Огурцов А.П., Гресс А.В. Непрерывное литье стали - файл n2.doc

приобрести
Огурцов А.П., Гресс А.В. Непрерывное литье стали
скачать (18926 kb.)
Доступные файлы (11):
n2.doc604kb.21.01.2002 08:24скачать
n3.doc5608kb.21.01.2002 08:25скачать
n4.doc1977kb.21.01.2002 08:25скачать
n5.doc2363kb.21.01.2002 08:26скачать
n6.doc9379kb.30.03.2006 08:20скачать
n7.doc37kb.21.01.2002 09:24скачать
n8.doc50kb.14.02.2002 10:18скачать
n9.doc3836kb.21.01.2002 08:26скачать
n10.doc4427kb.21.01.2002 08:28скачать
n11.doc1098kb.21.01.2002 08:28скачать
n12.doc262kb.21.01.2002 08:23скачать

n2.doc


    ГЛАВА 1.

    Состояние непрерывной разливки стали

    Метод непрерывной разливки металлов берет свое начало от идей Дж. Селлерса (1840 г.), Ж. Лэинга (1843 г.) и Г.Бессемера (1846 г.). Согласно изобретениям Бессемера для непосредственного получения металлических листов жидкий металл должен поступать в водоохлаждаемые валки с ребордами, препятствующими растеканию металла вдоль оси валков. Однако практически осуществить такое изобретение не удалось ни Бессемеру, ни его последователям из-за возникших трудностей, которые заключались в быстром выходе валков из строя вследствие разрушения их поверхности, трудностях регулирования процесса литья, неудовлетворительном качестве поверхности листа и т. д. Сейчас некоторые из этих трудностей преодолены, и на отдельных заводах таким методом производят чугунный лист. В этих патентах отсутствовал принцип сообщения кристаллизатору возвратно-поступательных движений в ходе разливки стали. Впервые решение по такому вопросу было найдено немецким ученым З.Югансом в 1933 г.

    Разработка главных узлов машин непрерывной литья заготовок (МНЛЗ) велась параллельно с отработкой технологического процесса. В 1947–1949 гг. были созданы машины для полунепрерывной разливки стали. В 1953 г. на заводах «Красный Октябрь» и Новотульском металлургическом сооружены опытно-промышленные установки.

    Первым в металлургии СССР крупным интегрированным заводом без обжимных станов стал Новолипецкий, где все производство стали уже с самого начала предназначалось исключительно для непрерывной разливки.

    В настоящее время машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) успешно работают с числом ручьев от одного до восьми для получения заготовок сечением от 0,075х0,075 м до 0,6х0,6 м, слябов толщиной 0,05…0,35 м и шириной до 2,5 м и круглых диаметром 0,15…0,45 м [1, 2]. Интенсивные способы сталеплавильного производства с продувкой ванны кислородом позволили обеспечить заданный химический состав, температуру металла и привести в соответствие циклы плавки стали к циклу разливки. Это дало возможность разливать сталь непрерывным методом «плавка на плавку» без остановки МНЛЗ. Число плавок в серии обычно 2–20 и более. Такая технология позволяет увеличить производительность МНЛЗ в 1,5 раза [3] по сравнению с разливкой одиночных плавок без дополнительных капитальных затрат. Кроме экономии стали и повышения качества слитка непрерывная разливка стали (НРС) значительно снижает объёмы капитальных вложений при строительстве за счёт сокращения производственных площадей, позволяет автоматизировать все технологические процессы, улучшает условия труда, снижает вредные выбросы и создаёт ряд других преимуществ.

    В настоящее время доля стали, разлитой непрерывным способом, является одним из обобщающих показателей, характеризующих рост технического уровня и прогрессивные сдвиги в структуре производства черных металлов.

    Данные о темпах развития непрерывной разливки в промышленно развитых странах представлены в табл.1.1.

Таблица 1.1. Удельный вес непрерывно разлитой стали в общем объеме выплавленной стали в развитых капиталистических странах и в бывшем СССР, %





Япония

США

ФРГ

Франция

Италия

Великобритания

СССР (СНГ)

1969

3,3

7,8

3,3

0,1

1,3

0,5

4,3

1970

5,2

10,4

3,7

0,2

1,5

0,5

н.д.

1972

16,5

13,2

6,1

0,8

4,4

0,5

н.д.

1974

29,5

14,5

10,3

2,8

6,4

н.д.

