MPT Russian Edition 1/2013

ISSN 0934 8077

Металлургическое производство и технология металлургических процессов Металлургическое производство и технология металлургических процессов

РУССКОЕ Р УССКОЕ ИЗДАНИЕ

1/2013

Уважаемые читатели! В соответствии с многолетней традицией, в мае каждого года, накануне выставки «Металлургия-Литмаш», выходит в свет весенний выпуск журнала «МРТ. Металлургическое производство и технология металлургических процессов». Этот журнал издается два раза в год — в мае и ноябре — совместно Издательским домом «Руда и Металлы» (Россия) и издательством ”Verlag Stahleisen” (Германия) в качестве приложения к журналу «Черные металлы». Журнал «МРТ», как обычно, представляет публикации ведущих зарубежных (в первую очередь немецких) компаний по всему производственному циклу черной металлургии (от подготовки сырьевых материалов до чистовой отделки проката), рассказывая о последних зарубежных технологических инновациях и их практическом внедрении в разных странах мира. Открывает журнал статья, посвященная введению в эксплуатацию электросталеплавильного комплекса компанией Danieli 4 октября 2012 г. на заводе Interpipe Steel в Днепропетровске. Современное оборудование и природоохранные технологии, применяемые на этом предприятии, позволяют сократить удельный расход энергии (в расчете на 1 т стали) более чем наполовину и значительно уменьшить выбросы, а также создать 700 новых рабочих мест. Раздел «Производство стали» включает статью о надежной и эффективной технологии EFSOP® для автоматизированного управления работой электродуговой печи. Она обеспечила получение наибольшего экономического эффекта при автоматизации управления заслонкой с четырьмя отверстиями и форсункой. Кроме того, детектор влажности EFSOP® доказал способность определять избыточную влажность в печи, связанную как с попаданием в нее снега из загрузочной корзины, так и с утечкой воды из водоохлаждаемых панелей. В другой статье этого раздела описаны процессы десульфурации чугуна с целью оптимизации состава доменного шлака, роста производительности доменных печей и сокращения производственных расходов. Рассмотрены источники попадания серы в чугун и сталь, приведены требования к качеству стальной продукции, а также представлена технология десульфурации. В разделе «Непрерывная разливка» компания Siemens представляет новую систему автоматизированного контроля качества литых заготовок — Simetal Quality Expert. Эта экспертная система сравнивает заданные параметры процесса, определяющие качество продукции, с фактическими производственными показателями и, таким образом, анализирует качество продукции, подает оператору аварийные сигналы в режиме «он-лайн», а также прогнозирует уровень качества. Высокотехнологичные лазерные измерительные системы, разработанные компанией LAP GmbH, способствующие уменьшению отходов металла, повышению производительности и позволяющие свести к нулю брак в сталеплавильном производстве, описаны в разделе «Контроль качества». Уменьшение количества отходов, образующихся при зачистке и обрезке слябов и полос, блюмов и заготовок, труб и профилей, ведет к снижению производственных расходов, а применение соответствующей измерительной аппаратуры и систем гарантированного качества помогает значительно повысить эффективность производства. При производстве толстолистового проката после операций упрочнения и отпуска даже в самых современных линиях отделки трудно избежать дефектов плоскостности и высоких внутренних напряжений в металле. Поэтому после термической обработки необходимо проводить правку с одновременным снижением уровня внутренних напряжений. С этой целью компания ThyssenKrupp применяет новую машину для прецизионной правки, разработанную компанией Andritz Metals Sundwig, и получает в результате толстый лист высочайшего качества. Концепция и конструкция правильной машины, а также технологический процесс описаны в статье Ю. Эппа в разделе «Горячая прокатка». Последняя статья данного выпуска рассказывает об изменении направления деятельности фирмы SMS Logistiksysteme GmbH, которая является независимой дочерней структурой в составе компании SMS Siemag AG. Около 6 лет назад она приняла решение о прекращении всех разработок, не связанных непосредственно с металлургией и металлообработкой, и сосредоточила внимание исключительно на системах транспортирования, складирования и упаковки рулонов прокатываемых полос из стали и алюминия. Для черной металлургии компания SMS Logistiksysteme GmbH предлагает полный комплект технологического оборудования для выполнения операций транспортирования, контроля, обвязки, маркировки, складиро вания и упаковки продукции. Как всегда, в новом выпуске журнала «МРТ» представлено значительное число рекламных материалов зарубежных компаний.

Генеральный директор ЗАО «НПО РИВС» А. В. Зимин

Содержание

Издание на русском языке

№ 1 (Май) 2013

Деятельность компании 6 Ввод в эксплуатацию нового электросталеплавильного комплекса Interpipe Steel в Украине 4 октября 2012 г. в Днепропетровске, Украина, введен в эксплуатацию электросталеплавильный комплекс Interpipe Steel, построенный компанией Danieli для группы Interpipe. Современное оборудование и природоохранные технологии, применяемые на этом предприятии, позволяют отказаться от устаревшей технологии сталеплавильного производства, основанной на использовании мартеновского процесса.

Райнер Хюскен, Юрген Каппель Фото на обложке: Лоток загрузочной системы No-Bell Top. Последнее достижение в технологии загрузки доменных печей.

Z & J Technologies GmbH, Дюрен, Германия Контакт: www.zjtechnologies.de E-mail: postoffice@zjtechnologies.de

Металлургическое производство и технология металлургических процессов

От редакции А. В. Зимин 3 Приветствие читателям журнала "МРТ. Металлургическое производство и технология металлургических процессов"

Краткая информация 54 Новости фирм 60 Список рекламодателей, выходные данные

Производство стали

Суреш Мистри, Маршалл Хан 18 Выявление повышенной влажности в электродуговых печах: результаты промышленного использования и преимущества технологии EFSOP® Технология EFSOP® подтвердила свою эффективность при использовании в производственной практике автоматизированного управления работой электродуговой печи. Она обеспечила получение наибольшего экономического эффекта при автоматизации управления заслонкой с четырьмя отверстиями и форсункой. Кроме того, детектор влаж ности EFSOP ® позволяет определять избыточную влажность в печи, связанную как с попаданием в нее снега из загрузочной корзины, так и с утечкой воды из водоохлаждаемых панелей.

28 Стратегии десульфурации в кислородно-конвертерном производстве стали Одним из способов повышения качества стали является ограничение содержания серы. Дополнительным положительным эффектом десульфурации стала возможность оптимизации состава доменного шлака. Это привело к росту производительности доменных печей и сокращению производственных расходов. В данной статье описаны современные способы десульфурации и рассмотрены источники попадания серы в чугун и сталь, приведены требования к качеству стальной продукции, а также представлена технология десульфурации.

Непрерывная разливка 40 Автоматизированный контроль качества при непрерывной разливке Компания Siemens предлагает операторам УНРС новую систему автоматизированного контроля качества — Simetal Quality Expert. Экспертная система сравнивает заданные параметры процесса, определяющие качество продукции, с фактическими производственными показателями и таким образом анализирует качество продукции. Система подает оператору аварийные сигналы в режиме «он-лайн», а также прогнозирует уровень качества.

Контроль качества 42 Лазерные измерительные системы для установок непрерывной разливки — технология, которая быстро окупается Высокотехнологичные лазерные измерительные системы способствуют уменьшению отходов металла, повышению производительности и позволяют свести к нулю брак в сталеплавильном производстве. Зачистка и

обрезка слябов и полос, блюмов и заготовок, труб и профилей всегда приводит к образованию некоторого количества скрапа и обрези, требующих переплавки. Применение соответствующей измерительной аппаратуры и систем гарантированного качества помогает значительно повысить эффективность производства.

Горячая прокатка Юрген Эпп 44 Инновации в горячей и холодной правке толстых листов При производстве толстолистового проката после операций упрочнения и отпуска даже в самых современных линиях отделки трудно избежать дефектов плоскостности и высоких внутренних напряжений в металле. Поэтому после термической обработки необходимо проводить правку с одновременным снижением уровня внутренних напряжений. С этой целью компания ThyssenKrupp применяет новую машину для прецизионной правки, разработанную компанией Andritz Sundwig, и получает толстый лист высочайшего качества.

Логистика 48 Общие концепции логистики при производстве горяче- и холоднокатаной полосы в рулонах Компания SMS Logistiksysteme GmbH около 6 лет назад приняла решение о прекращении всех разработок, не связанных непосредственно с металлургией и металлообработкой, и сосредоточила внимание исключительно на системах транспортирования, складирования и упаковки рулонов прокатываемых полос из стали и алюминия. Для черной металлургии компания SMS Logistiksysteme GmbH предлагает полный комплект технологического оборудования для выполнения операций транспортирования, контроля, обвязки, маркировки, складирования и упаковки продукции.

i Steel, «умные» «умные технологии для повышения эффективности производства стали

Технологии iSteel разработаны для повышения производительности, выхода годного и безопасности, для снижения производственных расходов и потребления энергии, а также для минимизации ущерба в окружающей среде и выбросов парниковых газов в процессе производства стали в электродуговых печах и кислородных конвертерах. Каждая технология iSteel может быть внедрена в качестве полного пакета или в виде индивидуальных модулей, приспособленных к специальным требованиям потребителей: i EAF®: прогрессивный трехступенчатый технологический пакет с датчиками нового типа и динамиче$ скими моделями контроля процесса для улучшения химической и электроэнергетической эффективно$ сти и определения предельных параметров работы электродуговой печи. i BOF®: четырехмодульный технологический пакет для оптимизации конечного прогноза по углероду и температуре, раннего обнаружения угрозы выброса металла, улучшения дожигания и автоматического контроля выпуска. i RECOVERY®: современная эффективная система утилизации энергии отходящих газов для электро$ дуговых печей и кислородных конвертеров, с постоянным генерированием пара или электричества. Будучи использованными при внедрении более чем 60 систем на четырех континентах, технологии i Steel обеспечивают производителей электростали и кислородно$конвертерной стали проверенными техническими решениями и привлекательными сроками окупаемости. Tenova Melt Shops, прогрессивные технологии для повышения эффективности производства стали.

Рис. 1. Электросталеплавильный комплекс — крупнейший объект вложения частных инвестиций со времени получения Украиной независимости

Ввод в эксплуатацию нового электросталеплавильного комплекса Interpipe Steel в Украине 4 октября 2012 г. в Днепропетровске, Украина, введен в эксплуатацию электросталеплавильный комплекс Interpipe Steel, построенный компанией Danieli для группы Interpipe. Современное оборудование и природоохранные технологии, применяемые на этом предприятии, позволяют отказаться от устаревшей технологии сталеплавильного производства, основанной на использовании мартеновского процесса. Это обеспечит сокращение удельного расхода энергии (в расчете на 1 т стали) более чем наполовину и значительное уменьшение выбросов. На заводе будет создано 700 новых рабочих мест.

Электросталеплавильный комплекс Interpipe Steel (рис. 1) — первое металлургическое предприятие в Украине, построенное с нуля за последние 40 лет. В церемонии открытия комплекса, состоявшейся 4 октября 2012 г. в Днепропетровске, принял участие Президент Украины Виктор Янукович (рис. 2). По таким характеристикам, как уровень технологии, охрана труда и стандарты защиты окружающей среды, комплекс, безусловно, открывает новый этап развития украинской промышленности. Общий объем инвестиций в проект составил 700 млн. долл. США. Группа Interpipe является интегрированным по вертикали объединением производителей стальных труб и

железнодорожных колес. Группа входит в десятку крупнейших производителей труб и занимает третье место в мире среди основных производителей железнодорожных колес. В 2010 г. объем произведенной компанией продукции — труб и колес — составил 1 млн. т. Годовая прибыль от реализации этой продукции достигла в 2010 г. 1,3 млрд. долл. США. Компания поставляет свою продукцию более чем в 80 стран мира, используя сеть торговых представительств с отделениями в Украине, России, Казахстане, Европе, США и на Ближнем Востоке. Проект комплекса Interpipe Steel играет ключевую роль среди проектов, реализуемых группой Interpipe, так

Приглашаем посмотреть на Вашем смартфоне видеофильм по теме данной статьи, используя этот QR-код. Вы также можете просто использовать интернет-ссылку: http://youtu.be/rFRuqFuwOag

Компания Interpipe Steel, группа Interpipe, Днепропетровск, Украина Контакт: www.interpipe.biz

Рис. 2. Президент Украины Виктор Янукович (слева) и Виктор Пинчук нажимают пусковую кнопку 4 октября 2012 г.

Металлургическое производство и технология, № 1/2013

TOKAI ERFTCARBON TOKAI ERFTCARBON GmbH Aluminiumstraße 4 41515 Grevenbroich P.O. Box 100263 41486 Grevenbroich Germany Telefon +49 21 81 / 49 52 - 100 Telefax +49 21 81 / 49 52 - 252 www.tokai-erftcarbon.com Реклама

Деятельность компании как он предусматривает получение стали и трубной продукции из заготовок собственного производства. При достижении в 2014 г. проектной мощности уровень обеспечения производства бесшовных труб собственной заготовкой повысится до 90 %. Проектная мощность нового комплекса, 1320 млн. т/год, позволяет считать его крупнейшим предприятием такого профиля в Восточной Европе.

