en même temps limitait considérablement la section transversale du lingot lui-même. Plus il était nécessaire d'obtenir une section du matériau, plus le pli devait être important, ce qui signifie que la hauteur augmentait à nouveau. Deuxièmement, les plieuses ont été placées dans les aciéries avec encore plus de difficultés que les verticales.

Aujourd'hui, les installations de coulée continue d'acier radial gagnent en popularité. Sur une telle unité, le lingot se forme dans le moule et en sort selon le même arc de cercle par lequel il y est entré. Après cela, il sera redressé par un mécanisme de correction de traction. Et puis vous pouvez déjà commencer à couper le lingot en flans. C'est cette conception qui, dans la pratique, s'est avérée la plus rationnelle pour organiser le flux de marchandises dans l'aciérie.

Où commence le casting

Technologie de continula coulée d'acier est un processus assez compliqué. Cependant, il est juste de dire que le principe reste le même quelle que soit la configuration de production utilisée. Vous pouvez considérer la technologie en utilisant l'exemple d'un UNRS vertical.

La machine est fournie avec une poche pour couler l'acier à travers une grue spéciale. Après cela, l'acier s'écoule dans le répartiteur, qui a un bouchon. Pour les machines à brin unique, il y aura un bouchon, pour les machines à brins multiples, il y aura un bouchon par flux. De plus, le répartiteur est doté d'un déflecteur spécial pour retenir les scories. Depuis le répartiteur, l'acier s'écoulera dans le moule en passant par un verre doseur ou un bouchon. Il est important de noter ici qu'avant la première coulée, la semence est introduite dans le moule par le bas. Il remplit soit la section transversale de l'ensemble du moule, soit uniquement la forme de la pièce. La couche supérieure de la graine sera le fond du moule. De plus, il a également la forme d'une queue d'hirondelle pour un futur attelage avec un lingot.

Autre casting

Ensuite, dans le processus de coulée continue de l'acier, il est nécessaire d'attendre que le niveau des matières premières s'élève au-dessus de la graine à une hauteur d'environ 300 à 400 mm. Lorsque cela se produit, le mécanisme démarre, ce qui met en marche le dispositif de traction. Il a des rouleaux de traction, sous l'influence desquels la graine tombera et entraînera avec elle le lingot créé.

Une machine de coulée continue possède un moule généralement en cuivre à parois creuses. Il est sous intensepar l'action de l'eau de refroidissement, et sa section interne correspond à la forme du lingot à obtenir. C'est ici que la croûte de lingot se forme. À des vitesses de coulée élevées, une déchirure de cette croûte et une fuite de métal peuvent se produire. Pour éviter cela, le moule est caractérisé par des mouvements alternatifs.

Caractéristiques du fonctionnement du moule

La machine de coulée continue possède un moteur électrique chargé de créer ce mouvement alternatif. Cela se fait grâce à la force de la boîte de vitesses avec un mécanisme de pivotement de type came. Tout d'abord, le moule se déplace dans la même direction que la pièce, c'est-à-dire vers le bas, et une fois le processus terminé, il remonte. La course de pivotement est de 10 à 40 mm. Le moule est un compartiment important dans la coulée continue de l'acier sur tout type d'équipement, c'est pourquoi ses parois sont lubrifiées avec de la paraffine ou tout autre lubrifiant adapté aux caractéristiques.

Il convient de noter que dans les équipements modernes, le niveau de métal est contrôlé par radiométrie en appliquant un signal de contrôle au bouchon de poche. Dans le moule lui-même, une atmosphère neutre ou réductrice peut être créée au-dessus du niveau du métal pour éviter l'oxydation du produit pendant la production.

Épluchure de lingot

Il convient de noter que le travail sous vide est également considéré comme une méthode de coulée prometteuse. Une unité peut effectuerverser dans plusieurs moules à la fois. Ainsi, le nombre de flux d'une installation peut atteindre jusqu'à huit.