н.д.

1975

31,8

9,7

9,8

2,8

5,8

н.д.

6,9

1979

52,0

16,9

39,0

29,7

н.д.

16,9

н.д.

1980

59,5

20,3

46,0

41,3

49,9

27,1

10,7

1981

70,7

21,2

53,6

51,4

50,8

31,8

12,2

1982

78,7

29,0

61,9

58,5

58,5

39,0

12,6

1983

86,3

31,2

71,8

63,8

68,2

46,6

12,4

1984

89,1

39,6

76,9

66,9

73,3

52,0

12,7

1985

91,1

43,6

79,5

80,6

78,4

54,8

13,6

1986

92,7

52,2

84,6

90,1

84,1

60,5

15,0

1987

93,3

59,8

88,0

93,1

89,9

64,9

16,1

1988

93,1

61,3

88,5

94,0

92,9

70,5

16,6

1989

93,5

64,6

89,8

94,2

94,1

80,2

17,3

1990

94,0

67,0

91,3

94,3

н.д.

83,3

н.д.

1993

95,7

85,7

н.д.

н.д.

92,7

н.д.

19,2

1995

95,8

91,0

н.д.

н.д.

93,7

н.д.

28,7



    Из анализа, проведенного Г.Г.Ефименко, следует, что быстрое развитие непрерывной разливки стали на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) относится к 1975 году. В течение пяти лет, с 1975 до 1980 гг., доля непрерывно разлитой стали в передовых странах повысилась с 8–12% до 40–50%, а в Японии – до 60% и только в СССР этот показатель сохранился на уровне 10%.

    В мировом производстве доля непрерывнолитой стали возросла с 69,8% в 1993 г. до 75,7% в 1995 г. Общее производство стали в 1993 г. составило 730,5 млн. т, в 1995 – 749,6 млн. т. Увеличение производства произошло, в основном, за счёт стран восточного региона (КНР, Южная Корея, Индия, Япония). Следует отметить, что видимое потребление непрерывнолитой стали за период с 1980 по 1993 гг. возросло на 36 млн.т, то есть практически наиболее весомым фактором увеличения мирового видимого потребления стальной продукции явилось расширение применения непрерывной разливки стали – на его долю приходится 77% общего изменения рассматриваемого показателя. В странах СНГ видимое потребление стальной продукции за этот же период снизилось на 55,8 млн.т (47,4%), причём за счёт снижения производства стали на 39,3 млн.т и применения непрерывной разливки стали на 1,6 млн.т.

    Доля металла, разливаемого на МНЛЗ, в 1994–1995 гг. составила: в странах Запада – 95%, России – 23%, Украине – 8%.

    В 1981–1985 гг. наиболее высока доля стали, разливаемой непрерывным способом, была в Японии, где она превысила 91%. Дальнейшее развитие непрерывной разливки стали, реконструкция и модернизация действующих прокатных станов, ввод в действие новых агрегатов способствовали в целом сокращению расхода стали на единицу проката.

    В настоящее время непрерывная разливка, как один из наиболее перспективных способов получения стальных изделий, постоянно совершенствуется [4]. Так, одним из важнейших направлений на данном этапе является получение продукции с размерами, максимально приближенными к размерам конечного продукта. Для этого применяются низконапорные МНЛЗ с воронкообразным кристаллизатором для формирования слябов толщиной 150–200 мм и получения литых лент толщиной от 0,1 до 8 мм на УНРС двухвалкового типа.

    Одним из средств повышения конкурентоспособности металлической продукции является получение изделий с различными покрытиями, позволяющими упростить процессы обработки у потребителя, повысить производительность труда, смягчить проблемы охраны окружающей среды и образования отходов.

    Оптимизация параметров процесса непрерывной разливки достигается применением систем контроля с массовым использованием компьютеров. В Японии внедрено несколько экспертных систем, использующих искусственный интеллект для управления металлургическими процессами, в том числе и непрерывной разливкой стали. Считают, что компьютеризация технологического процесса способствует удешевлению стали и повышению её качества. Постоянно идёт поиск наиболее экономичного способа производства высококачественной стальной продукции. Целью является непрерывный цикл с минимальным числом технологических операций.

    Современное состояние технологического оборудования по сравнению с прошлыми годами характеризуется стремлением повысить мощность и производительность отдельных этапов обработки и перейти на непрерывное производство (Рис. 1.1).