Комплекс с электродуговыми печами вместо мартеновских печей

Рис. 3. Двухпозиционный агрегат ковш-печь

Рис. 4. Двухкамерный вакууматор

Рис. 5. Четырехручьевая установка непрерывной разливки блюмов

Металлургическое производство и технология, № 1/2013

Ввод в эксплуатацию нового электросталеплавильного комплекса позволит группе Interpipe отказаться от использования устаревшего мартеновского способа выплавки стали. При этом более чем наполовину уменьшится удельный расход энергии на 1 т стали и значительно сократятся выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду. Кроме того, компания сократит потребление природного газа на 60 млн. м3. Новый мини-завод спроектирован и сооружен компанией Danieli по принципу «под ключ», охватывающему все основное технологическое оборудование, а также вспомогательные установки и службы, включая всю инфраструктуру, гражданское строительство и вспомогательные сооружения. В состав нового электросталеплавильного комплекса входят: — 160-тонная электродуговая печь переменного тока FastArc™, оснащенная инжекционной системой и системой цифрового регулирования электродов HiREG для интенсификации рабочих режимов и оптимизации потребления энергии; печь с разъемным кожухом загружается шихтой, состоящей на 100 % из металлолома; — отделение внепечной обработки с двухпозиционным агрегатом ковшпечь с инертными крышками (рис. 3) и двухкамерным вакууматором VD (рис. 4) с четырехступенчатым пароэжекторным вакуумным насосом производительностью 400 кг/ч; — четырехручьевая установка непрерывной разливки блюмов FastCast™ (рис. 5) и пятиручьевая установка

Безопасная прокатка с оригинальными роликовыми проводками фирмы Morgardshammar! Только высококачественные компоненты могут гарантировать безопасный процесс прокатки.

Обращайтесь к нам.

непрерывной разливки заготовок FastCast, оснащенные промежуточными ковшами и кристаллизаторами последнего поколения, гидравлическими механизмами качания и другими приспособлениями, обеспечивающими высокоскоростную разливку круглых заготовок диаметром от 150 до 470 мм и квадратных заготовок для производства высококачественных труб и железнодорожных колес. В сталеплавильном цехе установлено все необходимое вспомогательное оборудование, включая системы транспортирования, пылеочистки и мостовые краны. Компания Danieli Automation поставила все электрические системы и электрооборудование, а также современную, полностью интегрированную автоматизированную систему управления комплексом, включая уровень 3, осуществляющий планирование производства и управление процессом, контроль качества и оперативное управление производственным процессом, мониторинг складов и создание баз данных.

Базовая программа Одновременно со строительством электросталеплавильного комплекса Interpipe Steel планирует построить ряд других крупных вспомогательных производств для обеспечения нормальной работы предприятия. Подготовка металлолома. Четыре новых ломоперерабатывающих комплекса производительностью от 10 до 25 т/мес (от 120 до 300 т/год) должны быть сооружены на заводах компании Interpipe, а также на заводах в Луганске и Никополе. Мощное оборудование для этих участков — стационарные и мобильные пресс-ножницы — производит франко-немецкая компания Akroshenschel (недавно приобретенная компанией Danieli). Энергоснабжение. Уникальная линия электропередачи длиной 12,8 км была спроектирована и построена, связав электросталеплавильный комплекс Interpipe Steel с новой подстанцией «Печная» и с Приднепровской тепловой электростанцией (ТЭС). Новая Рис. 6. 160-тонная электродуговая печь переменного тока, работающая на шихте из 100 % лома

сверхвысоковольтная (330 кВ) кабельная линия электропередачи проложена под землей, на глубине около 1,5 м, и под дном р. Самара; при прокладке использовали технологию горизонтального направленного бурения. Новая технология прокладки и выбор наилучшего из возможных маршрутов позволили исключить нежелательное воздействие на окружающую среду. Подстанция «Печная» — один из ключевых элементов в системе энергоснабжения комплекса Interpipe Steel. Она используется для преобразования электроэнергии, вырабатываемой Приднепровской ТЭС. Вместе с новой кабельной линией электропередачи эта подстанция обеспечивает надежную работу электросталеплавильного комплекса. Коммутационное оборудование подстанции «Печная», поставленное компаниями Siemens и ABB, имеет уникальную для Украины сложность и технические характеристики. Подстанция располагает резервными мощностями, которые могут быть востребованы при сооружении II очереди комплекса. Подготовка известняка. Для снабжения электросталеплавильного комплекса высококачественным известняком компания Interpipe построила в Днепропетровске новую фабрику по подготовке (обжигу) известняка. Современная регенеративная печь типа Cim-Reversy Twin-D 55, сооруженная компанией Cimprogetti (Италия), обеспечит уменьшение общего объема выбросов загрязняющих веществ до уровня, требуемого европейскими стандартами. Параллельные и противонаправленные потоки в регенеративной печи сокращают до минимума расход тепла по сравнению с другими современными типами печей. Такая технология позволяет получать высококачественный известняк, удовлетворяющий требованиям сталеплавильщиков. Кислородная станция. Компания Interpipe заключила контракт с компанией Messer на поставку технологических газов (кислорода, аргона и азота). В связи с этим вблизи построенного комплекса сооружается новая Рис. 7. Пять крупных полотен постоянно размещены в здании завода

Деятельность компании

Рис. 8. Пятиручьевая установка непрерывной разливки заготовок

воздухоразделительная установка (кислородная станция). Транспортная инфраструктура. Для обеспечения надежной работы комплекса Interpipe Steel были проложены новые автомобильные дороги и железнодорожные линии, позволяющие исключить перегрузку существующих магистралей. Компания Interpipe построила также новую железнодорожную станцию «Сталь» и проложила ведущие к ней пути длиной 5087 м с 16 стрелочными переводами. Экомониторинг. Новый электросталеплавильный комплекс является более экологичным не только потому, что заменяет устаревший мартеновский процесс. С самого начала реализации проекта Interpipe Steel вопросам охраны окружающей среды и решению социальных проблем уделялось особое внимание. Предпринимались специальные меры по снижению влияния предприятия на окружающую среду. Для оценки эффективности этой деятельности применяли специальную систему мониторинга. В процессе строительства по всем проектам такие факторы, как загрязненность воздуха и уровень шума, контролиру-

ются один раз в месяц. Компания Fichtner GmbH&KG, Германия, регулярно проводит аудит природоохранных и социальных аспектов всех сооружений комплекса Interpipe Steel. Результаты этих проверок свидетельствуют об отсутствии нежелательных воздействий на атмосферу или социальную среду. Система водоснабжения. С целью уменьшения общего промышленного потребления воды и сброса стоков в Днепр на предприятии Interpipe Steel внедрена система водоподготовки и водоочистки, которая позволила: — уменьшить потребление речной воды на 20–25 %; — внедрить схему «нулевого сброса» (6 м3/ч высокоминерализованных стоков дополнительно поступают в комплексную систему охлаждения шлака); — исключить сброс любых технологических стоков в Днепр. Все внедренные схемы — замкнутого цикла, и оборудование для водоподготовки и очистки сточных вод соответствует требованиям природоохранных норм и стандартов, действующих в Украине.

Рис. 10. Холодильник с непрерывнолитыми заготовками

Рис. 9. Заготовки большого диаметра, произведенные компанией Interpipe

Металлургическое производство и технология, № 1/2013

Художественный проект «Днепропетровский восход» Ввод в эксплуатацию нового комплекса Interpipe Steel открывает также и новую страницу в истории культуры Украины и Днепропетровска — художественный проект Олафа Элиассона (Olafur Eliasson) «Днепропетровский восход». Этот проект включает пять крупных полотен, выполненных художниками специально для постоянного размещения в помещении цеха (рис. 7). Метафорический «Днепропетровский восход» символизирует промышленное возрождение Украины. «Когда мы обдумывали строительство нового комплекса, мы мечтали о создании наиболее современного металлургического предприятия в Украине, — поясняет Виктор Пинчук, учредитель компании Interpipe. — Но в ходе воплощения этого замысла мы поняли, что можем добиться большего, и построили завод, на котором инновационные технологии и высокая культура производства сочетаются с современным искусством. Этот завод — первый и единственный, построенный в таком стиле, для рабочих,

Рис. 11. Главный вход в комплекс Interpipe Steel

Деятельность компании города и общества, что является, по моему мнению, знаком уважения к поколениям украинских металлургов». «Металлургия — одна из базовых отраслей украинской экономики. Но где сегодня хотят работать выпускники учебных заведений? Они мечтают стать адвокатами или банкирами, — говорит Александр Киричко, генеральный директор Interpipe. — Я убежден, что в новом комплексе захотят работать и специалисты с университетским образованием, чтобы создавать металлургию следующего поколения. Наша ближайшая цель — добиться того, чтобы на всех линиях комплекса работали молодые образованные специалисты». В настоящее время средний возраст работающих нового комплекса составляет 31 год. На некоторых рабочих местах конкурс составил 10 чел. на место. Более половины работников прошли дополнительное обучение за рубежом. Новый комплекс открыт для посетителей, которые в ходе экскурсий

могут ближе познакомиться с инновационными технологиями сталеплавильного производства и одновременно насладиться художественными произведениями мирового класса.

Завершение этапа горячего опробования и приемки Горячее опробование производственного оборудования электрометаллургического комплекса было начато 17 января 2012 г. Из первой плавки массой 100 т получили стальные заготовки. Горячее опробование провели по всей технологической цепочке, включая электродуговую печь, агрегат ковш-печь, вакуумный дегазатор и УНРС № 1 и 2. В ходе горячего опробования персонал контролировал правильность выполнения технологических операций и анализировал качество выплавленной стали. В связи с началом горячих испытаний комплекса генеральный директор компании Interpipe Александр Киричко сказал: «Мы стали свидете-

лями важнейшего события национального масштаба. Это была не только первая плавка, но и рождение металлургии нового поколения в Украине». После завершения горячего промышленного опробования состоялась официальная приемка комплекса. Официально комплекс был открыт 4 октября 2012 г. Проектом было предусмотрено производство примерно 700 тыс. т стальных заготовок до конца 2012 г.

Заключение Электрометаллургический комплекс Interpipe Steel, используя инновационную технологию выплавки стали, полученную от итальянской компании Danieli, работает, основываясь на лучших результатах, достигнутых в практике мировой металлургии (рис. 8–11). Такое сочетание отражает новую философию металлургии XXI в. и является новым шагом в развитии украинской черной металлургии.

Компетентность в смешивании и подаче Используя модели ESTROMAT и PUTZKNECHT, клиенты во всем мире смогут комбинировать высочайшую компетентность в смешивании и подаче для различных огнеупорных материалов

Для мешков

"Биг&Бэг"

массой 1 т

Смешивание и заливка огнеупорных материалов

Смешивание и мокрое торкретирование огнеупорных материалов для ремонта промежуточного ковша

Производство стали

Выявление повышенной влажности в электродуговых печах: результаты промышленного использования и преимущества технологии EFSOP®

Технология EFSOP® подтвердила свою надежность и эффективность при использовании в производственной практике автоматизированного управления работой электродуговой печи (ЭДП). Она обеспечила получение наибольшего экономического эффекта при автоматизации управления заслонкой с четырьмя отверстиями и форсункой. Кроме того, детектор влажности EFSOP® доказал способность определять избыточную влажность в печи, связанную как с попаданием в нее снега из загрузочной корзины, так и с утечкой воды из водоохлаждаемых панелей.

Рис. 1. Фурма и ввод газохода отходящих газов электродуговой печи

Суреш Мистри, Маршалл Хан, компания Tenova Goodfellow Inc., Миссиссога, Онтарио, Канада Контакт: www.tenovagroup.com E-mail: goodfellow@ca.tenovagroup.com

Система EFSOP® внедрена компанией Tenova Goodfellow с целью улучшения показателей работы электродуговой печи (ЭДП) и повышения безопасности труда путем выявления аварийных ситуаций, связанных с избыточной влажностью в печи, и подачи специального сигнала в режиме реального времени для предупреждения аварии при возникновении подобных ситуаций. Технология EFSOP® основана на системе контроля отходящих из ЭДП газов через заслонку с четырьмя отверстиями, обеспечивая контроль хода процесса и работы инжекторной горелки, а также получение экономического эффекта за счет повышения выхода годного, стандартизации/автоматизации управления работой го-

Металлургическое производство и технология, № 1/2013

релок и сокращения времени работы печи под током. Анализ отходящих газов в режиме реального времени позволяет операторам лучше понять, оценить и управлять ходом процесса в печи, изменяя расположение в печи и расход кислорода в фурме. Система контроля влажности EFSOP® доказала способность определять избыточную влажность в печи, связанную как с попаданием в нее снега с загрузочной корзины, так и с утечками воды из водоохлаждаемых панелей. При обнаружении избыточной влажности система подает сигнал о возникновении аварийной ситуации. Отмечена минимальная доля ложных аварийных сигналов, которая приемлема для операторов промышленных печей.

Концентрация компонентов отходящего газа, %

Производство стали

Расплавление первой садки

Расплавление Расплавление второй садки третьей садки

Рафинирование

80 75 70 65

60 55

50 45

40 35

30 25

20 15 10

5 0

0 00:10:00

00:20:00

00:30:00

00:40:00

00:50:00

01:00:00

01:10:00

01:20:00

01:30:00

01:40:00

01:50:00

02:00:00

Время, час:мин:сек

Система EFSOP® предназначена в первую очередь для достижения таких целей, как проведение автоматизированного и стандартизованного контроля рабочих режимов ЭДП, получение экономического эффекта за счет сокращения производственных расходов и повышения безопасности труда при электродуговой плавке. В данной статье подробно описана технология EFSOP® и принцип работы системы контроля влажности EFSOP®. В качестве примера рассмотрена 165-тонная ЭДП переменного тока с верхней загрузкой, оборудованная следующими устройствами (рис. 1): — одной сверхзвуковой фурмой для вдувания кислорода с ручным регулированием расхода кислорода оператором; — одной инжекторной горелкой omni-jet (подающей экранирующий кислород, газ и кислородное дутье) с тремя рабочими режимами, выбор которых осуществляет оператор; — одной расходуемой трубой для точечного вдувания углеродсодержащего порошка.

Принцип работы системы EFSOP® Система оптимизации работы печи на основе экспертных оценок EFSOP® (Expert Furnace System Optimization Process), внедренная компанией Tenova Goodfellow, выполняет измерения и анализ в режиме реального времени химического состава отходящих газов в заслонке ЭДП. Результаты измерений позволяют динамически оптими20

PLC. В программном обеспечении HMI/SCADA происходит оценка этих данных и определение оптимальных установочных точек (режимов работы) для оборудования печи (горелок, инжекторов, позиции заслонки и т. д.) для замкнутой цепи динамического регулирования.

