50 лет МНЛЗ

Особенности непрерывной разливки стали в условиях мини-заводов в ООО «РЭМЗ» (г. Шахты) и литейно-прокатного комплекса ООО «ОМК-Сталь» (г. Выкса)

Кривченко Ю.С., Малик А.А., Уголков В.А., Годун В.Е., Андриенко А.В., ГП «Укргипромез»

Эффективность непрерывной разливки стали доказана мировой практикой черной металлургии, уже давно работающей по этой технологии.

В современных условиях усиления конкуренции на мировых рынках со стороны стран Юго-Восточной Азии, Китая, Кореи, Латинской Америки, перевод на непрерывную разливку – одно из необходимых условий сохранения позиций страны на мировом рынке. Для выполнения этого условия требуется реализация двух стратегических задач:

  • модернизация находящихся в эксплуатации сталеплавильных цехов и МНЛЗ с целью повышения эффективности их работы;
  • создание новых литейных комплексов с широкими технологическими возможностями повышения производительности и улучшения качества получаемых заготовок требуемого сортамента.

По проектам, выполненным ГП «Укргипромез» в последние годы, были введены в эксплуатацию два минизавода - ООО «Ростовский электрометаллургический заводъ» (РЭМЗ) (г. Шахты) и литейно-прокатный комплекс ООО «ОМК-Сталь» в г. Выкса, сочетающие в себе проектные решения вышеперечисленных задач.

Первым был разработан проект мини-завода совместно со специалистами ООО «РЭМЗ» и управляющей компании «ЭСТАР» (Москва), введенный в эксплуатацию в 2007 году в г. Шахты.

Производственная мощность завода по литой заготовке сечением 150х150 мм, длиной 6-12 м из углеродистых конструкционных и низколегированных марок сталей составляет 730 тыс.т/год (рис. 1).

К установке в электросталеплавильном цехе принято следующее основное технологическое оборудование: дуговая электросталеплавильная печь фирмы “Concast” ёмкостью 90 т с трансформатором мощностью 75 МВА +20% перегруз, работающая по технологии с жидким стартом (оставлением в печи примерно 10 % металла и конечного шлака предыдущей плавки), модернизированная установка ковш-печь с трансформатором мощностью 20 МВА и модернизированная сортовая 5-и ручьевая МНЛЗ, ранее находившиеся в эксплуатации и демонтированные на заводе «Acciaieria di Servola» (Италия).

Технологическое оборудование размещено в цехе на отдельных специализированных участках, каждый из которых функционально оборудован и спланирован для выполнения одной из основных технологических операций:

  • участок выплавки стали;
  • участок внепечной обработки стали;
  • участок непрерывной разливки;
  • участок транспортировки и складирования литой заготовки;
  • участок ремонта съёмных частей ДСП;
  • участок ремонта талеразливочных и промежуточных ковшей;
  • участок настройки и гидроиспытаний кристаллизаторов МНЛЗ.
Электросталеплавильный цех, МНЛЗ  ООО «РЭМЗ» (г. Шахты)

Рис. 1. Электросталеплавильный цех, МНЛЗ ООО «РЭМЗ» (г. Шахты)

Участок непрерывной разливки стали имеет длину 100м и ширину 24м.

На участке размещены:

  • машина непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) радиальная пятиручьевая с обслуживающим и вспомогательным оборудованием, рабочая площадка МНЛЗ с отметкой верха +8830 мм;
  • автоматические газокислородные резаки для порезки заготовок на мерные длины от 6 до 12 м;
  • переукладчик МНЛЗ с установкой автоматического клеймения заготовок;
  • кантующий холодильник и система выдачи заготовок на склад и передачи на прокат для «горячего всада».

Устанавливаемая МНЛЗ подверглась модернизации в процессе проектирования при участии фирмы «Concast». Это было обусловлено тем, что на ООО «РЭМЗ» предусматривается отливка заготовок сечением 150х150 мм, а также внедрением технологии разливки с применением манипулятора быстрой смены стаканчиков промежуточных ковшей вместо стопорных устройств.

Краткая техническая характеристика модернизированной МНЛЗ приведена в таблице 1.

Таблица 1. Краткая техническая характеристика модернизированной МНЛЗ

В объём работ по дооборудованию и модернизации МНЛЗ вошли:

  • транспортные рольганги, поворотный рольганг на 90oС, накопительные столы;
  • манипулятор разливочного стакана для обеспечения разливки металла из промежуточного ковша в кристаллизатор с регулированием струи, открыванием и закрыванием сталеразливочного отверстия;
  • гидравлическая станция;
  • разливочное оборудование (кристаллизатор типа CONVEX и медная гильза кристаллизатора типа CONVEX сечением 150 х 150 мм);
  • шаблон кристаллизатора сечением 150х150 мм для проверки соответствия гильзы кристаллизатора заданным геометрическим размерам (размеры между стенками, расстояние по диагонали, радиус изгиба).

В пролёте складирования и отгрузки заготовок предусматриваются места для складирования литой заготовки, и организовывается участок для осмотра, ремонта, увязки и взвешивания заготовок.

Таким образом, практика с использованием модернизированного технологического и подъёмно-транспортного оборудования имеет право на жизнь, однако следует учитывать, что частичная либо полная модернизация оборудования устанавливает границы для дальнейшего совершенствования технологических параметров производства стали.

Следующим и наиболее современным мини-заводом является введенный в эксплуатацию в 2009г. по разработанному ГП «Укргипромез» (г.Днепропетровск), при участии заказчика – специалистов ООО «ОМК-Сталь» и управляющей компании ЗАО «ОМК», литейно-прокатный комплекс (ЛПК), предназначенный для производства трубной тонкослябовой заготовки (штрипса), потребителями которой являются трубоэлектросварочные цеха ОАО «Выксунский металлургический завод» («ВМЗ») и ОАО «Альметьевский трубный завод» («АТЗ»).