    Организационно-экономические результаты использования непрерывной разливки стали можно разделить на две группы:

  1. общее повышение эффективности производства металлопродукции за счёт резкого сокращения расхода жидкой стали на единицу готового проката, некоторого повышения качества проката, снижение эксплуатационных расходов и капиталовложений в строительство цехов (с МНЛЗ);

  2. возможность создания на базе МНЛЗ и прокатных станов принципиально нового технологического комплекса, изменяющего всё прокатное производство, резко снижающего объёмы необходимых капитальных вложений, ликвидирующего самое дорогое и металлоемкое оборудование и снижающего эксплуатационные расходы.

До начала 70-х годов выход годного проката (из слитка, заготовки) сохранялся на одном уровне, но наиболее высоким он был в Японии и самым низким в СССР. Но с началом развития непрерывной разливки стали (НРС) (1970–1975 гг.) он быстро вырос и поднялся с 75–80 до 90–95% к 1990 г. В СССР, где НРС практически не развивалась, значение этого показателя не изменилось и сохранилось на уровне 70%.

Сейчас общепризнанно, что повышение эффективности металлургического производства определяется, прежде всего, развитием НРС. В СССР на протяжении почти 20 лет доля НРС достигла 17,3%, что позволило повысить выход проката всего с 70,8 до 71,6% (расход стали 1300 кг/т), в то время как в Японии повышение доли НРС с 5,2 до 93,3% изменило этот показатель с 81,4 до 95,4% (расход стали ~ 1050 кг/т).

    Важно отметить, что следствием отставания в развитии НРС является снижение выхода готовой продукции на 18,6% на протяжении этих 18 лет. Это приводило к огромным народнохозяйственным потерям. Ежегодно (в среднем) они составляли 26,7 млн. т, а за оцениваемый период почти в 20 лет – 480 млн. т готового проката, то есть почти пятилетнее производство. К концу сравниваемого периода разница между выходом готового проката в Японии и СССР возросла до 23,8%. Это значит, что для производства полученных в 1987 г. в СССР 116 млн.т проката можно было производить не из 162, а только из 116: 0,95=122 млн.т, то есть на 40 млн.т меньше. Такова цена стратегических просчётов в развитии технологической структуры отрасли.

    Обсуждая такое положение, специалисты ЕЭК ООН (Европейская Экономическая Комиссия Организации Объединённых Наций) не могли найти причину, по которой руководители экономики СССР для развития производства металлопродукции недостаточно расширяли НРС и кислородно-конвертерное производство стали. При этом известно, что металлурги СССР были пионерами в создании непрерывной разливки стали и имели наилучшую в мире технологию, а производимые на заводах СССР установки НРС экспортировались во многие страны мира. Поэтому причиной создавшегося положения являлось ничто иное, как неумение определить перспективные направления развития технологии производства, так и другие, не зависящие от металлургов, факторы.

Касаясь этого, следует оговориться, что экономика Японии начала создаваться только в послевоенные годы. Именно создаваться, потому что до этого времени полуфеодальная страна имела очень небольшой потенциал, не идущий ни в какое сравнение с такими высокоразвитыми странами, как США. Германия, Франция, Великобритания, СССР. Особенно это относилось к черной металлургии, развитие которой в Японии в то время можно уравнять с состоянием металлургии в СССР после гражданской войны. Хлынувшие в демилитаризованную Японию западные специалисты построили новые заводы, в проектных решениях которых было заложено всё передовое, что было в мире на то время. Советский Союз тогда залечивал раны от Второй мировой войны, восстанавливая разрушенные заводы, которые в большинстве своём были построены ещё до 1917 года, а многие – до 1900 года. Естественно, это были мартеновские цехи с разливкой стали в изложницы. Проектную мощность таких цехов повышали за счёт укрупнения агрегатов, интенсификации процессов сталеварения и строительства вспомогательных цехов, поэтому о дополнительных площадях для строительства более современных цехов и речи не было. Кроме того, громадные средства уходили на оборону и средств, необходимых для разрушения старой технологической схемы металлургического цикла сталь-прокат и строительства новой с непрерывной разливкой стали по проекту, не было.