Рис. 2. Типичный химический состав отходящих газов, измеренный до внедрения системы оптимизации

зировать расход химической энергии в печи путем регулирования режимов работы горелки, кислородных фурм, инжекторов углеродсодержащего порошка и другого вспомогательного печного оборудования. Система отбирает пробы отходящего газа, анализирует их и определяет оптимальные установочные точки с помощью программы SCADA. Параметры оптимальных установочных точек, рассчитанные SCADA, поступают в программируемые логические контроллеры (PLC), которые осуществляют динамическое регулирование печи. В число основных компонентов системы входят запатентованные водоохлаждаемые газоотборники, трубопроводы для передачи проб горячих газов, многоцелевой газоанализатор и программное обеспечение HMI/SCADA. Проба отходящего газа отбирается с помощью водоохлаждаемого газоотборника, размещенного в водоохлаждаемом газоходе D1. Проба газа втягивается в корпус пробоотборника с помощью создаваемого вакуума. Очень важно правильно выбрать позицию газоотборника, чтобы в пробе содержался только газ, отходящий из печи. Затем пробу газа транспортируют по подогреваемому (чтобы сохранить целостность пробы) трубопроводу в камеру газоанализатора. В камере пробу фильтруют для отделения пыли и влаги, а затем газ поступает в многоцелевой анализатор, где определяют содержание в нем О2, CO, CO2 и H2. Полученную информацию передают в

Металлургическое производство и технология, № 1/2013

Оптимизирующая система EFSOP® и результаты ее использования Внедрение оптимизирующей системы EFSOP® началось со стандартизации режимов работы инжекторных горелок. Для этого использовали интерфейс «человек – машина» (HMI) при построении диаграмм тепловой мощности (тепловых профилей) обычных горелок. Заказчик может задать до 12 различных установочных точек (режимов работы) горелок, для которых формируются соответствующие величины и последовательность пусковых сигналов. Исходная схема таких сигналов основана на электрической мощности (МВт .ч), потребляемой в ходе каждой плавки. Затем эти показатели были скорректированы с учетом расхода мощности на каждую завалку скрапа, что позволило располагать воспроизводимым тепловым профилем перед каждой завалкой. С учетом команд, получаемых от операторов печи, были построены три обобщенных рабочих тепловых профиля: для стадии пуска печи, стандартный профиль и агрессивный профиль для ускоренного ведения плавки при изменении текущей ситуации. Режимы управления с помощью системы EFSOP® работой инжекторной горелки выбирает оператор печи и автоматически загружает с интерфейса «человек – машина». Стандартизация теплового профиля работы горелок позволяет обобщить опыт операторов на отдельных операциях и задать наилучший вариант; при этом улучшаются такие показатели, как время работы печи под током, расход газа и кислорода. Результаты анализов отходящих газов, полученные до внедрения оптимизирующей системы, свидетельствовали об окислительной атмосфере на уровне свободного борта печи в начальной стадии плавки. На это указывала высокая концентрация

Производство стали кислорода (О2 — синяя линия), а также содержание моноокиси углерода (СО — красная линия) и водорода (Н2 — желтая линия) на уровне ниже 5 % (рис. 2). Пиковые значения на кривых СО и Н2 во время расплавления скрапа указывают на наличие внутренних полостей в скрапе при его обрушении от стенок к центру электродуговой печи. Изменение концентрации углекислого газа (СО2 — лиловая линия) показывает начало выделения химической энергии в печи. Для стадии рафинирования характерно высокое содержание СО и Н2, что указывает на процесс обезуглероживания в жидкой стали и поступление углерода со вспененным шлаком. В конце стадии рафинирования уровень содержания СО и СО2 снижается и, следовательно, уменьшается скорость обезуглероживания в ванне. Характер протекания окислительного процесса, выявленный по тенденции изменения состава отходящих газов, предоставляет очень небольшие возможности использования преимуществ дожигания в процессе плавки. Медленное изменение содержания СО2 на начальной стадии расплавления после каждой завалки скрапа свидетельствует о крайне малом поступлении химической энергии от горелок. Оригиналь-

CO2

ный метод, использованный операторами электродуговых печей, заключается в развороте фурмы после завалки шихты. Тепловой профиль горелки, построенный по результатам анализа отходящих газов, предусматривает задержку начала работы фурмы и сохранение соотношения между газом, поступающим в горелку, и кислородом на уровне стехиометрического отношения. Такие изменения, внесенные в рабочие параметры, позволили повысить выход годного в среднем на 2 % и снизить расход кислорода на 7 %, но при этом увеличилось время работы печи под током на 5 %. В связи с этим дальнейшие поиски путей оптимизации были направлены на уменьшение времени работы печи под током. С этой целью уменьшили содержание углерода в ковше на 10 %, учитывая, что, несмотря на достаточно длительную стадию рафинирования, у оператора нет возможности довести содержание углерода до уровня, требуемого на стадии выпуска плавки. Наиболее заметное улучшение этого показателя — работа печи под током — и всех экономических показателей процесса наблюдалось после внедрения замкнутой системы контроля и оптимизации EFSOP® на заслонке с четырьмя отверстиями. Бла-

Вакуум

Заслонка

120 100 80 60 40 20 0 50

800

40 600 30 400 20 200

0 15/4/09 12/00/00

15/4/09 12/30/00

15/4/09 13/00/00

15/4/09 13/30/00

15/4/09 14/00/00

Время

Рис. 3. Химический состав отходящих газов, измеренный без использования системы EFSOP® для регулирования заслонки

Металлургическое производство и технология, № 1/2013

годаря регулированию открытия заслонки удалось уменьшить подсос воздуха в печь, что позволило сохранять теплоту внутри печи после завалки скрапа, повышая эффективность нагрева и расплавления скрапа. На рис. 3 и 4 показано влияние регулирования открытия заслонки на химический состав отходящих газов. На этих рисунках степень открытия заслонки в % показана на верхней из двух диаграмм. На рис. 3 представлен химический состав отходящих газов, измеренный без использования системы EFSOP® регулирования заслонки. В этом случае заслонка остается полностью открытой на протяжении всей плавки. Данная ситуация приводит к максимальному подсосу воздуха через печное пространство в течение всей плавки. Содержание кислорода в начальный период расплавления после завалки скрапа составляет 17–19 %, содержание СО2 — примерно 2–3 %, остальное — азот. Это указывает, что более 90 % газов во внутрипечном пространстве составляет воздух, который проникает туда в результате подсоса через зазор отверстия для сверхзвуковой фурмы, а также через кольцевое уплотнение крышки и через зазор в заслонке. Азот не участвует в реакциях горения и может вызвать образование NOx при прохождении под электродами. Подсасываемый воздух охлаждает печь, а происходящие при этом потери тепла замедляют процесс расплавления скрапа. Наличие кислорода указывает, что печь с садкой скрапа еще не достигла температуры, при которой возможно естественное дожигание кислорода воздуха, либо кислород находится в избыточном количестве. На рис. 4 показана тенденция изменения состава отходящих газов после установки системы EFSOP® для регулирования заслонки с четырьмя отверстиями и улучшение сохранения тепла в печи во время плавки. Улучшается использование кислорода, о чем свидетельствует превышение уровня содержания СО2 над содержанием кислорода. В то же время печь быстрее достигает состояния спокойной ванны после второй и третьей завалок скрапа, на что указывает изменение содержания СО и водорода.

Преимуществом фирмы Konrad Rump является многолетний опыт по изготовлению стандартных, а также специальных дробеметных установок, например для крупногабаритных отливок массой до 150 тонн.

Закалочный дилатометр

• температурный диапазон:

20 оС – 1500 оС; –150 оС –1300 оС

• материал образца: • атмосфера: • геометрия образца:

электропроводный

• скорость нагрева: • скорость охлаждения:

макс. 2500 К с –1

N2, Ar, He, вакуум, воздух сплошной и полый, d ≈ 4 мм, l ≈ 10 мм макс. 2000 К с –1

www.thermophysical.tainstruments.com Реклама

Производство стали Регулирование положения заслонки происходит в зависимости от уровня содержания азота, который определяют при расчете баланса концентрации газов (N2 % = 100 % – O2 % – CO % – CO2 % – H2 %). Установочные точки положения заслонки подразделяются на две группы: первая группа применяется на стадии расплавления скрапа, вторая группа — на стадии рафинирования. На стадии расплавления при содержании азота более 80 % заслонку открывают лишь на 40 %; если содержание азота ниже 70 %, то заслонку открывают на 70 %, а при содержании азота менее 60 % заслонку открывают на 100 %. Установочные точки заслонки для стадии рафинирования носят менее агрессивный характер вследствие большего объема продуктов горения и для предотвращения задымленности цеха. Время работы печи под током сокращается на 5 % по сравнению с традиционной практикой, наблюдавшейся до внедрения контрольной системы EFSOP®; в то же время уменьшается расход углерода и повышается выход годного. Операции ручного регулирования позиции фурмы для вдувания кислорода и расхода кислорода затем были оптимизированы совместно с операторами ЭДП. Фурму для вду-

CO2

вания кислорода регулировали на низкий расход кислорода и устанавливали в извлеченной позиции, чтобы ее можно было использовать для дожигания кислорода во время расплавления скрапа. После расплавления большей части скрапа ее в качестве жесткого сопла погружали на большую глубину в зависимости от содержания СО и СО2, что способствовало образованию вспененного шлака.

Результаты выявления влажности Система EFSOP® для выявления избыточной влажности была введена в эксплуатацию в ноябре 2009 г. Методика измерения влажности по результатам анализа отходящих газов, разработанная компанией Tenova Goodfellow, не является на 100 % эффективной при определении избыточной влажности, утечек воды или взрывоопасных ситуаций. Конструкция системы предусматривает возможность подачи сигнала тревоги в случае создания условий избыточной влажности в печи, вызванных попаданием большого количества дождя или снега в садку шихты, при утечке воды из водоохлаждаемых панелей или при попадании в шихту

Вакуум

Заслонка

120 100 80 60 40 20 0

800 30 600

25 20

400 15 10

200

5 0

0 13/8/09 15/30/00

13/8/09 16/00/00

13/8/09 16/30/00

13/8/09 17/00/00

Время

Рис. 4. Химический состав отходящих газов, измеренный после установки системы EFSOP® для регулирования заслонки

Металлургическое производство и технология, № 1/2013

большого количества замасленного оборотного металлолома. Избыточный уровень содержания влаги оценивают по уровню содержания водорода и по соотношению водород/монооксид углерода. Вода участвует в реакциях окисления, например, в превращении монооксида углерода в диоксид или в превращении железа в окись железа. В ходе этих окислительных реакций высвобождается водород, и концентрация его повышается. Вызванное наличием воды окисление монооксида угдерода в диоксид приводит к увеличению соотношения водород/монооксид углерода. В типовой плавке будет наблюдаться изменение концентрации Н2 и соотношения Н2/СО. Характер этого изменения одинаковый для многочисленных плавок с аналогичным тепловым профилем горелок и одним и тем же составом шихты. При статистическом анализе плавок общее время плавки разделяют на интервалы времени с постоянными или немного различающимися показателями расхода мощности (кВт. ч) на каждую завалку скрапа, примерно соответствующие каждому поданному аварийному сигналу. Более короткие временны′е интервалы характеризуют более высокую чувствительность системы к повышению влажности выше допускаемого уровня, но в то же время означают и более частую подачу ложных аварийных сигналов. Более длинные интервалы времени означают снижение чувствительности системы, но одновременно и сокращение числа ложных аварийных сигналов. Пороговые значения подачи аварийных сигналов для каждого интервала времени определяют по результатам статистического анализа с помощью специальной модели. Статистические данные для построения модели получают при наблюдениях за положением заслонки в ходе 50 плавок, эти данные позволяют динамически регулировать пороговый уровень подачи аварийных сигналов с учетом вариаций состава скрапа или сезонных изменений погодных условий. Регулируя переменную величину интервала времени, можно также влиять на чувствительность системы к изменению влажности. Система определения избыточной влажности EFSOP® — это многоуров-

Кумулятивные показатели аварийных ситуаций, %

Производство стали

16 14 12 10 8 6 4 2 0

Высокий пороговый уровень Первая плавка, в ходе которой система EFSOP® подала сигнал об избы$ точной влаж$ ности

927

Средний пороговый уровень

928

Плавка с под$ тверж$ денной цехом утечкой воды

929

930

Идентификационный номер плавки Пороговые уровни подачи аварийного сигнала повышались в связи с неподтвержденными утечками воды

Рис. 5. Утечки воды, зафиксированные системой EFSOP®

невая система выявления аварийных ситуаций, которая сигнализирует о вероятности аварии, связанной с изменением влажности. Многоуровневая система включает три уровня тревоги, которые зависят от длительности аварийных условий в ходе плавки или расплавления садки шихты (кумулятивных измерений концентрации Н2 или Н2 /СО). Пользователь системы может определять и задавать длительность аварийных условий в процентах от времени работы печи под нагрузкой, при которой включается сигнал о среднем или высоком уровне аварийной опасности. Сигнал об аварийной угрозе низкого уровня включается при любой ненулевой длительности этих условий. В систему встроены и другие ограничения параметров, вызывающие подачу сигнала о повышенном уровне влажности: — система отслеживает превышение влажности только в период работы печи под током, в этом случае система не осуществляет мониторинга во время завалки шихты, выпуска плавки или при любой остановке печи для выполнения планового или аварийного ремонта; — система отслеживает превышение влажности только при достоверных измерениях химического состава отходящих газов газоанализатором; достоверными считаются измерения, прошедшие проверку внутри системы HMI/SCADA; — система осуществляет мониторинг соотношения Н2/СО только в случаях, когда измеренные значения 26

