Elaborarea otelurilor

Elaborarea otelurilor

1.1. Generalitati

Otelul este unul dintre cele mai importante materiale ale epocii noastre.

Materii prime metalice si adaosuri

Materiile prime care compun incarcatura metalica a agregatelorde elaborat otel sunt deseurile feroase, fierul vechi si fonta de afanare (alba); adaosurile sunt materiale pentru completarea necesarului de oxigen (materiale oxidante) si pentru formarea zgurei.

Deseurile feroase si fierul vechi

Proportiile acestora variaza cel mai des in limitele: 25-30% (max 35%) la convertizorul cu oxygen; 35-60% (max 70%) la cuptorul Siemens Martin si 90-100 % la cuptorul electric.

In continuare se prezinta clasificarea lor in functie de provenienta.

Deseurile feroase rezultate in procesele tehnologice siderurgice (deseuri de reciclare sau pentru consum propriu), reutilizate in majoritatea cazurilor in uzina in care au rezultat, provin din :

sectorul furnale (ursi, scursuri, scoarte de fonta);

sectorul otelariilor (otel solidificat in palnie si retelele de turnare, in orificii, in oalele de turnare, lingouri incomplete sau defecte, etc) si reprezinta 3,4-6,6% din productia de otel lichid;

sectorul laminoare (sutaje, laminate cu defecte etc).

Anumiti factori evolutivi pot determina marirea sau micsorarea volumui de deseuri feroase proprii. Marirea poate fi determinata de cresterea ponderii otelului calmat si a productiei de laminate plate (la care procentul de sutaj este mai mare decat la profile), iar micsorarea poate fi realizata prin utilizarea prafurilor exoterme si termogene la turnarea otelului calmat, prin extinderea turnarii continue si prin optimizarea taierii in flux a laminatelor.

Deseurile din industria prelucratoare, care revin in circuitul siderurgic in circa un an, cuprind:

sutaje provenite din unitatile prelucrari metalurgice (fabrici de tevi, sarma, produse din sarma, etc);

deseurile rezultate din prelucrarea laminatelor prin taiere, stantare, ambutisare, gaurire, aschiere etc.

Fierul vechi provine din urmatoarele surse principale:

sectorul industrial, prin casarile de utilaje, masini, aggregate, instalatii, constructii metalice, autovehicule, material rulant, nave etc;

sectorul particular, prin casare de obiecte si aparataj de uz casnic, deseuri menajere metalice (ambalaje).

Conditii de caliatate

Otelariile consuma 70-90 % din totalul mondial de deseuri feroase si fier vechi, care sunt in mare parte necorespunzatoare pentru utilizarea directa, necesitand o pregatire prealabila. Aprecierea lor se face pe baza compozitiei chimice (conditii de puritate) si a starii fizice.

Cauzele impurificarii sunt in principal urmatoarele:

depozitare in conditii necorespunzatoare si de lunga durata ( impurificare cu pamant, zgura si rugina) ;

dezmembrarea incompleta sau neingrijita a mijloacelor fixe casate (impurificare cu beton, zidarie, materiale neferoase, etc) ;

sortarea neatenta (impurificare cu deseuri din otel aliat sau acoperiri metalice si nemetalice).

Respectarea conditiilor de puritate contribuie la obtinerea in limite definite a cantitatii de zgura si a compozitiei chimice a acesteia si a otelului, cel mai bine corespunzand deseurilor de recirculare si in special sutajele din sectoarele de laminoare.

Deseurile feroase provenite din industria prelucratoare s-ar putea prezenta si ele in conditii favorabile din punct de vedere al puritatii, prin colectarea ingrijita in momentul formarii lor si gospodarirea atenta pana la expediere, in special deseurile aliate.

Problemele dificile in ceea ce priveste puritatea apar in cazul fierului vechi, care necesita o sortare mai minutioasa in functie de compozitia chimica (fier vechi nealiat, aliat dubios).

