Steel Times International Russian September 2019

METEC-2019

ЖЕЛЕЗО ПРЯМОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ

НЕПРЕРЫВНАЯ РАЗЛИВКА СТАЛИ

ЛИНИИ ГОРЯЧЕГО ЦИНКОВАНИЯ

Мини-завод Big River Steel на стенде SMS group

Заводы MIDREX суммарно произвели более 1 млрд т ЖПВ

Высокотехнологичная слябовая МНЛЗ компании Danieli

Реконструкция дрессировочного стана в линии АНГЦ

На русском языке www.steeltimesint.com Сентябрь 2019 - Вып. №42

От John Cockerill к CMI. От CMI вновь к John Cockerill

CMI вернула свое первоначальное название в память основателя Джона Кокерила

CUSTOMIZED SOLUTIONS Во времена стремительных изменений на рынке Вам нужен деловой партнер для создания решений с учетом Ваших потребностей. Мы слушаем. Мы изучаем. Мы выполняем Ваши пожелания: в тесном сотрудничестве с Вами мы создаем простые и эффективные индивидуальные решения. Мы быстро и гибко внедряем передовые технологии с учетом Ваших технических требований. Мы готовы воплотить в жизнь любую Вашу идею!

Ведущий партнер в сфере металлов

www.sms-group.com

СОДЕРЖАНИЕ

METEC-2019

ЖЕЛЕЗО ПРЯМОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ

НЕПРЕРЫВНАЯ РАЗЛИВКА СТАЛИ

ЛИНИИ ГОРЯЧЕГО ЦИНКОВАНИЯ

Мини-завод Big River Steel на стенде SMS group

Заводы MIDREX суммарно произвели более 1 млрд т ЖПВ

Высокотехнологичная слябовая МНЛЗ компании Danieli

Реконструкция дрессировочного стана в линии АНГЦ

На русском языке www.steeltimesint.com Сентябрь 2019 - Вып. №42

Фото на обложке: компании John Cockerill (Бельгия)

СЕНТЯБРЬ 2019

2 Колонка редактора Мэтью Моггридж, редактор, Steel Times International

1

Специальный выпуск журнала STI на русском языке для бесплатного представления на международной специализированной выставке «Металл-Экспо 2019» в Москве и ведущих международных конференциях по черной металлургии в России в 2019 г. БЕСПЛАТНО

4 Новости отрасли 7

От John Cockerill к CMI. От CMI вновь к John Cockerill

CMI вернула свое первоначальное название в память основателя Джона Кокерила

Линия непрерывного травления полос из коррозионностойкой стали на заводе Foshan Chengde (Китай), поставленная металлургическим сектором компании John Cockerill. www.johncockerill.com/industry

РЕДАКЦИЯ

Железо прямого восстановления

Главный редактор Matthew Moggridge Teл.: +44 (0) 1737 855 151 matthewmoggridge@quartzltd.com Редактор-консультант Dr. Tim Smith PhD, CEng, MIM Русскоязычный редактор-консультант Александр Гуров Выпускающий редактор Annie Baker Производство рекламы Martin Lawrence ОТДЕЛ РЕКЛАМЫ Международный менеджер Paul Rossage paulrossage@quartzltd.com Teл.: +44 (0) 1737 855 116 Директор по продажам рекламы Ken Clark kenclark@quartzltd.com Teл.: +44 (0) 1737 855 117

5 Роберт Хантер Один миллиард тонн железа прямого восстановления – сколько же это?

7 Пабло Дуарте Тенденции в сталеплавильном производстве на основе водорода 11 METEC-2019 Мэтью Моггридж Девиз Big River Steel: «Береги себя, будь счастлив, зарабатывай деньги...»

17 19 Перспективы: Primetals Technologies Аашиш Гупта Primetals Technologies: ясное понимание потребностей клиентов

Управляющий директор Steve Diprose stevediprose@quartzltd.com Генеральный директор (CEO) Paul Michael ОТДЕЛ ПОДПИСКИ Elizabeth Barford Teл.: +44 (0) 1737 855 028. Факс: +44 (0) 1737 855 034 Email: subscription@quartzltd.com

24

24 Линии горячего цинкования Франсуа Дюмортье Реконструкция дрессировочного стана в линии непрерывного горячего цинкования стальных полос

Журнал Steel Times International на английском языке выходит 8 раз в год и распространяется по подписке, ежегодный русскоязычный выпуск широко распространяется бесплатно.

E-mail: steel@quartzltd.com ИЗДАТЕЛЬСКИЙ ДОМ Quartz Business Media ltd, Quartz House, 20 Clarendon Road, Redhill, Surrey, RH1 1QX, England Tel: +44 (0)1737 855000.

27

Fax: +44 (0)1737 855034 www.steeltimesint.com

©Quartz Business Media ltd 2019

ISSN 0143-7798

www.steeltimesint.com

19 Непрерывная разливка Габриэль Полон, Лорис Бусолини, Тьерри Готрё, Герберт Мозер, Питер Ходник Высокотехнологичная слябовая МНЛЗ для разливки качественных марок сталей

27 Трубное производство Андреас Тиме Компания Dillinger – новый метод инспекции толстых листов 29 Служба огнеупоров Андреас Виертауэр, Грегор Ламмер, Патрик Блумер Контроль состояния огнеупорной футеровки с использованием лазеров и инфракрасных камер Steel Times International на русском языке – Сентябрь 2019

2

КОЛОНКА РЕДАКТОРА

METEC-2019: внедрение концепции «Индустрия 4.0» в черной металлургии и первый в мире «умный» завод Big River Steel, поставленный SMS group

Matthew Moggridge, главный редактор журнала Steel Times International программный директор конференции «Future Steel Forum» E-mail: matthewmoggridge@quartzltd.com

Кажется, только вчера Дюссельдорф, мой любимый немецкий город, принимал гигантскую экспозицию METEC/GIFA, но с 2015 года прошло уже четыре года. METEC – это крупнейшее международное мероприятие. На мой взгляд, любой, кто связан с металлами, должен принять участие в работе такого уникального мероприятия. Среди участников этого форума было множество крупных отраслевых игроков. Среди них был и Дейв Стиклер, генеральный директор высокотехнологичного металлургического комплекса Big River Steel в США. Завод был поставлен концерном SMS и введен в эксплуатацию в конце 2016 года. Он стал первым в мире «интеллектуальным» и самообучающимся металлургическим комплексом. На огромном выставочном стенде SMS group Стиклер провел очень интересную встречу с представителями мировых СМИ, чтобы представить итоги первых лет успешной работы завода Big River Steel. По его словам, завод в настоящее время стабильно работает с годовым объемом производства на 10 % выше номинальной мощности, а прибыль на одного работника завода почти в 10 раз выше, чем на заводе US Steel.

Это весьма приятная информация для специалистов концерна SMS, который поставил свою новейшую технологию и оборудование для комплекса Big River Steel, ставшего первым в мире «умным» минизаводом. Новая технология охватывает цифровое производство, искусственный интеллект, машинное обучение, «Облачные» технологии и интеллектуальный анализ больших данных (Big Data). Подробный отчет об этой интересной пресс-конференции Дейва Стиклера, генерального директора высокотехнологичного завода Big River Steel в США, представлен в этом номере журнала на стр. 11–15. * * * Международная конференция «Future Steel Forum», посвященная рассмотрению всех аспектов концепции «Индустрия 4.0» в черной металлургии, которая впервые была проведена в 2017 году в Варшаве, стала ежегодной. Этот форум уже третий год подряд организует компания Quartz Business Media (UK) при поддержке журнала Steel Times International. Не пропустите такое значимое и уникальное событие для мировой металлургии. www.futuresteelforum.com

ВАШ ПАРТНЕР ДЛЯ РЕШЕНИЙ «ПОД КЛЮЧ» ГОЛОВНОЙ ОФИС BLS, Турция Kalamış Fener Cd. Yelken Sk. No:6/7- Kadıkoy / ISTANBUL

www.blssteel.com Тел.: +90 216 473 3076 E-mail: trade@blssteel.com

КАЧЕСТВО И ДОВЕРИЕ

От John Cockerill к CMI. От Группы CMI вновь к John Cockerill. Состязание между традиционными ценностями и современными тенденциями помогает нам предлагать наилучшим образом адаптированные ответы на пожелания современных клиентов.

Компания CMI, вдохновленная дальновидной и предприимчивой личностью своего основателя Джона Кокерила, вновь вернула свое первоначальное название – «John Cockerill». С 1817 года твердая приверженность компании культуре креативного мышления помогает нам предоставлять инновационные и прибыльные ответы на потребности наших клиентов. Наши инновации, твердо ориентированные на будущее развитие, являются неотъемлемой частью нашего инжиниринга. В то время как рост является существенным, задача состоит в том, чтобы одновременно сосредоточиться на генерировании устойчивого прогресса. Это то, что мы успешно делали все предыдущие 200 лет.

Проектирование | Инжиниринг | Техническая помощь и обучение | Послепродажное обслуживание

johncockerill.com/industry

Металлургический сектор INDUSTRY METALS Нагревательные печи Линии травления Регенерация кислоты Станы холодной прокатки Линии обработки полос Автоматизация

4

НОВОСТИ ОТРАСЛИ

Компания Danieli поставит в Россию два новых прокатных стана ООО «Абинский электрометаллургический завод» (АЭМЗ) и ООО «Новороссийский прокатный завод» (НПЗ) в 2019 году заказали у итальянского производителя металлургического оборудования Danieli два новых проволочно-мелкосортных стана концепции H3 (High-productivity, High-quality, High-efficiency), отличающихся высокой производительностью, высоким качеством продукции и высокой эффективностью. АЭМЗ заказал новый проволочно-мелкосортный стан Н3 для прокатки катанки и арматурного профиля повышенного качества с проектной производительностью 600 тыс. т/год. Стан будет установлен на заводе в Абинске, в Краснодарском крае. По информации компании Даниэли, этот прокатный стан на АЭМЗ будет производить стальную катанку с гладким профилем в бунтах (диаметром от 5,5 до 16 мм); термически упрочненную катанку и арматурный профиль из микролегированных сталей (диаметром от 6 до 12 мм) для строительства и изготовления сварочных электродов, а также механически упрочненную катанку CHQ. Пуск прокатного стана в промышленную эксплуатацию запланирован на конец 2020 года. Новый прокатный стан для НПЗ с номинальной производительностью 500 тыс. т/год предназначен для установки в Новороссийске. Этот экспортно-ориентированный проект был презентован в рамках Инвестиционного форума в Сочи в феврале

2019 года. Этот завод уже производит до 500 тыс. т непрерывно-литых заготовок в год, но до сих пор не имел прокатного передела. Реализация проекта позволит дополнительно организовать 350 новых рабочих мест. Исходным материалом для прокатки станут непрерывнолитые квадратные заготовки сечением 150x150, которые будут прокатываться в калиброванные прутки диаметром от 5,5 до 16 мм и калиброванную катанку в бунтах массой до 2,1 тонн. Пуск прокатного производства намечен на начало 2022 года. Высокопроизводительные проволочномелкосортные прокатные линии Danieli концепции H3 работают со скоростью прокатки до 100 м/сек. Они включают в себя энергосберегающую систему ESS с консольными клетями, бесстанинные клети SHS с консольным расположением подвижных кольцевых калибров и гидростатическими подшипниками в компактной конфигурации, проволочные блоки чистовых клетей быстрой отделки. Система управления высокотехнологичным прокатным комплексом Danieli включает в себя линию водяного охлаждения, подходящую для непрерывной термообработки (термоупрочнению) катанки с контролируемыми режимами охлаждения в линии стана. Высокоскоростная головка виткоукладчика для укладки бунтов оптимальной формы с применением гидростатических подшипников, вращающаяся трубка риформинга, подъемно-транспортная система бунто-

укладчика и уплотнение бунта Easy-Down гарантируют идеальное качество получаемого после смотки бунта проволоки. Прокатные станы H3 Danieli обычно поставляются вместе с нагревательными печами нового поколения Danieli Centro Combustion, оснащенными плоскими инжекционными беспламенными горелками MAB последнего поколения с ультранизкими выбросами NOx. Отделение Danieli Automation обеспечивает автоматизированную систему управления процессом, электропитание и контрольно-измерительные приборы. Специальные измерительные устройства для поддержания среднего натяжения Q-DRIVE, контроля размеров и дефектов проката HiPROFILE LITE и HiSECTION для отслеживания и мониторинга продукта в линии, а также лазерная система HiLINE для настройки валков и направляющих обеспечивают полный и точный контроль процесса прокатки вдоль линии прокатного стана. n Дополнительная информация на сайте: www.danieli.com

Система измерения проката KOCKS 4D EAGLE введена в Германии

Компания KOCKS (Германия) успешно ввела в эксплуатацию на металлургиче.. ском заводе Georgsmarienhu tte GmbH (GMH) в Германии свою совершенную систему KOCKS 4D EAGLE для измерения полного профиля высококачественного длинномерного проката. По утверждению компании KOCKS – это самый продвинутый в настоящее время на рынке лазерный метод для идеального измерения размеров проката. Измерительная система Kocks заменила существующий оптический измеритель размеров на выходе из действующего

на заводе GMH прокатного комплекса KOCKS RSB 370/6. Этот стан предназначен для производства широкого сортамента сортового проката и катанки в диапазоне диаметров от 19,5 до 82,3 мм. Цифра 6 означает, что прокатный стан RSB 370 имеет шесть клетей, а цифра 370 характеризует номинальный диаметр валков. 3-х валковый редукционно-калибровочный блок RSB предназначен для производства высококачественного сорта и катанки с точными размерами.

«KOCKS 4D EAGLE®» – система измерения полного профиля. Он измеряет профиль прокатываемого прутка и возвращает полученную информацию в систему контроля и регулирования размеров Size Control System (SCS®). Благодаря высокой частоте измерений и поддержке сложных программных алгоритмов, система 4D EAGLE чрезвычайно оперативно обеспечивает реализацию под нагрузкой необходимых мер по настройке валков. Это значительно помогает операторам в немедленном выявлении отклонений в размерах прокатываемого продукта, что способ-

Steel Times International на русском языке – Сентябрь 2019

ствует повышению рентабельности прокатного производства и, следовательно, повышает транспарентность технологического процесса», – пояснил представитель компании KOCKS. «KOCKS SCS®» – система управления станом в режиме реального времени с замкнутым контуром, которая в процессе прокатки по нагрузкой оптимизирует рабочие параметры 3-валкового редукционно-калибровочного блока клетей KOCKS Reducing & Sizing Blocks (RSB®), чтобы достичь и стабильно поддерживать оптимальное рабочее состояние процесса прокатки, обеспечивающее получение высококачественного прокатанного продукта с самыми жесткими допусками на размеры», – сказал представитель компании. Совместная работа системы управления с измерительным устройством 4D Eagle непрерывно обеспечивает стабильное производство конечного продукта высочайшего качества. n Дополнительная информация на сайте: www.kocks.de www.steeltimesint.com

5

ЖЕЛЕЗО ПРЯМОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ

Один миллиард тонн железа прямого восстановления – сколько же это? В июне 2018 года заводы, работающие по технологии прямого восстановления железа MIDREX®, превысили кумулятивный объем производства продуктов железа прямого восстановления (в форме металлизованных окатышей DRI и горячебрикетированного железа HBI) в один миллиард тонн. Чтобы достичь такого рубежа производства, инновационные установки прямого восстановления MIDREX® прошли путь от производства пяти тонн в час во время пуска в 1969 году первой установки в Портланде (шт. Орегона, США) до непрерывного производства в настоящее время суммарно около 7 тыс. тонн в час на многих заводах по всему миру. Роберт Хантер* КАК мог бы выглядеть штабель общей массой в один миллиард тонн DRI? Если бы он был уложен в одну массивную кучу с углом естественного откоса 33 градуса и насыпной плотностью 1,8 т/м3, то это был бы штабель высотой более 600 метров и почти 1,9 км в поперечнике (рис. 1). Если бы мы предположили, что весь миллиард тонн был бы произведен в виде окатышей DRI, и мы выложили бы их в одну плотную непрерывную линию с касающимися окатышами, то такая линия протянулась бы на четыре миллиарда километров. Этого хватило бы для того, чтобы 100 тысяч раз обогнуть земной шар или более чем 5000 раз пройти путь до Луны и обратно. Можно оценить этот объем и подругому, если выложить рядом на поверхности земли все произведенные окатыши, то один миллиард тонн DRI покрыл бы 48 тысяч км2 (что больше, чем площадь Швейцарии). Конечно, было бы весьма трудно разместить все эти гранулы в один ряд по территории Швейцарии – они бы скатились в долины. Поэтому скажем так, больше, чем площадь Нидерландов. Что можно сделать из одного миллиарда тонн DRI? Мы могли бы произвести: ● Около 900 млн км обычного стального арматурного профиля № 4, которого бы хватило для охвата окружности земного шара около 22 тысяч раз.

600 –

● Полосового проката для автомобилестроения шириной в один метр в рулонах, которого было бы достаточно, чтобы опоясать земной шар 3500 раз. ● 10 тысяч действительно больших кораблей, таких как авианосец класса Gerald Ford или круизный лайнер The Symphony of the Seas. При размещении 6000 пассажиров на таком корабле потребовалось бы около двух с половиной лет для того, чтобы каждый житель Земли совершил однонедельный круиз. ● Сортовой прокат для армирования, которого хватило бы для строительства 23 тысяч зданий, подобных самому высокому зданию в мире Burj Khalifa в Дубае, 4700 самых длинных в мире подвесных мостов (Akaishi-Kaikyo в Японии), 2000 самых больших в мире плотин (Three Gorges в Китае) и более 120 000 конструкций Эйфелевой башни, которая была самой высокой конструкцией в мире с 1887 по 1930 годы ... и была построена полностью из чугуна (поскольку сталь тогда была слишком дорогой). ● И последнее, один миллиард тонн DRI мог бы обеспечить достаточное количество железа для обогащения хлеба (железо используется в качестве питательного вещества в обогащенной муке), которого бы хватило для трехразового питания каждого человека на Земле (около 7,6 миллиарда человек) на период 250 тысяч лет.

Историческая ретроспектива Первый в мире «чугунный мост» был построен в Англии через реку Северн в г. Коалбрукдейл, недалеко от Бирмингема (рис. 2). Изготовление чугунных частей и строительство этого арочного моста в 1779 году считается началом эры мостостроения и индустриальной эры. В начале 1700-х годов мировое производство чугуна составляло чуть более 100 тыс. т в год. В качестве восстановителя и топлива при производстве чугуна использовался древесный уголь. К 1800 году мировое производство чугуна составляло около 150 тыс. т в год, однако уже в 1820 году оно превысило 500 тыс. т в год. Появление массового сталеплавильного производства ускорило рост мирового производства чугуна в начале 1860-х годов до 10 млн т/год. Это привело к тому, что совокупный мировой выпуск жидкой стали в 1880-х годах превысил уровень в 500 млн тонн. Возвращаемся к чугунному мосту в Коалбрукдейле. В 1708 году Авраам Дерби (Abraham Darby) взял в аренду доменную печь. Сначала он использовал древесный уголь, как и все остальные. Однако вскоре он вспомнил, как будучи молодым учеником на медной мельнице, где измельчали солод для пивоварения, он видел, что в качестве топлива для солодоваренных печей стали успешно использовать кокс. Замещение древесного угля

Кумулятивный объем ЖПВ в один миллиард тонн

– 500 –

Empire State Building 448.7 m

–

Высота, м

400 – –

Eiffel Tower

Burj al Arab 321 m

300 –

324 m

– 200 – – 100 –

MIDREX Plant

100

200

300

400

500

600

700 800 900 Поперечный размер, м

1000

1100

1200

1300

1400

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

OM – OM

–

– 1500

Рис. 1. Как мог бы выглядеть один миллиард тонн DRI, если бы он был складирован в один массивный штабель

*Robert Hunter – консультант по экономике и применению железа прямого восстановления www.steeltimesint.com

Steel Times International на русском языке – Сентябрь 2019

6

ЖЕЛЕЗО ПРЯМОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ

Установки MIDREX® с 1969 года суммарно произвели 1 млрд тонн продуктов ЖПВ Первый пилотный промышленный модуль MIDREX ® DRI произвел губчатое железо для выплавки стали 17 мая 1969 года. Сегодня такие заводы работают в 21 стране мира. В июне 2018 года заводы, работающие по технологии MIDREX ® прямого восстановления железа, достигли совокупного объема производства в один миллиард тонн продуктов прямого восстановления железа. Президент и исполнительный директор компании Midrex Technologies, Inc.

