TURNAREA I SOLIDIFICAREA OELURILOR Dup elaborare oelul este evacuat ntr-o oal de turnare - inut n crligul unei macarale - se gsete pe un postament sub jgheabul de evacuare sau pe o main de turnare. n cazul cuptoarelor mari, de peste 250 t, oelul se evacueaz n dou oale de turnare, folosind un jgheab de evacuare bifurcat.

Oale de turnare

Construcie:

manta metalic - tabl sau band de oel nituit sau sudat, (15-30 mm - pereii i 25-40 mm fundul) - este susinut de un inel puternic din oel prevzut cu dou fusuri de prindere n crligul macaralei; cptuite cu materiale refractare - cel puin 150 mm la perei (mai groi la partea inferioar unde atacul oelului este mai puternic) i ajunge la 375 mm la fundul oalei (pentru o oal de circa 150 t);form invers conic - conicitate de 5 % - pentru uurarea ndeprtrii scoarelor de pe perei i/sau fund;nlime oel = cu diametrul mediu al oalei;cioc pentru deversarea zgurii - la circa 100 mm sub bordur;orificiul de evacuare aezat excentric n fundul oalei de turnare; nchis cu un dop montat pe captul unei bare port-dop - se manevreaz cu un sistem de prghii; Oal de turnare

tija port-dop dup confecionare se usuc ntr-un cuptor vertical i apoi se monteaz n oala de turnare;

nainte de fiecare utilizare oala cu tija montat se prenclzete la temperaturi de 400-600 C cu un arztor cu gaz - pentru reducerea ocurilor termice i micorarea pierderilor de cldur a oelului;

dup fiecare turnare se cur de resturile de oel i zgur i i se reface zidria refractar.

n oala de turnare oelul este neomogen din punct de vedere al compoziiei chimice i al temperaturii - reglarea i uniformizarea acestora - prin barbotare cu gaze inerte. Gazele inerte se pot introduce:- printr-o lance metalic - se introduce n oal pe sus- printr-un dop poros amplasat n fundul oalei de turnareSisteme de barbotare cu gaze inerte.

prin lance; prin dop poros montat n fundul oalei de turnare.

Din oala de turnare oelul este turnat n lingotiere

Lingotierele = piese din font (rareori din oel) n care se toarn oelul lichid din oal i n care se solidific lingoul la deformarea plastic prin forjare sau laminare.

Forma lingotierelor conicitate 3-4 - s permit scoaterea lingoului din lingotier fr dificulti i fr a distruge lingotiera.

Mrimea i profilul lingotierelor - determin condiiile de rcire i deci de solidificare a oelului.Tipuri de lingotierea. normal conicb. normal conic cu cap buteliec. invers conicd. invers conic cu maselotier

Tipuri de lingotiere

normal conice cu sau fr maselotiere;invers conice prevzute ntotdeauna cu maselotiere

Se toarn:oelurile calmate - n lingotiere invers conice;oelurile necalmate - n lingotiere normal conice cu sau fr maselotiere;oelurile semicalmate - n lingotiere cu cap-butelie (fig.b).

La picior lingotierele pot fi nchise (cu sau fr orificiu) sau deschise.

METODE DE TURNARE

Turnarea direct - cea mai simpl, oelul curge din oala de turnare direct n lingotier

Avantaje:temperatur de turnare mai mic;contact redus cu atmosfera i cu materiale refractare - impurificare sczut a oelului;ultima poriune de oel turnat se afl n maselot - condiii de solidificare mai bune, golul de contracie este umplut cu oel lichid -retasura mai mic; cheltuieli mai reduse pentru manoper i materiale;

Dezavantaje:nu se pot turna lingouri mici din cuptoare de capacitate mare;lingoul poate prezenta stropi i scoare;pentru vitez de turnare mare nu se poate urmri bine umplerea lingotierelor i deci lingourile pot avea nlimi diferite;

Metoda - recomandat pentru turnarea lingourilor mari, care admit vitez mare de turnare (nu sunt susceptibile la crpturi) i crora li se impun restricii de puritate.

