Современные технологические построения цехов с высокопроизводительными МНЛЗ для разливки сортовой заготовки

ЛЕКЦИЯ №23

В последние два десятилетия непрерывная разливка стали на сортовую заготовку быстро прогрессирует как в качественном, так и в количественном плане. Это объясняется, главным образом двумя факторами. С одной стороны, разливка стали на сортовую заготовку существенным образом снижает проявление осевой ликвации в сравнении с блюмовой заготовкой и тем более со слитком. С другой стороны прямое получение сортовой заготовки обеспечивает существенный энергосберегающий эффект вследствие исключения целого ряда технологических операций, в том числе и нагревов заготовок перед прокаткой.

Технологические этапы
Блюм		Сортовая заготовка
Относительно простая доводка стали в ковше	Комплексная внепечная обработка металла
Непрерывная разливка на блюмовой МНЛЗ	Непрерывная разливка на высокоскоростной сортовой МНЛЗ
Контроль качества поверхности
Удаление поверхностных дефектов (обдирка, зачистка и т.п.)
Нагрев перед прокаткой
Прокатка до сечения сортовой заготовки
Охлаждение заготовки
Контроль качества поверхности
Удаление поверхностных дефектов (зачистка и т.п.)
Нагрев перед прокаткой	Нагрев перед прокаткой
Прокатка до готовой продукции	Прокатка до готовой продукции
Окончательный контроль качества продукции	Окончательный контроль качества продукции
Маркировка, упаковка, отгрузка	Маркировка, упаковка, отгрузка

Развитию и тотальному применению метода непрерывной разливки сортовой заготовки способствовали следующие достижения:

-повышение производительности МНЛЗ до уровня блюмовых за счет увеличения числа ручьев (до 6-8) при повышении скорости вытяжки заготовки до 6-7 м/мин;

-кардинальное повышение качества непрерывнолитой заготовки за счет автоматизации процесса разливки и оптимизации эксплуатационных показателей расходуемых и огнеупорных материалов;

-создание и конструктивное оформление концепции универсальных высокоэффективных технологических модулей (мини заводов), объединяющих высокопроизводительный плавильный агрегат (мощную дуговую сталеплавильную печь), агрегат для комплексной доводки стали в ковше («печь-ковш») и высокопроизводительную многоручьевую МНЛЗ;

-повышение выхода годного за счет снижения отходов стали при отрезании головной и концевой частей непрерывнолитой сортовой заготовки, а также уменьшения отходов металла с остатком в прромковше, выводимом из эксплуатации;

-освоение технологии непрерывной разливки сортовой заготовки с использованием защиты стали от вторичного окисления и электромагнитного перемешивания металла в кристаллизаторе.

В настоящее время в группе производителей длинномерной продукции наблюдается как бы «смесь» из гибких металлургических предприятий сравнительно небольшого годового объема производства (мини и микро металлургических заводов) и крупных производств на интегрированных металлургических заводах.

Большаяя часть непрерывнолитой сортовой заготовки производится на мини металлургических заводах, которые в силу их концептуального построения являются сравнительно гибкими технологическими системами, обеспечивающими низкие удельные расходы энергии и труда, а также минимальные капитальные вложения.

Обычно мини металлургический завод представляет собой высокопроизводительный технологический комплекс, состоящий из следующих агрегатов: электродуговая печь, установка доводки стали в ковше, вакуумная станция (при необходимости), машина непрерывной разливки стали и группа прокатных станов рис.23.1).

Сортопрокатный цех Охлаждение

Рис.23.1. Схема современного мини металлургического завода для производства сортового проката

Очень важным преимуществом мини металлургических заводов является широкий спектр объема производства заготовки ( от нескольких десятков тысяч тонн заготовки в год до 1 млн. т и более).

В практике металлургического производства известно большое количество крупных мини-заводов с годовым объемом производством 0,8-1,0 млн. т заготовки и более. Такие заводы оснащены, как правило, 5-6 ручьевыми сортовыми МНЛЗ.