Н2 и СО превышают минимальный уровень концентрации, равный 2 %; — система отключается в ситуациях, когда номер плавки или идентификационный номер садки шихты индексирован неправильно; в этом случае модель не способна определить стадию плавки или интервал времени распределения мощности при расплавлении садки для формирования пороговых уровней подачи аварийного сигнала. В системе определения избыточной влажности EFSOP® имеется опция подтверждения утечек воды. Подтверждение фактически произошедшей утечки воды приведет к сбросу результатов соответствующих замеров Н2 и Н2 /СО в окне наблюдения за параметрами плавок, и эти данные не будут включены в динамическую модель корректирования пороговых уровней подачи аварийного сигнала. Если событие аварийной утечки не подтверждено, то с учетом собранных данных об аварийных ситуациях при плавках динамическая модель сформирует более высокий пороговый уровень подачи аварийных сигналов. Число аварийных сигналов о повышенной влажности, поданных системой EFSOP® за неделю, начавшуюся 21 декабря 2009 г., возросло вследствие наличия снега в завалочных корзинах. Аварийные сигналы включались при превышении среднего порогового уровня, установленного для этого сезона. Сигнализация срабатывала во время проведения нескольких

Металлургическое производство и технология, № 1/2013

плавок в течение двух суток, когда шел сильный снегопад. На протяжении этого периода аварийные утечки не получали подтверждения, и по окончании снегопада был восстановлен пониженный пороговый уровень подачи аварийного сигнала. Высокий уровень аварийных сигналов установился 15 января 2010 г. вследствие утечек дыма через кольцевое уплотнение печи. Такой высокий уровень чувствительности срабатывал на протяжении нескольких плавок, прежде чем оператор печи заметил утечки и отключил подачу воды. На рис. 5 графически показаны условия подачи аварийных сигналов о повышенной влажности, выявленной системой EFSOP® прежде, чем оператор визуально обнаружил утечку. Первое обнаружение повышенной влажности включило высокий пороговый уровень аварийных сигналов, на протяжении последующих трех плавок действовал средний пороговый уровень с повышением процента времени работы в аварийных условиях от плавки № 928 к плавке № 930. Пороговые уровни определения аварийного повышения влажности корректировались автоматически для каждой плавки; такой была реакция системы на неподтвержденные утечки воды. Соответственно, величина утечек нарастала, аварийные условия сохранялись и расширялись, относительная продолжительность утечек увеличивалась до тех пор, пока оператор не обнаружил утечки визуально.

Выводы Система EFSOP® проявила себя надежным помощником операторов ЭДП при внедрении автоматизированного управления процессом плавки. Применение технологии EFSOP® позволяет получить максимальные экономические преимущества при автоматическом регулировании заслонки с четырьмя отверстиями и теплового профиля инжекторной горелки. Кроме того, система контроля влажности EFSOP® доказала способность определять избыточную влажность в печи, связанную как с попаданием в нее снега с завалочной корзиной, так и с утечками воды из водоохлаждаемых панелей.

Производство стали

Стратегии десульфурации в кислородно-конвертерном производстве стали

.. Райнер Хюскен, компания Kuttner GmbH & Co. KG, Эссен, Германия; Юрген Каппель, компания Cappel Stahl Consulting GmbH, Эссен, Германия Контакт: www.kuettner.com E-mail: r.huesken@kuettner.com juergen.cappel@cappel-consult.com

Введение В последние три десятилетия производители стали во всем мире столкнулись с двумя основными тенденциями: — непрерывным ростом цен на такие сырьевые материалы, как уголь, кокс, железная руда, скрап и другие; — возрастающей необходимостью повышения качества стали путем значительного снижения содержания углерода, кислорода, кремния, фосфора, азота, сопутствующих элементов (Cu, Cr, Ni, Mo) и серы. Требования особо низкого содержания серы (<10 ppm) оговорены спецификациями на особонизкосернистые (ULS/Ultra Low Sulphur) марки стали и предъявляются, в частности, к продукции, предназначенной для работы в условиях высокого давления и очень низких температур (например, трубы большого диаметра для магистральных трубопроводов большой протяженности). Причина таких требований хорошо известна. Наличие серы в стали повышает чувствительность к растрескиванию и понижает ударную вязкость материала на образцах с надрезом. Поэтому для предотвращения появления трещин в готовой продукции из высокопрочных, высокопрочных низколегиро-

Ударная вязкость на образцах с надрезом при 20 оС, Дж

Одним из важнейших способов повышения качества стали является ограничение содержания серы. С этой целью на металлургических комбинатах проводят десульфурацию чугуна и стали. Дополнительным положительным эффектом этого процесса явилась возможность оптимизации состава доменного шлака, что привело к росту производительности доменных печей и сокращению производственных расходов. В данной статье описаны современные способы десульфурации и рассмотрены источники попадания серы в чугун и сталь, приведены требования к качеству стальной продукции, а также представлена технология десульфурации

ванных (HSLA) и перитектических сталей содержание серы в них должно быть ниже 30 ppm. Содержание серы в стали менее 60 ppm достигается в результате интенсивного перемешивания жидкой стали на стадии вторичного рафинирования; при такой обработке одновременно достигается положительный эффект с точки зрения степени раскисления и чистоты по примесям. Хотя для большинства марок стали не предъявляются особые требования к концентрации серы, все же содержание ее в низкоуглеродистых (LC/ Low Carbon), особонизкоуглеродистых (ULC/ Ultra Low Carbon) и электротехнических сталях, а также в белой жести ограничивается 120 ppm. В рядовых марках стали, предназначенных для производства профилей, арматуры или проволоки, содержание серы не должно превышать 250 ppm. На рис. 1 показано изменение требований к содержанию серы в стали за последние 50 лет [1]. Так как сера попадает в полупродукты металлургического производства на комбинате в значительно большем количестве, чем это допускается сертификатами на готовую продукцию, то необходимо применять технологию десульфурации. Источником серы является в основном первичное топливо, используемое при

185

155

105

25 1955

1960

1965

1970

1975

1980 Годы

1985

1990

1995

Рис. 1. Нормы содержания серы и ударная вязкость образцов с надрезом [1]

Металлургическое производство и технология, № 1/2013

2000

Производство стали

Источники попадания серы в металл при выплавке чугуна и стали

Вакуумное обезуглероживание (кипящие марки стали)

Без вакуумного обезуглероживания

0,05

Без десульфурации

Чугун

0,02 Содержание S, %

производстве чугуна, и металлолом, поступающий на переплавку. Применение различных технологий десульфурации на разных переделах металлургического производства оказалось также эффективным дополнением стратегии, направленной на минимизацию общих производственных затрат.

0,01

IF$сталь

Десульфурация чугуна

100Cr6

0,005 0,003 0,003

Электро$ техническая нетекстуро$ ванная сталь

CSP$HDG

Десульфурация чугуна + десульфурация стали (полностью раскисленные марки стали)

0,001 Толстолистовая сталь

В процессе выплавки чугуна на металлургическом комбинате сера попадает в жидкий металл из шихтовых материалов, например из известняка и руды, а также из первичного топлива, например кокса, нефти и порошкообразного угля (табл. 1) [2, 3]. Несомненно, основными источниками серы являются кокс и нефть. В коксе и угле содержание серы составляет примерно 0,8–1,2 % в зависимости от месторождения; в нефти и мазуте содержится 1,3–2 % серы. В целом первичные топливные материалы вносят в металл до 95 % всей поступающей серы. Благодаря созданию восстановительной атмосферы в доменной печи более 80 % всей поступающей серы удаляются со шлаком, пылью и газом, в результате чего в жидком чугуне остается только примерно 13 % ее суммарного количества. В примере баланса, приведенном в табл. 1, это соответствует содержанию серы в жидком чугуне 0,055 %, что представляет собой типичную среднюю величину для современной производственной практики. Однако лю-

Поступление серы (100 %) Агломерат Окатыши

5,1 1

Флюсы

0,1

Кокс

60,2

Нефть /уголь / природный газ

33,6

Выход серы (100 %) Чугун

12,6

Шлак

82,4

Колошниковый газ

3,6

Вынос пыли

0,7

Шлам из устройств газоочистки

0,5

Пыль на литейном дворе

0,2

Таблица 1. Баланс серы (%) для доменной печи в Германии (4,4 кг S/т чугуна) [2, 3]

0,0005 0,001

0,01

0,1

Содержание С, %

Рис. 2. Требования к содержанию углерода и серы для различных марок стали [4]

бому оператору знакомы периодические колебания рабочего режима крупных производственных агрегатов, приводящие к изменениям результатов технологического процесса; это относится и к химическому составу чугуна, в частности к содержанию серы. Вследствие этого эффекта более типичным является диапазон содержания серы 0,035–0,085 %, и именно такую цель ставят перед доменщиками сталеплавильщики.

Требования по содержанию серы в стали Сера в стали обычно считается вредной примесью, поскольку показывает отрицательное влияние на такие свойства стали, как пластичность, ударная вязкость (особенно при низких температурах), коррозионная стойкость и свариваемость. В связи с этим содержание серы ограничивается почти для всех классов и марок стали, но на разном уровне. Для рядовых марок стали, из которых изготавливают арматуру, профили и проволоку, нормальным требованием является содержание серы <0,025 %. Для специальных сталей, как, например, низкоуглеродистая (LC/Low Carbon), особонизкоуглеродистая (ULC/Ultra Low Carbon), электротехническая, белая жесть и большая часть длинномерной стальной продукции, допускаемое содержание серы составляет 0,005–0,01 %. Для сталей с особо низким содержанием серы (ULS/Ultra Low Sulphur) стандарты требуют

содержания серы на уровне 0,001 % или даже ниже. В данном случае речь идет в основном о сталях, устойчивых к водородному растрескиванию (HIC/Hydrogen Induced Cracking), и высокопрочных сталях, предназначенных для изготовления броневых плит, резервуаров для хранения сжиженного природного газа и т. п. Другой побочный эффект внепечного рафинирования, касающийся десульфурации стали, происходящей в результате реакции между шлаком и металлом, заключается в высокой степени раскисления, что проявляется в очень низком содержании кислорода в стали и шлаке и в высокой чистоте стали. Поэтому для гарантированного получения стали высокой чистоты внутризаводские спецификации, применяемые в сталеплавильном производстве, часто включают требование по содержанию серы 0,006 %. Содержание серы в высокопрочных, высокопрочных низколегированных (HSLA/High Strength Low Alloy) и перитектических марках стали (0,09– 0,12 % C) ограничено уровнем < 0,003 % для предотвращения растрескивания во время изгиба и выпрямления непрерывнолитой заготовки в процессе разливки. На рис. 2 представлены требования к содержанию углерода и серы для пяти различных марок стали [4]. Сталь без атомов вредрения класса IF (Interstitial Free), которая относится к особонизкоуглеродистым сталям типа ULS, подвергают преимущественно глубокой вытяжке. Для большинства

Металлургическое производство и технология, № 1/2013

Производство стали назначений эту сталь используют в горячеоцинкованном состоянии. Широко распространено применение таких сталей в автомобилестроении, в том числе для изготовления в самых проблематичных наружных частях автомобиля. Электротехнические стали также относятся к особонизкоуглеродистым и используются в производстве трансформаторов и электрических генераторов. Вследствие повышенного содержания кремния в таких сталях могут быть сведены к минимуму электрические потери. Сталь для производства полос в литейнопрокатных агрегатах CSP® (Compact Strip Production, компактное производство полосы) включает преимущественно низкоуглеродистые марки и используется в основном как конструкционный материал общего назначения — для изготовления колес, цилиндров, сварных труб, в сельском хозяйстве и т. д. Толстолистовая сталь, устойчивая к водородному растрескиванию, применяется при изготовлении труб большого диаметра для магистральных трубопроводов, а сталь 100Cr6, которая является классической высокоуглеродистой высокопрочной сталью, используется для подшипников качения. Для того, чтобы улучшить обрабатываемость этой марки стали содержание серы в ней даже повышают до определенного уровня. Из приведенных данных следует, что все марки стали характеризуются различным содержанием серы и в зависимости от этого показателя требуют обработки

по соответствующему особому технологическому режиму. На рис. 3 представлена стратегия десульфурации рассмотренных марок стали на различных стадиях технологического процесса их производства [4]. Как показано на диаграмме, весь требуемый объем десульфурации распределен между следующими стадиями металлургического процесса: — десульфурации чугуна; — десульфурации стали в кислородном конвертере; — внепечной обработки. Как следует из рис. 3, основной задачей сталеплавильного процесса является гарантирование прекращения реакции десульфурации после разливки плавки. Десульфурация происходит в ходе комбинированного взаимодействия серы, известняка и глинозема согласно следующей реакции: 3[S] + 3(CaO) + 2[Al] → → 3(CaS) + (Al2O3).