коксом значительно снизило содержание серы в пиве. Он успешно применил ту же логику к производству чугуна и нашел гораздо лучший вид топлива/восстановителя для доменной печи. Так коксовая доменная печь заменила древесно-угольную доменную плавку. Доменная печь на базе нового технологического процесса была задута 10 января 1709 года. За тот год было произведено около 81 т чугунной продукции. К сожалению, Дерби не смог найти широкий рынок для своего чугуна. Потребовалось 70 лет, и творческий подход его внука, Авраама Дерби III, чтобы нашлось применение «такому» чугуну... он построил знаменитый арочный мост через реку Северн. Это мост весил чуть менее 385 т, а чтобы отлить чугунные компоненты для сборки всего моста потребовалось более двух лет работы (1777–79). Современная установка MIDREX® (например, как на алжирских заводах Tosyali Algeria в Оране или Algerian Qatari Steel в Белларе) может произвести такое же количество чугуна всего за один час и 15 минут.

Стивен Монтегю (Stephen C. Montague) сказал: «Мы рады объявить об этой важной производственной вехе, подтверждающей не только всемирное признание надежности нашей инновационной технологии и фантастических промышленных достижений тех, кто работает на заводах MIDREX по всему миру, но и значительный производственный успех 2018 года, когда мировое производство DRI выросло еще на 20 %».

Один миллиард тонн и более Заводы, использующие технологию MIDREX® с 1969 года, произвели суммарно первые 500 млн т DRI за 38 лет, а кумулятивное производство следующих 500 млн т было достигнуто всего за 11 лет. Для сравнения, человечеству потребовалось более 3000 лет, чтобы произвести совокупно 500 млн тонн железа/чугуна, начиная с 1000 года до нашей эры. Общий объем производства DRI на всех заводах MIDREX® за 2017 год составил 56,5 млн т. Первый год эксплуатации установки MIDREX® завода voestalpine в Техасе увеличил производство чугуна в США почти на 1,5 млн т/год. Дополнительный вклад в мировое производство внес пуск в эксплуатацию в 2017 году установки MIDREX® в России – новый цех горячебрикетированного железа ЦГБЖ-3 на Лебединском ГОКе в г. Губкин обеспечил компании «Металлоинвест» дополнительные мощности в 1,8 млн т/год. Большой прирост производства также отмечен в Аргентине, Канаде, Египте, Индии и Иране. К началу 2018 года общая производственная мощность установок MIDREX®

достигла около 60 млн т ЖПВ в год. На стадии строительства находятся несколько новых установок, пуск которых обеспечит к 2020 году повышение мировых мощностей до 75 млн т/год, ожидается, что такое ускорение будет продолжаться. Это означает, что второй миллиард тонн DRI может быть произведен уже всего за 13 ближайших лет. Легенда гласит, что Дон Беггс (Don Beggs) впервые задумал процесс прямого восстановления MIDREX®, кося свой газон в конце 1960-х годов. Интересно, думал ли он в тот день в Толедо (шт. Огайо, США), что спустя полвека его идея будет объявлена одной из самых инновационных технологий в истории черной металлургии, а его наследие составит миллиард тонн DRI, на базе которых были произведены миллионы тонн стали, которые стали катализатором развития экономики и продуктами, необходимыми для мирового прогресса и процветания человечества. Подумайте, что мы сможем сделать из следующего миллиарда тонн DRI... n www.midrex.com

Рис. 2. Первый в мире «чугунный мост», построенный в Англии через реку Северн в г. Коалбрукдейл

Steel Times International на русском языке – Сентябрь 2019

www.steeltimesint.com

Модуль прямого восстановления на металлургическом заводе Ternium 4M в Монтеррее (Мексика)

ЖЕЛЕЗО ПРЯМОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ

7

Тенденции в сталеплавильном производстве на основе водорода

В рамках декарбонизации экономики в черной металлургии Европы наметилась тенденция к развитию прямого восстановления железорудного сырья водородом (H2) в качестве долгосрочного замещения традиционных металлургических процессов на основе углеводородов. Пабло Дуарте* Мировые и особенно европейские производители чугуна и стали нуждаются в изменении парадигмы, чтобы быть готовыми к будущему, соблюдать природоохранные требования, особенно в отношении радикального сокращения выбросов углекислого газа, а также справляться с дефицитом сырьевых ресурсов и требуемым качеством конечного продукта. Технология прямого восстановления (DR) железной руды «Energiron» вдохновлена инновациями. В частности, наиболее современная ZR-схема (Zero Reforming) процесса без риформера с его широкой гибкостью в использовании источника энергии и газа для восстановления железорудного сырья при сохранении одной и той же базовой и хорошо проверенной промышленной конфигурации схемы процесса предлагает наиболее адекватную схему для прямого использования чистого H2. Ниже дан обзор преимуществ, текущих достижений и технологического опыта по использованию чистого H2 с целью прямого предотвращения углеродных выбросов (Carbon Direct Avoidance, CDA) в сравнении с другими возможностями. Исторически технологический маршрут производства стали, основанный на бездоменной металлургии железа с загрузкой железа прямого восстановления (ПВЖ) в электродуговую печь (DR-EAF), всегда характеризовался использованием восстановительного газа, который обычно генерировался путем парового риформинга (конверсии) природного газа в каталитических трубчатых реакторах.

Поскольку природный газ является источником легких углеводородов, то обогащенный водородом синтетический газ всегда образуется в смеси с CO в различных концентрациях, зависящих от используемого соотношения окислителей: CH4 + H2O = 3H2 + CO CH4 + CO2 = 2H2 + 2CO Начиная с 1950-х годов в технологии прямого восстановления HYL/ENERGIRON в качестве источника восстановительного газа используют обогащенный водородом синтетический газ из легких углеводородов. Этот газ получают путем паровой конверсии природного газа (ПГ) на традиционных риформерах пар/ПГ, работающих на сотнях модулях прямого восстановления железа и установок получения

водорода. Более 40 промышленных модулей-установок HYL/ENERGIRON работают с таким типом риформера. Типичные эксплуатационные характеристики для установок HYL/ENERGIRON и конкурирующей технологии прямого восстановления (компании Midrex) приведены в таблице. В любом случае, пока в качестве основного источника генерации H2 используется природный газ, всегда в качестве побочного продукта будут присутствовать оксиды углерода, которые выделяются в модуле DR и в сталеплавильном цехе. Становится очевидным, что единственный способ получения чистого H2 без выделения углерода – это электролиз воды c использованием возобновляемой энергии для обеспечения необходимой мощности, что позволит устранить углеродный след (CDA) в производстве стали (рис. 1).

Модуль ENERGIRON DR «Безуглеродная» энергия

H2

EAF Источники возобновляемой энергии

Высокоэффективный электролизер

DRI

Жидкая сталь

Рис. 1. Технологический маршрут «безуглеродного» сталеплавильного производства на основе процесса ENERGIRON ZR

*Pablo Duarte – коммерческий директор, компания Tenova HYL (Мексика) www.steeltimesint.com

Steel Times International на русском языке – Сентябрь 2019

8

ЖЕЛЕЗО ПРЯМОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ

Таблица. Характеристики газа-риформинга в технологиях прямого восстановления железа Параметр, относящийся к H2

Технология ENERGIRON

Другая технология DR

2,0–2,5

1,5

Соотношение H2O/C в риформере природного газа Соотношение H2/CO в восстановительном газе Содержание H2 в реакторе (% по объему)

Для безуглеродной генерации H2 существуют различные доступные технологии электролиза воды – такие как протонообменные мембраны (PEM) и атмосферные щелочные электролизеры (AAE). Такие промышленные установки уже производят высокочистый H2 с энергопотреблением в диапазоне от 4,8 до 3,8 кВт/Нм3 водорода. Высокотемпературные электролизеры (HTE) также используются в промышленности с энергопотреблением 3,6 кВт/Нм3 H2, но в меньших масштабах и с использованием пара. В настоящее время производительность крупных модулей PEM и AAE достигает 4000 Нм3/ч H2 (что достаточно для работы модуля DR с производительностью около 40 тыс. т DRI в год). Для снабжения водородом более крупных установок DR требуется пропорционально увеличить количество таких доступных модулей.

1. Длительный опыт использования H2 в качестве исходного газа в технологии ENERGIRON DR 1.1. Схема ENERGIRON ZR с интенсивным использованием H2 Базовая конфигурация процесса ENERGIRON одинакова независимо от вида и источника поступления восстановительного газа, та же концепция применяется и для использования 100 % H2. Единственное отличие состоит в том, что при использовании чистого H2 достигается повышенная утилизация энергии – около 73 % или около 90 % (по объему) от входа в реактор. Это позволяет упростить схему технологического процесса за счет исключения системы селективного удаления CO2. Для повышения концентрации H2 удаляется (наряду с другими компонентами, такими как N2) любой углерод, поступающий в систему с природным газом. Углеродные составляющие удаляют путем продувки из системы с последующим использованием остаточного газа в качестве топлива в газовом нагревателе риформера (рис. 2). Как видно, ZR-схема обеспечивает значительную гибкость по сравнению с другими технологиями DR. С технологией HYL/ENERGIRON DR существуют некоторые характеристики, которые делают эту схему процесса наиболее подходящей для использования H2. Эти особенности технологии представлены ниже. ● Схема процесса ZR по своей природе подходит для использования любого типа восстановительного газа, включая чистый H2. ● Подача H2 напрямую замещает в процессе природный газ. ● Значительный опыт работы модулей HYL/ENERGIRON с высокообогащенным водородом синт-газом (~ 70 % H2 по объему). С 1950-х годов на ряде устано-

4–5

1,7

~ 70 %

~ 55 %

вок HYL/ENERGIRON в качестве восстановителя используется газ-риформинга, получаемый на традиционных установках риформинга пар/ПГ. На рис. 3 приведено сравнение эффективности энергопотребления процесса DR при работе с обогащенным водородом H2 и природным газом (выраженное в % от общего потребления энергии). Видно, что экономия энергопотребления на модуле шахтной печи DR составляет около 2,0 ГДж/т DRI (поскольку в силу доступности H2 нет необходимости в риформинге природного газа, однако в таком DRI отсутствует энергокредит от содержания C).

1.2. Опыт работы демонстрационной/пилотной установки со 100%-ным использованием H2 В дополнение к обширному промышленному опыту использования H2 в газериформинга компания Tenova HYL в 1990–х годах провела широкие испытания с использованием восстановительного газа с повышенным содержанием водорода (≥ 90 % H2) на своей пилотной установке. Обогащенный водородом восстановительный газ получали внутри промышленного модуля DR в процессе самориформинга природного газа за счет подачи водяного пара в рециркулирующий газ и последующей его очистки от СО2. Первая демонстрационная/пилотная установка (рис. 4) на заводе Hylsa 4М в Монтеррее (Мексика) имела суточную производительность 36 т металлизованного продукта (DRI) с гибким производством холодного (CDRI) и горячего (HDRI) ПВЖ. Горячебрикетированное железо HBI и HDRI напрямую из восстановительного реактора HYL по высокотемпературной пневматической транспортной системе подавали в горячем состоянии в расположенную рядом пилотную электродуговую печь. Эта установка также обеспечивала полную способность использования всех типов восстановительных газов: от 100 % H2 до 100 % CO (включая газ-риформинга, ти-

пичный коксовый газ, образующийся при производстве кокса или газ, получаемый в результате газификации угля). Фактически схема процесса ZR была разработана и продемонстрирована в работе на этой пилотной установке в 1980-х годах. Экспериментальная кампания включала тестирование 15-ти различных технологических условий производства, в зависимости от типа и качества DRI, которые должны быть достигнуты (рис. 5). ● Для условий получения холодного ЖПВ (CDRI) некоторый минимально необходимый (для обогащения С) подпитывающий поток природного газа инжектировали в противоток рециркулирующего газа в нижней конической/охлаждаемой зоне реактора. Степень металлизации продукта составляла 94–96 % при содержании C около 1,0 %. Содержание Н2 контролировали на уровне 90 % (по объему). ● Для условий прямой загрузки в ЭДП горячего металлизованного продукта (HDRI) с целью предотвращения быстрого повторного окисления (из-за низкого содержания C) производили горячебрикетированное железо. Металлизация составляла 94–96%, содержание H2 поддерживали на уровне около 90 %, а содержание С находилось между 0,2 и 0,8 % (при условии инжекции некоторого потока природного газа в восстановительный контур). Эти опыты обеспечили получение всей необходимой информации для оценки основных параметров технологического процесса и конструкции установки, в основном связанные с оптимизацией восстановительного газа по потоку и температуре. Они позволили оценить качество получаемого DRI с точки зрения степени металлизации и содержания углерода, оптимизировать рабочее давления в реакторе, соотношение L/D реактора, время пребывания твердых частиц (τ) для постоянного достижения требуемого качества DRI, определить коэффициент псевдоожижения (ƒ) для обеспечения надлежащих скоростей и распределения газа по постели/слою твердых частиц (в том числе, для надлежащего газораспределения при проектировании процесса и оборудования с использованием водорода).

H2O

H2O

CO2

H2

O2 Схема с частичным использованием H2

H2

Схема с содержанием H2 > 90 % (проект)

Рис. 2. Схема процесса ENERGIRON ZR на основе использования H2

Steel Times International на русском языке – Сентябрь 2019

www.steeltimesint.com

ЖЕЛЕЗО ПРЯМОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ

Чистый H2 100 % H2 (HDRI) Энергетический кредит от C 100 % ПГ (HDRI)

-2.0

0.0

Природный газ

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

Удельное потребление энергии (ГДж/т DRI) Рис. 3. Показатели энергопотребления процесса при использовании природного газа (3,5% C) и чистого H2 (0% C) – доля подаваемой энергии

Эти опытные кампании, проведенные на демонстрационной/пилотной установке с высоким содержанием H2, подтверждают тот факт, что технология ENERGIRON уже доступна для использования восстановителя в виде 100 % H2, когда это потребуется. Все необходимые данные для проектирования и эксплуатации промышленных установок с такими условиями имеются и могут быть непосредственно использованы для любой существующей и/или новой установки модуля DR. 2. Тенденция к расширению производства стали на основе H2 Европа является лидером в направлении развития интенсивного использования H2 в сталеплавильном производстве. Важным шагом стратегических исследований в рамках Европейской сталелитейной технологической платформы (ESTEP) является инициатива развития будущего европейского производства стали со сверхнизкими углеродными выбросами. Конкретные направления ESTEP охватывают вопросы, связанные с поставкой, использованием и транспортировкой H2, а также вопросы хранения энергии в целом. Некоторые проекты, ориентированные на достижение этой стратегической цели, представлены ниже. ● Компания thyssenkrupp реализует проект Carbon2Chem®, связанный с использованием образующихся в черной металлургии технологических газов и избыточной энергии из возобновляемых источников «зеленой» энергетики для получения исходных химических материалов на предприятиях химической промышленности с замещением жидких углеводородов. ● Компании voestalpine, Siemens и Verbund реализуют проект H2FUTURE со строительством в Линце пилотной установки для «зеленого» использования H2. ● Компании SSAB, LKAB и Vattenfal реализуют проект HYBRIT, базирующийся на использовании H2 для выплавки стали. ● Компания Salzgitter реализует исследовательский проект SALCOS по использованию высокоуглеродистого DRI в качестве шихты для доменной печи и электродуговой печи (заменяющей кислородный конвертер) в сочетании с проектом GrinHy (генерации водорода для www.steeltimesint.com

производства DRI на реверсивных высокотемпературных электролизерах, питаемых на базе источников возобновляемой энергии). Проект HYBRIT был начат в 2016 году с целью замены коксующегося угля (традиционно необходимого для производства чугуна из железорудного сырья) водородом. Такая бескоксовая металлургия позволит производить сталь практически без углеродного следа. Цель HYBRIT – строительство и эксплуатация пилотной установки для тестирования чистого водорода в качестве восстановителя при производстве железа прямого восстановления. По контракту с HYBRIT компания Tenova поставит свое решение по производству DRI для реализации первой в мире промышленной бескоксовой технологии производства стали (восстановительной плавки) практически без углеродного следа. Благодаря уникальным характеристикам процесса DR и накопленному опыту в области прямого восстановления железа с высокообогащенным водородом компания Tenova HYL идеально подходит для реализации этого проекта. Выбор технологии Tenova обеспечила высокая гибкость в эксплуатации и производстве DRI на установках Tenova HYL. Почти 60-летний опыт по развитию технологии DR с промышленным использованием в эксплуатации более 40 модулей делают компанию Tenova HYL надежным партнером в реализации этого инновационного процесса. Пилотная установка будет расположена в Лулео (Швеция) и, как ожидается, начнет работу в 2020 году. Проект SALCOS (Salzgitter Low CO2 Steelmaking) – исследование, начатое компанией Salzgitter AG совместно с Tenova и Fraunhofer-Gesellschaft (FhG) в 2015 году. Проект направлен на оценку потенциальных возможностей существующих технологий по сокращению выбросов парниковых газов с целью последующего внедрения их на металлургических заводах с полным циклом и демонстрации возможностей в значительном сокращении выбросов углекислого газа. Основная цель проекта SALCOS состоит в том, чтобы продемонстрировать возможность выполнения более жестких це-

9

левых показателей по сокращению выбросов CO2 в Европе после 2030 года за счет поэтапного процесса преобразования металлургических комбинатов в направлении расширения процессов прямого восстановления железа и выплавки стали на основе электрической энергии. Эти преобразования, включая использование H2, позволят снизить воздействие на окружающую среду выбросов CO2 до 95 % в зависимости от базовых условий. Этот поэтапный процесс трансформации потребует значительных инвестиций в настройку нового оборудования для соответствия нормативам и экономической базе, а также для исключения необоснованных эксплуатационных затрат (например, изза налогов на распределение электроэнергии). Эти условия должны быть адаптированы в первую очередь, чтобы облегчить реализацию проекта трансформации.