Примером такого построения является ЗАО «Мини металлургический завод

«ИСТИЛ» (Украина)», в состав которого входит высокомощная ДСП емкостью

120 т (введена в эксплуатацию в 2000 г.), установка ковш-печь (пущена в эксплуатацию в 1999 г.), вакууматор VD/VOD (пущен в эксплуатацию в 2001 г.) и шестиручьевая сортовая МНЛЗ (производительность 1 млн т/год). Cталь разливают открытой и закрытой струей на квадратную заготовку со стороной 100,120,125,150 мм и круглую трубную заготовку диаметром 120,130,150,180 мм.

Рис.23.2. Сортовая МНЛЗ ЗАО «ММЗ «ИСТИЛ (Украина)»

Такое технологическое оформление ЭСПЦ позволило значительно повысить конкурентоспособность продукции предприятия и впервые для украинских производителей сертифицировать сортовую заготовку в международном бюро «TUV-NORD» на соответствие требованиям международным стандартам ИСО 9002.

Еще большее распространение в мире получили мини-заводы с годовым объемом примерно 200-500 тыс. т стали в год. Такие заводы работают со стратегией минимизации издержек, что предполагает максимальную простоту технологического процесса. Как правило, на таких заводах устанавливаются 2-4 ручьевые сортовые МНЛЗ, которые в конструкционном плане ничем не отличаются от базовых проектов фирм-производителей. Примером такого построения является недавно запущенный эксплуатацию мини-завод ООО «Электросталь» (г.Курахово), в состав которого входит одна ДСП-50, установка «ковш-печь» 3-х ручьевая сортовая МНЛЗ (сечение заготовки 125х125 мм).

Мини-заводы такого типа построены в различных районах европейской части России (г.Фролово, Волгоградская область; г.Новороссийск, Краснодарский край; г.Ярцево, Смоленская область и пр.).

Еще большее количество мини-заводов имеет объем годового производства на уровне 60-180 тыс. т в год. Обычно такие микро-заводы ориентированы на экономические возможности какого-либо региона (сбор металлолома, строительный потенциал). При этом в состав такого завода обязательно входит прокатная группа, обеспечивающая получение строительных профилей.

Рис.23.3.Склад сортовой заготовки (разложена по плавкам) на микро-заводе в г.Сплит (Хорватия)

Как правило, такие заводы используют 1-2-х ручьевые сортовые МНЛЗ с радиусом машины 5-6 м. Небольшая масса плавки позволяет обеспечивать производство продукции малыми партиями. Такие заводы могут работать в двухсменном режиме или по пятидневной неделе с двумя выходными.

Совершенно другим, но весьма эффективным технологическим построением для производства сортовой заготовки является ее получение в конвертерных цехах интегрированных металлургических заводов. Само по себе производство сортовой заготовки по схеме «доменная печь - конвертер - установка для внепечной доводки стали - сортовая высокопроизводительная МНЛЗ» является весьма привлекательным, поскольку обеспечивает получение сортовой заготовки высокого качества за счет чистоты первичного металлического сырья (в сравнении с мини заводами). Характерной особенностью таких построений является большой объем выплавляемой стали с высокой частотой подачи ковшей на разливку в ритме 35-45 минут между ковшами от одного конвертера. С другой стороны большая единичная мощность конвертеров требует увеличения количества ручьев в одной МНЛЗ до 6-8 и достаточно больших площадей

Рис.23.4. Восьми ручьевая сортовая МНЛЗ (зона тянуще правильной клети)

Примером такого построения является конвертерный цех ОАО «Енакиевский металлургический завод», первая очередь реконструкции которого завершена в 2004 г. В состав цеха входят 3 конвертера вместимостью 160 т каждый, две установки ковш-печь, две высокопроизводительные сортовых МНЛЗ (производительность 1 млн. т/год каждая). Cталь разливают в квадратную заготовку со стороной 100,125,150 мм. В 2007 г. на ОАО «Енакиевский металлургический завод» получено около 2,3 млн. т непрерывнолитой заготовки.

Рис.23.5. Передача заготовок на холодильнике сортовой МНЛЗ Енакиевского металлургического завода