In afara de pierderile recuperabile generate de procesul tehnologic din sectorul otelarii si de cele nerecuperabile generate de reactiile dintre baia metalica si zgura, apar si pierderi generate de gradul de impurificare, proportia acestora fin de ordinul celor din fig. 4.2, a (stabilite in Cermania).

Impuritatile rezultate din desmembrarea si sortarea neingrijita, pe langa pierderile pe care le genereaza pot afecta si calitatea otelului; creste continutul de sulf (din cauciuc), difera comportarea normala (datorita unor elemente neferoase), este inrautatita sudabilitatea (Mo, Ni, Cr, Co), se produc fisuri de suprafata la ambutisare (Cu, Sn), creste duritatea (W) si fragilitatea (As).

Caracteristicile fizice ale deseurilor feroase si fierului vechi (forma, dimensiuni etc) influenteaza durata incarcarii si topirii si suprafata de schimb cu atmosfera agregatului de elaborare, deci influenteaza consumul de energie calorica, productia specificasi economicitatea agregatelor de topire.

La sistemele clasice de incarcare, cu troci si cosuri, durata incarcarii depinde mult de gradul de utilizare (), care depinde de gradul de pregatire a incarcaturii solide.

O influenta directa asupra vitezei de topire si consumul de energie calorica are suprafata de contact cu sursa de caldura (fig. 4.2, b); sutajele grele au conductivitatea termica ridicata, dar prezinta o suprafata specifica redusa, deci pregatirea incarcaturii trebuie sa asigure un raport favorabil intre cele doua caracteristici antagoniste.

Consideratii tehnico- economice

Ponderea procedeelor este in continua schimbare (v. fig. 4.1) in functie de nivelul tehnico-economic, caracterizat prin calitatea otelului si rentabilitatea productiei.

Consideratii asupra calitatii otelurilor

Gradul de perfectiune (calitatea) este influentat puternic de elaborare, in primul rand de dezoxidare, de care depinde in mare masura prezentarea incluziunilor nemetalice si a gazelor (in solutie si la limita grauntilor ca azoturi si oxizi). Prin aceasta influenteaza marimea grauntelui de austenita, sensibilitatea la supraincalzire si imbatranire, tendinta spre fragilitatea la rece si spre fulgi etc.

Toate procedeele pot asigura calitatea otelurilor de masa, dar corespund in masura diferita pentru otelurile da calitate (cu valori de varf pentru proprietatile mecanice) si pentru cele speciale (cu anumite proprietati deosebite). Ordinea crescatoare in care procedeele asigura calitatea (dedusa pe baza continutului de P, S, N, O si incluziuni nemetalice) si satisfac interesul beneficiarilor de a se limita numarul de marci de otel (in primul rand cele cu ) si de a rasfrange limitele compozitiei chimice (productie uniforma ceruta de rationalizarea si automatizarea productiei si de limitarea stocurilor) este LD-SM-E.

Convertizorul LD se poate compara cu SM pentru o gama intinsa de oteluri, ceea ce explica elaborarea nu numai a otelurilor de masa, ci si a multora pentru scopuri cu actionari puternice, in primul rand oteluri moi pentru poduri, vapoare, conducte de presiune, cazane, etc.

Procedeul SM prezinta siguranta mai mare in obtinerea calitatii si a uniformitatii productiei si este mai indicat pentru otelurile nealiate si slab aliate cu C> 0,30 % si multe moi (ambutisaj adanc, constructii) precum si pentru unele oteluri mijlociu aliate (mai ales cu tratare in vid). Pentru oteluri speciale (table silicicoase, scule, rulmenti etc) se prefera cuptoare de capacitate mica (sub 65 t, eventual pana la 120 t), iar pentru otelurile de masa si de calitate satisfac cuptoarele de capacitate mare, valorificand progresele tehnice pentru a usura indepartarea zgurei si incalzirea baii pana la vatra.

Cuptoarele electrice, asigura cel mai bine calitatea, ceea ce explica cresterea continua a productiei din aceste cuptoare a otelurilor pentru scule, constructii de masini, industria chimica si aeronautica, etc, oteluri carora li se impun conditii din ce in ce mai grele.