3. Вызовы при выплавке стали в ЭДП с шихтой из DRI на основе H2 Выплавка электростали с шихтой из DRI реализуется с учетом определенных характеристик шихты для восстановления оставшегося FeO и улучшения вспенивания шлака. Оптимальное содержание C в DRI базируется на доле ПВЖ в исходной шихте с учетом требуемого качества стали и заданного сценария по удельным производственным затратам. Отличительной особенностью процесса плавки стали в ЭДП является использование дополнительной химической энергии углерода DRI в печи. Производство DRI на основе H2 будет означать загрузку в печь металлизованного продукта с низким или нулевым содержанием C, что требует особой практики ведения процесса плавки в EAF. Факт: для выплавки стали в EAF потребуется минимум содержания углерода в DRI или отдельная инжекция в печь углерода. Возможные опции: 1. Производство DRI из железных руд премиум-класса с высоким содержанием железа, с оптимизированной/максимальной степенью металлизации (~ 96 %), таким образом, минимизируя содержание FeO. Принимая во внимание стехиометрические требования для восстановления оставшегося FeO и минимальные потребности для плавки содержание C в DRI должно находиться в диапазоне 0,8–1,2 %. Это потребует инжекции природного газа в установку DR, что возможно для процесса ENERGIRON, работающего с ~ 90 % (по объему) H2, как уже продемонстрировано на нашей пилотной установке.

2. Производство DRI для завалки в EAF из селективных по химсоставу железных руд с использованием 100 % H2 и 0 % C, что потребует минимальной инжекции углерода 12–15 кг C/т ЖС, определенных практик ведения плавки и наведения шлака.

Steel Times International на русском языке – Сентябрь 2019

10 ЖЕЛЕЗО ПРЯМОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ

Железорудное сырье: окатыши (Fe 66,34 %) и кусковая железная руда (28,48 %) Степень металлизации DRI 93,64 % Содержание углерода 1,06 % С Температура ПВЖ 40 °C

M-5

CER

H2O TSR

M-3 CaО Переключатель

Реактор

CO2

M-2

FER

CO2 FER

R1 M-1 H2O Восстановительный газ-риформер

Пар

R2

M-4

Время выдержки Соотношение L/D реактора

M-7

M-6 Природный газ

Материальный баланс для условий промышленного теста № 10 с повышенным содержанием водорода Рис. 5. Кампании по тестированию на пилотной установке технологической схемы HYL при использовании восстановительного газа с повышенным содержанием водорода ( ≥90% H2)

Рис. 4. Пилотная установка прямого восстановления железа HYL на заводе Hylsa 4M в Монтеррее (Мексика)

Оба эти варианта работоспособны, но с точки зрения общих выбросов CO2, связанных с интегрированной системой DRPEAF, вариант 1 приведет к выбросам около 150 кг CO2/т ЖС, а по варианту 2 – всего около 50 кг CO2/т ЖС. С точки зрения общей декарбонизации, вариант 2 будет более предпочтительным выбором для производства стали на основе H2.

4. Экономика прямого восстановления на основе H2 Что касается эксплуатационных расходов, то производство водорода путем электролиза повлечет за собой прямые затраты на подключение к электросети. Принимая во внимание удельный расход электроэнергии на уровне 4,0 кВт•ч/Нм3 H2, энергопотребление для производства DRI по технологии ENERGIRON ZR составит ~ 3,08 МВт•ч/т DRI. Поскольку «зеленый» H2 будет производиться из возобновляемых источников энергии, то анализ должен базироваться на довольно высоких тарифах на электроэнергию. В настоящее время, например, в Германии тарифы энергии от возобновляемых источников упали до уровня ниже 0,05 евро/кВт, что будет означать для производства DRI эквивалент около 16 долл. США/ГДж, что остается все еще высоким уровнем. При этом в уравнении затрат необходимо учитывать расходы на подготовку воды, установку электролизных модулей, хранение и транспортировку H2 (когда это применяется) и целевые показатели выбросов CO2 с соответствующими кредитами энергии. По данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии

(IRENA) расходы на генерацию такой электроэнергии в ближайшее время будут неизменно ниже, чем на генерацию электроэнергии на основе ископаемого топлива. К 2020 году все технологии производства «зеленой» электроэнергии, которые в настоящее время используются в коммерческих целях, обеспечат тарифы в пределах диапазона тарифов на электроэнергию на базе ископаемого топлива, причем большинство из них будет стоить даже меньше, чем при использовании ископаемого топлива. Рекордно низкие аукционные цены в 2016 и 2017 годах в Дубае, Мексике, Перу, Чили, Абу-Даби и Саудовской Аравии на поставку солнечной фотоэлектрической энергии (PV) показали, что, начиная с 2018 года и далее, возможна унифицированная стоимость электроэнергии (LCOE) на уровне 0,03 долл. США/кВт•ч или даже ниже. В 2019 году лучшие проекты в области прибрежных ветряных и солнечных фотоэлектрических установок будут поставлять электроэнергию по тарифу 0,03 долл. США/кВт•ч (по эквиваленту LCOE) или меньше, что весьма приемлемо для потребителей. В будущем многие проекты в области возобновляемой энергетики станут без финансовой поддержки конкурировать с производством электроэнергии на основе ископаемого топлива. Конкурентный сценарий «зеленого» производства DRI основан на использовании высокоэффективных электролизеров Н2 и электроэнергии возобновляемых источников с ценой ≤ 0,03 долл. США/кВт•ч (без учета энергокредита CO2). Капитальные затраты в ближайшие годы также должны быть значительно снижены.

5. Резюме Итак, текущее состояние для интенсивного использования H2 в черной металлургии выглядит следующим образом. ● Последние 60 лет в промышленных масштабах на установках HYL/ENERGIRON с внешним риформером природного газа

Steel Times International на русском языке – Сентябрь 2019

в качестве восстановителя использовался синт-газ, обогащенный (~ 70 %) водородом. ● Обширные демонстрационные испытания на пилотной установке, проведенные компанией Tenova HYL в течение 1990-х годов, позволили определить основные показатели процесса и проектные параметры установки для работы с восстановительным газом при > 90 % водорода. Таким образом, для использования 100 % H2 доступна наиболее подходящая и проверенная технология DR. ● Декарбонизация на базе расширенного использования H2 в черной металлургии уже реализуется в Европе в рамках различных проектов под эгидой ESTEP. Другие проекты также будут развиваться в будущем. ● Компания Salzgitter AG совместно с компаниями Tenova и Fraunhofer-Gesellschaft (FhG) в рамках проекта SALCOS инициировали исследование по поэтапному переходу от интегрированного технологического маршрута «доменная печь – кислородный конвертер» на маршрут на основе прямого восстановления железа с использованием H2 и электродуговой печи «DR-EAF» с сокращением на 95 % выбросов CO2. ● Благодаря уникальным характеристикам своего процесса и специальному опыту в области прямого восстановления железа при высоком содержании H2 компания Tenova HYL была выбрана для реализации технологии пилотной установки проекта HYBRIT с чистым водородом – бескоксовой технологии выплавки стали. ● Повышение эффективности работы электролизеров для генерации H2 наряду с ожидаемым снижением тарифов на электроэнергию из возобновляемых источников сделает в ближайшие годы возможным маршрут производства электростали с шихтой из DRI без использования ископаемого топлива. n www.energiron.com www.steeltimesint.com

METEC-2019 11

Девиз Big River Steel: «Береги себя, будь счастлив, зарабатывай деньги...» В прошлом году мини-завод новейшего поколения Big River Steel в г. Осеола (шт. Арканзас, США) произвел 1,65 млн т стали, имея в штате всего 518 сотрудников. Генеральный директор завода Дэвид Стиклер планирует поднять производительность до 3,3 млн т/год при дополнительном наборе всего 150 сотрудников. Как ты умудряешься это делаешь, Дейв? Мэтью Моггридж* задал этот вопрос Дэвиду Стиклеру на пресс-конференции, организованной на огромном стенде концерна SMS group в период работы выставки METEC-2019 в Дюссельдорфе (Германия).

Гендиректор Big River Steel Дэвид Стиклер

Международная выставка технологий металлургического производства (METEC) представляет собой масштабную экспозицию, сопровождаемую крупнейшим мировым форумом и конференцией в рамках Европейских дней технологии и использования стали (ESTAD). Выставка проводится каждые четыре года в г. Дюссельдорфе, Германия. В 2019 году она прошла с 25 по 29 июня, объединив под лозунгом «Яркий мир металлов» еще три других выставки – GIFA, ThermProcess и Newcast. В этом году мероприятие столкнулось с тем, что СМИ назвали «сахарским тепловым пузырем», который принес очень жаркую погоду, простоявшую в течение всего выставочного периода. В потоке спешащих людей, как на импровизированном выступлении крупной рок-звезды, мне сказали, что на выставочном стенде концерна SMS group – «Лидирующий партнер в мире металлов», происходит что-то весьма грандиозное. Хотя, если честно, понятие «стенд» мало что говорят об огромном и прекрасно оборудованном выставочном пространстве этого крупнейшего производителя и поставщика металлургического оборудования. Добравшись до огромного стенда группы SMS, и с трудом протиснувшись сквозь толпу, я увидел знакомое лицо. Это был не кто иной, как «выскочка и бунтарь» мировой металлургической промышленности – Дейв Стиклер, генеральный директор завода Big River Steel в США – первого в мире «интеллектуального» и самообучающегося металлургического ком-

плекса, поставленного концерном SMS и введенного в эксплуатацию в конце 2016 года. Это была его пресс-конференция.

Steel Times International еще в октябре 2017 г. отправился в г. Осеолу (шт. Арканзас), чтобы встретиться с Дейвом и его партнерами, ознакомиться с этим уникальным заводом. В то время, как и сейчас, о мини-заводе Big River Steel (BRS) говорили как о городе, в котором вся сталь выплавляется в электродуговых печах (в США на долю электростали приходится 69 % всего производства стали), а Стиклер – электрический воин, металлический гуру производства стали в электропечах. Завод BRS был разработан с чистого листа для производства холоднокатаных полос из высококачественных марок стали, которые до этого никогда не производились на мини-заводах с ЭДП, а выпускались металлургическими комбинатами полного цикла. Короче говоря, девизом завода BRS стал девиз команды звездолёта «Энтерпрайз» из фильма «Звездный путь» – «Смело идти туда, куда не ступала нога человека». Применительно к металлургии: «Смело идти туда, где никогда не работал ни один производитель электростали». Теперь этот новейший мини-завод с ЭДП выпускает широкий сортамент полос из высокотехнологичных сталей, которые до него считались исключительно прерогативой комбинатов с полным металлургическим циклом.

+10 % к номинальной мощности Два года назад на презентации завода Дэйв был в отличной форме, он поблагодарил своих партнеров из компании SMS за возможность принять участие в «еще одной замечательной конференции». Он быстро исправил ошибку в своей видеопрезентации. «Номинальная мощность для нашего завода была установлена как 1,5 Мт/год, но с помощью специалистов SMS мы сразу начинаем свою работу на уровне 1,65 Мт/год, что на 10 % выше заявленной номинальной мощности», – сказал он. Г-н Стиклер начал свою профессиональную карьеру в инвестиционно-банковской сфере, и одним из его первых клиентов в черной металлургии стала компания US Steel (США). Он рассказывает: «Мы реализовали некоторые средства защиты от возможного поглощения компании, и именно тогда я впервые познакомился с черной металлургией. Первым мини-заводом, с которым я был связан по работе, стало формирование новой компании Steel Dynamics, когда три ведущих специалиста покинули компанию Nucor Corporation, чтобы построить собственный минизавод. В то время мы выбрали компанию SMS в качестве единого провайдера основного оборудования для выплавки и разливки стали. Мы также работали с KFW – великим немецким банком, с которым я был хорошо знаком около 20 лет, в тече-

*Matthew Moggridge – редактор журнала Steel Times International (Великобритания) www.steeltimesint.com

Steel Times International на русском языке – Сентябрь 2019

12 METEC-2019

ние которых мы успешно реализовали нескольких проектов нового строительства мини-заводов по всему миру, большинство из которых было оснащено технологиями и оборудованием SMS». На просьбу рассказать о четырех годах работы завода Big River Steel г-н Стиклер вспомнил свой первый день в этом бизнесе. «У нас было всего пять сотрудников и 1,6 миллиарда долларов в банке. На строительство объекта у нас ушло около 27 месяцев, мы сами участвовали в строительстве всех производственных цехов, и на пике строительства на площадке работало около 2000 строительных рабочих», – сказал он. Потом добавил, что он «очень, очень гордится» тем фактом, что с точки зрения безопасности труда «уровень наших строительных работ был абсолютно выдающимися», а показатель производственного травматизма не превышал одной десятой от среднеотраслевого показателя в США», – сказал он. Производство стали на заводе BRS началось в январе 2017 года при поддержке большой команды технических специалистов и специалистов по пуску из компании SMS. «Уже за первый месяц работы мы установили производственный рекорд по тоннажу стали, выплавленной на новом литейно-прокатном агрегате CSP, наше месячное производство превысило 60 тыс. тонн стали», – сказал Стиклер. По его словам, уже после второго месяца работы комплекса показатель рентабельности по EBITDA был положительным. «И это очень необычно для начинающей компании, независимо от того, в каком секторе она работает», – сказал он. Достижение прибыльности по EBITDA компанией на втором месяце выхода на рынок – за это «нужно снять шляпу перед командой, которая у нас работала». По показателю прибыльности по EBITDA на тонну стали, отгруженной после второго года эксплуатации, компания стала самым успешным производителем стали в Северной Америке. Через шесть месяцев завод работал на уровне 81 % от номинальной мощности, и в этом была заслуга высокопрофессиональной рабочей силы. Минизавод Big River Steel – единственное в мире производство стали, получившее международный сертификат LEED. «Тай-брейк» или дополнительное преимущество «Многие в Европе могут не знать, что означает сертификат «The Leadership in Energy and Environmental Design» (LEED). Это означает «Лидерство в энергетическом и экологическом проектировании», обычно такая сертификация подтверждает высокий класс строительных стратегий и практик, примененных при реализации проектов нового строительства офисных зданий, колледжей и университетов, больниц и госучреждений. Мы были первыми в мире производственными мощностями из металлургической промышленности, кото-

«Прибыль на одного работника компании Big River Steel в 10 раз выше, чем у US Steel»

рые решили получить сертификат LEED, и сегодня мы являемся единственным в мире производителем стали, у которого он есть», – пояснил Стиклер. «Почему это важно? Клиенты, конечно, не будут платить больше за нашу сталь, только за то, что она была произведена на предприятии с сертификатом LEED. Однако, если наша сталь продается по цене поставки 900 долл. США, а сталь одного из наших конкурентов продается по такой же цене, то при прочих равных условиях этот заказ будет моим, и я выиграю «тайбрейк» (прим. редактора: «в спорте – укороченная партия или раунд для выявления победителя при ничейном счете»). «Я не азартный игрок по природе, но приезжая в Лас-Вегас, там всегда можно увидеть игрока, который выиграл большие деньги, я такой же победитель в решающем раунде», – сказал Стиклер. «Я скажу вам, кто реально заинтересован в нашем сертификате LEED, это такие компании, как BMW и Mercedes. BMW рассказывает о создании телевизионной рекламы в США, где компания берет 15ти или 20-летний автомобиль марки BMW и показывает процесс его утилизации при прохождении через гигантский «авто-

Steel Times International на русском языке – Сентябрь 2019

шредер» для дробления и измельчения частей. Пластмассы идут в одну сторону, а металл отдельно собирается в другом бункере. Затем собранный металлолом загружают в нашу электродуговую печь, получаемая жидкая сталь проходит полный технологический процесс обработки до получения тонкой стальной полосы с оцинкованной поверхностью. После смотки в рулон готовые полосы отправляются обратно на автозавод компании BMW, где отработавшая свой срок машина вновь превращается в новую BMW. Я бы не хотел ничего больше, чем следовать этой телерекламе», – признался Стиклер. Стиклер пояснил, как он планирует удвоить мощности завода Big River Steel: «Это отличная история. Интересно, что только всего пару недель назад мы получили эту реальную возможность, хотя мы успешно работаем уже более двух лет. Мы смогли выйти на рынки капиталов и получить кредит в 487 миллионов долларов на 30-лет с 20-летней выплатой процентов. Поэтому нам не нужно будет выплачивать проценты на эти деньги в течение 20 лет при ставке 4,5 % – это очень, очень недорогой капитал, который и позволит нам удвоить нашу мощность». Он добавил, что www.steeltimesint.com

METEC-2019 13

«Я хочу знать как можно больше о работе нашего завода, точно также, как компании Google и Apple знают все о движении своих автономных автомобилей, которые ездят по городам мира». компания BRS уже заказала у Группы SMS все необходимое оборудование и планирует расположить новый завод в г. Браунсвилль (шт. Техас, США). Стиклер гордится показателем прибыли на одного работника компании BRS. «В прошлом году, по итогам второго года работы, наш показатель прибыли по EBITDA на одного работника был 557 тыс. долл. США. Посмотрите на наших конкурентов – а это хорошие конкуренты – 253 тысячи у Steel Dynamics, 157 тысяч у Nucor, а другие компании имеют показатель в 61 тыс. долл. США. Прибыль на одного нашего работника почти в 10 раз выше, чем у компании US Steel», – сказал он. В прошлом году завод BRS произвел 1,65 млн т стали с 518 сотрудниками, а после пуска нового оборудования будет производить 3,3 млн т/год. «Я собираюсь добавить всего 150 новых рабочих, поэтому при штате в 668 рабочих компания будет производить 3,3 млн т стали в год, а наш показатель прибыли на одного работника превысит миллион долларов. Таким показателем прибыли на одного работника могут похвалиться компании Силиконовой долины. Меня часто спрашивают, как же я это делаю? Я отвечаю, что я не делаю ничего, кроме того, что принимаю на работу хороших людей и покупаю хорошее оборудование. Я весьма жестко тренирую своих рабочих, а затем отхожу с их пути. И это дает те результаты, которые мы сегодня имеем», – сказал Стиклер. Стиклер гордится тем, что каждый сотрудник BRS производит в год 3250 тонн стали. «Я сравниваю эту цифру с показателями любого другого производителя стали в мире. Я не знаю всех цифр, во всем мире работает множество металлургических компаний, и я посещаю многие из них, но мне еще предстоит найти такую компанию, которая только начала приближаться к нашему уровню. И опять же, сегодня наши 518 сотрудников производят 1,65 млн т в год; подождите, когда мы начнем производить 3,3 млн т в год с 660 рабочими, то этот показатель достигнет уровня 7–8 тысяч тонн стали на одного работника. Мы обеспечим такую производительность благодаря внедрению цифровых технологий и систем автоматизированного управления на нашем производстве», – сказал он. www.steeltimesint.com