Основными объектами ЛПК являются электросталеплавильный (ЭСПЦ) и прокатный цеха. Поставку высокоэффективного технологического сталеплавильного и прокатного оборудования для этих объектов выполнила компания «Даниели», Италия. Указанное оборудование полностью обеспечивает решение задачи улучшения качественных показателей трубного металла в сочетании с внедрением современных технологических схем производства – в единой технологической линии осуществляется выплавка, внепечная обработка, непрерывная разливка стали в тонкие слябы и последующая прокатка их в заданном режиме с получением горячекатаных полос требуемого сечения в виде рулонов.

Принятый к выплавке в ЭСПЦ достаточно сложный марочный сортамент сталей, получение качественной слябовой заготовки и штрипса обеспечат расширение области применения готовой трубной продукции в специфических условиях России: прокладка газо-, нефтепроводов в условиях низких отрицательных температур Севера; потребность в коррозионностойких трубопроводах для транспортировки газа с высоким содержанием сернистых соединений; переход на трубопроводы из высокопрочных сталей с давлением не менее 7,5 Мпа (рис. 2).

Таким образом, принятый к выплавке в ЭСПЦ марочный сортамент представлен:

  • типичными марками сталей, которые производятся в настоящее время в сталеплавильных цехах России;
  • марками сталей, выплавляемых за рубежом, требующими глубокой десульфурации и точного микролегирования титаном, ниобием, ванадием с целью получения после прокатки и термообработки сталей, обладающих высокой прочностью, пластичностью и вязкостью.

Сталеплавильное производство сооружённого литейно-прокатного комплекса представлено электросталеплавильным цехом.

Электросталеплавильный комплекс  ООО «ОМК-Сталь» г. Выкса

Рис. 2. Электросталеплавильный комплекс ООО «ОМК-Сталь» г. Выкса

Для выполнения литейно-прокатным комплексом заданного объема производства 1200 тыс. т горячекатаных рулонов в год в составе ЭСПЦ предусмотрено следующее основное технологическое оборудование:

  • дуговая сталеплавильная печь переменного тока ДСП-160/190 с массой плавки 160 т и трансформатором мощностью 140+10 % МВА, работающая по технологии с жидким стартом (в печи остаётся 10-15 % металла и конечного шлака предыдущей плавки) и с использованием средств интенсификации плавки (система «DANARC»);
  • двухпозиционная установка печь-ковш (УПК) с трансформатором мощностью 25+20 % МВА – для комплексной доводки стали в ковше емк. 160 т до заданных параметров по химсоставу и температуре путем нагрева металла электродуговым способом с одновременным перемешиванием инертным газом через донные пробки и подачей в ковш дозированных порций сыпучих материалов и ферросплавов;
  • двухместный вакууматор камерного типа (УВС) – для окончательной доводки в ковше емк. 160 т марок с повышенными требованиями к чистоте стали до заданного химсостава. Обработка ведется в условиях глубокого вакуума с одновременным перемешиванием инертным газом через донные пористые пробки и подачей в ковш дозированных порций сыпучих материалов и ферросплавов с целью улучшения микро- и макроструктуры стали;
  • одноручьевая тонкослябовая криволинейная МНЛЗ – для получения слябов из низкоуглеродистых, среднеуглеродистых и высокопрочных низколегированных сталей следующих параметров: ширина – 800x1800 мм, толщина на выходе из кристаллизатора – 110 (90) мм, толщина после «мягкого» обжатия – 90(70) мм, максимальная длина – 37,5 м. Техническая характеристика МНЛЗ представлена таблице 2.

Таблица 2. Техническая характеристика тонкослябовой МНЛЗ

Ковш с металлом, поступающий на разливку, краном устанавливается на подъемно-поворотный стенд, накрывается крышкой и поворотом стенда переводится в рабочую позицию. Промежуточный ковш также занимает рабочее положение. Начинается процесс непрерывной разливки стали.

Металл из стальковша через промежуточный ковш поступает в кристаллизатор МНЛЗ.

После разливки первого ковша, второй ковш с металлом, находящийся в резервной позиции на свободном коромысле поворотного стенда, переводится в рабочую позиции разливки.

Продолжительность проведения операций разливки, включая порезку непрерывнолитых слябов на мерные длины и передачу слябов в прокат, составляет 55 мин. Управление процессом и механизмами осуществляется с поста управления МНЛЗ.

Полученная на МНЛЗ непрерывнолитая тонкослябовая заготовка отрезается гидравлическими ножницами и передаётся рольгангом в туннельную нагревательную печь прокатного цеха.

Размещённое в ЭСПЦ оборудование организационно объединено в одну технологическую линию с последовательным расположением агрегатов, что является оптимальным решением и соответствует мировому опыту.

В сооружённом ЛПК использованы самые передовые технологии выплавки металла в дуговой печи, внепечной обработки, непрерывной разливки стали с последующей передачей литой заготовки в прокат «горячим всадом», автоматизированы технологические процессы и обеспечен постоянный контроль технологий, что обеспечивает производство качественной трубной заготовки (штрипса) для изготовления труб, соответствующих международным стандартам.

© Кривченко Ю.С., Малик А.А., Уголков В.А., Годун В.Е., Андриенко А.В., 2010



СТАТЬИ

ПОПУЛЯРНОЕ

КОНФЕРЕНЦИИ

КНИГИ