Observatie. Deosebirile dintre procedee se estompeaza daca otelurile sunt supuse procedeelor de imbunatatire.

Consideratii asupra rentabilitatii

Rentabilitatea variaza in functie de progresele constructive, tehnologice si organizatorice, de deplasarile bazei energetice si de materii prime, factori care determina pretul de cost. Pentru comparatie au importanta productia anuala si specifica, consumurile specifice, cheltuielile pentru investitii si exploatare.

Elaborarea in cuptorul electric cu arc

Constructia metalica

Caracasa, (mantaua) cuprinde corpul cuptorului si fundul drept, tronconic, calota sferica (fig. 4.33, b). diametrul carcasei mm pentru cuptoarele mici (P<25t), mm pentru cuptoarele mijlocii (P=25-50 t), mm pentru cuptoare mari (P= 50 - 140 t) si pana la 9300 mm pentru cuptoare foarte mari (P > 140 t). Forma de calota sferica a fundului tinde sa se generalizeze deoarece se poate confectiona prin ambutisare, se deformeaza mai greu, evita zidaria inutila. Asamblarea se face mai ales prin sudura (tabla de 10 - 40 mm in functie de capacitatea P; la fund mai groasa) si se prevad intarituri la bordure superioara, la legatura cu fundul, la deschideri (usi, orificiu de evacuare) si verticale.

Inelul boltii (fig. 4.34) se reazima pe carcsa si pentru a evita arderea sre diametrul

Dispozitivul de basculare format din doua talpi legate ca un sasiu (fig. 4.35, a) sau fixate la carcasa , se basculeaza prin rostogolire pe batiuri drepte (fig.4.35, a,b) sau curbate (fig. 4.35, c), in ultimul caz extremitatea jgheabului deplasandu-se pe verticala la basculare. La cuptoarele mici forta de basculare se aplica intre talpi, iar la cele mai mari este actionata fiecare talpa. Daca dispare brusc forta de basculare cuptorul revine in pozitie orizontala, deoarece are centrul de greutate deplasat fata de ax (v. fig. 4.35, b).

Suportii electrozilor difera in functie de P, de modul de incarcare, de spatiul disponibil si de viteza de coborare () si de ridicare () a electrodului cu diametrul d. La cuptoarele mici (d350 mm, =350mm/min;=400 mm/min, incarcare pe usa) si la cele mijlocii (d>350 mm, =1100 - 1150 mm/min, =1500 - 2300 mm/min) pentru fiecare electrod exista un stalp vertical (fig. 4.36), pe care se deplaseaza un brat port-electrod, actionat de tija pistonului unui cilindru hidraulic fixat pe stalp sau cu motor electric prin cablu sau cu lant Gall.

La cuptoarele mari (d, si mari) bratul portelectrod este fixat rigid de stalpul vertical (fig. 4.37, a) care este ridicat impreuna cu bolta de catre instalatia hidraulica 1. Capul de antrenare 2, intra in locasul 3, fixeaza opritorul 4 al instalatiei de sustinere si rotire 5 - 6, o ridica impreuna cu suportii electrozilor 7 - 8 si roteste cu 90 - 110 grade.

In timpul functionarii cuptorului capul 2 este retras din locasul 3 eliberand instalatia 5 care se fixeaza la platforma de basculare 9. La cuptoarele mici toata instalatia poate fi fixata la carcasa (fig. 4.37, b). La cuptoarele mari, cea mai raspandita este instalatia de sustinere si rotire fixata la paltforma de basculare (fig. 4.37, c); bolta este ridicata independent.

La bratul portelectrod, izolat electric de acesta, este lagat cu bulon sau cu flansa, capul de prindere a electrodului format din trei segmenti, unul fix (fig. 4.38, a) sau - cel mai des - din doi segmenti (de cupru sau otel) raciti, unul mobil preset pe elctrod cu ajutorul unui surub actionat cu roata de mana (fig.4.36, b) sau de catre un arc mantat intr-un cilindru cu aer comprimat si care trage (v. fig. 4.38, b) sau impinge (fig. 4.38, c) un sistem de parghii.