    Вместе с тем, и тогда металлурги понимали, что если нет средств на строительство новых крупных предприятий с разливкой стали на МНЛЗ (по типу Новолипецкого металлургического комбината), то нужно строить мини-заводы (г. Рыбница, Молдова) или «встраивать» непрерывную разливку, получая от этого тоже положительный эффект, но куда меньший, чем в новых цехах. Так, если на новом заводе с МНЛЗ ожидается снижение расхода металла на прокат до 200 кг/т, то на «старом» заводе с МНЛЗ – 50–70 кг/т, а может и меньше, если сравнивать с расходом металла на прокат при отливке стали в слитки. Столь значительное снижение эффективности непрерывной разливки при «встроенном» в старый завод варианте связано с тем, что:

  1. заготовку нужно раскраивать на мерные длины (здесь дополнительные потери), а затем на специально оборудованных вагонах транспортировать на значительные расстояния по путям, которые лежат вне основных магистралей движения сырья, материалов и металла, зачастую пересекают их и мешают основным грузопотокам. Поэтому транспортировка заготовки к нагревательным колодцам или методическим печам длится несколько часов. А это – окалинообразование, и чем меньше профиль, тем больше потери (до 3% металла);

  2. практически вся и всегда заготовка «садится» в нагревательные печи в холодном состоянии (а это дополнительные потери ещё до 1%);

  3. до места непрерывной разливки жидкая сталь в связи с неприспособленными для НРС цехами проходит длительный путь. Следовательно, металл из-за теплопотерь необходимо перегревать, а это – уменьшение выхода годного, повышенный расход ферросплавов, легирующих, футеровки, энергоресурсов и т. п.

    Мы полагаем, что эти недостатки были известны тогдашним руководителям металлургии и было сломано немало копий и жизней при решении этих вопросов. Однако, стоящая перед СССР глобальная задача «догнать и перегнать» предопределила создавшуюся сейчас, особенно на Украине, ситуацию в металлургической отрасли.

    Кроме экономии стали и повышения качества слитка НРС значительно снижает объёмы капитальных вложений в строительство за счёт сокращения производственных площадей, позволяет автоматизировать все технологические процессы, улучшает условия труда, снижает вредные выбросы и создаёт ряд других преимуществ.

    Важным преимуществом НРС является возможность сочетания её с прокатным производством и организация на этой основе совершенно новых технологических процессов и комплексов оборудования, позволяющих резко повысить качество и снизить энерго- и капиталоёмкость производства металлоизделий, снизить затраты труда и улучшить его условия.

    Прежде всего, нужно отметить, что обычная непрерывная разливка в заготовки или слябы уже даёт возможность ликвидировать в прокатных цехах обжимные станы (блюминги, слябинги) и получить большую экономию по всем линиям. Но всё это в новых предприятиях, при их строительстве.

    Дальнейшее изучение процессов разливки открыло возможность её развития, прежде всего, путём снижения конечных размеров получаемого изделия вплоть до размера конечной продукции. Именно отсюда вышла и развивается технология разливки стали в заготовки, имеющие размеры, близкие к конечным. В отдельных случаях они могут прокатываться сразу на чистовом стане, что дает большую экономию труда, стоимости оборудования, сооружений, полную автоматизацию производства и контроля качества продукции, ряд других преимуществ.

Как правило, мелкосортные заготовки отливают в цехах, оборудованных электропечами сравнительно небольшой емкости – до 50–90 т. Иногда с такими агрегатами сочетается отливка блюмов, еще реже – слябов. И наоборот, отливка слябов обычно производится в сталеплавильных цехах, оборудованных, конвертерами, в основном, вместимостью более 100 т. Для таких цехов также характерна отливка блюмов с большим поперечным сечением.

Наиболее четко эта тенденция проявляется в Японии, имеющей передовую металлургическую технику и технологию. Характерно, что в электросталеплавильных цехах, оснащенных печами емкостью от 10 до 200 т, доля отливаемых мелкосортных заготовок составляет около 70%, в то время как доля слябов только около 7%. В конвертерных цехах, независимо от емкости агрегатов, вообще не отливают мелкосортные заготовки, а доля установок, отливающих слябы, достигают 70%.

Такая тенденция связана, прежде всего, с удельной производительностью ручья: при отливке мелкосортных заготовок она составляет 13–15 т/ч, при отливке блюмов – от 25 до 35 т/ч, а при отливке слябов достигает 150–250 т/ч.

Сочетание электропечей малой емкости (до 50 т) с УНРС для отливки мелкосортных заготовок характерно для специализированных мини-заводов, выпускающих металлопрокат, пользующийся широким спросом на местном рынке (строительные профили, арматура, проволока, заготовки для машиностроения). Большое количество таких комплексов построено в Индии, на Тайване и в развивающихся странах.