L'action dissipatrice de chaleur de la graine froide est utilisée pour former le fond de la peau du lingot. Le lingot sortira du moule sous l'influence du germe qui est aspiré dans la zone de refroidissement secondaire (SCZ). Au milieu de la billette, l'acier sera encore à l'état liquide. Il est important de noter ici que, selon les exigences de la technologie de fonderie de l'acier, l'épaisseur de peau doit être d'au moins 25 mm au moment de la sortie du moule. Pour répondre à ces exigences, il est nécessaire de choisir le bon débit de matière.

Caractéristiques du processus d'installation et de moulage

Les caractéristiques technologiques sont approximativement les suivantes. Si la section du lingot est de 160x900 mm, sa vitesse doit être de 0,6 à 0,9 m/min. Si la section est de 180x1000 mm, la vitesse est réduite à 0,55-0,85 m/min. L'indicateur de vitesse le plus élevé est requis pour la section d'un lingot de type carré 200x200 mm - 0,8-1,2 m/min.

Sur la base des indicateurs ci-dessus, nous pouvons conclure que la vitesse de coulée moyenne d'un toron utilisant la technologie de coulée continue est de 44,2 t/h. Si vous dépassez le taux de vitesse optimal, la porosité centrale augmentera.

En outre, il convient de noter que la stabilité de la coulée et la qualité du produit lui-même sont affectées par la température du métal. Empiriquement, il a été constaté qu'à une température de plus de 1560 degrésCelsius la surface du lingot est souvent recouverte de fissures. Si la température est inférieure à celle indiquée, le verre sera souvent resserré. Ainsi, il a été constaté que la température optimale pour la méthode de coulée continue de l'acier serait de 1540 à 1560 degrés Celsius. Pour maintenir cet indicateur, la température de chauffage du four avant la libération doit être comprise entre 1630 et 1650 degrés.

Zone de refroidissement secondaire

Dans cette section, le refroidissement le plus intensif et direct du lingot est effectué à l'aide d'eau provenant du spray. Il existe un système spécial de rouleaux inactifs et non motorisés. Leur rotation empêche le lingot de se plier ou de se déformer. Du fait d'un refroidissement intense dans cette zone, les parois du lingot vont rapidement prendre de l'épaisseur, et la cristallisation va s'étendre en profondeur. La vitesse d'étirage du lingot et son degré de refroidissement doivent être choisis de manière à ce qu'au moment où le lingot entre dans les rouleaux de traction, il soit déjà complètement solide.

Quels sont les avantages de la coulée continue

Étant donné que cette méthode de coulée d'acier a remplacé la méthode de coulée dans des moules, il vaut la peine de comparer avec cette méthode. En général, il convient de souligner les avantages suivants: une plus grande productivité, des coûts réduits et une intensité de travail réduite du processus. En raison de la formation constante du lingot, la cavité de retrait est transférée à la queue, contrairement aux lingotières, où chaque lingot avait sa propre cavité. De ce fait, le pourcentage de rendement en métal approprié augmente considérablement. L'UNRS vous permet d'obtenirune pièce de différentes formes, du petit carré 40x40 mm au rectangle 250x1000 mm. L'utilisation de machines de coulée continue a permis d'abandonner complètement les usines de sertissage. Cela a considérablement réduit le coût du processus de production, et donc le prix sur le marché. De plus, le processus de traitement métallurgique a été simplifié.

Défauts

Malgré la possibilité d'une mécanisation et d'une automatisation élevées du processus, un pourcentage élevé de bons lingots et d'autres avantages décrits ci-dessus, cette méthode a également des côtés négatifs. Les inconvénients de l'acier de coulée continue sont les suivants.

Premièrement, il n'y a aucune possibilité de produire des lingots de configuration complexe. Deuxièmement, la gamme de lingots et d'ébauches est assez limitée. Il est assez difficile de convertir des machines pour verser des matières premières d'une marque différente, ce qui peut augmenter le coût final d'un produit d'une marque différente s'il est fabriqué dans la même usine. Certaines nuances d'acier, par exemple celles à ébullition, ne peuvent pas du tout être fabriquées à l'aide de cette méthode.

Le dernier inconvénient de la méthode continue de coulée de l'acier est très important. Il s'agit d'une panne possible de l'équipement. L'échec de l'UNRS entraînera d'énormes pertes de performances. Plus la réparation prendra de temps, plus les pertes augmenteront.