УДК 669-413
NLMK-DanSteel: ПРОИЗВОДСТВО ТОЛСТЫХ ЛИСТОВ И ТЯЖЕЛЫХ ПЛИТ
© Бокачев Юрий Алексеевич; Саркиц Игорь Геннадьевич; Голи-Оглу Евгений Александрович, канд. техн. наук NLMK-Europe DanSteel. Дания, г. Фредериксверк. E-mail: goli-ogly@yandex.ru Статья поступила 18.11.2013 г.
Приведены технические характеристики нового оборудования и технологические возможности стана горячей прокатки 4200 при производстве толстолистового проката из низкоуглеродистых сталей.
Ключевые слова: стан горячей прокатки 4200; толстолистовой прокат; низкоуглеродистая сталь.
Металлургический завод NLMK-DanSteel известен как крупнейший скандинавский производитель толстолистового проката. Приоритетное направление завода - производство толстых плит из высококачественных низкоуглеродистых сталей для судостроения, оффшорных конструкций, машино- и мостостроения, сосудов, работающих под давлением, ветроэнергетики. Техническая база для развития производства толстого листа — прокатный цех 3600, пущенный в эксплуатацию в 1960 г., модернизированный/ реконструированный в 1975, 1983, 1985, 1993 гг. и до 2002 г. принадлежавший компании Danish Steel Works Ltd. После приобретения завода группой компаний Новолипецкого металлургического комбината NLMK-DanSteel начал планомерно и целенаправленно развиваться, став одним из ведущих производителей толстолистового проката в Северной Европе. Логичным завершением нынешнего этапа развития завода стала замена всей главной линии стана новой линией стана 4200.
В 2008—2011 гг. были подписаны контракты с фирмами SMS Siemag, MAERZ и другими на реконструкцию оборудования и систем автоматизации производственной линии с возможной годовой производительностью стана до 730 тыс. т листового проката. Основные инвестиции направлены на реконструкцию оборудования, систем управления и контроля таких участков, как склад слябов, нагревательные печи, прокатный стан, горячая правка и термическая обработка толстолистового проката.
Производственная линия. Расширенный автоматизированный участок обработки слябов вместимостью 70 тыс. т выпускает более 700 тыс. т/год. Основные поставщики слябов:
ОАО «НЛМК» и ЫЬМК-Уегопа (Италия, г. Верона). Первый поставщик обеспечивает весь требуемый многовариантный марочный и размерный сортамент, второй - выполнение специальных заказов, для которых необходимы слябы толщиной 400 мм и др.
Участок нагревательных печей включает в себя две методические печи — с шагающим подом и толкательного типа. Эксклюзивной особенностью является различные вместимость и целевое использование нагревательных печей. Большая печь с шагающим подом производительностью до 120 т/ч имеет шесть зон нагрева. В качестве топлива используется природный газ с теплотой сгорания до 40 МДж при удельном расходе на нагрев сляба не более 40 м3/т. Перемещение слябов в печи осуществляется с помощью трех независимых треков. Первый и третий треки используются в основном для нагрева слябов толщиной 200—250 мм, второй — 250—400 мм, что позволяет гибко контролировать время нагрева в зависимости от толщины и назначения слябов. Обеспечение целевой температуры выдачи слябов и необходимого времени нагрева происходит с помощью автоматизированной системы управления и физико-математической модели нагрева металла. Допустимая длина слябов при движении по треку — до 4000 мм. В случае необходимости благодаря специальному конструкторскому решению печи возможен нагрев слябов увеличенной до 5800 мм длины, что позволяет производить толстый лист массой до 40 т. Малая печь производительностью до 20 т/ч толкательного типа имеет две контролируемые зоны нагрева. Для перемещения слябов используются два независимых трека. Печь предназначена для на-
грева слябов толщиной 90-250 мм, шириной до 2400 мм. Целевое использование печей в зависимости от размерного сортамента готовой продукции позволяет оптимизировать производственный процесс, обеспечить его гибкость и высокую эффективность производства толстого листа.
Конструкция камеры гидросбива печной окалины при давлении 30 МПа (300 бар) обеспечивает постоянный угол атаки струи и дистанцию до поверхности сляба, что позволяет эффективно удалять окалину с поверхности слябов толщиной 90-400 мм.
Новая четырехвалковая прокатная клеть (рис. 1) с длиной бочки рабочего валка 4550 мм и вспомогательное оборудование позволяют реализовать жесткие режимы термомеханической прокатки для получения толстого листа с заданным комплексом механических свойств и высокой точностью по геометрическим размерам, обеспечивающей требования стандарта EN 10029 и его аналогов. Прокатная клеть оснащена системой сдвижки валков (CVC plus), системой про-тивоизгиба (WRB) и гидравлической установки раствора валков (AGC). В совокупности с самоадаптирующимися физико-математическими моделями расчета процесса нагрева и прокатки эти системы обеспечивают:
- возможность использования интенсивных режимов обжатий в последних деформационных проходах с сохранением высокой плоскостности раската (особенно актуальна при производстве листа толщиной 5-12 мм), что позволяет уменьшить температурный клин по длине и максимально проработать структуру металла по толщине листа;
- устойчивое течение металла в очаге деформации при прокатке слябов толщиной 350400 мм в первых проходах по интенсивным режимам деформации;
- высокую точность размеров проката всех групп толщин в продольном и поперечном направлениях;
- форму проката, максимально приближенную к правильному прямоугольнику;
- реализацию свободного подхода при планировании и производстве листов различной толщины и ширины без соблюдения традиционных правил перехода производства проката с одних размеров на другие - от толстого к тонкому и от широкого к узкому.
