Непрерывная разливка имеет ряд преимуществ:
1. Устраняется необходимость многих трудоемких операций (разливка стали в изложницы, прокатка полученных слитков на блюминге).
2. Вследствие отсутствия усадочной раковины отходы металла составляют всего 2-3% вместо 20-25% при разливке слитка.
3. Полученные слябы имеют более чистую поверхность из-за большой скорости охлаждения мелкозернистой структуры и менее развитую химическую неоднородность.
Встречаются дефекты слитков: продольные, поперечные и наружные трещины, которые появляются при увеличении скорости вытягивания слитков.
Метрологическое обеспечение выплавки стали в конверторах.
Основные параметры контроля: концентрация углерода в ванне; температура чугуна в чугуновозном ковше, стали в конверторе, футеровки сталеразливочного ковша.
В процессе плавки контролируют:
- давление кислорода на входе в цех и перед фурмой;
- суммарный расход кислорода на плавку;
- текущее значение расхода кислорода в рабочем режиме и при сушке конвертора после перефутеровки;
- текущее значение расхода воды на охлаждение фурмы;
- давление и температура воды;
- температура жидкой стали, чугуна и отходящих газов;
- состав отходящих газов;
- положение кислородной фурмы;
- длительность продувки и слива стали.
Перспективы развития.
1. Начато строительство нового производственного комплекса в кислородно-конвертерном цехе. Новый производственный комплекс будет включать в себя машину непрерывного литья заготовок (МНЛЗ№6), установку вакуумирования металла и две машины печь-ковш. Модернизация кислородно-конвертного цеха значительно расширит производственные возможности комбината, увеличит объемы производства непрерывнолитых слябов и позволит продукции комбината соответствовать самым высоким требованиям рынка. МНЛЗ№6 будет поставлена итальянским производителем оборудования для ГМК компанией Danieli, а установка вакуумирования и машины печь-ковш – компанией VAI Fuchs (Siemens), Германия.
Комплексная программа модернизации и реконструкции производства реализуется на МК «Азовсталь» с 2003 года. В рамках этой программы уже были реконструированы и запущены в эксплуатацию МНЛЗ № 3 и МНЛЗ № 5 кислородно-конвертерного цеха, в этом же цехе идет строительство воздухоразделительной установки ВРУ-60 общей мощностью 60 тысяч кубометров в час.
2. Строительство МНЛЗ для обеспечения производства сортового и фасонного проката и рельсов для магистральных железных дорог непрерывнолитой заготовкой.
3. Модернизация транспортно-отделочного отделения, весоизмерительного и весодозирующего хозяйств ККЦ.
4. Внедрение современных средств АСУ всего технологического процесса конверторного производства стали.
6. Электросталеплавильный цех
В электросталеплавильном цехе (ЭСПЦ) выплавляются легированные стали наиболее ответственного назначения в слитки массой до 20 т. Цех оснащён современными печами ЭШП‑20ВГ‑И2 электрошлакового переплава, позволяющими получать стали точного химического состава, электропечами для расплавления флюса и алюминия. Термическая обработка слитков (отжиг) производится в камерных печах с выкатным подом. Продукция цеха - слитки, которые прокатываются в толстолистовом цехе на листы толщиной от 6 до 200 мм [2].
Цех открыт в 1981 году, но с 1991 года работает не на полную мощность из-за отсутствия заказов, что связано с неконкурентоспособной ценой выплавляемого металла.
Исходный металл для ЭШП выплавляют в конверторах и разливают на слитки на МНЛЗ.
Схема ЭШП представлена на рис. 6.1 [8].
Суть процесса состоит в следующем. При прохождении переменного тока через слой жидкого шлака определённого состава и со значительным электросопротивлением в нём выделяется тепло, достаточное для расплавления конца переплавляемого электрода, погруженного в шлак. Капли металла, проходя через шлак, очищаются от серы и кислородных неметаллических включений и образуют слиток, накапливаясь в водоохлаждаемом кристаллизаторе. Быстрое застывание предотвращает образование дефектов в слитке. Интенсивный отвод тепла создаёт направленную кристаллизацию жидкого металла в слитке [4].
Для переплава используют ток с рабочим напряжением 45-60 В.
Чтобы начать процесс, применяют электропроводный флюс в твёрдом состоянии. Он состоит из смеси порошков алюминия, магния и рабочего флюса АНФ-6. Требования, предъявляемые к флюсам, следующие:
- достаточная электропроводность;
- способность поглощать серу и некислородные включения.
Рабочий флюс АНФ-6 представляет собой смесь компонентов CaF2, Al2O3 и CaO.
Электросталеплавильный цех состоит из трех пролетов:
1. Печной пролет; предназначен для переплавки металла. Имеется 6 единственных в СНГ установок ЭШП.