Все дело в прибыльности Люди часто спрашивают Стиклера, как же он управляет своим бизнесом. Он прямо отвечает им: все дело в ускоренном получении прибыли на заводе. «Мы постоянно бежим и бежим в полную силу, постоянно спрашивая себя, а быстро ли мы бежим? Я хочу бежать каждый день недели, каждую неделю месяца, каждый месяц каждого года как можно быстрее», – сказал он. Стиклер признает, что некоторые спрашивают его, а почему он говорит о своей прибыли на тонну отгруженной продукции, как если бы он был игроком номер один на рынке, а на самом же деле сегодня он номер два. Он возражает: «Но это прибыль на тонну продукции, отгруженной за первый прошлый год работы, который дополнительно включал наши первые 13-й, 14-й и 15-й месяцы работы, когда мы только поднимались на ноги. Дайте мне срок до конца текущего года, и я совершенно уверен, что мы будем самой прибыльной компанией на тонну отгрузки стальной продукции». В настоящее время компания BRS продает толстолистовой прокат из трубных марок стали для производства труб класса API магистральных нефтегазопроводов. Стиклер говорит: «Мы только что получили право участвовать в таких поставках для проекта строительства магистрального трубопровода протяженностью 600 миль, реализуемого крупной энергетической компанией Exxon. Честно говоря, это меня по-настоящему порадовало: ведь всего после двух лет нашей работы, мы уже продаем напрямую сталь трем крупнейшим автомобильным компаниям, мы недавно прошли аудит компании Mercedes, поэтому к концу года она станет третьим автопроизводителем в нашем списке прямых поставок. Для такой молодой металлургической компании это неслыханно, чтобы продавать свою продукцию напрямую. Посмотрите – 100 лет назад и 30 лет назад – все 100 % плоского стального проката в мире производили только металлургические комбинаты с полным циклом. Сегодня на этом рынке успешно работают мини-заводы с электродуговыми сталеплавильными печами. Поэтому металлургические заводы полного цикла в США сегодня производят уже менее 40 % всего выпускаемого плоского проката, а

через пять лет, вероятно, эта доля упадет до 25 %, а через следующие пять лет, возможно, станет менее 15 %. В связи с этим, отечественные и зарубежные автопроизводители (с локализованным в США производством), хорошо понимают необходимость диверсификации источников своих поставок. По правде говоря, минизаводы с ЭДП уже давно поставляют свою стальную продукцию автомобилестроителям. Когда мы запустили мини-завод Steel Dynamics, мы довольно быстро начали напрямую продавать компании Chrysler высокопрочную листовую автосталь для глубокой вытяжки», – сказал он. Бунтарь в промышленности Стиклер имеет репутацию «бунтаря в промышленности», он снимает на видео свое прибытие на официальное открытие завода Big River Steel на вызывающего вида мотоцикле, я полагаю, большом Harley. Интересно, а каково это быть бизнес-партнером такого мятежника? Лучше всего спросить об этом у генерального директора SMS group Бурхарда Дамена (Burkhard Dahmen). Он говорит: «Быть партнером бунтаря в отрасли – это вызов и возможность. Определенно, существует большое напряжение, но такое напряжение – это вызов и возможность. Вызов состоял в том, чтобы успешно обслужить и реализовать с нуля «гринфилд-проект» для этого отраслевого мятежника. Вызовом стали поставка технологии и пуск в эксплуатацию новейшего интеллектуального комплекса по производству плоского проката. Этот производственный комплекс включает пять различных технологических блоков, которые необходимо было составить таким образом, чтобы полностью объединить их не только с точки зрения механики, но также и с точки зрения систем автоматизации и цифровых технологий, поскольку завод Big River Steel – первый в мире интеллектуальный и обучающийся мини-завод по производству высококачественного плоского проката. У нас появилась возможность разработать что-то уникальное для мятежника отрасли, который потребовал от нас дальнейшего продвижения вперед с внедрением новых разработок, и ведь это не просто поставка самого современного оборудования или чего-то такого, что можно было бы уже увидеть до

Steel Times International на русском языке – Сентябрь 2019

14 METEC-2019

«Я не делаю ничего, кроме того, что принимаю на работу хороших людей и покупаю хорошее оборудование».

этого в другом месте. Нет, запрос клиента состоял в предоставлении чего-то абсолютно нового – и эта новая технология впечатляет своей производительностью. Я имею в виду то, что мы гарантировали номинальную производительность комплекса 1,5 млн т/год, а они достигли 1,65 млн тонн/год. У нас была возможность встретиться и работать с непростым партнером, и я говорю «партнером», потому что мы очень тесно сотрудничали, правда, не всегда приятно и дружелюбно, но отношения были честными и открытыми, а это именно то, что необходимо для успеха», – считает Бурхард Дамен. По словам Стиклера, понятие «устойчивость» выделяет компании Big River Steel и SMS group в мировом металлургическом сообществе. Он говорит: «Но другой отличительный фактор – наше полное принятие интеллектуального анализа больших данных (Big Data), искусственного интеллекта и машинного обучения. Мы разработали этот завод, чтобы он стал первым в мире «умным» и обучающимся заводом. Я хочу знать как можно больше о работе нашего завода, точно также, как компании Google и Apple знают все о движении своих автономных автомобилей, которые уже сами ездят по разным городам мира. Многие из наших конкурентов удаляют с серверов свои электронные данные через 30, 60 или 90 дней работы; мы ничего не удаляем, и поверьте мне, сам я не считал это, но специалисты, которые занимаются у нас автоматизацией, сбором и обработкой больших объемов информации, сообщили мне, что по состоянию на 31 марта 2019 года, спустя всего лишь два года нашей работы, мы просмотрели и проанализировали около триллиона точек данных. Моя цель – знать как можно больше об операционной деятельности завода, знать столько, сколько знают компании Rolls Royce и General Electric о производстве своих двигателей, с которыми летают самолеты Airbus и Boeing». Неправильный ответ! В компании Big River Steel не ругаются, но есть неприемлемые фразы при ответах на вопросы, одна из которых – «мы всегда так делали», сильно раздражает Дэйва. Он говорит: «Так, вскоре после пуска завода я спросил нашу команду по техобслуживанию, почему мы останавливаем производство на техническое обслужива-

ние еженедельно и каждый раз на четыре часа? Один наш очень опытный специалист, возможно, один из лучших в этой области, ответил мне «мы всегда так делали». НЕПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ! «Давайте посмотрим, что говорят на этот счет данные. Если мы прокатываем стальную тонкую полосу с заданной шириной и толщиной из высокопрочной стали, которая трудно поддается обработке по всей производственной линии завода, то, возможно, нам было бы лучше останавливать производство через каждые пять дней, а не раз в неделю. Но если мы производим толстую полосу из более мягкого материала, то мы могли бы продлить работу и проводить техобслуживание каждый 10-й день», – объясняет Стиклер. Другая запрещенная фраза – «случайное событие», и если ее произнесут, то Стиклер обязательно громко воскликнет «НЕПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ!» Он рассказывает: «Примерно месяц назад я спросил у менеджера электросталеплавильного цеха, что, черт возьми происходит, я пришел на работу, а электродуговая печь не работает. Что случилось? Он ответил «случайное событие», СНОВА НЕПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ! Мы не верим в случайные события, поскольку, проанализировав достаточный объем данных начинаешь видеть прогностические тренды. Так что, поверьте мне, если вы приедете в наш город и посетите наш завод (а за первые два года у нас побывали сотни посетителей), вы никогда не услышите от заводского персонала фразы типа «мы всегда так делали» или «это случайное событие». Я надеюсь, что они всегда дадут другой ответ, но не эти две фразы», – сказал он. Управление производством на заводе Big River Steel опирается на цифровые технологии и искусственный интеллект. Вся компания работает с «Облачными» технологиями и хранит информацию в «Облаке». Многие считают, что такая политика делает бизнес более уязвимым. «Чепуха, мы гораздо более защищены, мы гораздо лучше может противодействовать попыткам кибератак, а также экономим кучу денег. Мне не нужно тратить десятки миллионов долларов на покупку больших серверных платформ, не нужно содержать ИТ-отдел из 35 человек для обслуживания серверов, так что да, мы используем «Облачные» технологии во всем, что мы делаем», – возражает Стиклер.

Steel Times International на русском языке – Сентябрь 2019

На вопрос, поддерживают ли сотрудники компании эту технологию, Стиклер привел пример с сертификацией по LEED. Он вспоминает: «Наши специалисты сначала отрицательно отнеслись к этому предложению, сказав мне, что это подходит для больниц и университетов. Я сказал, что знаю об этом, и что так было раньше, но давайте попробуем. Затем, когда я дал команду начать процесс сертификации, я напомнил, что мы разрабатывали этот проект, как первый в мире обучающийся завод. Поэтому я выбрал одного из наших специалистов, который, как думается, был бы последним среди тех, кто работает с большими данными. Он был связан с черной металлургией более 45 лет, и я думаю, что он является представителем третьего поколения металлургов, а несколько его родственников тоже работают на заводе. Я подумал, что если я смогу переубедить его и заставить использовать в работе системы больших данных, то мне станет намного проще работать с персоналом, ведь это будет тот, на кого станут равняться другие. Это заняло у меня некоторое время, и сегодня он стал одним из наших чемпионов в области цифровых и «Облачных» технологий». Прозрачность имеет решающее значение Для Стиклера и Дамена прозрачность имеет решающее значение, но для многих производителей стали важным остается защита своих данных, они никогда не передают их третьей стороне. Отношения SMS с Big River Steel совершенно другие, и они основаны на новом подходе. «Они открыли нам свой карман, они сказали, что вам доступны абсолютно любые данные, берите их и используйте, и это, безусловно, пошло на пользу проекта Big River Steel. Сегодня у нас есть новейшие производственные мощности, где в любой момент мы имеем полный доступ ко всем данным (или к базе данных за конкретный период времени), и это основной принцип, который ведет к повышению качества, снижению энергопотребления и росту производительности», – сказал Дамен. Стиклер очень гордится своими результатами. «Бурхард прав, мы стараемся работать с полной прозрачностью, в отличие от многих наших конкурентов, где посетителям завода часто даже запрещают разговаривать с сотрудниками, им не разwww.steeltimesint.com

METEC-2019 15

«Всего после двух лет работы мы продаем листовую сталь напрямую трем крупнейшим автопроизводителям»

решают фотографировать. Я же призываю всех наших гостей выйти в цех и поговорить с нашими сотрудниками. Я не прячусь за протекционизм интеллектуальной собственности и не создаю барьеры. Мы используем в нашей работе модель компании Tesla, которая размещает свои чертежи и инженерные разработки в Интернете. Я считаю, что в конечном итоге все люди придут к этому. Если же я смогу сыграть положительную роль в том, чтобы помочь черной металлургии успешно конкурировать с производителями алюминия и титана, а также и с другими новыми материалами, разработка которых идет относительно быстрыми темпами, я чего-то достигну в этой жизни», – сказал Стиклер. Назад в будущее Что бы мог рассказать Стиклер, если бы его попросили заглянуть в будущее и представить свою презентацию по приглашению группы SMS на следующей выставке METEC-2023? Он ответил: «Я хотел бы через четыре года представить очередной и очень успешный проект нашей второй фазы расширения производственных мощностей компании Big River Steel. Скорее всего он будет включать вторую ЭДП, литейно-прокатный агрегат, а также технологическую линию для прокатки и обработки холоднокатаных полос из электротехнической стали в рулонах. Думаю, что мы начнем выпускать тонколистовую электротехническую сталь с изотропной структурой. Такая полностью обработанная тонколистовая магнито-мягкая сталь широко применяется в производстве магнитопроводов высокоэффективных электродвигателей, обеспечивающих привод электромобилей и гибридных автомобилей». По словам Стиклера, он планирует производить полностью обработанную ультратонкую (толщиной до 0,10 мм) электротехническую листовую сталь шириной 1650 мм со специальным электроизоляционным покрытием, которая будет самым широким и, конечно, самым тонким в мире магнито-мягким материалом. Он рассказывает: «Люди иногда удивляются и спрашивают меня, зачем стремиться к производству таких тонких листов из электротехнической стали с покрытием? И они правы. Сегодня я еще не знаю точно, но пытаюсь предугадать, что же вскоре будет? Я хотел бы реализовать этот www.steeltimesint.com

проект через два, три или четыре года, ведь если мы сможем производить такие тончайшие магнито-мягкие стальные полосы с покрытием, то это позволит изготавливать из них более легкие и более энергоэффективные электродвигатели для электромобилей будущего. Так что, скорее всего, на моей будущей презентации речь пойдет о другом заводе по выпуску плоского высококачественного холоднокатаного проката в рулонах, который мы запустим в Браунсвилле. Кто-нибудь, пожалуйста, зафиксируйте мой прогноз, чтобы потом оценить, насколько я был точен». Первый в мире «умный» мини-завод? Когда только стартовал проект Big River Steel, Стиклер сказал, что он сделал ошибку, заявив, что разработан первый в мире «умный» или интеллектуальный завод. «Но кто-то, кто намного умнее меня, сказал, что это неправда, и я спросил его, что ты имеешь ввиду? Он ответил, что наше видение продолжит развиваться на базе собранных данных, дальнейшего совершенствования и продолжения добычи этих данных. Таким образом, в диапазоне от одного до 10, где 10 отражает полностью завершенный процесс сбора и обработки больших данных с использованием искусственного интеллекта, сегодня мы, вероятно, находимся на первой или второй позиции. Но мы будем постоянно обучаться, и моя цель – успешно продолжать работать безопасно и с наивысшей прибылью. Я уверен, что созданные нами инструменты позволят продолжить повышение рентабельности», – говорит он. Стиклер подчеркнул низкую стоимость электроэнергии для Big River Steel, сказав, что при «полной загрузке» тариф составляет 34 долл. США за мегаватт при действующем 11-летнем контракте. «Прежде всего, мы потребляем меньше энергии, чем любой производитель стали в Северной Америке. Мы считаем, что наш тариф на электроэнергию является самым дешевым. У меня есть возможность – если я смогу оценить и предсказать, сколько энергии потребуется для выплавки стали из металлолома в дуговой печи – продавать свою «лишнюю» энергию. Так что буквально каждую минуту, каждый час и каждый день недели, мы не только расходуем много энергии, но и продаем ее обратно в сеть. Сегодня мы работаем с 10%-ным бу-

фером, потому что последнее, что я хотел бы сделать, это сказать моему оператору из электросталеплавильного цеха, что ему не хватит энергии для плавки, потому что я ее продал. Он бы сильно огорчился, поэтому мы и работаем с запасом энергии на уровне 10 %. Моя цель: в следующем году снизить этот буфер до 5 % и, в конечном итоге, довести его до 2,5 %. Единственный способ достижения такого уровня – это наблюдать и контролировать, быть абсолютно уверенным в результатах анализа нашего текущего положения на основе получаемых данных». Когда один из журналистов спросил Стиклера, как он оценивает техобслуживание оборудования на аутсорсинге, он сказал, что это не верно. «Некорректно говорить, что мы передали на сторону все наше техобслуживание. Я бы сказал, что это скорее соглашение о кооперации, в некоторых случаях с компанией SMS. У них есть ремонтная мастерская примерно в полутора милях от завода, где они ремонтируют наши МНЛЗ, там же находится и вальцешлифовальная мастерская. Повседневные ремонтные работы часто выполняются нами на месте», – сказал он. Один несчастный случай на заводе Когда Патрик, журналист из Нигерии, задал вопрос об уровне безопасности труда, Стиклер ответил: «У нас действительно на заводе был смертельный случай», а затем рассказал печальную историю о сове, которая каким-то образом залетела в трансформаторную станцию. «Я не знаю, как эта сова попала в трансформатор, но это случилось. Сова погибла, это верно, это был несчастный случай. Нам пришлось остановить производство на 13 часов». В завершение встречи Стиклер сказал: «Когда мы только начали отгружать своим первым заказчикам готовую продукцию, у нас возникла проблема с установленными весами. Они были не очень точными, поэтому мы отправили нескольким клиентам стальные полосы в рулонах массой около 19,9 тонн (при номинальной массе 20 тонн). Мы заменили весы. Я считаю, что это обычные проблемы на стадии прорезывания зубов. Ежедневно мы ориентируемся на повышение безопасности труда и прибыльности. Девиз нашей компании очень прост: «Береги себя, будь счастлив, зарабатывай деньги …», и пока мы успешно достигаем все эти три цели». n

Steel Times International на русском языке – Сентябрь 2019

ОБЪЕДИНЯЕМ ЧЕРНУЮ МЕТАЛЛУРГИЮ ВСЕГО МИРА! ЖУРНАЛ

FORUM STEEL FUTURE try – 2018 steel indus and the 4.0 Industry 50 now! go to page

ORT ENCE REP CONFER

scope the micro n under rence Digitalisatio Innovaction confe li’s at Danie

AND WIRE ROD TUBE, tube, PIPE ts in the developmen markets The latest pipe and steel wire rod

CTIVES PERSPE etalte r of LTI-M Edgar Rayne questions our answers

ch

КАТАЛОГ

www.steelti

mesint.com

mesint.com www.steelti - Vol.42 No2 March 2018

March 2018

17 ORY 20

– Vol.42 No.2

T L DIREC

IONAL –

RY INDUST @STEEL

ATIONA

INTERNAT

CS 4.0 S ETHI BUSINES

Международный справочник Steel Times International является основным руководством для металлургов, производителей, поставщиков оборудования и услуг для металлургической промышленности. БЕСПЛАТНО для подписчиков.

TERN IMES IN STEEL T

STEEL TIMES

Журнал Steel Times International – ключевой информационный ресурс для профессионалов рынка стали, который широко охватывает вопросы производства чугуна и стали во всех уголках земного шара.

06/09/20

UIDE indd

1

ВЕБ-САЙТ

ЕЖЕНЕДЕЛЬНЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ

Упакованный отраслевой информацией и постоянно обновляемый новостями для профессионалов черной металлургии, наш веб-сайт Steeltimesint.com также содержит технические статьи и интервью с ведущими представителями отрасли.

Наша новостная лента также рассылается каждую неделю более чем 11 тысячам профессионалов отрасли. Вы можете зарегистрироваться онлайн, чтобы бесплатно получать на свой Е-mail еженедельный бюллетень и следить за последними новостями черной металлургии мира.

@SteelTimesInt

www.steeltimesint.com/e-newsletter

WWW.STEELTIMESINT.COM

17 14:15:13

ПЕРСПЕКТИВЫ: PRIMETALS TECHNOLOGIES 17

Primetals Technologies: ясное понимание потребностей клиентов Primetals Technologies Ltd. была образована в январе 2015 года путем слияния СП Mitsubishi-Hitachi Metals Machinery и Siemens VAI Metals Technologies. «Сегодня компания является всемирно признанным лидером в области инжиниринга и производства оборудования для черной и цветной металлургии. Компания продолжит устойчивый позитивный тренд за счет создания взаимовыгодных партнерских отношений со своими клиентами во всем мире», – считает Аашиш Гупта*. кретных потребностей каждого клиента. На базе результатов наших исследований и консультаций мы поддерживаем многих наших клиентов в разработке и реализации правильной стратегии перехода к концепции «Индустрия 4.0».

1. Как идут дела в компании PRIMETALS TECHNOLOGIES? Загружает ли вас достаточно мировая металлургическая промышленность? Да. По сути, 2018 год был удачным для мировой металлургической промышленности. Сохранялись хорошие цены на стальную продукцию, и большинство металлургических компаний показали годовую прибыль. Было отставание в инвестициях, поэтому компания Primetals Technologies получила значительные заказы. В общем, дела идут довольно хорошо.

2. Как вы оцениваете текущее состояние мировой черной металлургии? Черная металлургия мира находится в процессе перехода к дальнейшему расширению производства высококачественной продукции с добавленной стоимостью. Производители стремятся полнее удовлетворять требования клиентов за счет более коротких циклов разработки и производства продукции. Металлурги также рассчитывают на повышение эффективности за счет прогресса, достигаемого в области цифровизации. Развитие концепции «Индустрия 4.0» привело к появлению новых технологий, которые могут существенно повысить производительность и качество продукции. Однако основная проблема избыточных мощностей все еще остается и будет сохраняться в будущем.