Металлический алюминий необходим для восстановления кальция из известняка; у кальция появляется возможность вступить в реакцию с серой. Однако при этом в расплаве формируются мелкодисперсные частицы алюминия, которые не успевают всплыть за время, остающееся до окончания затвердевания жидкой стали после разливки. В процессе внепечного рафинирования сталей, устойчивых к водородному растрескиванию, а также сталей,

0,06 Толстолистовая сталь IF$сталь 100Cr6 CSP$HDG Электротехническая нетекстурованная сталь

0,04

Содержание серы, %

0,02

0,01 0,006 0,004 0,002 0,001 0,0006 Чугун

После десуль$ Кислородно$ конвертерный фурации процесс чугуна

После внепечной обработки

Разливка

Рис. 3. Изменение содержания серы при обработке различных марок стали [4]

(1)

Металлургическое производство и технология, № 1/2013

обрабатываемых по технологии CSP®, и электротехнических сталей, десульфурация проводится до различного уровня, который зависит от допускаемого стандартами содержания серы в готовой продукции. Из рис. 3 следует, что при нормальном ходе процесса выплавки стали в кислородном конвертере содержание серы на выпуск обычно выше, чем после проведенной ранее десульфурации чугуна. Это увеличение содержания серы — обычное и общеизвестное явление в конвертерном производстве, которое можно свести к минимуму, но полностью устранить нельзя. Основными причинами такого повышения содержания серы являются следующие факторы: — недостаточно тщательное скачивание шлака после десульфурации чугуна; — поступление серы со скрапом, особенно при недостаточно тщательной сортировке металлолома или при использовании переработанного лома с высоким содержанием серы. Несмотря на то, что минимальный достигаемый уровень содержания серы после плавки в кислородном конвертере равен 25 ppm, при производстве электротехнической стали все равно требуется последующая десульфурация стали. В связи с кинетикой химической реакции труднее, и поэтому менее эффективно понижать содержание серы с низкого до особо низкого уровня, чем с высокого до низкого. Это является причиной значительного понижения содержания серы при десульфурации стали, из которой производят толстолистовой прокат. Такой эффект обусловливает необходимость проведения десульфурации стали в любом случае. Следовательно, допустима умеренная десульфурация чугуна от 0,05 до 0,015 %, а остальная десульфурация осуществляется в процессе необходимой десульфурации стали. Этот процесс протекает иначе при производстве низкоуглеродистых, особонизкоуглеродистых марок стали и электротехнических сталей. Здесь применяется очень глубокая десульфурация чугуна, чтобы, с одной стороны, добиться требуемого низкого конечного содержания серы, а, с другой — полностью исключить отрицательное влияние десульфурации

Рельсовые ковочные манипуляторы GSM грузоподъемностью до 350 тонн

...новые измерения для ковки

Роботы манипуляторы GRM грузоподъемностью до 25 тонн

Мобильные ковочные манипуляторы GFM грузоподъемностью до 150 тонн Металлургия&Литмаш Международная выставка машин, оборудования, технологий и продукции металлургической промышленности Москва, Россия 25–28 июня 2013 г. Посетите наш стенд 7&2А 08 в павильоне 7

Производство стали

Параметр

Изменение

Содержание серы в коксе

+ 1 кг/т чугуна

+0,014

Содержание серы в нефти/угле/ природном газе

+ 1 кг/т чугуна

+0,007

% K2O

K2O в шихте

+ 1 кг/т чугуна

—

+0,210

Производительность

+ 0,1 т/м3 × 24 ч

+0,001

–0,004

Основность (% CaO) / (% SiO2)

+ 0,1

–0,008

–0,127

Температура чугуна

+ 10 оС

–0,006

Объем шлака

10 %

–0,002

–0,005 –0,013

Шлак (% MgO)

–0,003

+0,022

Таблица 2. Основные факторы, влияющие на содержание серы в чугуне в ходе плавки в доменной печи [5-7]

на состав этих сталей в отношении содержания Si и C. Такой подход особенно важен для сталей класса IF, так как отрицательные побочные эффекты десульфурации всегда приводят в этих сталях к таким последствиям, как повышение содержания кремния (вследствие реакций шлак–металл и вдувания CaSi) или содержания углерода (вследствие вдувания CaC2). Оба этих эффекта нежелательны, так как в IF-сталях содержание углерода ограничено условиями предотвращения снижения прочности, а низкое содержание кремния обусловлено требованиями к высокому качеству покрытий, наносимых на поверхность стали. Исключением является подшипниковая сталь с повышенным контролируемым содержанием серы. Для такой стали стратегия заключается в глубокой десульфурации чугуна до заданного уровня и в повышении содержания серы на последующем этапе до требуемого спецификацией уровня путем контролируемо-

Десульфурация чугуна

CaC2 Мg CaO

Процесс Кислородный конвертер перемешивания аргоном

го добавления в плавку легирующего агента FeS.

Технологии десульфурации Уровень десульфурации чугуна в доменной печи обычно составляет 85–90 % согласно данным, приведенным в табл. 1 [5–7]. Под воздействием некоторых важных факторов, приведенных в табл. 2, можно достигнуть и более высокой эффективности процесса десульфурации. Однако большинство таких мер влекут за собой повышение потребления кокса или даже снижение производительности доменной печи. Увеличение основности шлака может помочь в этом направлении, но одновременно окажет сильное негативное воздействие на щелочной баланс. Это является одной из самых серьезных проблем при работе доменных печей, так как может нарушиться весь тепловой баланс печи и даже произойти ее захолаживание. Основное различие между про-

Нагрев

Процесс дегазации

Модификация включений

CaSi CaC2 Ca

Ar O2

Ar б Ar

Ar Очень высокая эффективность десульфурации

Слабая эффективность десульфурации

Разливка

Хорошая эффективность десульфурации

Глубокая Неблагоприятные Неблагоприятные десульфурация условия условия десульфурации десульфурации

Операции металлургической технологии

Рис. 4. Возможности десульфурации в ходе технологического процесса производства стали

Металлургическое производство и технология, № 1/2013

цессами выплавки чугуна и стали в том, что проведение соответствующих мероприятий по десульфурации в доменнной печи влияет на выход чугуна, а значит, — и на общую производительность печи. В отличие от этого, производство стали является периодическим процессом, при котором можно привести в соответствие предпринимаемые меры и предъявляемые стандартами требования в определенных пределах. В металлургическом процессе производства стали возможны различные варианты проведения десульфурации (рис. 4). Такой показатель, как эффективность десульфурации (количество удаленной серы, отнесенное к ее исходному содержанию), может быть использован в качестве основы для сравнения различных вариантов десульфурации. Десульфурация чугуна является одним из самых распространенных технологических процессов периодического характера, выполняемых на металлургических комбинатах. В этом случае чугун подвергается обработке в разливочном ковше с использованием различных десульфураторов и технологических процессов [8]. Обычными десульфурирующими реагентами являются известь-пушонка, порошкообразный СаС2 и гранулированный металлический магний. При этом чаще всего используются такие технологические приемы, как турбулентное перемешивание струи выпускаемого металла, механическое перемешивание и вдувание порошка. Возможно также проведение десульфурации синтетическим жидким шлаком, но этот способ находит ограниченное применение из-за трудностей, связанных с расплавлением шлакообразующих добавок при низких температурах чугуна. Кроме того, в этом случае необходимо тщательно скачивать шлак из ковша с чугуном после проведения десульфурации, чтобы исключить его последующее попадание в кислородный конвертер и возможность ресульфурации. Поэтому объем шлака при десульфурации всегда должен быть небольшим. Ввод проволоки с наполнителем из CaSi или из CaC2 не является эффективным, так как для расплавления проволоки при низкой температуре чугуна требуется длительное время.

Более 40 лет... на мировом рынке

Сделано в Германии

Вакуумные подъемники для любых грузов

INJECTION SYSTEMS Фирма производит: Углерод Известь Ферросилиций Пыль... пневматические транспортные системы для электродуговых печей, установок печь&ковш...

CARBON 5000 LT

8 rt

9 sw

7 rt

для листов стали и нержавеющих металлов, гнутых и гофрированных листовых профилей, труб и много другого. массой до 50 т!

KOLL ANLAGENBAU GMBH & Co KG Schachtstr. 21 59379 Selm GERMANY Tel. 0049 (0) 2592 978578 Fax. 0049 (0) 2592 978682 E-mail: koll @ eaf - carbon.de

Т Е Х Н О Л О Г И Я

Пневматические конвейерные, дозирующие и инжекционные системы • Индивидуальные и экономически эффективные технические решения и системы

• Развитие специальных производственных технологий по требованиям заказчиков

Б Е З

• Технология многоточечного вдувания MPIPat. для вспенивания шлака • Технология вдувания сверху TIPPat. для установок печь$ковш и ковшей для науглероживания или легирования без использования огнеупорной фурмы

К О М П Р О М И С С А

• Технология десульфурации для стали и чугуна • Комплексные услуги от проектирования до ввода в эксплуатацию • Длительный срок службы = меньшее техническое обслуживание =

повышенная производительность, т. е. гибкая труба с огнеупорной футеровкой

STEIN Industrie-Anlagen Hagener Straße 20 - 24 D-58285 Gevelsberg Germany

Telefon: +49 / (0) 2332 / 9206-0 Telefax: +49 / (0) 2332 / 62015 E-Mail: stein@sit-2000.com Internet: www.sit-2000.com

INJECTION&TECHNOLOGY

Производство стали серы составляет 0,035 %. Если принять содержание серы в скрапе 0,02 %, то общий эффект десульфурации в конвертере составляет 0,005 % — разница между уровнем серы в чугуне и стали и 0,005 % — теоретическое поглощение серы из скрапа. Показатель эффективности десульфурации в данном примере оценивается в 22 %.

С десульфурацией чугуна 100

Суммарная частота, %

90 80

Чугун после десуль$ фурации

70 60 50

Сталь на выпуске плавки из кислородного конвертера

40 30 20

Чугун на выпуске плавки из доменной печи

10 0 0,000

0,010 0,020 0,030 0,040 0,050 0,060

0,070 0,080 0,090 0,100

Рис. 5. Результаты десульфурации в кислородном конвертере после предшествующей десульфурации чугуна

Содержание серы, %

100

Без десульфурации чугуна

Суммарная частота, %

80 70 60 50

Сталь в кислородном конвертере

Чугун

на выпуске плавки из доменной печи

20 10 0 0,000

0,010 0,020 0,030 0,040 0,050 0,060

0,070 0,080 0,090 0,100

Рис. 6. Результаты десульфурации в кислородном конвертере без проведения предшествующей десульфурации чугуна

Содержание серы, %

Диапазон типичных показателей эффективности десульфурации составляет 70–95 %. При стандартных рабочих режимах можно достигнуть конечного содержания серы на уровне 0,002 %, но его трудно сохранить в процессе выплавки стали в кислородном конвертере по причинам, указанным выше. Десульфурация в кислородном конвертере, как упоминалось выше, мало

эффективна из-за окислительного характера сталеплавильного процесса. Поэтому при применении чугуна, предварительно подвергнутого умеренной десульфурации или вообще не прошедшего десульфурацию, в конвертере удается достигнуть эффективности этой операции только в пределах 20–50 %. Как уже отмечалось ранее, в конвертере может произойти значительная ресульфурация, если перед этим проводилась глубокая десульфурация [9]. На рис. 5 показано распределение плотности вероятности (гистограмма) содержания серы для конвертерного цеха одного из европейских металлугических заводов. При среднем со34

держании серы в чугуне во время плавки в доменной печи на уровне 0,04 % благодаря десульфурации этот показатель снижается в среднем до 0,007 %. При выпуске плавки из конвертера содержание серы опять повышается до 0,015 %, что более чем вдвое выше содержания серы в чугуне. Если принять соотношение чугуна и скрапа при выплавке стали равным 830 кг чугуна/240 кг скрапа, то среднее содержание серы в скрапе составит, по подсчетам, примерно 0,035 %, что является очень высоким показателем даже для оборотного металлолома. Этот приблизительный расчет указывает, что, помимо металлолома, имеется и другой источник серы, влияющий на конечные результаты. И этим источником может быть шлак, оставшийся после десульфурации чугуна. Другая ситуация наблюдается при использовании чугуна, не прошедшего десульфурацию (рис. 6). В этом случае при среднем содержании серы в доменном чугуне 0,04 % на выпуске плавки из конвертера содержание

Металлургическое производство и технология, № 1/2013

Десульфурация в процессах внепечной обработки металла широко рас-

пространена во всем мире. Технологические принципы процессов ковшовой металлургии основаны на реакциях, происходящих на поверхности раздела шлак–металл, на инжектировании порошкообразных реагентов и на вводе присадочной проволоки [10]. Для реализации этих принципов применяют глубокое перемешивание жидкого металла, вакуумную обработку, вдувание порошкообразных реагентов и подачу присадочной проволоки с наполнителем. В качестве реагентов используются жидкий шлак с высокой основностью, полученной в результате добавок известнякового флюса в ковш, а также порошкообразные CaSi или CaC2 и проволока с наполнителем из CaSi. Эффективность этих процессов десульфурации так же высока, как и процесса десульфурации чугуна, и составляет 70–95 % (98 % при использовании вакуумной дегазации). Условием высокой эффективности в случае десульфурации стали является глубокое раскисление расплава, как уже упоминалось ранее. Основная реакция происходит в соответствии с приведенной выше формулой (1) с использованием известняка в качестве основного реагента. Очевидно, что такой принцип может быть реализован только для сталей, раскисленных алюминием, так как при использовании в качестве раскислителя кремния в процессе раскисления будет образовываться двуокись кремния и при этом уменьшаться количество известняка, необходимого для десульфурации. Кроме того, остаточное содержание кислорода в стали после раскисления кремнием оказывается намного выше. Раскисленные кремнием стали обычно применяют для производства арматуры, профилей, свай и т. п., с умеренными требованиями по содержанию серы. В настоящее время наблюдается и другая тенденция, особенно

АНДРИТЦ Мэрц – специалист по печам для металлургической и медной промышленности

«АНДРИТЦ Мэрц» является

печи как непрерывного, так

первичного и вторичного про-

одним из ведущих мировых

и прерывного действия для

изводств,

поставщиков

установок

также

конвер-

использования в нагреватель-

терные печи для получения

термообработки и вспомо-

ном,

меди

г а т е л ь н о го

о б о р уд о в а н и я

термообрабатывающем

драгметаллов.

и кузнечном процессах. Для

проек тирования

под ключ. Линейка продукции

м ед н о й

в п л от ь д о П Н Р – в с е

компании включает в себя в

«АНДРИТЦ Мэрц» предлагает в

секторе сталелитейной про-

п е р ву ю оч е р ед ь

мышленности различного типа

и рафинировочные печи для

АНДРИТЦ Мэрц ГмбХ Корнелиусштрассе 36, 40215 Дюссельдорф, Германия Тел.: +49 (211) 38425-0 Факс: +49 (211) 38425-20 welcome-maerz@andritz.com

п ромышленности

От

ус та н о во к «из

одних рук».