Turnarea cu plnie intermediar

ntre lingotier i oala de turnare se intercaleaz o plnie intermediar, care nainte de turnare se nclzete la rou, iar temperatura oelului va fi la limita superioar admis.

Avantaje:- permite turnarea mai multor lingouri deodata care au toate aceeai nlime;- se pot turna lingouri mai mici din oale de capacitate mare;- oala de turnare se golete ntr-un timp mai scurt dac se toarn mai multe lingouri deodat;- centrarea jetului de oel n lingotier se face mai uor i durabilitatea lingotierei crete;- ho fiind mai mic i nlimea de cdere a oelului mai mic, se reduc stropirile - suprfaa lingoului este mai bun;- viteza de umplere este mai mic i constant n condiiile n care durata de golire a oalei scade.

Dezavantaje :- temperatura oelului la evacuare trebuie s fie mai mare - oelul se rcete n plnia intermediar;- reoxidarea oelului este mai puternic, contactul cu atmosfera fiind pe o suprafa mai mare, de aceea trebuie protejat oglinda oelului cu zguri de acoperire;- consumuri mai mari de manoper, materiale i energie;

Metoda - recomandat pentru turnarea lingourilor de calitate, n primul rnd pentru produse forjate, cu prescripii severe n ceea ce privete defectele interne.

Metode clasice de turnare

a - turnarea direct; b - turnarea prin sifon

Turnarea indirect (prin sifon)

La turnarea prin sifon ansamblul de turnare este format din podul de turnare (3) pe care se aeaz lingotierele (4), maselotierele i plnia de alimentare a podului (2)

Podul de turnare - din plci masive din font prevzute pe grosimea lor cu canale deschise n care se monteaz crmizi tubulare din amot - converg spre mijlocul podului - cavitate - se monteaz o crmid cilindric sau poligonal numit crmid stea - este prevzut cu cte un orificiu n dreptul fiecrui canal al podului i unul n dreptul plniei de alimentare a podului

Plnia de alimentare - construit din font cptuit cu crmizi refractare tubulare din amot - prevzut cu urechi pentru a putea fi prins n crligul macaralei.

Plnia de alimentare trebuie s fie mai nalt dect lingotierele cu maselotiere aezate pe pod - lingotierele se umplu cu oel lichid pe principiul vaselor comunicante.

Avantaje:se pot turna mai multe lingouri deodat reducnd durata turnrii;se pot turna lingouri mici din oale mari;lingourile au toate aceeai nlime i structur;

Dezavantaje:cheltuieli mai mari pentru manoper i materiale;pierderi destul de mari prin reeaua de turnare (circa 4%);temperatura de turnare trebuie s fie mai mare, deoarece oelul se rcete pe traseu;se impurific cu incluziuni nemetalice din zidria podului;

Metoda este recomandat pentru lingouri mici care se toarn din cuptoare mari - necesit viteze mici de turnare (sunt susceptibile la crpturi), fr restricii deosebite de puritate.

Turnarea continu

Ansamblul de turnare este format din:Distribuitor - plnie intermediar - are o capacitate de 10-15% din greutatea oelului din oala de turnare i este prevzut cu unul sau mai multe orificii de turnare - funcie de numrul de fire turnate odat - se nchid i se deschid cu bare port dop ;Cristalizator - confecionat din Cu cu perei dubli prin care curge apa de rcire. Are profilul semifabricatului i o conicitate de 0,71,1% pe fiecare latur. Pentru creterea durabilitii cristalizorului acesta se cromeaz la interior i se rectific de cte ori este nevoie dac a suferit deformri mai mari de 5 mm n plus sau n minus. Durabilitatea cristalizorului pina la 350-370 turnri. Apa de rcire intr n cristalizor pe la partea de jos i iese pe la partea de sus, cu o presiune de circa 6 atm. Nivelul oelului lichid n cristalizor este meninut constant;Instalaie de tragere - format din: role masive de ghidare, din font sau din oel - au rolul de a evita deformarea semifabricatului pn la solidificarea lui complet;stropitori cu ap - stropesc att semifabricatul ct i rolele de ghidare. Viteza de tragere a firului - identic cu viteza de turnare a oelului n cristalizor i corelat cu viteza de solidificare a oelului, calculat astfel nct centrul semifabricatului s se solidifice complet imediat dup ieirea firului din rcirea secundar ;Instalaie de tiere a semifabricatului poate fi foarfec volant pentru tierea mecanic sau instalaie cu flacr oxiacetilenic pentru tierea chimic a firului - se deplaseaz odat cu semifabricatul i revine n poziia iniial la terminarea operaiei de tiere. Viteza de tiere este corelat cu viteza de tragere i cu mrimea semifabricatului.Semifabricatele tiate la lungimi pn la 12-15 m sunt preluate de sistemul de basculare i depuse pe o cale cu role sau pe un ascensor i transportate n depozitul de semifabricate.