3. Можете ли вы представить наиболее крупные контракты, над реализацией которых вы сейчас работаете? Мы горды тем, что строим два современных стана горячей прокатки в Мексике и новую линию по технологии бесконечного производства полосы Arvedi в Китае. Кроме этого, мы выполняем несколько важных проектов по всему миру.

4. Где компания сейчас наиболее загружена заказами? Мы – глобально действующая компания, имеющая клиентов по всему миру. Однако самыми крупными рынками для нас являются США и Китай.

5. В каком секторе черной металлургии сосредоточена основная деятельность компании PRIMETALS?

Аашиш Гупта, директор по продажам компании Primetals Technologies

Компания является производителем и поставщиком «полной линейки» металлургического оборудования, надежным партнером в области инжиниринга и услуг для всего жизненного цикла металлургических предприятий. Мы ведем свой бизнес во всех областях производства стали – от выплавки чугуна и стали до отделки и обработки готовой стальной продукции. Характер нашего бизнеса, конечно, цикличен – за последние годы мы наблюдали значительный рост инвестиций в области выплавки стали, непрерывной разливки и прокатки.

6. Насколько важна концепция «Индустрия 4.0» для черной металлургии? На мой взгляд, это одна из наиболее важных инициатив за долгое время. При правильной и последовательной реализации это обеспечит производителям получение огромной выгоды.

7. Насколько глобальная металлургия привержена внедрению концепции «Индустрия 4.0», где в мире наблюдается наибольшая отдача? Все без исключения руководители металлургических компаний, с которыми я общался в прошлом году, весьма заинтересованы в использовании преимуществ концепции «Индустрия 4.0». Задача заключается в определении конкретных технологий и планов их внедрения, которые будут варьироваться в зависимости от кон-

8. Индия сегодня считается вторым по объемам производителем стали в мире. Работает ли Primetals в Индии? Да, Индия обогнала Японию и стала вторым по величине производителем жидкой стали в мире. Это единственная крупная экономика мира, которая может обеспечить значительный рост спроса на сталь в течение следующих двух десятилетий, и конечно, это один из наиболее важных для нас растущих рынков. Мы являемся крупной и компетентной компанией, которая стремится поддерживать потребности наших индийских клиентов наилучшим образом.

9. Как вы оцениваете опыт работы PRIMETALS в черной металлургии Китая? За последние 20 лет Китай существенно расширил свои производственные мощности, большая часть которых охватывала товарные виды стальной продукции. Сегодня китайские производители испытывают значительное давление, чтобы дифференцировать свою продукцию и сместить сортамент своего портфеля в сторону расширения цепочки создания добавленной стоимости. Primetals Technologies активно сотрудничает со многими китайскими компаниями, помогая им на пути этой технологической трансформации.

10. Как мировая промышленность работает в плане сокращения выбросов металлургических заводов? В последние несколько лет мировая сталелитейная промышленность довольно эффективно сокращает выбросы. Но сегодня это развитие замедлилось. Металлургические компании в сотрудничестве с местными органами власти и учреждениями предпринимают множество инициатив – в области сокращения выбросов CO2, применения альтернативных видов восстановителей (таких как водород и биомасса), а также технологий улавливания и хранения углерода (CCS).

*Aashish Gupta – Chief sales officer, компания Primetals Technologies, Лондон, Великобритания. www.steeltimesint.com

www.primetals.com

Steel Times International на русском языке – Сентябрь 2019

18 ПЕРСПЕКТИВЫ: PRIMETALS TECHNOLOGIES

11. Общаясь с производителями стали, ощущаете ли вы их растущий интерес к поиску у вас решений по энергоэффективности и устойчивости? Если да, то какие разработки вы можете им предложить? Наши клиенты определенно ищут в Primetals Technologies решения, способствующие повышению энергоэффективности и устойчивости. Для этого у нас есть обширный портфель – начиная с технологий агломерации и доменного производства, которые являются наиболее энергоемкими и экологически требовательными областями, вплоть до выплавки стали, непрерывной разливки, прокатки и обработки побочных продуктов.

12. Как успешно черная металлургия мира отвечает на вызовы более экологически чистого производства стали? Металлургическая промышленность, как правило, заботится об окружающей среде и демонстрирует социальную ответственность, внедряет доступные в настоящее время технологии для максимально возможного сокращения выбросов. Тем не менее, новые технологические прорывы, такие как доступность водорода по конкурентоспособным ценам, необходимы для реализации дальнейших значительных улучшений в будущем.

13. В каких ключевых областях технологий металлургического производства лидирует компания PRIMETALS TECHNOLOGIES? Компания Primetals Technologies является всемирно признанным лидером на мировом рынке и разработчиком инноваций в области производства конвертерной стали, непрерывной разливки, а также горячей и холодной прокатки. Некоторые из наших последних инновационных решений, например, ЭДП Quantum с очень низким энергопотреблением и процесс производства бесконечной полосы Arvedi, являются действительно прорывными решениями, которые помогают нашим клиентам во всем мире оставаться конкурентоспособными.

14. Как вы оцениваете развитие PRIMETALS TECHNOLOGIES в краткои среднесрочной перспективе с учетом тенденций развития мировой металлургии? С момента своего образования в 2015 году Primetals Technologies росла гораздо быстрее, чем мировая сталелитейная промышленность, и мы намерены продолжать устойчивый рост в краткосрочной и среднесрочной перспективе, формируя взаимовыгодные партнерские отношения с нашими клиентами.

15. Где вы наблюдаете наибольшие инновации с точки зрения технологий производства: – в выплавке стали, внепечной обработке или более нисходящих переделах? Основные инновации в области первичной выплавки стали направлены на повышение энергоэффективности и снижение негативного воздействия на окружающую среду, например, за счет использования альтернативных восстановителей. На среднем уровне технологического процесса внимание сосредоточено на «сжатии» производственного процесса, таком как внедрение технологий «бесконечной» разливки и прокатки. На последующих этапах обработки особенно актуальным становится удовлетворение возникающих потребностей клиентов в более качественных и прочных сталях, таких как стали с усовершенствованными покрытиями, высокопрочные стали третьего поколения и еще более качественные электротехнические стали.

16. Насколько вы оптимистично смотрите на будущее развитие мировой черной металлургии и какие вызовы стоят перед производителями стали в кратко- и среднесрочной перспективе? С начала индустриальной эпохи сталь была и будет оставаться фундаментальным элементом экономического роста. Конечно, избыточные мощности останутся проблемой для производителей стали, но я уверен, что у металлургических компаний остается достаточно возможностей

Steel Times International на русском языке – Сентябрь 2019

для того, чтобы определить и успешно реализовать конкретные стратегии для своих рынков, чтобы они продолжили процветать в текущих условиях.

17. Что нового в производстве стали посетители выставки METEC 2019 могут ожидать от Primetals Technologies? Компания Primetals Technologies является уникальной среди своих основных конкурентов в том, что тесно объединяет три основных направления: во-первых, проектирование и производство машин; во-вторых, решения по автоматизации и передовые алгоритмы; в-третьих, накопленный опыт в развитии процессов и металлургических ноу-хау. Эта уникальная комбинация позволяет нам не только проектировать и поставлять нашим клиентам наилучшее оборудование и решения для автоматизации, но также четко понимать их потребности с точки зрения их производственного процесса и разработки продуктов, а также сотрудничать с ними, чтобы успешно внедрять принципы концепции «Индустрия 4.0», доступные благодаря цифровизации. Именно это лицо компании Primetals Technologies будет представлено на выставке METEC 2019.

18. Компания PRIMETALS TECHNOLOGIES базируется в Лондоне и ЕС, что происходит в черной металлургии этого региона? Несмотря на то, что штаб-квартира Primetals Technologies находится в Европе, мы действительно являемся глобальной компанией со значительным присутствием и широким кругом компетенций по всему миру – начиная с Японии и Индии и заканчивая европейскими странами, такими как Австрия, Германия, Великобритания, Франция и Италия, а также в США, Мексике и Бразилии.

19. Помимо крепкого кофе, что мешает Вам заснуть ночью? Желание сделать все необходимое и быть уверенным, что мы полностью выполняем все наши текущие обязательства перед нашими клиентами. n www.steeltimesint.com

НЕПРЕРЫВНАЯ РАЗЛИВКА СТАЛИ 19

Высокотехнологичная слябовая МНЛЗ для разливки качественных марок сталей Итальянская компания Danieli на металлургическом заводе voestalpine в Линце (Австрия) ввела в эксплуатацию новейшую слябовую МНЛЗ для разливки высококачественных марок стали. Габриэль Полон, Лорис Бусолини, Тьерри Готрё, Герберт Мозер, Питер Ходник* В рамках проекта по расширению и совершенствованию производства на заводе voestalpine stahl в Линце компания Danieli спроектировала, изготовила и ввела современнейшую слябовую МНЛЗ CC8. Разливаемые на МНЛЗ слябы толщиной 225 мм и шириной от 800 до 1820 мм из высококачественных марок стали поступают на последующую прокатку для производства полосовой стали в рулонах, включая листовую сталь для автомобилестроения и кремнистые электротехнические стали. Для удовлетворения повышенных требований была спроектирована одноручьевая слябовая МНЛЗ криволинейного типа с вертикальным кристаллизатором и технологическим радиусом изгиба ручья 9 м. В линии МНЛЗ установлены шесть сегментов для изгиба, два правильных сегмента и шесть сегментов на горизонтальном участке машины. Передовая система автоматизации МНЛЗ включает систему L1, основанную

на технологии DCS с централизованной средой обслуживания программного обеспечения, которая работает в координации с системой L2, интегрирующей широкий набор технологических пакетов. Этот набор включает следующие автоматизированные системы: ● Q-COOL (для управления процессом контролируемого вторичного охлаждения с целью обеспечения максимально высокого качество получаемого продукта); ● Q-CORE (для управления процессом динамического мягкого обжатия оболочки ручья и расчета позиции жидкой сердцевины); ● Q-MAP (полная тепловая карта кристаллизатора для максимизации показателей производительности машины и предотвращения прорывов); ● Q-LEVEL (система контроля уровня металла в кристаллизаторе с автоматической подачей порошка, обеспечивающая снижение колебаний уровня, стабильный поток и минимизацию «выпуклости» сляба с помощью расширенного алгоритма управления); ● Q-MAS (устройство для измерения размещения и выравнивания опорной рамы сегментов);

● Q-MOD (для контроля возвратно-поступательного качания кристаллизатора). По мнению компании Danieli этот успешный проект объединил наиболее передовые технологии компании в области механики, электрики и автоматизации. Сегменты МНЛЗ с опорными роликами Основной руководящий принцип при разработке проекта опорных роликов – обеспечение последовательности обжатия разливаемого сляба между роликами, чтобы избежать колебаний уровня жидкой стали в кристаллизаторе, которые могут привести к захвату включений и литейного порошка. Это особенно важно для полос из автолистовой стали (подвергающихся воздействию атмосферы в узлах кузова автомобиля), где включения в подповерхностном слое сляба могут при прокатке приводить к появлению дефектов в виде расслоений и трещин, которые ухудшают качество конечной поверхности. В таблице приведены данные о расположении опорных роликов по сегментам ручья МНЛЗ, зазоры между роликами и диаметры роликов. Значения шага между опорными роликами определены как

Таблица. Расположение в технологической линии и диаметры опорных роликов Область МНЛЗ

Диапазон шага роликов, мм

Диаметр опорных роликов, мм

Изгибающие сегменты

182 ÷ 185

Ø 150

Сегмент изгиба тип 1

239 ÷ 248

Ø 200, Ø 220

Сегмент изгиба тип 2 Правильные сегменты Горизонтальные сегменты

259

Ø 220

280 ÷ 290

Ø 240

300

Ø 260

*Gabriele Paulon – компания Danieli; Loris Busolini – Danieli Automation; Thierry Gautreau – Danieli Rotelec; Herbert Moser – voestalpine Stahl GmbH; Peter Hodnik – voestalpine Stahl GmbH www.steeltimesint.com

Steel Times International на русском языке – Сентябрь 2019

Paddle - Meniscus steel velocity at W/4, (Vc 1.25m/mn, W1600mm, SEN 195mm, Ar 7NI/mn) EMLS 0.60

700 600

0.40

500

V (m/s)

0.20 400 0.00 300

- 0.20 MENISCUS TOPOGRAPHY - Normalised Profiles

200

UPV SUB-MENISCUS VELOCITY-SENSOR 2

X Component of Velocity [m/s]

Elevation [mm]

- 0.40

TIME [s] ]

m axix [mm

Position fro

- 0.60

100 0 0

500

1000

1500

2000

2500

3000

(A) Immersion depth (mm), Casting speed (1000xm/min) Slab width (mm/10), Argon flow (10xNI/min)

20 НЕПРЕРЫВНАЯ РАЗЛИВКА СТАЛИ

Time (s) Argon flow (10xNL/min)

Casting speed (100xm/min)

SEN immersion depth (mm)

Current (A)

Slab width (mm)

Meniscus velocity measured by the paddle

Position from narrow plate [mm]

Рис. 1. Для изучения естественной структуры потока жидкой стали в кристаллизаторе применили экспериментальную установку с водяным моделированием. Инжекцию аргона моделировали с помощью вдувания воздуха, а картину течения отслеживали с помощью впрыска голубого метилена (1). Форму потока на уровне мениска фиксировали с помощью топографии уровня цифровой видеокамерой (2), результаты анализировали с реконструкцией получаемых на поверхности мениска волн (3). Скорости на мениске измеряли ультразвуковым профилометром скорости (4), позволяющим получить полную скоростную характеристику потока на мениске.

Рис. 3. Моделирование колебаний уровня мениска в кристаллизаторе (метод Paddle) при электромагнитном перемешивании жидкой стали (EMLS), функция торможения ВХОД

ВЫХОД

Условия разливки: VC, V, расход Ar, глубина погружения SEN

Функция перемешивания и текущая интенсивность I

1) Nailboards

2) Masterfiles

Nailboards, th 220mm, SEN 70x80 down 25°, Immersion 180mm, Argon flow 10NI/mn

Внутренний радиус

X V meniscus

I (A) EMLS X V meniscus

Узкая лицевая сторона

EMLA

Сторона SEN

Рис. 4. Управление функцией ЭМ перемешивания на основе измерений скорости жидкой стали в мениске Внешний радиус

Height difference (mm)

Steel flow intensity: Vc1, 4m/min - W1490mm - SEN140mm -Ar7Nl/m

18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Nails rows along the meniscus Outer radius skull height (mm) Inner radius skull height (mm)

Рис. 2. Моделирование поля скоростей жидкой стали на мениске (метод плоских сегментов Nailboards)

можно малыми, а конструкция оси вращения роликов малого диаметра обеспечивает достаточный зазор в растворе роликов, чтобы установленные форсунки могли достигать поверхности заготовки. Системы электромагнитного перемешивания 1. Мультирежимный электромагнитный перемешиватель, установленный на кристаллизаторе МНЛЗ (MM-EMS) Как хорошо известно из многолетней эксплуатации слябовых МНЛЗ, оптимальная структура потока и гидродинамика жидкой стали в кристаллизаторе является отправной точкой для достижения наилуч-

Рис. 5. Схема отбора образцов для оценки качества внутренней структуры непрерывнолитого сляба

шего качества поверхности и внутренней структуры (в осевой зоне) заготовки, предотвращения образования дефектов от неметаллических включений и всплывающих на мениск кристаллизатора включений и порошкообразных флюсов. Система MM-EMS обеспечивает интеллектуальное управление тремя функциями – замедления, ускорения и вращательнопоступательного движения жидкой стали в кристаллизаторе, направленными на подавление развития дефектов и включений сталеплавильного производства. Для определения естественного потока жидкой стали при различных условиях непрерывной разливки (скорость разливки, ширина сляба, глубина погружного разли-

Steel Times International на русском языке – Сентябрь 2019

вочного стакана SEN и расход аргона) были разработаны различные методологии и математические модели. На полномасштабной экспериментальной установке с использованием водных потоков моделировали течение жидкой стали в кристаллизаторе в реальном масштабе времени (рис. 1). Для расчетов направления, поля скоростей и интенсивности потоков жидкой стали на уровне мениска в кристаллизаторе МНЛЗ были применены специальные методы послойной 3D-графики (метод nailboards) и анализа поведения плоского бассейна (метод paddle). Полученные при моделировании данные (рис. 2 и 3) были применены для праwww.steeltimesint.com

НЕПРЕРЫВНАЯ РАЗЛИВКА СТАЛИ 21

B1

B2

B3 Перегрев = 23 °С Скорость разливки = 1 м/мин Ширина сляба = 1297 мм

EZ% = 50.5

EZ% = 56

EZ% = 56

Рис. 6. Процентная доля равноосной зоны (EZ) с одинаковым размером зерна

Рис. 7. Независимое управление секциями водо-распылительного охлаждения по ширине сляба

1000 200 Плотность подачи воды, л/мин/м2

Плотность подачи воды, л/мин/м2

900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

150 Сегменты 7–8 100

50

0 0 0

200

400

600

800 1000 1200 Ширина сляба, мм

1400

1600

Рис. 8. Общая плотность подачи воды по ширине сляба на выходе из зоны изгиба

вильной настройки функций многорежимного электромагнитного перемешивателя (таких как торможение, ускорение, перемешивание). Система автоматически управляет потоком жидкой стали внутри кристаллизатора, чтобы соответствующими магнитными силами обеспечивать наиболее оптимальный поток жидкой стали при различных условиях разливки. Общая процедура автоматического управления с помощью MM-EMS может быть кратко изложена следующим образом. Форма мениска в кристаллизаторе и скорость потока на мениске определяются в соответствии с режимами непрерывной разливки, полями скоростей и четырьмя параметрами (скорость разливки, ширина сляба, глубина погружного стакана SEN и поток аргона). По полученной скорости течения на мениске с помощью мастерфайлов вычисляют требуемую функцию перемешивания и текущую интенсивность для настройки стабильного процесса (рис. 4). На основе первых результатов оценки качества отливаемого сляба настраивают работу MM-EMS для совершенствования показателей качества и устранения дефектов типа расслоения. Тестирование работы системы MMEMS на МНЛЗ CC8 продолжается в сотрудничестве с персоналом voestalpine stahl, данные о качестве собираются по всей технологической линии для консолидации результатов и дальнейшего совершенствования процесса. www.steeltimesint.com

200

400

1800

600

800 1000 1200 Ширина сляба, мм

1400

1600

1800

Рис. 9. Общая плотность подачи воды по ширине сляба на выходе из сегментов 7–8

2. Электромагнитное перемешивание в ручье (Strand-EMS) При перемещении от кристаллизатора вниз вдоль ручья внимание переключается с качества поверхности и подповерхностного слоя на качество внутренней структуры разливаемого сляба. С целью улучшения качества металла в осевой зоне сляба на ручье смонтирован специальный манипулятор с электромагнитным перемешивателем. Внутреннее распределение зерен в осевой зоне слитка является ключевым фактором для формирования конечного качества электротехнических сталей. В ассортименте продукции МНЛЗ CC8 voestalpine Stahl GmbH основную долю занимают марки электротехнической (кремнистой) стали с содержанием Si около 2,32 % и показателем EZ (зоны равноосной зернистой структуры) свыше 50 % (рис. 5, 6). Система вторичного охлаждения Для достижения требуемых уровней качества с точки зрения равномерной кристаллизации в процессе разливки, внутренней структуры и поверхности отливаемого сляба на всех секциях МНЛЗ установлена система форсуночного водовоздушного охлаждения, обеспечивающая плавное регулирование и равномерное распределение распыляемой форсунками воды по ширине сляба. Кроме улучшенного расположения секций водовоздушного охлаждения по ширине сляба была добавлена функция независимого управления распылительными форсунками с отдельными