2. Термический пролет; имеется 5 циркуляционных печей с выкатным подом. В них загружают до 10 слитков массой по 20 т. Тип применяемой термической обработки - отжиг. Замедленное контролируемое охлаждение полученных слитков из легированной стали до 150°С производят в герметизированных колодцах.
3. Обдирочнозачистное отделение. Предназначено для подготовки электродов путем удаления окалины с поверхности слябов.
Наиболее важным эксплуатационным преимуществом металла ЭШП является повышенная ударная вязкость. Однако в настоящее время появились другие эффективные способы получения качественного металла (обработка в вакууматорах, в печах-ковшах, синтетическими шлаками), в результате чего процесс ЭШП во многих случаях стал экономически невыгодным. Из-за этого ЭСПЦ простаивает.
7. Прокатные цеха
Прокаткой металла на прокатных станах завершается полный металлургический цикл завода [9]. Исходным материалом для прокатки являются слитки с квадратным или прямоугольным поперечным сечением. Конечную продукцию составляет прокат различного сортамента и назначения: рельсы, балки, швеллеры, угловая, круглая и квадратная сталь, полосы, толстая и тонкая листовая сталь, трубы и профили специального назначения.
Технологический процесс прокатки сортовой стали на комбинате состоит из двух стадий: прокатка слитка в полупродукт (заготовку) и прокатка в готовый прокат.
Прокатка толстых листов осуществляется из непрерывнолитых заготовок или слитков из ЭСПЦ без образования полупродукта.
Работу прокатных цехов характеризуют следующие технико-экономические показатели:
1) производительность станов;
2) расход металла и выход годного;
3) расход электроэнергии;
4) расход условного топлива;
5) расход валков;
6) расход воды.
7. 1. Блюминг (обжимной цех)
Обжимной стан предназначен для обжатия слитков, поступающих из сталеплавильных цехов. Полученный полупродукт подвергается прокатке на других станах.
Блюминг представляет собой одноклетьевой реверсивный стан дуо.
Исходным материалом для блюминга служат слитки массой от 3 до 12т. Готовой продукцией являются блюмы - деформированные заготовки квадратного сечения.
Станины блюминга закрытого типа. Они представляют собой массивные стальные литые рамы, соединенные между собой массивными литыми траверсами трубчатого сечения. Станины установлены на плитовинах, лежащих на фундаменте и прикрепленных к нему анкерными болтами. Расстояние между осями станин 3760 мм. Валки блюминга изготовлены из стали 55Х, 50ХН. Максимальный диаметр валков 1200 мм, диаметр шейки 686 мм, общая длина вала 5080 мм. Стойкость валков за одну кампанию в среднем составляет 120 тыс. тонн проката. Охлаждаются валки морской водой, поступающей под давлением 0,3 МПа (3,0 атм). Перевозку валков осуществляют с помощью специального выкатного устройства и электромостового крана грузоподъемностью 100/12т. Привод валков блюминга осуществляется от двигателя постоянного тока типа П2-26-1150-10У.4 мощностью 10000 кВт с частотой вращения 0-50-90 об/мин. Расстояние между осями валков 1400 мм. Блюминг оборудован электрическим винтовым устройством для перемещения верхнего валка.
Блюминг 1170 имеет реверсивную клеть закрытого типа. С передней и задней стороны рабочей клети блюминга установлены рольганги для подачи слитка к валкам, перемещения прокатываемой заготовки в процессе прокатки и уборки её от стана. Рольганги выполнены в виде отдельных секций, каждая секция имеет групповой привод. Клеть блюминга оборудована с передней и задней сторон станинными роликами. Диаметр роликов 450 мм, длина 2400-2700 мм, привод от двигателя ДП-86 мощностью 54 кВт.
Для перемещения прокатываемой заготовки вдоль оси валков (при задаче в другой калибр) с передней и задней стороны рабочей клети устанавливают манипуляторные линейки. Они также производят выпрямление заготовки в случае ее искривления при прокатке. Длина линеек 5835 мм, ход 2740 мм, скорость 0, 7 м/с, привод от электродвигателя мощностью 74 кВт.
Для кантовки заготовки в процессе прокатки устанавливают трехкрюковой кантователь с передней стороны рабочей клети (со стороны пульта управления станом). Число касаний кантователя 30,7 в минуту. Привод от двух мощностью 74кВт. Станковый пролет блюминга обслуживает 3 крана: 2 электромостовых грузоподъемностью 100/12т и 100/20т и 15т.
Нагретые слитки с помощью клещевого крана или двухместного слитковоза подают на приемный рольганг стана. За приемным рольгангом установлен поворотный стол грузоподъемностью до 10 т. Продолжительность поворота 10 с, привод осуществляется от двигателя мощностью 36 кВт. На столе установлен групповой рольганг из четырех роликов диаметром 508 мм с приводом от двигателя мощностью 25 кВт. С поворотного стола слиток перевозят на два первых ролика второй секции приемного рольганга, где он ожидает подачи в стан.