    Ещё одним направлением развития НРС является использование тепла полученного слитка и передача его прямо с разливки в прокатный стан. Эта энергосберегающая технология получила название «Совмещение непрерывной разливки с обработкой давлением» и в настоящее время всё более широко используется на новых заводах.

    Развитие разливки в заготовки, близкие по размерам к конечной продукции, сейчас идёт по таким направлениям:

  1. разливка на тонкие слябы (толщиной около 50 мм), которая заменяет прокатку в черновой линии широкополосного стана, но не заменяет прокатки в чистовой линии; первая промышленная установка была введена в эксплуатацию в 1989 г. фирмой Нукор (США);

  2. разливка с обжатием и прокаткой заготовок толщиной 15–20 мм, которая позволяет в сочетании с прокаткой в одной или двух чистовых клетях получить за одну операцию годную для холодной прокатки полосу;

  3. разливка в тонкую полосу 1–3 мм для непосредственного получения рулонов горячекатаной полосы. Жидкую сталь заливают в зазор между вращающимися навстречу валками (вспомним патент Бессемера). Она быстро затвердевает при контакте с охлажденными поверхностями валков и превращается в плёнку, которую в зазоре между валками сваривают с получением полосы.

    Создание технологических комплексов из МНЛЗ и прокатных станов в настоящее время является, по мнению специалистов, одним из главных, а, возможно, и главным и наиболее эффективным направлением развития черной металлургии. Такое же значение может иметь только разработка и создание технологии и агрегата для восстановительной плавки, способной конкурировать с современным доменным производством.

    Эти два направления могут коренным образом изменить схему интегрированного завода, значительно его упростить, снизить затраты труда, энергии и сырья на единицу продукции, повысить её качество.

    Развитие этой схемы от завода прошлого к заводу будущего показано на рис. 1.1.

Как показывает эта схема, интегрированный металлургический завод будущего будет иметь жидкофазный восстановительный агрегат для получения чугуна из неподготовленной руды и любого сорта угля, кислородный конвертер для переработки этого чугуна в сталь, МНЛЗ для разливки её в тонкую полосу, которая затем прямо или с незначительным подогревом прокатывается на чистовом стане в лист, а потом подвергается термообработке и антикоррозионному покрытию.





    Рис. 1.1. Развитие технологической схемы интегрирования металлургического завода

    1 – аглофабрика; 2 – коксовые батареи; 3 – доменная печь; 4 – мартеновская печь; 5 – разливка в изложницы; 6 – слябинг; 7 – прокатка; 8 – термообработка; 9 –пакеты листов; 10 – конвертер; 11 – установка непрерывной разливки; 12 – черновая прокатка; 13 – горячая прокатка широкой полосы; 14 – холодная прокатка; 15 – термообработка и горячее цинкование; 16 – холоднокатаный тонкий лист с защитным покрытием; 17 – руда; 18 – уголь; 19 – восстановительная плавка; 20 – литьё полосы



Такой завод будет, как видно, иметь непрерывный технологический процесс, предусматривающий один нагрев и одно охлаждение, непрерывную разливку в форму, близкую к конечной, прокатку только в чистовых станах, термообработку и нанесение защитных покрытий на продукцию.

По своим мощностям горно-металлургический комплекс Украины находится на пятом месте в мире после Японии, США, Китая и России. Так, в 1996 г. использование металлургических мощностей составило: по производству чугуна – 40%, стали и проката – 46%.

В настоящее время в Украине имеется 14 металлургических предприятий со сталеплавильным производством, включающих 10 мартеновских цехов, 7 конвертерных и 4 электросталеплавильных цеха.

Отличительной особенностью развития непрерывного литья в СССР являлось строительство крупных МНЛЗ для разливки металла из ковшей большой емкости. При этом, в основном, сооружались МНЛЗ для производства слябов. В то же время за рубежом еще в 1986 г. доля блюмовых УНРС превышала 50% [5]. В нашей стране машины непрерывного литья заготовок блюмового типа из ковша большой емкости не получили широкого распространения, что объясняется значительными трудностями при проектировании и эксплуатации таких многоручьевых МНЛЗ [6]. Трудности связаны с необходимостью распределения металла по кристаллизаторам при помощи большого количества стопоров либо скользящих затворов, сложностью настройки и ремонта оборудования и повышением эксплуатационных расходов. Зачастую такие недостатки еще не полностью ликвидированы, и по ним еще предстоит большая работа.