Turnarea continu

Semifabricatele tiate la lungimi pn la 12-15 m sunt preluate de sistemul de basculare (15) i depuse pe o cale cu role (16) sau pe un ascensor i transportate n depozitul de semifabricate.

Instalaia vertical cu fir drept este o construcie nalt - 16-30 m, incomod, costisitoare i greu de ntreinut alte variante, mai puin nalte i mai uor de ntreinut.Instalaiile de turnare cu fir curb (a) - curbarea i ndreptarea firului se face dup ieirea din cristalizor - miezul semifabricatului (13) nu este complet solidificat, cu ajutorul rolelor (17) - role de ghidare ale rcirii secundare. nlimea acestor instalaii 11-20 m sau chiar de 8-18 m dac raza de curbare a firului se ia la valoarea cea mai mic admisibil.La instalaiile de turnare continu cu cristalizator curb (b) - firul iese drept din cristalizor. nlimea ei este de 5-8 m.

Instalaie de turnare continu vertical cu fir drept Instalaii de turnare continu cu fir curb (a) i cu cristalizor curb (b)

Viteza de tragere vtr - trebuie s fie egal cu viteza de umplere a cristalizorului, vu depinde de forma i mrimea semifabricatului, adic de diametru cercului nscris n seciunea semifabricatului, Dm, de nlimea cristalizorului, de grosimea crustei marginale dorite i de durata turnrii. Cercetrile experimentale i calculele statistice efectuate au artat c vtr scade cu creterea Dm

Rcirea secundar se alege, ca i viteza de tragere vtr , n funcie de calitatea oelului i de seciunea semifabricatului, innd seama de faptul c, cu creterea intensitii de rcire crete sigurana ca centrul produsului este solidificat compact, dar crete i pericolul apariiei crpturilor interne.

Durata unei turnri este de 6070 min., indiferent de cantitatea de oel Q care trebuie turnat, pentru a nu se rci oelul n oala de turnare i n distribuitorul rotativ. Pentru o cantitate mai mare de oel trebuie fie un numr mai mare de fire, fie un semifabricat mare.

Avantajele turnrii continue comparativ cu turnarea clasic:semifabricatele au o suprafa curat;au toate aceeai structur, mai omogen dect lingourile clasice;gradul de utilizare al metalului este mult mai mare, ajungnd la peste 96%, in timp ce la turnarea clasic nu depete 80-82%;durata turnrii i solidificrii este foarte mic, circa 1 or fa de 16-20 ore la cea clasic;se elimin cel puin laminoarele primare;se micoreaz mult cheltuielile materiale i de manoper.

Dezavantajele turnrii continue:semifabricate puternic tensionate necesit tratament termic de detensionare

Instalaiile de turnare continu pot servi orice tip de oelrie, dar sunt recomandate oelriilor cu convertizoare care au durat mic de elaborare (3050 minute).

Prin turnarea continu s-au obinut brame cu dimensiuni de pn la 2100x300 mm din oel calmat i necalmat 1300x150 mm pentru oel inoxidabil, agle de 50x50 n cristalizoare simple sau compuse, produse rotunde, hexagonale, profile, flane etc.

Nu s-au obinut rezultate bune la turnarea oelurilor cu sensibilitate mare la crpare sau la oxidare secundar, cum sunt oelurile cu titan