плавильные

www.andritz.com Реклама

Производство стали в электросталеплавильном производстве. В связи с ухудшением качества скрапа в большинстве регионов мира возрастает поступление серы с шихтой электродуговых печей (из-за примесей к скрапу в виде резины, пластиков и химикатов на основе этанола). Для достижения необходимого эффекта десульфурации и удовлетворения требо-

ln [Ws]o / [Ws]

Рафинирование шлаком 25 кг .т –1 Вдувание порошка 20 кг .т –1

k = 7 ×10–3 s–1

3 2 k = 15 ×10–3 s–1

1 0

15 20 Время, мин

Рис. 7. Эффективность различных технологий десульфурации стали [11]

ваний к химическому составу готовой продукции металлурги применяют высокоосновные высокощелочные реагенты для разжижения шлака и повышения эффективности реакций на поверхности раздела шлак–металл. Обработка порошкообразными реагентами или ввод проволоки с наполнителем является обычным способом десульфурации стали в агрегатах ковш-печь [11]. На рис. 7 представлена эффективность этой технологии по сравнению с рафинированием жидким шлаком. Но поскольку целью инжекционной технологии является достижение необходимого результата посредством реакции реагента с металлом без участия шлака, то проблематичным моментом является вымывание продукта реакции CaS. Кроме того, применение CaSi или CaC2 всег-

Десульфурация чугуна, долл/т

Статья расходов Флюсы

+0,48

Топливо

+1,01

Гранулированный шлак

–0,05

Внепечная десульфурация чугуна, долл/т

Десульфурация стали, долл/т 0

Десульфурирующие реагенты

0,048

Расходуемые материалы

0,070

Техническое обслуживание

0,070

Расходуемые материалы

0,070

Техническое обслуживание

0,070

Транспорт

0,066

Шлак и потери производительности

0,129

Перемешивание аргоном

0,48

Расход алюминия

0,12

Итого

1,44

0,82

0,60

Таблица 3. Сравнительный анализ расходов на десульфурацию, в ходе которой содержание серы снижается на 0,01 %

Расходы на десульфурацию, долл/т чугуна

8,00 7,00 6,00

Окончательное содержание серы Sf = 140 ppm

5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 200

300

Десульфурирующие реагенты Тепловые потери

400 500 600 700 Исходное содержание серы Si , ppm Азот

Фурмы

Обработка шлака

Потери со шлаком

800

900

Техническое обслуживание Потери железа

Рис. 8. Структура производственных расходов на десульфурацию чугуна [12]

Металлургическое производство и технология, № 1/2013

да связано с повышением содержания кремния или углерода в стали, что может привести к негативным или даже критическим последствиям для некоторых марок стали. В целом реакция на поверхности раздела шлак–металл связана с теми же проблемами. Из-за избыточной подачи алюминия, требуемого для глубокого раскисления, шлак в ковше частично восстанавливается. Это вызывает также возврат в сталь из шлака кремния и фосфора, хрома и титана. Благодаря сильному воздействию перемешивания, необходимого для развития реакций шлак–металл, углерод из огнеупоров растворяется в расплаве, что может оказаться проблемой, в частности для особонизкоуглеродистых марок стали. Возможны и другие побочные эффекты при десульфурации стали. Вопервых, десульфурация ниже определенного уровня при смешивании металла и шлака значительно повышает чистоту стали. В этом случае желательно, чтобы предельное содержание серы составляло не более 60 ppm (×10–4 %). С другой стороны, очень важно остановить реакцию десульфурации при подаче ковша со сталью к разливочной машине. Это объясняется образованием в процессе десульфурации мелкодисперсного оксида алюминия, который не вымывается из расплава и может привести к образованию пробок при непрерывной разливке.

Затраты на десульфурацию Расчеты затрат на десульфурацию многократно проводились по отдельным операциям. На рис. 8 представлен пример расчета затрат на десульфурацию чугуна. Обычно расходы тем выше, чем выше исходное содержание серы в чугуне. Это связано в основном с большим расходом десульфурирующих реагентов и с ростом других статей расхода, например расходов на техническое обслуживание, на фурмы и азот. Можно предположить, что тепловые потери, потери со шлаком (% Fe) и потери на обработку шлака также возрастут. Только потери железа со скачиваемым шлаком останутся постоянными, так как они больше зависят от эффективности шлакоудаления, чем от содержания серы в чугуне [12]. Общие затраты на десульфурацию чугуна, к примеру, с уровня 0,06 %

EcoMelter©, производительность 105 т/сут, емкость 35 т, регенератор PulsReg® Medusa Реклама

CAN ENG FURNACES Системы непрерывного действия для термообработки труб, прутков и листов

ЗАКАЛКА И ОТПУСК, ОТЖИГ / НОРМАЛИЗАЦИЯ ДЛЯ ТРУБ, ПРУТКОВ И ЛИСТОВ Свяжитесь с нами, чтобы узнать, почему многие из крупнейших в мире производителей стали выбирают CAN$ENG FURNACES INTERNATIONAL LIMITED.

Чтобы узнать больше о техническом проектировании, разработках и производственных возможностях, посетите www.can$eng.com или направьте электронное письмо Майклу Клауку на mklauck@can$eng.com ПОСЕТИТЕ CAN$ENG FURNACES НА ВЫСТАВКЕ МЕТАЛЛУРГИЯ$ЛИТМАШ 25–28 ИЮНЯ 2013 г. В МОСКВЕ, СТЕНД 7$2 A18

ул. Монтроз, 6800 Ниагара$Фоллс, Онтарио Канада L2E 6V5 www.can$eng.com T : + 1 905 356 1327 Ф : + 1 905 356 1817 Реклама

Производство стали (в доменной печи) до 0,014 % равны примерно 6 долл. США/т чугуна, из которых 50 % составляют расходы на десульфураторы, 25 % связаны с потерями металла при скачивании шлака и 25 % — прочие статьи расходов. Кроме этого, следует дополнительно учесть примерно 2,5 долл. США/т чугуна, расходуемые на оплату труда, обслуживание, коммерческие и административные расходы, а также связанные с амортизацией основных средств. В табл. 3 приведен сравнительный анализ расходов на десульфурацию в доменной печи, при внепечной обработке чугуна и десульфурацию стали, в ходе которой содержание серы в чугуне или стали снижается на 0,01 %. При проведении десульфурации в доменной печи содержание серы снижается благодаря повышению основности и выхода шлака в результате подачи агломерата с шихтой. Вследствие большего объема шлака также возрастает удельный расход коксовой мелочи при производстве агломерата и расход кокса в доменной печи. В целом затраты на дополнительное понижение содержания серы на 0,01 % составляют 1,44 долл/т чугуна. При проведении внепечной десульфурации чугуна в плавку необходимо инжектировать большее количество реагентов, что приводит к изменению эксплуатационных расходов на 0,82 долл/т чугуна (см. табл. 3). При этом допускается, что потери при скачивании шлака остаются постоянными. При десульфурации стали допускается, что дополнительные операции можно осуществлять без добавления флюса, а только за счет более длительной продувки через фурму и повышения расхода алюминия. Одна минута продувки через фурму стоит 0,21 долл., что включает расходы на фурменнные огнеупоры и аргон. При расчете общих затрат на десульфурацию стали это означает повышение расходов на 0,6 долл/т чугуна. Таким образом, в рассмотренных условиях десульфурация стали является самым дешевым способом снижения содержания серы. Но в сталеплавильном производстве важным фактором является правильное использование времени после выпуска плавки в ковш. Сложная логистика последовательных разливок, особенно в цехах, где установлено более одной УНРС, требу38

ет строгого соблюдения графика процесса во времени. Поэтому десульфурация чугуна перед подачей в конвертер является наилучшим из возможных компромиссных решений, поскольку этот вариант не связан с дополнительными потерями при скачивании шлака. Контроль потерь при скачивании — одна из важнейших проблем этого технологического процесса.

следует уделять скачиванию шлака, так как потери железа при скачивании должны быть сведены к минимуму. С другой стороны, следует тщательно контролировать операцию скачивания шлака для предотвращения ресульфурации, особенно при десульфурации чугуна перед подачей в кислородный конвертер.

Библиографический список Выводы [1]

Сера представляет собой одну из самых вредных примесей стали, которая отрицательно влияет на ее свойства. Основными источниками поступления серы в металл являются первичные топливные материалы органического происхождения, такие, как уголь, нефть и газ, которые широко применяются в технологических процессах производства чугуна и стали. Так как поступление серы в металл — это неизбежное явление, то одной из важнейших операций технологического процесса становится десульфурация. Агрегаты, в которых происходит первичное восстановление и плавка металла (доменная печь, кислородный конвертер и электродуговая печь) могут обеспечить только частичное решение этой проблемы. Кроме того, активное применение этих печей для десульфурации приводит к снижению их производительности, а значит, — и к повышению производственных расходов. За прошедшие годы и десятилетия разработаны специальные технологии десульфурации, которые адаптированы к химическим и термодинамическим ограничениям процесса десульфурации, предназначены для агрегатов с периодическим режимом работы и обеспечивают удовлетворение требований к содержанию серы в конечном продукте. Для разных марок стали разработаны различные технологические маршруты. Применяются такие методы, как инжектирование порошкообразных реагентов или ввод проволоки с порошковым наполнителем, а также реакции на поверхности раздела шлак–металл на разных стадиях металлургического производства. В качестве десульфураторов успешно используют известь, CaC2, CaSi и металлический магний. Расходы на десульфурацию связаны в основном с потребляемыми реагентами. Особое внимание

Металлургическое производство и технология, № 1/2013

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11] [12]

.. Mannesmannrohren-Werke, Company .. brochure, Dusseldorf, 2000. Altland, R., Beckmann, B., Stricker, K.-P.: Verfahrensoptimierung am Hochofen durch kontrollierte Alkaliund Schlackenbedingungen. Stahl & Eisen 119 (1999) No. 11. The Making Shaping and Treating of Steel. AISI Steel Foundation, Pittsburgh, PA, 11th edition, 1998. Bannenberg, N.: Recent developments in Steelmaking and Casting. STAHL .. 2000 conference, Dusseldorf. Yamagata, C; Kajiwara, Y.; Suyama, S.: Mass Transfer Model for Desulphurization in the Lower Part of the Blast Furnace. Transaction ISIJ, Vol. 28 (1988). Ivanov, O.: Metallurgische Grundlagen zur Optimierung von Hochofenschlack.. en mit Bezug auf die Alkalikapazitat. Dissertation, TU Bergakademie Freiberg, November 2002. Kurunov, I., Titov, V., Arsamascev, A., Basov, V., Tikhonov, D.: Analysis of alkali removal influenced by blast furnace operating conditions, 13th session. Metec .. InSteelCon, Dusseldorf/Germany, 2011. Iwamasa, P. K., Fruehan, R. J.: Effect of FeO in the Slag and Silicon in Metal on the Desulphurization of Hot Metal, Metallurgical and Materials Transactions. Volume 28B, February 1997. Kalla, U., Kreutzer, H. W., Reichen.. stein, E.: Verfahrenstechnische Mog lichkeiten zur Einstellung definierter Schwefelgehalte im Stahl. Stahl und Eisen 97 (1977), Nr. 8 Bannenberg, N., Bernsmann, G., Delhey, H.M., Florin, W., Hees, E., Hausen, P., .. .. Kup persbusch, H.: Schlackenfu hrung und –optimierung von der Roheisenentschwefelung bis zum Konverterabstich. Stahl und Eisen 111(1991), Nr. 1, Seite 119 – 124. Ghosh, A.: Secondary Steelmaking — Principles and Applications. CRC Press, 2001. Treatment of Hot Metal, Steel, and Slag. .. Kuttner Company Brochure.

Наша главная компетенция — Мы работаем лучше там, где горячее всего

Непрерывная разливка

Автоматизированный контроль качества при непрерывной разливке

Компания Siemens предлагает операторам установок непрерывной разливки заготовок новую систему автоматизированного контроля качества — Simetal Quality Expert. Экспертная система сравнивает заданные параметры процесса, определяющие качество продукции, с фактическими производственными показателями и таким образом анализирует качество продукции. Система подает оператору аварийные сигналы в режиме «он-лайн», а также прогнозирует уровень качества.

Компания Siemens AG, Industry Sector — Metals Technologies, Австрия Контакт: www.siemens.com/metals E-mail: rainer.schulze@siemens.com

Система Quality Expert — это совершенно новая разработка, заменяющая систему гарантированного качества VAI-Q, установленную более чем на 200 производственных линиях. Новая система предоставляет оператору возможность наиболее гибкого и стабильного динамического регулирования основных параметров производственного процесса. Система позволяет быстро и просто адаптироваться к изменившимся производственным условиям. Она снабжена сложной подсистемой отслеживания изменений показателей и редактором программ, который перестраивает конфигурацию в соответствии с требованиями пользователя. Прогноз качества выполняется с помощью конфигурируемых программ или опциональных алгоритмов самообучения. Так как прогноз качества формулируется системой Quality Expert непосредственно в ходе производственного процесса и сразу же становится доступным для оператора, то низкокачественную продукцию можно быстро удалить из технологической линии. С другой стороны, продукция, от-

Вид профиля Выбор параметров Нагрев

Показать промежуточный ковш

Ручей А Ручей B

Аббр.