Zidaria cuptorului (fig. 4.39)

Atentie deosebita trebiue acordata izolarii fundului si baterii monolitului de uzura, din granule de magnezita cu gudron si se intinde pe ea numai un strat de uzura de circa 30 mm. Dolomita se foloseste tot mai putin deoarece dureaza cu circa 50 % mai putin decat magnezita, se hidrateaza la mers discontinuu, absoarbe puternic oxizi la topire si ii cedeaza la dezoxidare.

La pereti, intre izolatie si zidarie ( adeseori din 4 - 12 blocuri de dolomita) este indicat un spatiu de dilatare de circa 50 mm umplut cu pulbere izolatoare. Durabilitatea este in general de 500 - 600 ore de functionare.

Bolta se zideste pe sablon in cepand cu caramizile de reazem. Se folosesc caramizi silica sau aluminoase, iar in conditii foarte grele (temperature inalta, zgura carbidica) se recurge la caramizi cromitomagnezitice. Cu caramizi silica bolta dureaza 100 - 175 sarje cu o singura zgura oxidanta si 35 - 125 sarje cu doua zgure.

O atentie deosebita se da zidirii boltitelor usii si ale orificiului de evacuare deschis (usita cu 1 - 3 boltite).

Elaborarea in cuptorul electric basic

Dupa uscare si incalzire corespunzator unui graphic anumit, cuptorul este incarcat cu fier vechi usor si se topeste incet , cu ercele electrice ingropate. Perioada dupa topire la aceasta sarja este scurta, dar se obtine o fritare suficienta.

Incarcatura si incarcarea

Se lucreaza dupa variantele fier vechi-carburant si fier vechi-fonta (pana la 25% mai rar 30-40% fonta), fierul vechi trebiund sa fie sortat si clasat.

Incarcarea manuala (la cuptoarele vechi, P < 7 t) dureaza 20-25% din durata sarjei (5.6 min/t) cu fier vechi avansat pregatit. Cuptorul este umplut in proportie de 65%, incarcatura este compacta si materialele sunt dispuse in ordinea cea mai indicata: start tampon de fier vechi marunt, greu si curat, jumatate din carburant (sau fonta), var (circa 2,5%) si bauxita (burete de fier in proportii mici), fierul vechi greu, printer bucati restul de carburant si putin fier vechi marunt , urmeaza fierul vechi mijlociu, usor si aschiile. Se incepe incarcatura cu parte din var daca vatra are tendinta sa se adancesca.

Incarcarea cu troci (cu macara sau cu masina de incarcare) asigura grad de umplere redus (45-50%), ca si incarcarea cu jgheab basculant (cu impingator), pe vagonet sau, manevrat cu macaraua. Cea mai folosita este incarcarea cu cos dupa indepartarea boltii.

Gradul de umplere a cuptorului este de pana la 80% si daca un cos nu cuprinde intreaga incarcatura, al doilea se incarca dupa topirea avansata a primei parti, incarcarea unui cos durand 5-10 min (la cuptoarele mici 3-5 min).

Topirea

Pentru inceperea topirii se coboara electrozii pana deasupra incarcaturii si se conecteaza cuptorul la retea de alimentare cu energie electrica. Pornirea se face cu tensiune redusa (arc scurt). Se regleaza la inceput manual pana se sigura stabilitatea arcurilor electrice si apoi automat. Dupa ce electrozii au patruns in incarcatura se trece pe treapta maxima de tensiune, ceea ce permite utilizarea intregii puteri a transformatorului.

