Kierunek: METALURGIA II	Nazwisko i imię: Kamil Tomasiewicz Krystian Zyguła	Data zajęć: 21.03.2013
Nr grupy: III	Temat ćwiczenia: Model maszyny COS	Ocena:
Prowadzący: Dr inż. Piotr Migas

1. Technologia odlewania do wlewnic

Zwane odlewaniem tradycyjnym lub konwencjonalnym. Polega na napełnianiu wlewnic ciekłym metalem wypływającym z kadzi przez otwór wylewowy umieszczony na dnie kadzi.

Schemat odlewania z góry do wlewków

Po odlewaniu do wlewków pozostaje jama skurczowa, jednak jest to proces cechujący się dużą wydajnością i niewielką ilością wtrąceń pochodzenia egzogenicznego. Ważne jest aby uniknąć odlewania stali nieuspokojonej, ponieważ prowadzi to do tzw. „gotowania się” stali, czyli utleniania się węgla i powstawania pęcherzów CO.

1. Odlewanie syfonowe.

Odlewanie syfonowe polega na równoczesnym napełnianiu 4 wlewnic od doły za pomocą układu kanałów. Wykorzystuje się tutaj zasadę naczyń połączonych, ciekła stal z kadzi wypływa przez otwór zamykany zamknięciem suwakowym.

Schemat odlewania syfonowego

Odlewanie syfonowe jest droższe od odlewania z góry do wlewnic, uzysk stali jest mniejszy, także stal bardziej narażona jest na wtrącenia niemetaliczne. Do zalet tego rodzaju odlewania możemy zaliczyć brak jamy skurczowej oraz dobrą jakość powierzchni wlewka, dzięki równym rozprowadzeniu ciekłej stali.

1. COS – ciągłe odlewanie stali .

Obecnie COS odbywa się w układzie łukowym, jednak wcześniej był wykorzystywany system liniowy oraz pod kątem 90st. Oba te systemy okazały się jednak nieefektywne i zostały zastąpione przez układ łukowy.

ZASADA DZIAŁANIA:

• z kadzi głównej, która znajduje się na wierzy obrotowej ciekła stal spuszczana jest do kadzi pośredniej

• kadź pośrednie ma swoje funkcje; stale dostarcza stal do krystalizatora, obniża ciśnienie ferrostatyczne, możliwość modyfikowania składu chemicznego stali oraz ekstrahowania wtrąceń

• z kadzi pośrednie stal przepływa rurami, które oddzielają ją od atmosfery spływa do krystalizatora, tam stal posypywana jest zasypką, które zapobiega klejeniu się stali do ścian krystalizatora oraz utlenianiu

Schemat kadzi pośredniej.

• krystalizator jest wykonany z miedzi z racji tego że ten materiał ma dobrą przewodność cieplną, chłodzony jest wodą, dzięki czemu stal zaczyna krzepnąć, powstaje tzw. „strefa kryształów”, czyli zewnętrzny naskórek jest w stanie stałym, a jądro ciekłe; stal w krystalizatorze nabiera odpowiedniego kształtu i wymiaru

Schemat krystalizatora

• urządzenie zwane drągiem lub grzebieniem wyciąga pasmo i wpuszcza je w rolki

• na rolkach pasmo jest intensywnie chłodzone, ale nie na tyle, aby stal mogła się zgiąć

• pasmo jest cięte za pomocą palników gazowo-tlenowych na odpowiednie długości, a następnie transportowane do walcowni

Podstawową zasadą technologii COS jest utrzymywanie stałego poziomu ciekłej stali w krystalizatorze i w kadzi pośredniej. W momencie przejścia drąga startowego przez ostatnią parę walców ciągnących następuje automatyczne odłączenie drąga od wlewka. Ostatnim etapem jest cięcie pasma na określone długości. Docelową technologią ciągłego odlewania stali jest odlewanie wlewków o kształcie przekroju poprzecznego zbliżonym do wyrobu gotowego. Jest to zintegrowane odlewanie i walcowanie.

1. Podsumowanie

Technologia odlewania do wlewnic zapewnia wysoki uzysk metalu oraz dużą wydajność, a zarazem jest najprostszym tego typu procesem. Jednak nieuspokojona stal odlewana z góry narażona jest na tzw. „gotowanie się”, czyli intensywnym wydzielaniu się CO. Może to niekorzystnie wpływać na makrostrukturę wlewka, jeśli nie będzie się odpowiednio sterować procesem. Odlewanie do wlewnic nie może także zachodzić za szybko, ponieważ skutkuje to zmniejszeniem grubości warstwy bezpęcherzykowej, co niekorzystnie wypływa na jakość stali. Proces odlewanie syfonowego zdaje się być jeszcze bardziej niekorzystną metodą. Pomimo dobrej jakości wlewka oraz możliwości stosowania zasypki izolacyjnej, która zabezpiecza stal przed działaniem atmosfery, proces ten jest pracochłonny i kosztowny, a uzysk stali pozostaje na niskim poziomie.

Zestawiając dwa wyżej omawiane procesy z procesem ciągłego odlewania stali, możemy jednoznacznie stwierdzić, że COS jest obecnie najlepszą pod względem ekonomicznym i jakościowym, technologią odlewania stali. Proces ten przewiduje ciągłą dostawę materiału i przygotowuje wlewki, które są zbliżone pod względem kształtu do finalnego produktu. Taśmę do COS można połączyć z taśmą podającą stal do walcowania na gorąco, co znacznie usprawnia proces wytwarzania końcowego produktu. Dzięki zastosowaniu technologii umożliwiającej oddzielenie ciekłej stali od powietrza atmosferycznego oraz możliwości stałego kontrolowania składu chemicznego metalu, uzyskuje się bardzo dobry pod względem jakościowym produkt.

1. Bibliografia

„Metalurgia ekstrakcyjna żelaza. Część VIII. Odlewanie stali” - Prof. dr hab. inż. Andrzej Łędzki, Dr inż. Andrzej Michaliszyn, Dr inż. Arkadiusz Klimczyk

Wszystkie wykorzystane obrazki, również zostały zapożyczone z powyższej publikacji.