Для сталеплавильного производства Украины характерна технологическая отсталость и устойчивое старение основных производственных фондов. Сверх нормативного срока эксплуатируется 91,7% мартеновских печей, 39,1% конвертеров, 86,3% электропечей, 14,3% МНЛЗ, что приводит к постоянному увеличению удельных затрат на производство единицы продукции [7]. Подробная характеристика сталеплавильного производства Украины, включающая все необходимые данные по расчету количества MHЛ3 для каждого отдельного предприятия Украины (стоимость печи, длительность плавки, производительность, сортамент выплавляемой стали), представлена в работе [8].

Из 14 металлургических предприятий Украины, на которых в настоящее время производится сталь, МНЛЗ имеются только на четырех, в том числе:

  1. металлургический комбинат «Азовсталь» – три двухручьевые радиальные слябовые МНЛЗ конструкции «Уралмаш», пущены в 1977 г., суммарная проектная мощность 3,0 млн.т в год;

  2. металлургический комбинат им. Ильича – две одноручьевые радиальные слябовые МНЛЗ конструкции «Уралмаш», пущены в 1993 г., суммарная проектная мощность 1,5 млн.т в год;

  3. металлургический комбинат им. Дзержинского – две шестиручьевые криволинейные сортовые МНЛЗ конструкции «Южуралмашзавод», пушены в 1994 г., суммарная проектная мощность 1,5 млн.т в год;

  4. Донецкий металлургический завод – одна четырехручьевая вертикальная слябовая МНЛЗ конструкция Гипростали, пущена в I960 году, мощность 350,0 тыс.т в год (мартеновский цех) и одна вертикальная четырехручьевая сортовая 1979 г. постройки мощностью 300 тыс. т/год (электросталеплавильный цех, была демонтирована, а сейчас снова запущена в эксплуатацию).

Суммарная проектная мощность МНЛЗ Украины составляет 6650 тыс.т в год. Фактически за 1995 г. на МНЛЗ отлито 3,2 млн.т, что составляет 48,1% от проектной мощности и около 10% от производства стали. По данным Большакова В.И. [9], в Украине по состоянию на 1995 г. доля непрерывной разливки составляла 7–8%.

Анализ марочного сортамента проката, производимого на Украине, показывает [8], что 78% объема производства сорта составляют углеродистые стали (в том числе 26,3% кипящие), 16,3% – низколегированные и 5,7% легированные; при производстве листа 69,4% – углеродистые, 24,3% – низколегированные и 6,3% – легированные стали.

Согласно схеме развития черной металлургии Украины до 2010 г. предполагается увеличить долю конвертерной стали до 70%, электростали до 10%, довести долю НРС до 85% (около 25,0 млн.т в год) [7, 10]. При этом планируется до 90% всей производимой стали обрабатывать на установках внепечной обработки стали. В национальной программе развития горно-металлургического комплекса Украины отмечается, что до 2010 г. резерв производственных мощностей составит: по чугуну – 17,3 млн.т, по стали – 12,2 млн.т, по прокату – 5,7 млн.т на год.

Для реализации поставленной задачи намечено ликвидировать производство мартеновской стали, а выплавку в двухванных прямоточных агрегатах свести к минимуму (4,0–4,5 млн.т в год). Необходимо провести коренную реконструкцию и техническое перевооружение действующих конвертерных цехов, построить новые цехи. Намечается ввод в эксплуатацию 13–15 новых агрегатов, реконструкция действующих электросталеплавильных установок, ввод новых цехов с более эффективными агрегатами и доведение электросталеплавильного производства до современного технического уровня и широкое внедрение НРС.

Анализ размерного сортамента проката показал [8, 10], что более 50% сортового проката может быть получено из непрерывнолитой заготовки сечением до 125х125 мм, 48,7% – из заготовки 300х360 мм и только для 1,3% продукции потребуется проведение научно-исследовательских работ по определению оптимального сечения, конструкции МНЛЗ и технологии литья. Необходимо также отметить, что за рубежом в настоящее время отливают НЛЗ больших сечений (до 600х600 мм), которые затем катают на блюминге.