In timpul topirii reactiile de oxidare depind de cantitatea de oxigen disponibil. Adausurile de oxidanti depind de gradul de oxidare dorit, in primul rand pentru carbon. Astfel, topirea se poate face cu oxidare completa, cu oxidare partiala sau fara oxidare. Metoda de topire se alege in functie de calitatea incarcaturii si mai ales de marca de otel care se elaboreaza.

a). Metoda de topire cu oxidare completa, se foloseste cand fierul vechi este de calitate inferioara ( ruginit, usor, cu mult fosfor insa nu mai mult de 0,08 %). Oxigenul din rugina fierului vechi si din atmosfera cuptorului, este suficient pentru a oxida complet, pana la sfarsitul topirii, siliciul, vanadiul si titanul si pana la 75% manganul. Carbonul se oxideaza putin, 5-10% din carbonul initial. Pentru oxidarea avansata a carbonului (mai ales cand se lucreaza cu adaos de fonta) se introduce in incarcatura oxidanti in cantitati calculate astfel incat [C]_t≤ 0,10%, iar [P]_t~0,01%.

Adausurile de var pot ajunge pana la 6%.La sfarsitul topirii zgura bazica oxidanta, bogata in P₂O₅ si MnO se indeparteaza (fara a intrerupe curentul electric) prin bascularea in fata a cuptorului.

b). Metoda de topire cu oxidare partiala, este cea mai raspandita pentru elaborarea telurilor d calitate, cand fierul vechi este bun (neoxidat si cu fosfor sub 0,04%).

Cantitatile de materiale se calculeaza astfel, incat la topire carbonul sa fie cu 0,3-0,6% mai mare decat cel necesar la sfarsitul afinarii, pentru otelurile de constructii si cu 0,3-0,4% pentru otelurile nealiate de scule. In aceste conditii, siliciul, vanadiul si titanul se oxideaza complet, manganul pana la 50%, iar fosforul scade la 0,02%.

Cand se adauga minereu, zgura fiind mai activa, pierderile de Mn, Cr, W pot ajunge la 70%. Iar fosforul scade sub 0,02%, daca se adauga var (2-4%) in craterele electrozilor. Pentru fluidificarea zgurii se adauga periodic bauxita sau fluorina.

c) Metoda de topire fara oxidare se foloseste la elaborarea otelurilor bogat aliate, din deseuri neoxidate, cu continuturi ridicate de elemente de aliere care trebuie recuperate ( deseuri de oteluri rapide, inoxidabile, rulmenti etc.)

la aceasta metoda topirea trebuie sa se faca repede (transformator puternic). In timpul topirii se limiteaza patrunderea aerului in cuptor, se imprastie cocs marunt peste incarcatura pentru a micsora oxidarea. In aceste conditii siliciul se oxideaza complet, iar restul elementelor raman in cea mai mare parte in topitura.

Zgura nu se indeparteaza din cuptor deoarece contine elemente de aliere.

Gradul de oxidare al fierului, in timpul topirii, depinde de metoda de lucru si de durata topirii. Pentru ca topirea sa dureze putin si baia metalica rezultata sa fie calda, trebuie: sa se foloseasca incarcatura buna, in greutate de 100-125% din capacitatea nominala a cuptorului, sa se evite intreruperea functionarii cuptorului (deci incarcare cu o singura bena).

Durata topirii este, in general, de 60-180 de minute, functie de marimea cuptorului.

Afanarea

Cand topirea se face dupa metoda cu oxidare partiala sau totala, la sfarsitul topirii se controleaza compozitia baii metalice, se evacueaza toata zgura la topirea cu oxidare completa si circa jumatate din zgura la topirea cu oxidare partiala, pentru a indeparta oxizii de fosfor si siliciu formati in timpul topirii, apoi se adauga minereu sau se sufla oxigen, pentru oxidarea carbonului (decarburarea). In paralel cu oxidarea carbonului are loc si oxidarea elementelor insotitoare (siliciu, mangan fosfor) precum si a unor elemente de aliere cu afinitate mare fata de oxigen (crom, vanadiu, titan). In acest timp se micsoreaza tensiunea pentru a se lucra cu arc scurt si gros.

Procesele de afanare. Ordinea in care se oxideaza elementele din baia metalica este data de afinitatea lor fata de oxigen comparativ cu cea a fierului. Chiar daca afinitatea fata de oxigen a fierului este mai mica decat a multor elemente din baia metalica, procesele de oxidare au loc prin intermediul FeO deoarece indiferent de modul de alimentare a baii metalice cu oxigen, primul element din baie care se oxideaza este fierul, in conformitate cu legea actiunii maselor, deoarece se afla in proportia cea mai mare, in conformitate cu legea actiunii maselor.

Astfel, ordinea de oxidare este:

[Si] + 2[FeO] = (SiO₂) + 2[Fe];     ΔH⁰ = - 10 316 KJ/kg O₂ (1)

[Mn] + [FeO] = (MnO) + [Fe];    ΔH⁰ = - 8 435 KJ/kg O₂ (2)

2[Fe₂P] + 5[FeO] = (P₂O₅) + 9[Fe]; ΔH⁰ = - 2 499 KJ/kg O₂ (3)

[C] + [FeO] = + [Fe];    ΔH⁰ = - 1 283 KJ/kg O₂ (4)

Oxidarea carbonului (decarburarea) si degajarea de CO provoaca agitarea baii metalice, "fierbere" si favorizeaza marirea suprafetei de contact dintre zgura si baie metalica, se asigura omogenizarea temperaturii si compozitiei baii metalice, se elimina o buna parte din gazele din otel (hidrogen si azot) si dintre incluziunile existente in otel.

La fierberea cu minereu se realizeaza viteze de decarburare de ordinul a 0,36-0,48% C/h (la inceputul fierberii cand continutul de carbon si de oxigen este relativ mare chiar 0,5-0,7% C/h), iar cand se foloseste oxigen se obtin valori de 3..5 ori mai mari (1,8-2,4%C/h). Aceasta perioada de numeste fierbere intensa. Dupa incetarea introducerii de oxidanti in cuptor fierberea continua dar cu viteze mai mici (0,12 0,27 % C/h) pana la atingerea echilibrului intre carbon si oxigen la temperatura de lucru. Aceasta perioada se numeste fierbere linistita.

La temperaturi ridicate se pot produce si reactii endoterme, reactii care au rol secundar, dar care sunt posibile si care conduc la regenerarea elementelor uneori nedorite (fosfor) din zgura:

5[C] + ([P₂O₅]) = 5+2 [P]; ΔH⁰ = 11 495 KJ/kg O₂ (5)

[C] + ([MnO]) = 5+2 [Mn];    ΔH⁰ = 16 460 KJ/kg O₂ (6)

2[C] + ([SiO₂]) = 2+2 [Si];    ΔH⁰ = 19 913KJ/kg O₂ (7)

In conditiile de elaborare a otelului, cand temperatura creste, spre sfarsitul afinarii, reactiile secundare se intensifica, astfel incat, o parte din elementele insotitoare, care au fost indepartate prin oxidare, revin in baie, ca urmare a intensificarii reactiile secundare. Aceasta revenire se numeste proces de regenerare.

Regenerarea poate avea loc in principiu, la siliciu, mangan, fosfor. Regenerarea siliciului practic este imposibila deoarece silicea un oxid puternic acid formeaza silicati cu oxizii bazici din zgura (FeO, CaO, MgO) care blocheaza sicea in zgura. Cea mai periculoasa ar fi regenerarea fosforului care insa nu este posibila sub zgura bazica, deoarece pentaoxidul de fosfor fiind acid formeaza cu oxidul de calciu fosfati de forma ((CaO)n P₂O₅), care leaga fosforul in zgura impiedicand revenirea lui in baia metalica. Cu cat zgura este mai bazica cu atat n are o valoare mai mare (n poate lua valori de la 1 la 4).

La carbon nu este posibila regenerarea, deoarece CO paraseste baia metalica, deci procesul nu poate fi reversibil. Prin urmare, reactia de oxidare a carbonului se produce teoretic pana la consumarea completa a carbonului din baia metalica. Dar otelurile sunt aliaje fier carbon iar unele dintre ele au continuturi ridicate de carbon, procesul de decarburare se opreste la continutul dorit. De aceea, momentul la care se intrerupe (se franeaza) reactia de oxidare a carbonului se numeste punct de oprire.