клапанами для управления потоками воздуха и воды (рис. 7). Распылительные форсунки были тщательно спроектированы с целью компенсации эффекта перекрытия струй в каждом отдельном ряду и общей плотности водяных струй в конце зоны охлаждения из-за перекрытия струй всех форсунок по длине технологической линии (рис. 8, 9). Для измерения и контроля распределения температуры поверхности по ширине сляба при различных условиях разливки между выпрямляющими сегментами была установлена специальная система пирометров для многоточечного измерения температуры по ширине сляба. Индивидуальное управление работой каждой форсунки секционного охлаждения сляба на основе получаемых измерений температуры позволяет выравнивать распределение воды и температурный профиль сляба, что обеспечивает улучшенный контроль внутреннего качества металла (рис. 10). Широкие возможности управления в сочетании с надежной моделью затвердевания в зоне вторичного охлаждения позволяют реализовать заданный профиль окончательного затвердевания вдоль направления разливки и исключить удлинение по боковым кромкам в результате неравномерного охлаждения по ширине сляба и более холодной зоны в середине широкой грани сляба (рис. 11, 12). На основе реальных данных опытнопромышленных измерений, выполненных поставщиком форсунок (рис. 13), с помо-

Steel Times International на русском языке – Сентябрь 2019

22 НЕПРЕРЫВНАЯ РАЗЛИВКА СТАЛИ

KT 240 1.2mpm - all grades 1000

Рис. 11. Результат моделирования температуры поверхности сляба

Температура, °С

950 900 850

Рис. 12. Моделирование процесса затвердевания в осевой зоне 800

Плотность, мм

750 700

900-999, 1.2 1000,1099, 1.2 1100,1199, 1.2

1200-1299, 1.2 1300-1399, 1.2 1400-1499, 1.2

1500-1599, 1.2 1600-1699, 1.2

0

Рис. 10. Результаты измерения температуры поверхности сляба между сегментами 7-8 зоны вторичного охлаждения

щью детальной температурной модели была проведена индивидуальная и оптимальная настройка каждой отдельной форсунки (рис. 14). Реализуемая модель затвердевания учитывает полную картину зоны вторичного охлаждения и предоставляет полную трехмерную карту распыления воды и условий затвердевания сляба вдоль всей технологической линии МНЛЗ (рис. 15). Наряду с распылительным охлаждением в модели тщательно оценивается и регулируется процесс охлаждения опорных роликов, что позволяет полностью контролировать их влияние на процесс кристаллизации. Для минимизации любой неравномерности распределения воды из-за перекрытия струй форсунки расположили в шахматном порядке с чередованием четных и нечетных чисел форсунок по ширине во всех последующих рядах по длине ручья МНЛЗ. Для упрощения конструкции, снижения капитальных и эксплуатационных расходов в горизонтальной части МНЛЗ реализовано только внутреннее охлаждение роликов (без системы водораспылительного охлаждения слябов). Сухая разливка Слябы из высококачественной стали склонны к образованию поперечных трещин при прохождении через две критические области МНЛЗ с вертикально-криволинейной конструкцией: зону изгиба и зону выпрямления. Чтобы избежать образования трещин в этой области, важно контролировать внутренние напряжения, создаваемые деформацией, а также температуру сляба. Температура выпрямляемой заготовки становится критическим фактором если она падает ниже интервала хрупкости, где даже относительно низкие напряжения могут привести к образованию трещин.

18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 350

400

500 550 600 650 700 Ширина распыления воды, мм

750

800

850

Рис. 13. Распределение плотности водяного охлаждения форсунками по ширине сляба

Если в зоне вертикально-изогнутого ручья заготовка все еще не слишком далека от мениска, чтобы испытывать проблемы из-за понижения температуры, то в зоне изгиба, особенно для машин с большим радиусом, расстояние от кристаллизатора становится более важным фактором, а контроль падения температуры сложнее. Для противостояния этой проблеме может применяться концепция сухой разливки. Идея очень «проста» и заключается в отключении вторичного охлаждения сляба для снижения теплоотвода. Это «простое» действие сопровождается значительными недостатками: ● машинное оборудование подвергается воздействию более высоких температур, что в принципе может привести к существенному сокращению срока службы роликов и подшипников; ● теряется контроль над процессом затвердевания, что может приводить к развитию внутренних дефектов (сегрегация в осевой зоне и трещины). Следовательно, ключевыми факторами становятся: конструкция оборудования с точки зрения охлаждения опорных роликов и подшипников, позволяющая одновременно защитить узлы и обеспечить минимальный эффект контактного охлаждения сляба; малый шаг между опорными роликами, чтобы обеспечить надлежащий контроль и минимизировать появление «выпуклости» и сегрегации; настройка режима мягкого обжатия ручья для достижения равномерного качества осевой зоны; снижение ограничений в работе без струйного водяного охлаждения. Конструкция роликов PDR с внутренним охлаждением вместе с контролируемым и настраиваемым потоком охлаждающей воды доказала свою эффективность и позволяет достигать повышенных значений температуры с приемлемым распределением температуры по ширине

Steel Times International на русском языке – Сентябрь 2019

450

сляба. Достигаемое внутреннее качество металла в осевой зоне сляба соответствует ожиданиям и сопоставимо с качеством других менее критичных марок. Состояние процесса сухой разливки МНЛЗ CC8 оснащена специальными роликами PDR от сегмента 3 до сегмента 8, что позволяет работать в условиях сухой разливки без каких-либо негативных последствий для срока службы роликов. Для оценки влияния сухой разливки на температуру сляба и роликов было проведено несколько испытаний в различных условиях. Приводные ролики PDR сегментов 3–8 на внутренней головной части были оснащены дополнительными термопарами для измерения влияния температуры охлаждающей воды на ролики. Во время сухой разливки три установленных сканера показывали полный температурный профиль по ширине, также проводили контрольные измерения ручным пирометром (рис. 16, 17, 18). Результаты этих испытаний позволили оптимизировать поток водяного охлаждения для роликов PDR, чтобы гарантировать, что сухая разливка не приведет к их повреждению. Кроме того, некоторые изменения в программном обеспечении, связанные с безопасностью машины, завершили окончательную настройку процесса сухого литья. Технологические пакеты Для полного контроля оборудования и процесса разливки были внедрены технологические пакеты последнего поколения. Важную роль играют модель кристаллизации и модель динамического управления мягким обжатием в блоке направляющих роликов, объединенные в уникальную усовершенствованную модель. Эта модель динамически управляет как характером подачи распыляемой воды, так и позиционированием сегмента в соwww.steeltimesint.com

НЕПРЕРЫВНАЯ РАЗЛИВКА СТАЛИ 23

Рис. 14. Моделирование распределения плотности водо-распылительного охлаждения форсунками

Рис. 15. Модель расположения форсунок распыления воды и опорных роликов

1050

Разливка без водяного охлаждения сегментов 5/6/7/8

Температура, °С

1000

LD3, CC8 - temperature - measurement segment 3-8, specific detail-view 100 90

950

До внедрения «сухой» разливки

900

850

80 800

Температура, °С

70

Angular dimension (grade, magnitude)

60 50

Рис. 17. Изменение температуры поверхности по ширине сляба в процессе «сухой» разливки (измерение температуры пирометром между сегментами 7 и 8)

40 30 20 10

Время

Рис. 16. Регистрация температурных изменений на охлаждающем оборудовании в процессе «сухой» разливки (сегменты 3–8)

100 РАЗЛИВКА

224

80

222

60

220

40

218 20

216

1800

120

1600

100

5000

226 60

1200 40 1000

20

800

0

600

- 20 0

5

10

15

20

25

30

Q-Cool, centre

Q-Cool, core

Core solid fraction %

Q-Cool, corner

Thermocouple temperature measurement

SF, side

Рис. 18. Температурные профили поверхности сляба при «мягком» охлаждении (прогноз и результаты измерения)

ответствии с различными условиями разливки (стабильными или переходными на разных стадиях процесса). Для вычисления уравнений теплообмена применили алгоритм на базе бессеточного метода моделирования движущихся частиц (без разбиения расчетного пространства), что позволило сократить время расчетов полной двумерной модели и внедрить управление в реальном времени. Такая модель позволяет моделировать поведение каждой отдельной форсунки в каждом отдельном ряду распыления, обеспечивая полную карту охлаждения по всей поверхности сляба и полную картину процесса затвердевания в ручье на любом расстоянии от мениска. www.steeltimesint.com

10000

15000 20000 Длина ручья, мм

25000

30000

Скорость разливки 0,8 м/мин

80

1400

Раствор роликов, мм

Температура, °С

Практика мягкого охлаждения (ширина сляба 1600 мм, скорость разливки 1,2 м/мин)

100 РАЗЛИВКА

224

80

222

60

220

40

218 20

216 5000

10000

15000 20000 Длина ручья, мм

25000

Доля твердой фракции, %

09.08.18

Раствор роликов, мм

226

Доля твердой фракции, %

Скорость разливки 1,3 м/мин

0

30000

Рис. 19. Изменение зазора между опорными роликами по длине линии в процессе непрерывной разливки с мягким обжатием

В сочетании с регулятором расхода и секционным распылением воды, модель позволяет точно регулировать распределение температуры с минимальным различием по ширине. Для охвата всего ассортимента заготовок были составлены подробные кривые охлаждения для различных марок стали, учитывающие целевой состав стали. Поэтому требуемые условия распылительного охлаждения определяются непосредственно на уровне 2 на основе графика производства. В сочетании с управляемым процессом охлаждения модель обеспечивает функционал динамического мягкого обжатия с целью устранения пористости и сегрегации. Для различных марок стали назна-

чаются наиболее подходящие режимы мягкого обжатия ручья с соответствующим регулированием ступенчатого профиля последовательных обжатий в каждой паре валков для трех основных областей: жидкого ядра, мягкого ядра и затвердевшей осевой зоны. По целевому составу марки стали также динамически регулируются установочные величины межвалковых зазоров в каждом блоке тянущих валков (рис. 19). Конкретные положения сегментов определяются с учетом нескольких ограничений по качеству, которые адаптируют желаемое ступенчатое обжатие по толщине к условиям разливки в реальном времени, перенастраивая в случае необходимости положение сегмента. n

Steel Times International на русском языке – Сентябрь 2019

24 ЛИНИИ ГОРЯЧЕГО ЦИНКОВАНИЯ

Реконструкция дрессировочного стана в линии непрерывного горячего цинкования стальных полос В связи с постоянным ростом требований к стальным оцинкованным полосам, предназначенным для автомобилестроения, действующие линии непрерывного горячего цинкования полос (АНГЦ) нуждаются в модернизации для удовлетворения растущих потребностей рынка. В 2017 году компания Tata Steel подписала контракт с компанией CMI Industry (Бельгия) на проведение модернизации АНГЦ завода Segal в Бельгии с целью повышения пропускной способности линии и расширения ассортимента обрабатываемых марок стали. Разработка проекта модернизации заняла семь месяцев, а период остановки производства на его реализацию составил всего три недели. Обновленная линия АНГЦ была введена точно в срок и согласно утвержденной спецификации. Франсуа Дюмортье* НЕПРЕРЫВНАЯ линия горячего цинкования погружением рулонного металла (CGL) на заводе Societe Europeenne de Galvanisation SA (Segal) в Бельгии является стратегическим активом глобальной компании Tata Steel. Линия первоначально была поставлена компанией CMI (Бельгия) и введена в промышленную эксплуатацию в 1986 году. Линия предназначена для обработки полос из стали прогрессивных марок, включая стали для сверхглубокой вытяжки (EDDQ – extra deep drawing qualities). Линия полностью ориентирована на заказы автомобильной промышленности производя качественные оцинкованные стальные полосы шириной до 1900 мм для последующего изготовления открытых частей автомобилей. Для удовлетворения растущего спроса автомобилестроения на улучшенную высокопрочную сталь (AHSS) эта линия стала нуждаться в серьезном обновлении, основными целями которого стало расширение сортамента высококачественных сталей и повышение производительности на 10 %. Для обеспечения намеченного прироста объема производства было принято решение реализовать следующие изменения. ● Увеличить мощность нагревательной печи с добавлением индукционного предварительного нагрева. ● Увеличить мощность петлевой башни для охлаждения полосы за счет внедрения запатентованной компанией CMI технологии BLOWSTAB® ускоренного охлаждения. ● Установить новую систему охлаждения и закалки водой. ● Повысить емкость петлевого накопителя полосы входной секции с добавлением блока с четырьмя петлеобразующими проводками (что стало возможным за счет замены существующего двухроликового управляющего механизма на однороликовый). ● Повысить емкость выходного петлевого накопителя оцинкованных полос перед инспекционным стеллажом.

Рис. 1. Вид сверху на секцию дрессировочного стана после завершения проекта модернизации

Для расширения ассортимента выпускаемой продукции (включая обработку сталей типа AHSS) потребовались следующие элементы модификации оборудования секции с дрессировочным станом. ● Повысить уровень натяжения полосы натяжными роликами на входе в дрессировочную клеть с 6 до 12 т, чтобы добиться большего коэффициента вытяжки (удлинения) при обработке высокопрочных сталей. ● Увеличить натяжение полосы на машине для правки полос растяжением до 30 т. ● Полностью изменить концепцию главного привода и удлинения полосы в процессе дрессировки с переходом от двигателей постоянного тока с полной механической системой вытяжки (один главный двигатель с двигателями удлинения) на отдельную систему с индивидуальным приводом от электродвига-

Компания CMI, в память своего основателя Джона Кокерила, вернула свое первоначальное название – «John Cockerill».

телей переменного тока (один двигатель и коробка передач). ● Увеличить диаметр рабочих валков с 560 мм до 650 мм, чтобы улучшить качество поверхности готовой полосы и передачу шероховатости поверхности за счет повышения коэффициента вытяжки, большего упругого сплющивания валков и большей длины контакта с полосой при дрессировке мягких марок сталей. При диаметре рабочих валков 650 мм в процессе дрессировки полос из той же марки стали можно повысить натяжение, что способствует улучшению планшетности и получению гладкой поверхности готовой полосы. ● Увеличить усилие металла на валки при дрессировке с 1000 до 1200 т, чтобы повысить коэффициент вытяжки. В̆ статье описывается только часть полного проекта модернизации линии АНГЦ, связанная с модернизацией секции дрессировки полосы (рис. 1).

*Francois Dumortier – управляющий производством линейки продуктов дрессировочных станов и правильно-растяжных машин компании CMI Metals (Серен, Бельгия) E-mail: francois.dumortier@cmigroupe.com www.johncockerill.com/industry Steel Times International на русском языке – Сентябрь 2019

www.steeltimesint.com

ЛИНИИ ГОРЯЧЕГО ЦИНКОВАНИЯ 25

Рис. 2. Общий вид клети дрессировочного стана и главного привода в процессе демонтажа и после завершения модернизации

Модернизация всех других технологических секций линии АНГЦ была проведена в то же самое время. Ограничения при реализации проекта были существенными. Помимо общих требований проекта, таких как короткий период проектно-конструкторской подготовки (всего семь месяцев для проектирования, изготовления, поставки и транспортировки на площадку), остановка производства всего на три недели и ограниченные капитальные затраты, при модернизации секции дрессировки и правки растяжением пришлось столкнуться с дополнительными вызовами, описанными ниже. ● Для детального инжиниринга проекта модернизации дрессировочного стана был доступен только неполный комплект бумажных чертежей (который изначально не был передан заказчиком членам команды CMI). ● Заказчик потребовал при модернизации повторно использовать уже существующие на заводе валки и подушки валков, чтобы минимизировать расходы и избежать расширения новых запасных частей. ● Заказчик также потребовал сохранить существующую линию центрирования полосы при прокатке в дрессировочной клети. Фаза детального инжиниринга Повышение усилия натяжения Целью было повышение переднего и заднего натяжения полосы в дрессировочной клети, а также в правильно-растяжной машине. У предыдущей механической системы натяжения наблюдались высокие затраты на техническое обслуживание, коробки передач находились на разных уровнях, поэтому доступ для обслуживания был затруднен. Сама механическая конструкция не подходила для достижения нового целевого уровня натяжения, www.steeltimesint.com

поэтому была разработана и внедрена новая концепция главного привода. ● Каждый валок в рабочей клети теперь снабжен индивидуальным двигателем переменного тока и коробкой передач. ● Существующая конструкция валков была модифицирована путем механической обработки для соответствия новой зубчатой муфте. ● В линию дрессировочного прохода был добавлен дополнительный блок для создания и измерения натяжения полосы с прижимно-тянущими роликами (один тензометрический и один приводной ролики). Натяжное устройство установили перед входом в дрессировочную клеть, что позволяет повышать натяжение полосы до 12 т (вместо существовавшего ранее максимального натяжения с усилием 6 т). ● Из-за существовавшей разницы по высоте между различными осями привода дрессировочного стана каждая рама привода была спроектирована в виде платформы с двумя двигателями и двумя коробками передач. Такая конструкция свела к минимуму нагрузки при монтаже, поскольку моменты затяжки направлены противоположно. Полный узел сборки теперь установлен на уровне пола с легким доступом для проведения обслуживания. ● Четыре прижимно-тянущих ролика на выходе правильно-растяжной машины теперь имеют привод, обеспечивающий максимальное усилие растяжения 30 т. На рис. 2 и 3 показана секция дрессировочного стана в период демонтажа и после завершения реконструкции. Реконструкция дрессировочной клети Целью первого этапа проекта модернизации дрессировочного стана, проведенного

в 1998 году, было внедрение рабочих валков двух диаметров 440–400 мм и 560–520 мм. Чтобы установить рабочие валки с большим диаметром был уменьшен диаметр опорных валков (что позволило исключить необходимость проведения механической обработки станины). Были также установлены новые блоки гидравлического изгиба рабочих валков, новые гидроцилиндры нажимного устройства на валки (поскольку потребовался более длинный ход), модифицированы подушки рабочих валков с целью упрощения их перевалки. Главным вызовом описываемого здесь усовершенствования дрессировочной клети стало решение по установке в существующую станину четырехвалкового дрессировочного стана рабочих валков с увеличенным диаметром 650 мм. При этом возникала проблема с верхними подушками опорных валков, которую потенциально можно было решить путем механической обработки станины клети или подушки валков (или их сочетания). Расчеты методом конечных элементов рабочих нагрузок на подушки валков, подшипники и станину показали, что существующая конструкция подушек опорных валков позволяет снять механической обработкой (при сохранении прочности и напряжений в пределах допустимого диапазона) максимум 90 мм. Принятие решения провести механическую обработку подушек обеспечило проекту значительные преимущества и позволило минимизировать период остановки производства и капитальные затраты, поскольку механическая обработка комплекта подушек валков была проведена предварительно до остановки производства на модернизацию. Еще одной проблемой модернизации дрессировочного стана стала необходимость установки новых гидроцилиндров системы гидромеханического регулирова-

Steel Times International на русском языке – Сентябрь 2019

26 ЛИНИИ ГОРЯЧЕГО ЦИНКОВАНИЯ

Рис. 3. Общий вид линии и платформ привода дрессировочного стана в процессе проведения работ и после завершения модернизации