Сортамент листового проката охватывает широкий диапазон толщин листа (4–50 мм), плит (50–185 мм), тонкого листа, ленты и жести (0,22–3,9 мм). Практический опыт показывает, что в настоящее время гарантированное получение листа толщиной до 30 мм из литых слябов обусловливает индивидуальный подход к подготовке металла к разливке и технологии НРС, обеспечивающий сочетание качества слябов и требования к готовому прокату, связанные с областью его использования.

Планируемый концепцией развития горно-металлургического комплекса Украины объем производства в 2010 г. 25 млн. т проката требует 41 МНЛЗ, в том числе 12 слябовых (10275,0 тыс.т листа), 11 блюмовых и 18 сортовых (14730 тыс. т). Сортовую и блюмовую заготовку планируется производить на МК «Азовсталь», Днепровском, Алчевском, «Криворожсталь», Енакиевском, Макеевском МК, Донецком металлургическом заводе, «Днепроспецсталь», заводе им. Петровского. Листовую – на МК «Азовсталь», им. Ильича, «Запорожсталь», Алчевском МК. При этом для предприятий, производящих сортовой прокат на крупносортных станах, целесообразно использовать НЛЗ сечением 300х360 мм, получаемые на 4-х ручьевых МНЛЗ, а на мелкосортных и проволочных станах – 6-ти ручьевые МНЛЗ и заготовки 125х125 и 80х80 мм, соответственно.

Из приведенных данных видно, что особую актуальность проблема производства качественного непрерывнолитого металла приобретает в условиях Украины, которая не может позволить себе в настоящее время и в ближайшем будущем строить новые современные металлургические предприятия. Страна вынуждена достраивать, реконструировать и модернизировать работающие заводы, которые не отличаются ни хорошим экологическим, ни техническим состоянием производства и, кроме того, требуют незамедлительной реконструкции энергетических схем.

Отметим, что в настоящее время в Украине в эксплуатации находятся металлургические предприятия, в большинстве своем имеющие длительный срок эксплуатации (до 100 лет и более). Структура этих предприятий и основные грузопотоки разрабатывались без учета современных тенденций развития металлургического производства. Поэтому постройка новых технических объектов, например, машин непрерывной разливки стали, приводит к значительным изменениям по основным энерго- и грузопотокам. В связи с этим преимущества новых технологических процессов зачастую не могут быть реализованы в полной мере.

Ярким примером этому является постройка на Днепровском металлургическом комбинате (ДМК, в эксплуатации более 110 лет) установки непрерывной разливки стали. Согласно первоначальному проекту кислородно-конвертерный цех ДМК должен был быть построен совместно с отделением непрерывной разливки. Однако с целью сокращения сроков строительства цех был сдан в эксплуатацию с отделением разливки стали в изложницы. Поэтому в дальнейшем, после строительства отделения непрерывной разливки стали, возникли серьезные проблемы с раздаточным пролетом. Существующая в цехе технология и имеющие место грузопотоки не позволяют доставлять металл к месту непрерывной разливки с требуемыми технологическими параметрами, в частности, по температуре металла. Кроме того, удаленность МНЛЗ от прокатных цехов приводит в условиях ДМК к значительным энергетическим и материальным потерям, связанным с охлаждением непрерывнолитой заготовки во время ее транспортировки и необходимости повторного нагрева перед прокаткой. Это, несомненно, приводит к дополнительному переокислению железа, обезуглероживанию поверхности заготовки и неминуемому уменьшению выхода годного металла и ухудшению его качества.

Следовательно, возникает закономерный вопрос о правильности утверждения о повышении выхода годного на 10–18% и снижения энергозатрат на 15–25% [11] при внедрении непрерывной разливки стали применительно к действующим металлургическим предприятиям Украины.

Приведенные в данном разделе факты ни в коей мере не могут являться основанием для прекращения теоретических и практических изысканий в направлении исследований процессов непрерывной разливки. Тем более, что, в силу объективных обстоятельств, украинская металлургическая наука и практика в области непрерывной разливки несколько отстала от мирового уровня. Вместе с тем, современные требования внутреннего и внешнего рынков к качеству и сортаменту металлургической продукции, необходимость улучшения экологического состояния производства, сокращения затрат топливно-энергетических ресурсов и поддержания производственных мощностей в рабочем состоянии требуют проведения серьезных научных изысканий в этом направлении.

ГЛАВА 1. Состояние непрерывной разливки стали
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации