48
НАУКА, ТЕХНИКА, ПРОИЗВОДСТВО
в,
>.
с
К я! Е" Ы
S
ОСВОЕНИЕ ПРОЕКТНОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СОРТОВОЙ мнлз
© В.П.Комшуков, А.Ф.Авцинов, И.А.Журавлев
ОАО "ЗСМК"
Кислородно-конвертерный цех № 2 стал первым звеном реконструкции сталеплавильного производства ОАО "ЗСМК", где в октябре 2002 года была введена в эксплуатацию сортовая МНЛЗ номинальной производительностью 1,2-1,4 млн т непрерывно-литой заготовки в год.
Первоначально МНЛЗ предназначалась для разливки трубной заготовки. Проект ее выполнила фирма "Оагпе1Г (Италия), которая осуществляла поставку оборудования и шеф-монтаж. Однако из-за сложных финансово-экономических условий в феврале 1995 года было запущено только четыре ручья из восьми, и через несколько лет нестабильной работы (в 2000 г.) МНЛЗ была законсервирована. Управляющая компания "Евразхолдинг", которая в настоящее время осуществляет оперативное руководство ОАО "ЗСМК", приняла решение о реконструкции и модернизации МНЛЗ с увеличением ее производительности и изменением профиля заготовки. Реконструкция была осуществлена службами и специалистами комбината при участии фирмы "ОагнеН". Полностью или частично были заменены основные узлы и механизмы МНЛЗ (стопорные механизмы, кристаллизаторы, зона вторичного охлаждения, средства автоматизации и др.). В октябре 2002 года после завершения всех работ, холодных и горячих испытаний МНЛЗ была введена в промышленную эксплуатацию. На рис. 1 приведена схема существующей МНЛЗ.
Сталь для разливки на МНЛЗ выплавляется в двух большегрузных 350-т конвертерах с верхней продувкой. Выпуск осуществляют после получения заданных температуры и содержания углерода, с отсечкой конвертерного шлака. Раскисление, науглероживание, легирование металла проводят в сталеразливочном ковше с последующей передачей на установку внепечной обработки для корректировки химического состава в узких заданных пределах, усреднения химического состава и температуры, дегазации путем донной и верхней продувки инертным газом (аргоном), модифицирования неметаллических включений обработкой проволокой с силикокальци-ем. Затем поверхность металла утепляют теплоизолирующей засыпкой и его передают на МНЛЗ.
Сталеразливочный ковш устанавливают на подъемно-поворотный стенд и поворачивают его в позицию разливки. После открытия шиберных затворов металл поступает в предварительно разогретые промежуточные ковши (приемная ванна промежуточных ковшей отделена от основного объема огнеупорной перегородкой). Следует отметить, что МНЛЗ комбината - одна из немногих в мире с двумя промежуточными ковшами с боковым подводом металла в них, а с учетом радиуса кривизны, массы плавки и потенциально возможной производительности она является уникальной.
Основные технические процесса разливки:
Номинальная масса плавки, т Число промежуточных ковшей
Номинальная емкость промежуточных ковшей, т Вид струи разливаемого металла из сталеразливочного ковша
Защита металла в промежуточном ковше Разливка из промежуточного ковша
Сечение заготовки, мм
Число ручьев
Расстояние между ручьями, мм
Длина кристаллизатора, мм
Гильзы кристаллизаторов
Перемешивание металла Система контроля уровня металла
Смазка кристаллизатора и защита металла от вторичного окисления
Число секций вторичного охлаждения
Способ вторичного охлаждения
Радиус кривизны МНЛЗ, м Способ резки заготовки Выпрямление заготовок
Металлургическая длина МНЛЗ, м
Система отвода заготовок
Длина заготовок, м
характеристики МНЛЗ и
320 2 20
Закрытая, с подачей аргона в защитную трубу
Шлакообразующая смесь Стопорная, через погружной стакан (возможна бесстопорная "открытая" разливка) 150x150; 150x200 (возможна разливка круглой заготовки диам. 150-300 мм) 8
1400 (1-4; 5-8) и 3000 (4-5) 1000 (сортовые заготовки), 780 (трубные заготовки)
4-кратной
(сортовые заготовки) и 2-кратной конусности (трубные заготовки);
с изгибом Электромагнитное Радиоактивная (воздействует на стопор) Шлакообразующая смесь
4 и 3
Водяной; водовоздушный (запланирован полный переход на водяное охлаждение во всех секциях) 12/22
Газо-кислородный Четыре тянуще-правильных механизма 30,2
Боковой перекладчик, холодильник с шагающими балками 6-12
НАУКА, ТЕХНИКА, ПРОИЗВОДСТВО ..■ жшшнянвнанннннннннянннннн
Рис. 1. Сортовая МНЛЗ кислородно-конвертерного цеха № 2 ОАО "ЗСМК": 1 - стале-разливочный ковш; 2 - промежуточный ковш; 3 - кристаллизатор с механизмом качания; 4 - зона вторичного охлаждения; 5 - тянуще-правильные устройства; 6 - механизм парковки затравки
Большая металлургическая длина промежуточных ковшей вызывает определенные трудности по усреднению температуры в них. Для улучшения циркуляции потоков металла в этом ковше, усреднения температуры и удаления неметаллических включений в защитный шлак в перегородку определенным образом устанавливается огнеупорная труба специальной конструкции, через которую металл поступает из приемной ванны в район ручьев.