DR DI DO DS DD

Тип дефекта Дефекты чистоты Дефекты внутренней поверхности Дефекты поверхности Дефекты зачистки Дефекты размеров

Код

Причина Большая добавка Al в ковш$печь Первый нагрев в промежуточном ковше Дефекты чистоты Изменение уровня кристаллизатора Отклонение скорости разливки

Положение: 2,95 м

Все причины: низкая скорость разливки (2), изменение уровня кристаллизатора (5), первый нагрев в промежуточном ковше (5)

Код 5 Max: 0 Все причины: первый нагрев в промежуточном ковше (5)

Код

Показать пределы

Длина ручья, м

Система контроля качества Simetal Quality Expert

Металлургическое производство и технология, № 1/2013

Повторная оценка

Показать столбики в ограничительных цветах

вечающая стандартам качества, может поступать на дальнейшую обработку. Эффективный контроль и гарантия качества являются важными факторами, способствующими повышению конкурентоспособности при производстве продукции ответственного назначения из современных марок стали. Заказчики надеются получать от производителей стали исчерпывающую инфомацию о характеристиках качества и технологических параметрах и об их полном соответствии установленным стандартам. Внедрение специализированной автоматизированой системы гарантированного качества отвечает требованиям производства и поставки в больших объемах продукции высокого качества. Интерфейс пользователя системы Simetal Quality Expert может быть интегрирован в действующие управляющие и следящие системы серии Simetal, применяемые при производстве других видов продукции, включая пакет программ оптимизации процесса непрерывной разливки, систему Dynacs охлаждения ручьев УНРС и систему DynaGap мягкого обжатия непрерывнолитых заготовок. После внедрения системы Quality Expert последующий контроль качества и отделка продукции значительно сокращаются. Существенно уменьшаются потери металла и объем транспортных операций; одновременно закладываются основы постоянного повышения качества продукции. В результате снижаются производственные затраты. Поскольку все важные данные о продукции и производственном процессе вводятся, оцениваются и накапливаются автоматически, то система может служить основой сертификации продукции, например в соответствии со стандартами ISO 9001.

Обратите внимание на... ...40 лет INTECO

Плавление, рафинирование, разливка и переплавка Симпозиум 2013

40 лет

Докладчики

По случаю 40-летия фирмы INTECO и 25-летия фирмы TBR casting technologies, в сентябре 2013 г. обе компании проведут симпозиум для ведущих мировых специалистов в области черной и специальной металлургии. Новые разработки, прогресс и достигнутые результаты для технологий плавления и разливки будут представлены и обсуждены на двух параллельных пленарных секциях.

Международные эксперты из перечисленных ниже и хорошо известных компаний и университетов расскажут о внедренных инновациях и тенденциях развития специальной металлургии и стальной индустрии:

Программа Среда, 18 сентября – Прибытие и коктейль-прием Четверг, 19 сентября – Плавление, рафинирование, разливка и переплавка Симпозиум 2013 – Юбилейный гала-ужин «40 лет INTECO» Пятница, 20 сентября – Экскурсии на предприятия

Alstom AG, Böhler Edelstahl GmbH, Breitenfeld Edelstahl AG, Buderus Edelstahl GmbH, Deutsche Edelstahlwerke GmbH, Донецкий Национальный технический университет, KR Consulting, Metal Ravne d.o.o., Montanuniversität Leoben, PTI Process Technology Int., RCT recycling and crushing technologies GmbH, Saarstahl AG, SMR GmbH, Ugitech SA, voestalpine Stahl GmbH и многие другие.

Регистрация по факсу: +43 (0) 3862 53844 по e-mail: kristin.panhoelzl@inteco.at Бланк регистрации можно найти на сайте www.inteco.at

Wienerstraße 25 8600 Bruck a.d. Mur

Austria Europe Tel.: +43 (0) 3862 53110-0 Fax: +43 (0) 3862 53844 www.inteco.at

Контроль качества

Лазерные измерительные системы для установок непрерывной разливки — технология, которая быстро окупается Производственные расходы в черной металлургии, несомненно, влияют на конкурентоспособность металлургических предприятий, особенно расходы на дополнительную обработку непрерывнолитых заготовок. Высокотехнологичные лазерные измерительные системы способствуют уменьшению отходов металла, повышению производительности и позволяют свести к нулю брак в сталеплавильном производстве. Зачистка и обрезка слябов и полос, блюмов и заготовок, труб и профилей всегда приводит к образованию некоторого количества скрапа и обрези, требующих переплавки. Уменьшение количества отходов ведет к снижению производственных расходов. Применение соответствующей измерительной аппаратуры и систем гарантированного качества помогает значительно повысить эффективность производства.

Компания LAP GmbH Laser Applications, Люнебург, Германия Контакт: www.lap-laser.com E-mail: info@lap-laser.com

Компания LAP специализируется на разработке, изготовлении, установке и вводе в эксплуатацию лазерных систем для измерения размеров заготовок и готовой продукции в черной металлургии. «Предотвращение образования отходов — один из основных принципов металлургического производства. Наши измерительные системы отлично справляются с этой задачей, особенно датчики Antaris Scan и программы оценки качества Slab Check», — отмечает А. Шульц (Axel Schulz), руководитель отдела сбыта продукции компании LAP в черной металлургии. Трехмерный сканер выявляет поверхностные дефекты слябов. Затем система Slab Check обрабатывает информацию, поступившую от датчиков Antaris, и передает ее в автоматизированную систему управления более высокого уровня (рис. 1), которая в числе прочего оборудования управляет также работой машины огневой резки. Лазерная измерительная система Slab Check контролирует размеры длинномерной плоской продукции, в том числе слябов, заготовок и труб. Системы на основе лазерной аппаратуры могут бесконтактно из-

Рис. 1. Передача результатов измерений системой Slab Check в систему управления резкой слябов

Металлургическое производство и технология, № 1/2013

мерять расстояние, ширину, толщину, длину, диаметр, профиль и плоскостность продукции на любом этапе производственного процесса — от непрерывной разливки до готовой продукции. Таким образом измерительные лазерные системы компании LAP повышают экономическую эффективность производства, уменьшая количество отходов, повышая выход годного и сокращая производственные расходы. Работа бесконтактных датчиков Antaris основана на триангуляционном методе. Луч лазера отражается от поверхности измеряемого объекта и через систему линз и зеркал попадает в светочувствительную камеру-мишень. Позиция фокуса лазерного луча изменяется в зависимости от расстояния до измеряемого объекта. Обрабатывая полученные данные, процессор сигнала рассчитывает расстояние между датчиком и поверхностью металла. Точные измерения являются необходимым условием предотвращения, к примеру, избыточной массы сляба; они помогают обеспечить получение гарантированной массы 1 пог. м прокатанной полосы. В результате достигается экономия не только металла, но и энергии. «Такие экономические показатели свидетельствуют о быстрой окупаемости измерительных систем компании LAP, что подтверждено многочисленными примерами», — комментирует А. Шульц. На протяжении более чем 25 лет компания LAP поставляет лазерные системы для высокоточных измерений геометрических параметров: расположения, ширины, толщины, длины, диаметра и плоскостности. Сис темы, предлагаемые компанией LAP, отличаются повышенной точностью измерений даже в экстремально жестких условиях. Эти системы подтвердили свою пригодность к использованию в сталеплавильном и прокатком производстве.

Листы с малыми внутренними напряжениями. Линии правки и резки на мерные длины.

Лазерная резка полос Для дальнейшей лазерной резки уже разрезанных на мерные длины полос необходимо иметь листовой прокат с минимальными внутренними напряжениями. Компания ANDRITZ Sundwig с этой целью разрабо$ тала и запатентовала специальные технические решения для высокоточных правильных машин, в которых можно использовать ролики четырех разных диаметров. Это дает возможность повысить техно$ логическую гибкость всей линии резки на мерные длины с учетом различных значений толщины и прочности проката. Листы с малыми внутренними напряжениями могут быть получены из полос толщиной до 25 мм с прочностью 1800 Н/мм2.

ANDRITZ Sundwig GmbH Stephanopeler Str. 22 58675 Hemer, Germany Phone: +49 (0) 23 72 54 0 sundwig_welcome@andritz.com

ANDRITZ Sundwig GmbH Europastr. 17 77933 Lahr, Germany Phone: +49 (0) 78 21 99 49 0 sundwig_welcome@andritz.com

Высокоточный толстый лист Эти технические решения также используются при правке толстого листа с использованием новинки — правильной машины с роликами двух различных диаметров. На машине осуществляется правка листов толщиной от 3 до 60 мм с малыми внутренними напряжениями при прочности до 2000 Н/мм 2. Экспертная система производит расчет настройки правильной машины с учетом толщины и ширины листа, предела текучести материала для обеспече$ ния оптимальной пластической деформации и плос$ костности проката.

www.andritz.com Реклама

Горячая прокатка

Инновации в горячей и холодной правке толстых листов При производстве толстолистового проката после операций упрочнения и отпуска даже в самых современных линиях отделки трудно избежать дефектов плоскостности и высоких внутренних напряжений в металле. Поэтому после термической обработки необходимо проводить правку с одновременным снижением уровня внутренних напряжений. С этой целью компания ThyssenKrupp применяет новую машину для прецизионной правки, разработанную компанией Andritz Sundwig, и получает в результате толстый лист высочайшего качества.

Юрген Эпп, начальник отдела линий резки, компания Andritz Metals Sundwig, Хемер, Германия Контакт: www.andritz.com/metals E-mail: juergen.epp@andritz.com

Компания ThyssenKrupp производит толстолистовой прокат преимущественно из износостойких сталей марки XAR и из высокопрочных сталей марок N-A-XTRA и XABO. Износостойкие стали используют главным образом в тяжело нагруженных сооружениях и в наземном транспорте, а также в оборудовании для добычи и переработки руды. Высокопрочные стали используют в тяжело нагруженных конструкциях, чтобы за счет уменьшения толщины используемых толстых листов добиться значительного снижения массы изделий.

Технологический процесс На заводе компании ThyssenKrupp Steel Europe в Дуйсбург-Хюттенхайме толстолистовой прокат получают из непрерывнолитых слябов, которые нагревают до температуры прокатки в толкательной печи. Нагретые слябы прокатывают на четырехвалковом реверсивном стане. Затем толстые листы подвергают термической обработке, включающей нагрев в печи с роликовым подом до 1000–1100 оС, закалку (быстрое охлаждение) и последующий отпуск. Конкретные параметры процесса варьируются в зависимости от назначения листов и марки стали. Дефекты плоскостности и внутренние напряжения возникают даже при использовании наиболее современной технологии производства толстолистового проката. Поперечный изгиб, продольная волнистость или волнистость на кромках и в средней части листа — такие дефекты могут возникнуть вследствие неравномерной деформации при горячей прокатке и главным образом при охлаждении. В связи с этим после термической обработки необходимо проводить правку с одновременным снижением уровня внутренних напряжений. Толстые листы поступают на правку после отпуска с температурой до 700 оС.

Концепция и конструкция правильной машины В зависимости от предела текучести стали и толщины листов, подвер-

Металлургическое производство и технология, № 1/2013

гаемых правке, в правильной машине предусмотрено от 7 до 11 правильных роликов. На таких машинах можно подвергать правке листы толщиной до 80 мм со средним уровнем предела текучести (400 Н/мм2); при этом достигается достаточная пластификация стали для успешного достижения приемлемых результатов правки. Однако этот процесс не позволяет эффективно понизить уровень внутренних напряжений. Как известно из практики, для правки более тонких листов из стали с высокими показателями прочности требуются минимум 11 правильных роликов, т. е. чем тоньше полоса и прочнее металл, тем больше правильных роликов необхолимо использовать. В рассмотренном ниже производственном процессе правке подвергают листы толщиной от 3 до 60 мм с пределом текучести до 1800 Н/мм2. Править такие листы на машинах традиционной конструкции, предлагаемых на рынке, и получать продукцию удовлетворительного качества было невозможно, так как для снижения уровня внутренних напряжений при одновременном гарантировании плоскостности листов после резки требовалась пластификация металла у проката толщиной менее 15 мм, охватывающая минимум 70 % поперечного сечения. Обычные машины для правки толстых листов оборудованы блочной системой гидравлического регулирования или устройствами для индивидуальной регулировки верхних и нижних правильных роликов. Комплексная система гидравлического регулирования необходима для стабилизации настройки при изменении действующей нагрузки. Компания Andritz Sundwig, изготовитель правильного оборудования, предлагает для подобных случаев усовершенствованную, хорошо зарекомендовавшую себя машину прецизионной правки, построенную по чисто механической схеме (рис. 1). Прецизионная правильная машина блочной конструкции состоит из блока нижних и верхних роликов. Оба блока соединены четырьмя штангами. С помощью червячного редуктора

Горячая прокатка

Рис. 1. Машина прецизионной правки в цехе завода компании ThyssenKrupp в Дуйсбурге

крышку станины (блок верхних роликов) можно регулировать по сферической поверхности относительно блока нижних роликов. Система замены роликов. Число и диаметр роликов, а также расстояние между ними и жесткость правильной машины (особенно опор правильных роликов) являются важнейшими параметрами правки. Как отмечалось выше, число роликов зависит от толщины проката и предела текучести металла. В общем случае для правки тонких листов применяют правильные машины с большим числом роликов, достигающим 21; для правки более толстых листов требуется меньшее число правильных роликов. Практический опыт показывает, что в более толстом материале возникают меньшие напряжения, а силовые параметры правки можно регулировать, используя меньшее число правильных роликов. Техническая характеристика машины прецизионной правки толстых листов приведена ниже. Толщина листа, мм Ширина листа, мм Длина листа, мм Временное сопротивление, Н/мм2

3–60 700–3800 4000–16500 До 2000

Температура правки, оС Производительность, т/год Максимальное усилие правки, кН

До 700 144000 60000

Запатентованное компанией Andritz Sundwig устройство кассетного типа для перевалки правильных роликов можно применять для комплектов из разного числа валков и для валков различного диаметра. При использовании трех вариантов кассет стандартный комплект включает 13/17/21 или 9/13/17 роликов. Диаметры роликов и расстояния между ними выбирают в зависимости от толщины подвергаемого правке листа и предела текучести материала. Типичный размерный ряд роликов включает диаметры 200/180/120/100/72/50 мм. Для варианта технологии, рассматриваемого в данной статье, в частности для правки листов толщиной от 3 до 60 мм с максимальным пределом текучести 1800 Н/мм2, листы толщиной примерно 6 мм следует править, применяя кассеты с 13 роликами диаметром 200 мм. При правке листов толщиной 3–7 мм используют кассеты с 17 роликами диаметром 100 мм. Полностью автоматизированная замена кассет длится менее 25 мин и не влияет на плавный ход производственного процесса.