Для обеспечения высокой производительности стана прокатка производится в четыре раска-
та. Технические характеристики клети 4200 Dan-steel представлены ниже:
Тип клети Кварто Рабочий валок, мм:
диаметр 1030-940
длина бочки 4550
общая длина 8400 Опорный валок, мм:
диаметр 2000-1850
длина бочки 4200
общая длина 6920
Давление металла на валки (макс.), кН 80 000
Крутящий момент (макс.), МНм 2x2250 Нажимное устройство Гидравлическое Главный привод (номинальная
мощность), кВт 2x7000
Скорость прокатки (макс.), м/с 7
После окончания прокатки толстый лист поступает на новую машину горячей правки (МГП), имеющую девять рабочих роликов диам. 285 мм. Конструкция МГП обеспечивает правку листов толщиной 5-200 мм в интервале 450-950 °С в автоматическом режиме. Максимальная скорость правки 2,5 м/с. МГП оборудована наклонными траверсами с независимыми нажимными винтами. Развиваемое максимальное усилие правки 29 МН. Автоматический контроль плоскостности проката обеспечивает требуемую плоскостность по всей длине раската и эффективное использование ресурса правильной машины.
В состав прокатного комплекса входят две печи для термообработки металла (рис. 2), использование которых, как и в случае с нагревательными печами, определяется размерным и марочным сортаментом продукции. Автоматическая система управления печами позволяет контролировать температуру и скорость движения металла по зонам, расход газа и воздуха и др. Технические характеристики печей для термообработки металла приведены в табл. 1.
В числе основного оборудования линии отделки толстолистового проката важно отметить наличие участка дробеструйной обработки и нанесения покрытий, что позволяет удовлетворять потребности в грунтованном прокате судо- и машиностроительной, а также других базовых отраслей промышленности. Оборудование участка позволяет наносить одно- или двухстороннее покрытие толщиной 10-30 мкм различной цветовой гаммы на листы толщиной до 110 мм.
Рис. 1. Четырехвалковая прокатная реверсивная клеть
Таблица 1. Характеристики печей для термической обработки металла
Рис. 2. Печь с шагающими балками для термообработки толстолистового проката
Характеристики термической печи Печь 1 Печь 2
4-зонная с шагающими 10-зонная с
Тип балками + 5-зонная шагающими
роликового типа балками
Используемое топливо Природный газ
Температура атмосферы печи, °С 975-1000 До 1050
Температура металла перед выдачей, °С До 950 До 980
Градиент температур по толщине металла, °С Не более 15 Не более 13
Длина активного пода, м 65 33
Размерный сортамент, мм:
толщина 5-40 20-200
ширина 1300-3200 1300-4180
длина 30 000 30 000
Производительность, т/ч До 70 До 27
Таблица 2. Основные позиции размерного и марочного сортамента
выпускаемой продукции
Назначение Категории прочности Толщины*, мм
Стали для судостроения А, В, Б, Е АН32 - ЕН40 До 150 До 80
До Б355 До 200
Стали конструкционного назначения До Б460 N До Б460 N1 До 140 До 100
До Б460 МЬ До 70
Б355 До 80
Стали для оффшорных конструкций Б420 АР1 До 60 До 60
До Р355 ОН До 150
Стали для бойлеров и сосудов До Р355 N12 До 70
под давлением До А516 Огаае 70 До 120
До АБТМ/АБМЕ 537 До 100
Стали, стойкие к атмосферной коррозии До 355 ^ До 100
Стали для холодной штамповки До Б500 МС До 16
Стали для трубопроводов Х70 Х80 До 30 До 15
Стали для сосудов при работе под давлением при повышенной температуре 16Мо3 До 70
"Включают специальные запросы от потребителей.
Размерный и марочный сортамент. После реконструкции прокатный комплекс производит листы толщиной 5-200 мм, шириной 1300-4180 мм, длиной до 30 м. Комплекс ориентирован на производство широкой линейки толстолистового проката по европейским, американским, азиатским и российским стандартам. Приоритетным направлением развития технического и технологического потенциала прокатного комплекса является производство плит толщиной свыше 60 мм с пределом текучести выше 450 Н/мм2 и ударной вязкостью более 150 Дж при -50 °С. В табл. 2 приведены основные категории прочности толстолистового проката, производимого на стане БапБ1ее1 4200. Программой развития новых видов продукции предусмотрено освоение 40 видов продукции на период до конца 2014 г.
Система автоматизации. Функциональная схема автоматизации прокатного комплекса представляет собой единую систему, в которой интегрированы и взаимосвязаны модули
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.