Оба промежуточных ковша оборудованы трайб-аппа-ратами для введения ленты силикокальция (при необходимости возможно введение других материалов).
Для защиты зеркала металла в промежуточных ковшах и кристаллизаторах применяются шлакообразующие смеси собственного производства. Весь процесс их производства автоматизирован, контролируется химический состав компонентов и готовых смесей. Себестоимость собственных шлакообразующих смесей в 10-15 раз ниже импортных (при примерно одинаковых технологических характеристиках).
январь сентябрь октябрь ноябрь декабрь
Рис. 2. Производство заготовки на МНЛЗ в январе, сентябре-декабре 2003 года и январе 2004 года
Заготовки автоматически режутся на мерные длины в зависимости от производственных требований и требований заказчиков. Маркировочные машины наносят на каждую заготовку номер плавки, код марки стали, номер ручья и заготовки.
МНЛЗ оборудована сложной системой автоматизации, которая контролирует весь процесс литья. Каждая фаза процесса автоматически контролируется и постоянно отслеживается для гарантирования стабильности всего технологического цикла и, соответственно, готовой продукции.
Основные параметры разливки стали вводятся в контрольную систему перед началом разливки. При необходимости эти параметры могут быть скорректированы через интерфейс "человек - машина". Автоматизация предусматривает включение аварийной системы в случае неполадок в работе электрической, гидравлической или системы охлаждения; расчет остаточного времени разливки; контроль уровня металла в кристаллизаторе; контроль частоты качания кристаллизатора и параметров электромагнитного перемешивания; регулирование первичного и вторичного охлаждения в зависимости от скорости разливки; резку и маркировку заготовок; прогноз качества (система автоматического контроля качества, определяющая качество каждой заготовки методом сравнения предварительно установленных и реально полученных технологических параметров); формирование общего отчета по разливке и др.
Интерфейс "человек - машина" позволяет оператору в любой момент времени получать полную картину процесса, а быстрый доступ и легко читаемые графики обеспечивают контроль за всеми фазами процесса разливки. Аварийные сигналы в случае выхода параметров процесса за допустимые пределы поступают на монитор для обеспечения быстрой коррекции.
В 2003 г. на МНЛЗ было разлито 1038084 т стали (67% - заготовки сечением 150x150 мм, 33% - сечением 150x200 мм). Более трети полученной заготовки отгружено на экспорт. Выход годного в декабре 2003 года и январе 2004 года составил 98,7% и превысил контрактные показатели на 1,7%. Вся заготовка соответствовала требованиям нормативно-технической документации и условиям контрактов. Рост производства в сентябре-декабре 2003 года по сравнению с январем 2003 года превысил 2,5 раза. С сентября 2003 года МНЛЗ выведена на проектную производительность (рис. 2).
январь 2004 г.
НАУКА, ТЕХНИКА, ПРОИЗВОДСТВО_
■■■■■■■ннвннннвнаншвниннтш»:1'
Рост производительности МНЛЗ достигнут благодаря как технологическим, так техническим и организационным факторам. Производительность МНЛЗ зависит от выхода годного, скорости разливки, числа работающих ручьев, серийности плавок и межсерийных промежутков, а также продолжительности перенастройки на другое сечение. В течение 2003 г. наблюдался постоянный рост показателей, влияющих на производительность МНЛЗ. Так, корректировка температурно-временного режима и оптимизация контактных графиков на этапе конвертер -внепечная обработка - непрерывная разливка позволила увеличить скорость разливки. К концу 2003 - началу 2004 года она была увеличена на 10-15% по сравнению с началом 2003 года, а количество возвратов металла по технологическим причинам снижено в 4 раза; серийность плавок увеличена на 87%; в 4,8 раза снижен индекс потерь ручьев (количество "потеряных" ручьев на 1000 т разлитой стали), в том числе из-за прорывов - в 2,7 раза. Это позволило увеличить часовую производительность МНЛЗ на 19%. В результате увеличения серийности технологические отходы снижены на 30-40%. На 40-50% снизилось количество заготовок, подлежащих обработке по технологическим дефектам. В 2003 г. проведены работы по модернизации и совершенствованию оборудования (подача аргона в защитную трубу на участке сталеразливоч-ный ковш - промежуточный ковш, усовершенствование конструкции промежуточного ковша, механизмов качания кристаллизаторов, зоны вторичного охлаждения, программного обеспечения, начаты работы по автоматической подаче шлакообразующих смесей в кристаллизаторы и др.)
На месячную производительность МНЛЗ также оказывает влияние соотношение производства заготовки сечением 150x150 мм и 150x200 мм. В ноябре 2003 г. на МНЛЗ получали только заготовку сечением 150x150 мм (рис. 3). Ее производство превысило 100 тыс. т - проектные показатели (см. рис. 2).
Ниже приведены достигнутые технико-экономичес-кие показатели при разливке стали на МНЛЗ по сечениям заготовки:
150x150 мм 2,4/2,8
6,5/10
102/632
98,7
150x200 мм 2,2/2,6
8,5/10
87/725
98,7
Скорость разливки, м/мин, средняя/ максимальная Серийность разливки, число плавок, средняя/ максимальная
Средняя
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.