ния прогиба (противоизгиба и дополнительного изгиба) рабочих валков. Гидроблоки необходимо было установить в существующих конструкциях подушек верхнего и нижнего опорных валков. Исследование методом конечных элементов показало, что механическая обработка с удалением 90 мм по внутренней высоте станины клети невозможна, потому что остающаяся толщина станины испытывала бы чрезмерное напряженное состояние. Предложенное решение состояло в оптимизации размеров и конструкции гидравлических цилиндров системы противоизгиба валков. Оптимизация хода плунжера, уплотнений и направляющей системы гидроцилиндра обеспечила экономию необходимых 90 мм за счет более компактной конструкции гидроцилиндра. Направляющие для перевалки опорных валков были заменены как внутри, так и снаружи клети (с повторным использованием существующих анкеров и болтов). Кроме этого, при установке рабочих валков с диаметром 650 мм на 90 мм увеличивается расстояние между опорными плитами блока гидроизгиба валков. Поэтому установили новые блоки изгиба валков с новыми гидроцилиндрами положительного изгиба (со смещением каждого на 45 мм). При этом нижний цилиндр дополнительного положительного изгиба рабочих валков больше не контактировал с нижними подушками валков, что позволило совместить положение нижней и верхней направляющей. Были также установлены новые системы противоизгиба рабочих валков. При новом положении направляющего рельса затруднялась перевалка нижнего рабочего валка, поэтому применили конструкцию направляющих с окном для подъема валка и систему с двумя колесами, встроенными в верхние подушки. Также были модернизированы толкатель и

направляющие на стороне привода, установлены новые направляющие на стороне перевалки валков. Во время первой реконструкции, проведенной в 1998 году, подушки рабочих валков (верхняя и нижняя) были изменены для соответствия новым рабочим валкам диаметром 560 мм (решение состояло в том, чтобы отрезать проушины и совместить новый узел с новым положением колеса). Для соответствия с новым положением пластин износа были установлены промежуточные пластины. Существующая конструкция клети не позволяла эффективно модернизировать систему изгиба/противоизгиба рабочих валков во время остановки стана на модернизацию. Была разработана новая система противоизгиба валков на базе другой гидромеханической концепции регулирования с использованием современных направляющих и гидравлических цилиндров. Были установлены новые входные и выходные столы, адаптированные к новому методу регулирования прогиба рабочих валков, а также новые тензометрические датчики, подходящие для контроля повышенного давления на валки. Повышение усилия прокатки Следующее требование состояло в повышении усилия прокатки на полосу до 1200 т. Поскольку гидравлическая станция ГНУ уже находилась под высоким давлением, то единственным приемлемым решением стало увеличение диаметра поршня на 60 мм при сохранении прежнего диаметра корпуса цилиндра (за счет применения более качественных и прочных материалов). Просто увеличить усилие прокатки за счет внешнего размеры цилиндра ГНУ было невозможно, поскольку он был установлен в расточке внутри станины клети. Кроме того, расчеты методом конечных элементов показали, что используемые

Steel Times International на русском языке – Сентябрь 2019

опорные валки не подходят для работы при новых повышенных нагрузках. Конструкция этих двухслойных составных валков (отлитых из двух разных составов чугуна) и усталостные характеристики шеек таких валков не могли обеспечить их успешную эксплуатацию в новых условиях повышенных нагрузок. Применение новой усиленной конструкции опорных валков обеспечило возможность повышения усилия прокатки на дрессировочном стане до 1200 т. Заключение ● Требования заказчика по высокотехнологичному проекту модернизации АНГЦ были весьма сложными, включая короткий этап инжиниринга и поставки, минимальный период остановки производства. ● Весь подготовительный анализ проекта и этап проектирования были завершены в течение трех месяцев. ● Полностью изменена концепция главного привода дрессировочного стана. ● В секции дрессировочного стана были сохранены только станина, вспомогательные элементы внутри подпольного помещения и соединительные трубопроводы. Все остальные механические узлы рабочей клети потребовали изменений для приспособления к новой конфигурации стана. ● Во время остановки производственной линии для реализации проекта модернизации все вовлеченные команды работали круглосуточно, чтобы обеспечить скорейшее внесение всех необходимых изменений. ● Все элементы полного проекта модернизации АНГЦ, включая модернизацию секции дрессировки и правки растяжением, нагревательной печи и петлевых накопителей, были успешно завершены всего за три недели остановки производства. n www.steeltimesint.com

ТРУБНОЕ ПРОИЗВОДСТВО 27

Компания Dillinger – новый метод инспекции толстых листов Слова иногда могут производить ложное впечатление. Классификация стального продукта как «толстый лист» является тому примером: первоначальным предположением для неосведомленных может быть то, что этот термин относится к чему-то массивному и грубому, почти примитивному. Андреас Тиме* Взглянув на продукцию толстолистовых прокатных станов компании Dillinger (Германия) на металлургических заводах в Диллингене и Дюнкерке, обычный наблюдатель может быть изначально склонен к представленному выше первому впечатлению. Толстые стальные листы могут казаться «небольшими» в громоздкой конструкции заводского цеха и установленного там оборудования, но здесь по линии прокатного стана легко перемещаются большеразмерные толстые листы с весом каждого до 50 тонн, и определение «движущиеся массы» очень удачно описывает увиденное. Все исходные предубеждения относительно «сырьевого» продукта подтверждаются – но только до этого момента. Картина резко меняется на первом этапе технологического процесса после горячей прокатки, на смотровой площадке толстолистового стана (ТЛС). Уже с этого момента вы должны начать оценку определения «толстый лист» в перспективе. Для идентификации каждого прокатанного толстого листа здесь применяют сверхточные маркировки, пробные образцы отбирают по трафарету, а поперечный профиль и поверхность листа тщательно исследуют, чтобы обнаружить даже малейшие дефекты. Существуют также недостатки качества, которые визуально не могут обнаружить даже опытные сотрудники отдела инспекции компании Dillinger. По этой причине толстый лист на участке входного контроля качества сначала пропускают через автоматическую систему ультразвукового контроля, в которой проверяют наличие скрытых дефектов в металле, таких как включения, несплошности, пористость, расслоения, трещины и раковины внутри листа. В течение почти 30 лет на прокатных станах компании Dillinger используется автоматизированная ультразвуковая технология в виде системы, установленной на роликовом столе. Другими словами: все 100 % прокатанных толстых листов проходят через эту систему дефектоскопии для проверки качества. Это создает огромный массив данных о качестве, который невозможно получить при использовании методов ручного контроля. Такая инспекция помогает, с одной стороны, обнаружить и устранить слабые места, а с другой стороны, связать эти данные с отдельными производственными операциями в сталелитейном цехе и на прокатном стане, что позволяет непрерывно улучшать качество

Компания Dillinger производит тяжелые и широкие толстые листы из трубных марок стали весом до 50 тонн, которые используются для изготовления ТБД магистральных газопроводов

продукции Dillinger и систематически устранять выявленные недостатки. Сразу после этой системы находится новейшая система ультразвукового контроля, единственная в мире, которая работает на заводе с конца 2017 года. Каковы же возможности этой современной инспекционной системы? Чтобы выяснить это, нам понадобится небольшая справочная информация. Некоторое время назад операторы магистральных газовых трубопроводов в азиатском регионе столкнулись с тем, что продольно сваренные трубы большого диаметра (ТБД) по которым транспортировали «кислый газ» – это влажный природный газ, содержащий повышенные уровни сероводорода (кислоты или ангидриды кислот) – начинали давать локальную течь всего через несколько дней после начала эксплуатации. Причиной таких аварийных ситуаций является образование трещин по твердым и хрупким составляющим стальной структуры трубы. Эти трещины (сероводородное растрескивание) проходят в осевой зоне в направлении толщины стенки трубы и вызваны реакциями газовой коррозии. Такие участки трубопроводов приходилось выводить из эксплуатации до того, как могли бы произойти крупные аварии, после чего они проходили этап реконструкции. Согласно информации, предоставленной операторами магистральных трубо-

проводов, причиной этого сероводородного растрескивания труб могли быть так называемые «твердые включения» на поверхности толстого листа и изготовленной из него трубы, то есть небольшие участки поверхности с концентрацией напряжения, твердость которых была выше, чем на остальной поверхности трубы. Эти локальные «твердые включения» различных размеров возникают нерегулярно и в разных местах на обеих поверхностях толстых листов. Глубина таких твердых пятен в этих зонах обычно составляет всего лишь несколько десятых долей миллиметра. Однако разница в их твердости относительно остальной поверхности трубы была огромной, что приводило к чрезвычайно крутому градиенту твердости и хрупкости (что и становилось причиной образования трещин). Предполагается, что этот поверхностный дефект трубы при активном взаимодействии с транспортируемыми в трубопроводах «кислыми компонентами» является инициирующим фактором для формирования язвенной коррозии и сероводородного растрескивания. Толстый лист для производства ТБД из трубных сталей, стойких к сероводородному растрескиванию и предназначенных для транспортировки природного газа с «кислыми компонентами», является основным продуктом толстолистовых станов в Диллингене и Дюнкерке. Поэтому компания Dillinger интенсивно изучает эту тему.

*Andreas Thieme – компания Dillinger (Германия) www.steeltimesint.com

Steel Times International на русском языке – Сентябрь 2019

28 ТРУБНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Технология вихретоковой дефектоскопии D-TECT интегрирована на отводящем столе ТЛС и позволяет автоматически в производственной линии инспектировать поверхность толстых листов

Целью специалистов компании Dillinger стала разработка новой технологии, которая отвечала бы требованиям нефтяных и газовых компаний и позволяла обнаруживать такие зоны с «твердыми включениями» на поверхности толстых листов, используемых для изготовления ТБД для магистральных трубопроводов, уже на стадии производства толстых листов. Вначале специалисты компании Dillinger изучили различные технологии дефектоскопии и инспекции поверхности, которые можно было бы применить для обнаружения подобных твердых включений на поверхности толстых листов. Типичный толстый лист для изготовления ТБД имеет длину от 12 до 18 метров и ширину от 1,50 до 4,20 метров. Доступные методы испытаний металла на твердость проводятся путем вдавливания специального шарика диаметром около 1 мм! Инженеры компании Dillinger в сотрудничестве с компанией Rohmann Eddy Current NDT (Frankenthal) разработали метод неразрушающего контроля, основанный на «вихревых токах» и способный обнаруживать на поверхности листа такие твердые включения. Эта технология вихретоковой дефектоскопии первоначально была реализована на перемещаемых вручную тележках для инспекционного осмотра толстых листов. Эти «ручные инспекционные тележки» работники отдела качества перемещали над поверхностью толстого листа по специально разработанным маршрутам. Такая технология ручного контроля была весьма трудоемкой, поскольку обе стороны каждого толстого листа должны проверяться по отдельности. Инспекторы проходили тысячи км, чтобы просто переместить эти инспекционные тележки! Поэтому для повышения производительности и точности инспектирования компания Dillinger решила установить автоматизированную систему вихретоковой дефектоскопии, которая без каких-либо существенных изменений была интегри-

Технология D-TECT компании Dillinger контролирует качество поверхности толстых листов, чтобы на 100 % быть уверенным, что локальные «твердые включения» на поверхности полностью отсутствуют

рована на роликовом отводящем столе прокатного стана. Система позволяет автоматически проверять толстые листы в непрерывном производственном потоке без дополнительных усилий. В отличие от старой ручной системы инспекции инновационные сканирующие преобразователи, используемые в новой системе, теоретически могут обнаруживать твердые дефектные включения диаметром всего 10 мм. Обнаруженные твердые включения и дефекты затем устраняют с помощью местной абразивной зачистки. Специалисты ведущих крупных нефтегазовых компаний, которые эксплуатируют магистральные газовые трубопроводы по всему миру, были вовлечены в этот проект с самого раннего этапа. До обнаружения этого дефекта толстолистовой прокат для ТБД производили из углеродистой стали методом термомеханической прокатки (ТМП) с ускоренным охлаждением. Возможные альтернативные технологии производства такого толстолистового проката для ТБД имеют производственные затраты как минимум в 10 раз выше. Это означает, что в интересах самих трубопроводных компаний найти решение для изготовления ТБД магистральных трубопроводов из углеродистой стали, которое обеспечило бы безопасную транспортировку «кислого» природного газа и позволило бы вернуть обратно этот материал в свои проекты. В настоящее время компания Dillinger проводит процесс аттестации технологии производства углеродистой стали, предназначенной для работы с «кислым газом» в этом случае применения и соответствующей новым требованиям и спецификациям, установленным заказчиками и операторами магистральных трубопроводов с «кислым» природным газом. Опыт, накопленный до настоящего времени, показывает, что металлургический процесс, приводящий к образованию этих твердых включений и пятен, по физическим критериям не может быть полностью избавлен от этого дефекта. В результате

Steel Times International на русском языке – Сентябрь 2019

можно предположить, что технология вихретоковой дефектоскопии, разработанная компанией Dillinger, обеспечит наиболее рациональный подход к изготовлению и поставкам толстых листов для производства ТБД, которые будут на 100 % проверены на предмет отсутствия участков с твердыми включениями. Эта система контроля полностью интегрирована в производственный процесс и обеспечила значительное улучшение по сравнению с предыдущим трудоемким и утомительным методом контроля с использованием ручной тележки. Благодаря усовершенствованным сканирующим датчикам результаты испытаний стали еще более точными. Теперь стало возможным точное и полное документирование результатов инспекции, а также одновременный контроль поверхностей по обеим сторонам толстого листа. А это, в конечном счете, именно то, что необходимо конечному клиенту: максимально возможная надежность и всесторонний контроль качества. Для дальнейшего обслуживания рынка на базе этой технологии компания Dillinger выбрала для нее торговое название: DTECT. Этот бренд отражает сокращенное англоязычное название технологии дефектоскопии – Totally Eddy Current Tested (полное вихретоковое тестирование). На основе этого элегантного термина инженеры Dillinger назвали свою машину в стиле героев американских боевиков: «D-TECTor». Благодаря этой новой технологии компания Dillinger уже начала выполнять эксклюзивные заказы на толстые листы для ТБД магистральных трубопроводов. Новая технология дефектоскопии также, по-видимому, обеспечит компании развитие сопутствующего бизнеса в этой области. Итак, тяжелые толстые стальные листы не настолько «сырой» продукт, как это можно было бы подумать – на самом деле, это чрезвычайно чувствительный и тщательно протестированный высококачественный продукт! n www.steeltimesint.com

СЛУЖБА ОГНЕУПОРОВ 29

Контроль состояния огнеупорной футеровки с использованием лазеров и инфракрасных камер

Андреас Виертауэр, Грегор Ламмер, Патрик Блумер*

Обсуждается использование лазерного сканера для определения оставшейся толщины огнеупорной футеровки ковшей/агрегатов и инфракрасных камер для мониторинга температурного состояния ковшей/корпусов агрегатов. Мониторинг состояния ключевых компонентов механического оборудования широко используют на предприятиях черной металлургии, в основном для целей прогнозирования срока службы и профилактического обслуживания. В статье рассматривается использование лазерного сканера для определения оставшейся толщины огнеупорной футеровки и применение инфракрасных камер (ИК) для контроля температуры ковшей и корпусов металлургических агрегатов. Совместное применение обоих методов расширяет возможности дальнейшего анализа. Даны примеры применения систем контроля состояния футеровки на сталеплавильных печах и установках внепечной обработки стали. Первый пример – электродуговая сталеплавильная печь (ЭДП) с периодическими лазерными измерениями толщины остающейся огнеупорной футеровки для контроля и прогнозирования ее эрозионного износа с целью оптимизации обслуживания и ремонтов, прогнозирования срока службы огнеупоров. Второй пример – агрегаты внепечной обработки стали: RH-установка циркуляционного вакуумирования стали и установка ковш-печь (LF). Здесь ИК-датчики непрерывно регистрируют изменение температуры внешних стенок корпуса агрегата. Получаемые данные позволяют своевременно обнаруживать «горячие точки» и избегать незапланированных остановок агрегата. Результаты ИК-датчиков при объединении с показателями производственного процесса становятся инструментом для мониторинга и планирования профилактического обслуживания огнеупоров. В обоих случаях результаты измерений становятся важными входными данными для специальных алгоритмов и инструментов прогнозирования срока службы огнеупоров, которые позволяют сократить незапланированные простои и повысить доступность оборудования при меньших экс-

плуатационных расходах (OPEX). Подобная интеллектуальная система может быть развита и использована в качестве самообучающегося инструмента, самостоятельно принимающего решение о реализации дальнейших необходимых действий. Растущий объем измерений В металлургической промышленности непрерывно растет количество измерительных систем [1, 2]. Традиционные системы измерения связаны с отслеживанием хода технологического процесса и сопутствующих операций (таких как, измерение температуры, отбор образцов стали и шлака для химического анализа). Они по-прежнему имеют решающее значение и остаются основой промышленного производства для обеспечения высокой производительности процессов [3]. Мониторинг состояния – это процесс мониторинга параметра или состояния (например, вибрации, температуры, давления и др.), позволяющий идентифицировать его существенное изменение, которое указывает на развитие аварийной ситуации или неисправность. Это основной компонент концепции прогностического техобслуживания. Мониторинг состояния позволяет составлять графики технического обслуживания или других действий, которые необходимо предпринять, чтобы предотвратить сбой и избежать негативных последствий аварийной остановки агрегата. Он позволяет своевременно выявлять условия, которые могут вызвать сокращение стандартного срока службы оборудования, а также помогает в решении потенциальной проблемы до того, как она превратится в неожиданный аварийный сбой с серьезными последствиями. Методы непрерывного контроля состояния обычно используются на вращающихся компонентах оборудования и других механизмах (например, насосах, электродвигателях, двигателях внутреннего

сгорания и прессах). Для стационарного оборудования завода, такого как паровые котлы, трубопроводы и теплообменники, используют периодические проверки состояния с использованием методов неразрушающего контроля и проведения оценки пригодности оборудования к дальнейшей эксплуатации. До настоящего времени решения по адаптации и оптимизации производственного процесса в основном принимаются людьми на основе практического опыта, что также справедливо и для области службы огнеупоров [4]. Самооптимизация и более требовательный подход В недалеком будущем процесс принятия решений будут осуществлять хорошо информированные, самообучающиеся и самонастраивающиеся системы автоматического управления. Методы мониторинга состояния металлургических агрегатов будут включать алгоритмы обработки данных и анализа изображений, поддерживать базу принятия решений по текущему состоянию и планированию обслуживания и ремонта огнеупоров. Требования к повышенной производительности металлургического оборудования непрерывно повышаются, поэтому длительные и затратные простои/отказы из-за поломок должны быть полностью исключены. С этой целью активно разрабатываются системы контроля состояния огнеупорной футеровки агрегатов, обеспечивающие мониторинг состояния критического оборудования и его функций. Эти системы могут быть разделены на две основные группы, в зависимости от частоты и условий проведения измерений. В таблице представлен обзор различных методов измерения и основные области их применения. Первая группа – онлайн измерения (ON), которая охватывает измерения, проводимые в процессе производства на работающем плавильном

Таблица. Обзор возможных методов измерения и мониторинга состояния огнеупорной футеровки металлургических ковшей и агрегатов в черной металлургии – от выплавки жидкого чугуна и стали до внепечной обработки стали Система измерения