Indepartarea gazelor din baia metalica inclusiv a oxigenului , depinde de viteza de decarburare, de cantitatea de carbon oxidat si de continutul de gaze din otel. La cuptorul electric cu arc exista pericolul sa creasca continutul de azot din baia metalica, deoarece sub actiunea arcului electric, moleculele de azot se disociaza in atomi, iar atomii ionizati in arc se dizolva usor in baie. Pentru a nu creste continutul de azot se recomanda ca perioada de afinare sa nu depaseasca in total 55-60 minute, din care 35-45 min. sa fie fierbere intensa.

La elaborarea otelurilor nealiate si slab aliate, cu fier vehi nealiat, dupa ce se asigura defosforarea la topire si dupa indepartarea zgurei de topire se formeaza zgura noua si se incepe suflarea oxigenului (dupa ce se adauga 0,50 % Si, cand temperatura este sub 1580 grade C).

Turnarea si solidificarea lingourilor de otel

Generalitati

La sfarsitul perioadei de elaborare otelul este evacuat din agregatul de elaborare intr-o oala de turnare care este tinuta in carligul unei macarale, se gaseste pe un postament sub jgheabul de evacuare sau pe o masina de turnare.

In cazul cuptoarelor mari de peste 250 t otelul se evacueaza in doua oale de turnare, folosind un jgheab de evacuare bifurcat.

Pentru manipularea oalei de turnare, in general, se folosesc macarale de turnare, care au avantajul ca acopera intreaga hala de turnare si se adapteaza la diverse alte lucrari. Pisica principala, cu o putere de ridicare de 1,4 ori mai mare decat greutatea otelului, este prevazuta cu doua carlige puternice prinse la un balansoar ridicat si coborat cu cabluri, miscarea facandu-se liber sau cu ghidarea balansoarului intr-o constructie metalica rigida. Macaraua dispune si de o pisica auxiliara pentru bascularea oalei de turnare la turnarea otelului din oala in lingotiera.

In cazul in care din diferite motive nu se pot folosi cai de rulare pentru macarale se folosesc masini de turnare pivotante.

Din oala de turnare otelul este turnat in lingotiere, in care se lasa sa se solidifice, dupa care lingourile de otel sunt scoase din lingotiere (stripate) si trimise in sectiile de laminare sau forjare.

Pentru operatiile de turnare se folosesc utilaje care trebuie sa prezinte siguranta in functionare, atat macaralele cat ai oala de turnare ai ansamblul de turnare.

In ultima perioada cand necesarul de oteluri speciale a crescut, oala de turnare este de multe ori agregatul in care se efectueaza tratamentul otelului in afara cuptorului. In acest caz oalele de turnare au o constructie speciala.

Oala de turnare

1.1. Dimensionarea oalei de turnare

Are forma invers conica cu o conicitate de 5 % pe fiecare parte, pentru usurarea indepartarii scoartelor care raman pe peretii oalei si/sau pe fundul ei.

Suprafata de radiere a oalei trebuie sa fie minima in raport cu volumul ocupat de otelul lichid, pentru ca racirea otelului sa fie cat mai mica. Aceasta conditie este satisfacuta daca inaltimea ocupata de otel este egala cu diametrul mediu al oalei. In aceste conditii racirea otelului lichid este de circa 1 C/min incepand di momentul in care oala de turnare este plina. Oala de turnare este prevazuta cu un cioc pentru deversarea zgurii, la circa 100 mm sub bordura oalei. Inaltimea stratului de zgura pentru izolarea otelului lichid de actiunea daunatoare a atmosferei trebuie sa fie de 150-300 mm.

B = 0,8D_i; a + b = D_i; b=1,5 a

unde: P este capacitatea cuptorului, t; γ_o este greutatea specifica, t/m; Dm este diametrul mediu al oalei iar Ho este inaltimea coloanei de otel in mm.