Температура кожуха

Толщина остаточной футеровки

Жидкий чугун Ковш Чугуновоз«Торпедо» ный ковш

Выплавка стали ККЦ

ЭДП

Внепечная обработка стали В ковше LF/LT

Вакуумная RHдегазация установка VD

AODпроцесс продувки

Термопары Лазеры ИК-камеры *Andreas Viertauer , Gregor Lammer – компания RHI Magnesita (Вена, Австрия); Patrik Bloemer – компания Agellis AB, Lund www.steeltimesint.com

Steel Times International на русском языке – Сентябрь 2019

Толщина остаточного износа футеровки

30 СЛУЖБА ОГНЕУПОРОВ

Рис. 1. Лазерное измерение толщины профиля огнеупорной футеровки ЭДП с помощью манипулятора для сканирования

агрегате. Вторая группа – измерения в автономном режиме (OFF), которые проводят при пустом металлургическом агрегате/сосуде и выполняют во время его простоя (например, технического обслуживания или остановки для ремонта). Главное назначение различных измерительных систем для металлургического агрегата – создание точной базы данных для принятия оптимальных решений. В 1980-х годах для контроля температуры корпуса металлургических агрегатов начали использовать термопары, которые используются до сих пор. Позднее, в 1990-х годах, появились лазерные системы контурного измерения толщины. Типичный пример – автономная измерительная системы для определения остающейся толщины огнеупорной футеровки в донной части сталеплавильного агрегата. Основным недостатком такого метода измерения является то, что во время проведения измерений кислородный конвертер или ЭДП не могут выплавлять сталь (т. е. измерения проводятся в автономном режиме). Следовательно, регистрация ценных данных, описывающих текущее состояние агрегата, невозможна. Периодические или автономные измерения Периодические измерения проводятся на неработающем металлургическом агрегате, например, лазерное сканирование контура огнеупорного профиля во время остановки ЭДП. Результатом является снимок профиля остаточной толщины огнеупорной футеровки, отражающий ее текущее состояние. Об этом следует помнить при обсуждении назначения такой системы измерения. Непрерывное измерение или измерение в режиме онлайн Непрерывное измерение означает постоянный мониторинг в условиях 24/7. Такие системы ориентированы на обеспечение безопасного ведения рабочего процесса. Наиболее типичным примером этого является непрерывное температурное сканирование корпусов агрегатов/ковшей для

Область критического значения толщины футеровки Время службы огнеупорной футеровки

Рис. 2. Изменение толщины огнеупорной футеровки в конкретной области под влиянием износа/коррозии в течение всего срока службы [13, 14]

обнаружения горячей точки [5]. Инфракрасный контроль металлургических сосудов может осуществляться как в режиме онлайн (во время их работы), так и в автономном режиме (во время простоя). Наиболее часто ИК-системы используют для обнаружения горячих точек, в основном на перемещаемых ковшах с жидким металлом, таких как чугуновозные ковши и ковши «Торпедо», разливочные ковши с жидким чугуном или сталью. Они становятся полезным инструментом в управлении производством на металлургическом заводе, поскольку предоставляет простую и понятную информацию, особенно в отношении принятия решения с выбором «движение/остановка/проверка» [6, 7, 8, 9]. Данные ИК-системы при обнаружении «горячей точки» являются типичным сигналом для оператора конкретного агрегата для начала принятия немедленных действий. Комбинирование производственных данных с результатами таких измерений становится важным дополнительным входом для систем мониторинга и оценки состояния оборудования. Результат обработки такого полного набора данных весьма ценен для операторов и менеджеров завода, особенно когда выход такой системы дает оценку текущего состояния огнеупорной футеровки в зависимости от температуры корпуса/кожуха. Такой анализ может включать прогноз срока службы огнеупорной футеровки и обеспечивать сокращение незапланированных простоев агрегата. В большинстве случаев онлайновые и автономные системы дополняют друг друга, а их объединение повышает ценность получаемой информации. Последние тенденции показывают развитие более продвинутого/интеллектуального инструмента совместного анализа результатов измерения и данных процесса для повышения ценности их использования. Совместное использование дополнительных входных значений с производственными данными позволяют алгоритмам выявлять тренды. Ниже описаны примеры таких систем мониторинга для ЭДП и агрегатов внепечной обработки стали (RH-установке

Steel Times International на русском языке – Сентябрь 2019

циркуляционного вакуумирования стали и агрегата ковш-печь. Пример мониторинга состояния футеровки ЭДП с помощью лазера для прогнозирования срока службы огнеупоров Как показано в таблице, системы лазерного сканирующего измерения внутреннего контура плавильного агрегата с определением толщины остающейся футеровки уже хорошо зарекомендовали себя в сталеплавильном производстве. При работе лазерного сканера крышка ЭДП должна быть открыта, а печь – пустой. Это означает, что измерение можно проводить только во время остановки/простоя печи (рис. 1). Рычаг манипулятора с установленной лазерной измерительной головкой перемещается в процессе измерения, которое занимает менее 20 секунд [10, 11]. Результатом становится точный «снимок» текущего состояния оставшейся после эрозийного износа рабочей толщины профиля футеровки. В случае объединения данных лазерных измерений с производственными показателями (около 140 технологических параметров, таких как время работы под током, данные системы управления электродами, химический состав шлака, условия проведенного ремонта огнеупоров, количество и частота зон горячего ремонта футеровки методом торкретирования) применение методов машинного самообучения позволяет создавать огнеупорную модель, которая описывает поведение огнеупорной футеровки конкретного агрегата. Все получаемые во время кампании данные измерения остаточной толщины футеровки используются для самообучения таких алгоритмов. Количество базовых точек для регрессионной модели зависит от частоты измерений, поэтому повышение количества лазерных измерений оказывает положительное влияние на точность модели. Обычно одно измерение в день является достаточным входом для расчетов на модели. Системы машинного обучения (например, оптимизации автоматизированного www.steeltimesint.com

СЛУЖБА ОГНЕУПОРОВ 31

Рис. 3. В процессе удаления кислородной фурмой гарнисажа/наплывов и предварительного нагрева кислородно-топливной горелкой вакуум-камеры RH-установки циркуляционного вакуумирования температура кожуха вакуумкамеры будет контролироваться в режиме онлайн с помощью ИК-системы

процесса APO), также могут обеспечить прогноз износа огнеупоров с предоставлением информации о будущем состоянии огнеупорной футеровки [12]. В качестве примера на рис. 2 показано изменение исходной толщины огнеупорной футеровки под влиянием износа/эрозии в конкретной области. Изменения даны как в виде исторических данных, так и в виде прогноза всего срока службы огнеупоров, рассчитанного APO. Вертикальные синие линии представляют даты проведения реальных лазерных измерений. В этом примере значения измеренного износа огнеупоров (синяя пунктирная линия) находятся в верхней светлой области. Это свидетельствует о том, что износ огнеупоров соответствует плановому (если обслуживание огнеупорной футеровки будет продолжено на том же уровне). Более темная область ниже указывает на то, что для достижения целевого срока службы огнеупоров потребуется применение дополнительного износостойкого ремонта. Синяя линия описывает будущее развитие толщины футеровки в соответствии с прогнозом APO. Такие инструменты предоставляют точную информацию об остающемся сроке службы и вносят ценный вклад в планирование операций ремонта футеровки. Примеры обнаружения горячей точки, мониторинга состояния и прогнозирования срока службы футеровки с помощью ИК-системы В отличие от систем измерения в автономном режиме, описанных выше, системы измерения в режиме онлайн обеспечивают непрерывный поток данных независимо от таких этапов процесса, как проwww.steeltimesint.com

а

б Рис. 4. Прорыв сталеразливочного ковша на уровне шлакового пояса (а) и процесс обработки стали в ковше на установке ковш-печь (б) – температура боковой стенки ковша/кожуха будет контролироваться онлайн с помощью ИК-системы

стой, работа под нагрузкой или техническое обслуживание. ИК-системы контролируют тепловое состояние корпуса металлургического агрегата с достаточным разрешением, чтобы обнаружить развивающиеся «горячие точки», и показать оператору текущее состояние для принятия решения (например, продолжение/остановка/проверка). На рис. 3 дан пример отслеживания распределения температуры кожуха агрегата в режиме онлайн для определенных областей корпуса. Для установки циркуляционного вакуумирования жидкой стали (RH-дегазатора) наиболее важной областью, кроме двух патрубков (подъемного и сливного) вакуум-камеры, является место соединения нижней части и стенки до уровня загрузочного патрубка. В процессе обработки два патрубка погружаются в находящуюся в ковше жидкую сталь, а следовательно, не подходят для проведения онлайн-измерений. Прямой выход для решения в цехе – система мо-

ниторинга и сигнализации для принятия немедленных действий. На рис. 4, а показан прорыв жидкой стали на линии шлак/сталь сталеразливочного ковша. Температура корпуса сталеразливочного ковша в некоторых зонах может доходить до красного цвета или, в конце концов, до прорыва жидкой стали. Это может произойти в процессе циркуляционного ваккумирования стали в условиях недостаточной интенсивности продувки аргоном, длительного контакта жидкой стали и шлака, большого объема перенесенного шлака, длительного срока эксплуатации огнеупоров. Рис. 4, б демонстрирует измерение температуры кожуха ковша в режиме онлайн во время проведения внепечной обработки. Значения температуры кожуха и данные процесса обработки (время контакта стали и шлака, характеристики процесса продувки аргоном, давление в линии и обратное давление, скорость потока, время включения) передаются в режиме онлайн и обрабатываются в алгоритме для мониторинга условий эксплуатации. Это позволяет предотвратить появление «горячих точек», сформировать планы обслуживания устройств торкретирования и кольцевой пористой продувочной вставки [15], прогнозировать срок службы ковша. Анализ потока получаемых данных позволяет четко выделить влияние различных этапов процесса обработки на температуру кожуха вакуум-камеры (рис. 5). Колебания температуры (повышение/понижение средней температуры определенной области) следуют определенным правилам в заданном диапазоне времени контакта с жидкой сталью. Рост температуры выше определенного предела может указывать на уникальное событие (удаление настылей/гарнисажа с помощью кислородной фурмы или длительный предварительный нагрев RH-дегазатора). Корреляция температурного профиля и технологических данных может использоваться в качестве показателя износостойкости огнеупоров. В дополнение к данным процесса, результаты оценки состояния огнеупоров после окончания срока службы, также должны включаться в набор данных для обеспечения целостного анализа (рис. 6). Одной из ключевых задач успешного моделирования является расчет основных параметров для углубленного анализа воздействия событий процесса на характеристики огнеупоров. Учитывая большое количество параметров процесса (около 200), моделирование становится сложной задачей. Современные методы машинного обучения могут автономно определять, выбирать и проверять входные параметры в соответствии с их влиянием на целевой показатель (износ огнеупорной футеровки). На рис. 6 схематично представлено взаимодействие замкнутых контуров управления. Все ключевые производ-

Steel Times International на русском языке – Сентябрь 2019

32 СЛУЖБА ОГНЕУПОРОВ

Предельный уровень выработки аварийного сигнала – требуются действия

Рис. 5. Температурный тренд выбранной для мониторинга области на боковой стенке кожуха вакуум-камеры RH-дегазатора

ственные компоненты (например, циклического процесса в режиме онлайн и данные ИК-камер) вместе с автономными данными (состояние футеровки после срока службы и результаты лазерных измерений) обеспечивает мониторинг в режиме реального времени. Все данные модуля (текущие настройки агрегата, графики технического обслуживания, время работы и состояние) визуализируются на интуитивно понятных человеко-машинных интерфейсах (ЧМИ). Для менеджера на модели готовится прогноз о будущей доступности оборудования металлургического завода. Заключение На рис. 7 дана схема взаимодействия системы завод/машина как источника текущих (циклических) данных в режиме онлайн и автономных данных. Оперативные циклические данные в режиме онлайн (уровень 2) относятся к процессу обработки стали (например, продолжительность обработки, расход кислорода или температура кожуха агрегата). Циклические данные определяются как повторяющиеся события с временными отметками. Автономные данные (результаты измерения толщины оставшейся футеровки, отчеты о состоянии огнеупорных материалов после завершения срока службы и расход огнеупоров в процессе горячего ремонта) – это второй класс данных ввода. Объединение этих двух групп данных с планом производства и их обработка с использованием самообучающегося алгоритма формируют два основных потока данных. Первый поток описывает текущий ad-hoc статус (go/no go/inspect или продолжение/остановка/проверка), дает модельный прогноз остающегося срока службы огнеупорной футеровки и план упреждающего обслуживания, гибко взаимодействует с производственным планированием. Второй поток данных определяет корректирующие воздействия, которые необходимо предпринять для обеспечения

Рис. 6. Взаимодействие замкнутых контуров управления

наилучших показателей работы завода/установки в замкнутом цикле самооптимизации. Этот цикл начинается при появлении разницы между поведением цифрового близнеца физической системы и самим металлургическим агрегатом, когда запускается процесс перенастройки модели [16]. Такая киберфизическая модель обеспечивает видение цифрового производства и процесс принятия решения без человеческого участия [17]. Наша компания сконцентрирована на решении этой проблемы и оптимизации процесса с целью повышения безопасности эксплуатации агрегатов при максимально возможном сроке службы футеровки. Это позволяет достигать наилучшего уровня производственных затрат, высокой производительности и улучшенных показателей при снижении времени простоев металлургических агрегатов. n

3. Hecht, M. Industry 4.0 – the Dillinger way. Stahl und Eisen, 2017, Vol. 137, No. 4, pp. 61–69.

4. Steiner, R., Lammer, G., Spiel, C. and Jandl, C. Refractories 4.0, BHM, 2017, Vol. 162, No. 11, pp. 514–520.

5. Go ̈rnerup, M. Thermal Imaging in Metals Production. Metsol, white paper, www.metsol.se.

6. VISIR- Torpedo Safe, Agellis, Data sheet, www. agellis.com.

7. VISIR- Ladle Safe, Agellis, Data sheet, www. agellis.com.

8. Sarfels, J. and Wandelt, M. Infrarotbildverarbeitung zur Gießpfannenu ̈berwachung. Stahl und Eisen, 2010, Vol. 130, No. 4, pp. 100–102.

9. Viertauer, A., Trummer, B., Dott, K-H., at al. Efficient Hot Metal Desulphurisation Ladle. UNITECR, 2017, 15th Biennial Worldwide Congress, Conference Proceedings, pp. 345–347.

10. Lamm, R. and Kirchhoff, S. Optimizationof ladle refractory lining gap crack detection lining surface temperature sand-filling of the ladle tap hole by means of a 3D-Laserprofile-measurement system that is immersed into a hot ladle to evaluate the entire condition. UNITECR, 2017, 15th Biennial Worldwide Congress, Conference Proceedings, pp. 604–607.

11. Laser Contouring System for Ladle Lining Thickness Monitoring.

Process Metrix, Presentation, www.processmetrix.com.

12. Patent applications and patents pending.

13. Razza, P., Yaseen, A., Lammer, G., at al. Statistical Data Analysis for Process Improvements at Emirates Steel Abu Dhabi. AISTech 2015, Con-

Эта статья основана на материалах доклада, представленного авторами на 7-м Международном конгрессе AIM по науке и технологии сталелитейного производства «The challenge of industry 4.0» – ICS 2018, Венеция, 13–15 июня 2018 г.

ference Proceedings, pp. 3994–4002.

14. Lammer, G., Lanzenberger, R., Rom, A., at al. Advanced data mining for process optimisations and use of A.I. to predict refractory wear and to analyze refractory behaviour. AISTech 2017, Conference proceedings, pp. 1195–1207.

15. Viertauer, A., Trummer, B., Kneis, L., at al. Holistic Approach for Gas Stirring Technology in a Steel Teeming Ladle. RHI Magnesita Bulletin

Список литературы

No. 1, 2017, pp. 31–36.

1. Herzog, K., Winter, G., Kurka, G., at al. The Digital Transformation of

16. Kurka, G. and Hohenbichler, G. TPQC- Through- Process Quality

Steel Production, AISTech, 2017, Conference proceedings,

Control. 9th Int. Steel Congress, May 2016, Beijing, China, Conference

pp. 504–513.

Proceedings.

2. Ringhofer, M., Wimmer, G., Plaul, J.-F., at al. Digitalisation in the Metals

17.The future of metals - the outlook for the metals industry in the decades

Industry. Stahl und Eisen, 2017, Vol. 137, No. 5, pp. 45–51.

to come. Metals Magazine, 2/2016. www.primetals.com, pp. 22–35.

Steel Times International на русском языке – Сентябрь 2019

Рис. 7. Схема целостного взаимодействия систем мониторинга состояния огнеупорной футеровки и температуры кожуха металлургического агрегата

www.steeltimesint.com

Искоренить проблемы включений в стали Всеобъемлющее решение ОЭС для анализа включений: Анализатор ARL iSpark с программным пакетом Spark-DAT Контроль неметаллических включений для многих марок стали имеет решающее значение для обеспечения стабильного металлургического процесса и получения целевых свойств/марок стали. Анализатор металлов ARL iSpark™ OES компании Thermo Scientific™ выполняет контроль включений одновременно с элементным анализом, позволяя в режиме реального времени точно контролировать включения в сотнях образцов, ежедневно анализируемых в процессах производства стали. Анализатор ARL iSpark может быть автоматизирован с помощью автоматизированной системы аналитического контроля состава проб металла ARL SMS-2500. Программный продукт Spark-DAT Software Suite включает в себя все онлайн и офлайн программные модули и пакеты, необходимые для анализа включений, разработки аналитических методов и калибровки, а также для углубленного изучения, контроля и генерации отчетов о включениях. Анализатор ARL iSpark с программным пакетом Spark-DAT является идеальным решением для предотвращения проблем снижения цены и ухудшения качества, вызванных включениями.

Thermo Scientific™ ARL iSpark™ OES

Thermo Scientific™ ARL™ SMS-2500 automation

Узнайте больше на сайте: www.thermofisher.com/sparkdat © 2019 Thermo Fisher Scientific Inc. All rights reserved. All trademarks are the property of Thermo Fisher Scientific and its subsidiaries unless otherwise specified.

Мы можем навсегда положить конец Вашим проблемам соединения рулонов!

Сварочная шовная машина QMT Quicklap Seam Welder™ идеально подходит для соединения двух концов рулонов сваркой внахлестку при небольшом перекрытии свариваемых стальных полос

NB Машины для сварки полос внахлестку Overlap Resistance Welders™ с коротким циклом обеспечивают высокопрочное сварочное соединение

Полностью автоматическая стыкосварочная машина RCM Zipwelder™ разработана так, чтобы быть наиболее технически совершенной из доступных машин с встроенными ножницами, увеличивая время непрерывной работы прокатного стана с минимальным влиянием сварочного шва

Компания Guild International может спроектировать и построить сварочное оборудование, которое необходимо Вам для обеспечения бесперебойной и прибыльной работы ваших линий обработки рулонной стали. Мы являемся мировым лидером в поставках высокотехнологичного оборудования для соединения рулонов, известного своей надежностью и высокой производительностью. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы начать разработку идеального оборудования для соединения концов рулонов на ваших технологических линиях.

Мировой лидер в сварочном оборудовании для соединения рулонов на технологических линиях обработки стальных полос, производства труб и листовой штамповки. Since 1958

www.guildint.com +1.440.232.5887 USA