Металлургическое производство и технология, № 1/2013

Шестироликовая конструкция. Опыт проектирования и использования прецизионных правильных машин показал, что шестироликовая компоновочная схема способствует продлению во много раз срока службы правильных роликов. Такая схема предполагает установку промежуточных роликов между рабочими и опорными роликами. Изгиб роликов. Нижним правильным роликам можно придавать выпуклость. С этой целью все опоры нижних роликов имеют возможность регулирования по высоте с помощью скользящих шпонок. Эту опцию применяют при наличии асимметричных дефектов листов, например волнистых кромок или осевой волнистости. Привод и вспомогательные системы.

Все ролики имеют индивидуальный привод через распределительный зубчатый механизм. Для защиты редуктора от перегрузок на всех универсальных шпинделях установлены противоперегрузочные механические муфты. Эти муфты не отключаются при перегрузке, а передают только допускаемый вращающий момент, что обеспечивает оптимальное рас-

Горячая прокатка пределение вращающих моментов в линии привода. На входной и выходной сторонах правильной машины предусмотрены вытяжные системы для удаления окалины. Оставшаяся окалина собирается и удаляется с помощью вибрационного транспортера.

Полностью автоматизированный производственный процесс Поступающие на правку листы центрируют на рольганге, а затем выполняют двукратное измерение толщины толщиномером. Необходимо иметь основные данные для каждого поступающего листа (толщина, ширина, предел текучести), чтобы регу-

лировать правильную машину. Эти данные считываются из управляющей программы уровня 2. Линии прогиба толстых листов предварительно рассчитываются и хранятся в системе управления, чтобы оператор мог определять и классифицировать дефекты плоскостности в зависимости от их расположения и размеров. По этим данным компьютер рассчитывает заданные координаты для рольгангов на входной и выходной сторонах правильной машины. Эти координаты задаются автоматически с помощью четырех регулировочных двигателей. Специальные программы предусмотрены для определения параметров входящих и выходящих из правильной машины листов, что га-

рантирует стабильную пластификацию металла и в итоге — оптимальный результат правки. На выходной стороне правильной машины установлен прибор для измерения плоскостности для 100%-ного контроля всех листов после правки. Если результаты контроля укладываются в пределы допусков, то они передаются в базу данных и затем используются в качестве базовых при правке следующих листов аналогичных размеров. В результате такого циклического режима работы самообучающаяся система обеспечивает постоянное повышение качества продукции. Во всех без исключения случаях достигнутые отклонения плоскостности оказались меньше допусков, установленных компанией ThyssenKrupp.

Системные решения для черной металлургии Pieper GmbH поставщик промышленных видеосистем и систем безопасности (CCTV) «под ключ» от разных произ водителей продукция сертифицирована в соответствии с требованиями DIN EN ISO 9001, SCC и ATEX RL 94/9/EG имеет более чем 40 летний опыт планирования, разработки, монтажа, ввода в эксплуатацию и технического обслуживания комплексных сис тем по индивидуальным заказам во все мире.

Как поставщик CCTV, мы предлагаем Печные камеры и объективы Тепловизоры Охлаждаемые защитные кожухи для камер Печные датчики Возвратные устройства Контрольные и информационные пульты

Рис. 1. Современная транспортная система с опорами для рулонов

Общие концепции логистики при производстве горяче- и холоднокатаной полосы в рулонах Компания SMS Logistiksysteme GmbH является независимой дочерней структурой, входящей в состав компании SMS Siemag AG (бывш. Siemag GmbH). Около 6 лет назад она приняла решение о прекращении всех разработок, не связанных непосредственно с металлургией и металлообработкой, и сосредоточила внимание исключительно на системах транспортирования, складирования и упаковки рулонов прокатываемых полос из стали и алюминия. Для черной металлургии компания SMS Logistiksysteme GmbH предлагает полный комплект технологического оборудования для выполнения операций транспортирования, контроля, обвязки, маркировки, складирования и упаковки продукции.

Компания SMS Logistiksysteme GmbH, Нетфен, Германия Контакт: www.sms-logistiksysteme.com E-mail: info@sms-logistiksysteme.com

«Если оценивать ситуацию ретроспективно, то именно решение специализироваться на системах для транспортирования, складирования и упаковки в металлургии привело компанию к общему успеху, — говорит Бернд Кляйн (Bernd Klein), исполнительный директор компании SMS Logistiksysteme GmbH в Нетфене. — В настоящее время наша компания является одной из ведущих в области логистики таких технологических операций при производстве продукции из стали и алюминия, как транспортирование и складирование, в частности полосы в рулонах. Благодаря инновационной продукции и фирменным «ноу-хау», относящимся к прокатному производству, компания усилила свои позиции на рынке в металлообрабатывающем секторе». Это высказывание Б. Кляйна отражает сложившуюся точку зрения на специализацию, которая явилась залогом успеха компании, позволив, с одной стороны, освоить специфику металлургической технологии, а с другой — удовлетворить требования к транспортированию рулонов без снижения качества полосы. Опыт, накопленный в этих двух направлениях, позволил разработать оптимальные

Металлургическое производство и технология, № 1/2013

компоненты конструкции оборудования и нашел отражение в разделах логистики каждого нового проекта. «Для создания оптимальных материальных потоков важно, чтобы заказчик правильно сформулировал свои требования на старте проекта, — отмечает Б. Кляйн. — Это позволит компании использовать в ходе проектирования программы моделирования всего технологического процесса и совместно с заказчиком определять оптимальную планировку производства».

Пластинчатый транспортер с опорами (палетами) для рулонов горячекатаных полос Системы транспортировки проката — традиционный вид продукции компании SMS Logistiksysteme. Если в прошлые годы для транспортирования полосы в рулонах применяли в основном механизмы с шагающими балками или транспортеры цепного типа, то компания SMS Logistiksysteme способствовала использованию пластинчатых транспортеров (рис. 1) для этих целей. Такие транспортеры сначала были разработаны для перемещения рулонов холоднокатаной полосы из стали и алюминия. Их при-

Логистика меняли на протяжении многих лет как надежное решение, обладающее многочисленными преимуществами. Компания SMS Logistiksysteme на протяжении своего 60-летнего опыта проектирования цехов и участия в их сооружении на всех стадиях, вплоть до сдачи в эксплуатацию, продолжала совершенствовать пластинчатые транспортеры для рулонов холоднокатаной полосы, а с 2005 г. начала применять их для транспортирования рулонов горячекатаных полос с температурой до 850 оС. Адаптация пластинчатых транспортеров для рулонов холоднокатаных полос для транспортирования горячих рулонов потребовала доработки транспортной системы с учетом температурного фактора и различий в длительности рабочего цикла, который в отдельных случаях оказывался меньше 60 с. Особое внимание было уделено усовершенствованию V-образных опор (палет) для рулонов и конструкции рольганга. С этой целью было выполнено исследование с использованием метода конечных элементов влияния температуры на эти конструкции. Прочные сварные конструкции гарантируют надежность опорных поверхностей опор к воздействию термических и механических нагрузок. Все перемещения транспортера осуществляются электродвигателями, что позволяет минимизировать применение гидравлических механизмов и объем работ по их монтажу. Опорная поверхность рольганга находится на уровне пола цеха, что облегчает доступ к ней, а транспортное оборудование в результате не создает никаких проблем при общей планировке оборудования. Транспортировка рулонов происходит в весьма щадащем режиме с точки зрения возможных повреждений металла. После плавной установки на опоры рулон перемещается вместе с транспортером без каких-либо смещений. Данная система обладает рядом существенных преимуществ. Благодаря модульной конструкции она характеризуется высокой гибкостью уже на стадии проектирования цеха, когда определяются транспортные маршруты, причем гибкость сочетается с высоким уровнем надежности. Применение поворотных и подъемных узлов транспортеров позволяет изменять в случае

Рис. 2. Линия контроля образцов стальной полосы

необходимости направление и высотный уровень транспортирования продукции в соответствии с требованиями каждого проекта и приспосабливать транспортные маршруты к конкретным условиям производства. Другими преимуществами являются значительное сокращение объема фундаментных и строительных работ, а также меньшее потребление энергии приводными механизмами. Так как транспортные системы не имеют заранее заданного фиксированного цикла работы, то можно реализовать буферный эффект и создать возможности экстенсивного разделения работы отдельных участков прокатного стана, транспортного оборудования и мостовых кранов на складе горячекатаных рулонов. Другими благоприятными факторами внедрения пластинчатых транспортеров являются значительное сокращение объема ремонтных

работ, хорошая доступность оборудования для технического обслуживания, а также значительно меньший объем фундаментных работ. Объем фундаментов для этих транспортеров в два раза меньше, чем для транспортных систем с шагающими балками.

Логистика всего производственного процесса Кроме пластинчатых транспортеров для перемещения горяче- и холоднокатаной полосы в рулонах, компания SMS Logistiksysteme может поставлять различное транспортное и вспомогательное оборудование для прокатных цехов, включая устройства для отгрузки продукции. Такое оборудование оптимизируют по разным критериям для решения различных задач.

Рис. 3. Автоматизированная система транспортирования рулонов

Металлургическое производство и технология, № 1/2013

Логистика

Рис. 4. Машина для обвязки рулонов по окружности

Линии контроля качества. Контроль поверхности полосы на наличие любых дефектов выполняется перед поступлением рулонов горячекатаной полосы на участок отгрузки или к стану холодной прокатки через промежуточный склад. Компания SMS Logistiksysteme предлагает индивидуальные решения по объединению оборудования для дефектоскопии и контроля в единые технологические линии с помощью апробированных на практике стандартных компонентов. Так, в 2008 г. в ходе модернизации оборудования для транспортирования 35-тонных рулонов горячекатаной полосы на заводе компании Salzgitter Flachstahl GmbH, Германия, была установлена новая линия контроля качества с двумя ножницами, тянущими роликами и правильной машиной, рольгангом и поворотным столом (рис. 2). В этой линии выполняется размотка полосы, обрезка концов, осмотр поверхности полосы с обеих сторон и резка на листы заказанной длины. Линия контроля рассчитана на осмотр и контроль вырезанных из рулона пробных листов длиной 6 м, максимальной толщиной 12,7 мм из стали с номинальным временным сопротивлением 1000 Н/мм2. Полосу меньшей толщины (8,7 мм) можно резать даже если она изготовлена из стали с временным сопротивлением до 1300 Н/мм2. В частности, для высокопрочной толстолистовой стали, используемой, например, в качестве заготовки при производстве труб для магистральных нефтегазопроводов, компания SMS Logistiksysteme разработала новую си-

стему для быстрого и надежного отбора и контроля образцов. Для безопасности работы операторов, например в случаях неконтролируемого раскрытия рулонов из-за растрескивания металла или обрыва упаковочной ленты, компания предложила решение, основанное на полностью автоматизированном отборе образцов в закрытой зоне, входящей в линию транспортирования; для этого применяют ножницы, производящие рез вблизи рулона. Маркировочное

оборудование.

Возможности систем логистики с точки зрения сортамента поставляемой продукции расширены благодаря приобретению оборудования у .. специализированной компании Kohle Marking Systems. Маркировочное оборудование играет важную роль в нанесении идентификационных характеристик любой продукции — рулонов, слябов, листов, труб. Маркировку выполняют с помощью буквенно-цифрового открытого текста, кодовой матрицы данных, штрихового кода или фирменного знака. Учитывая глобализацию мировой торговли, компания SMS Logistiksysteme разработала систему компьютеризованного контроля, позволяющую наносить маркировочные надписи, к примеру, китайскими иероглифами или кириллицей. Маркировку производят путем нанесения краски, тиснения, навешивания ярлыков и бирок или тампонной печати. Некоторые способы позволяют маркировать материал при температуре до 1000 оС. В зависимости от условий применения заказчик может выбрать любые

Металлургическое производство и технология, № 1/2013

автоматизированные маркировочные устройства, например роботизированные или закрепленные на опорах. Кроме собственно маркировочных устройств, включающих средства автоматизации и камеру для нанесения краски, компания SMS Logistiksysteme поставляет автоматизированные сканирующие устройства, позволяющие отслеживать перемещение маркированного материала на протяжении всего технологического маршрута. Обвязка рулонов. Компания SMS Logistiksysteme разработала машину для обвязки рулонов и предложила совершенно новую обвязочную ленту. С помощью новой машины можно быстро и надежно обвязать рулон полосы, в том числе из высокопрочной стали, несколькими лентами и закрепить их точечной сваркой в шести точках. Продолжительность цикла обвязки при этом сокращается более чем на 70 %, что значительно повышает производительность на этой операции и безопасность транспортирования обвязанных рулонов, а также уменьшает расход упаковочного материала. Демонстрационный видеофильм, показывающий новую технологию обвязки рулонов, выложен в Интернете, а QR-код, приведенный в данной статье, адресует пользователя на соответствующую страницу сайта (www.sms-siemag. com/qr/um_01).

Модульная структура транспортных систем Модульная структура транспортных систем повышает возможности их использования при проведении частичной или полной реконструкции действующих станов горячей и холодной прокатки. Ярким примером эффективности разработок компании SMS Logistiksysteme является выполненный в 2010 г. проект модернизации завода в Детройте (принадлежит российской металлургической группе «Северсталь»), направленный на повышение производственной мощности с 2,4 до примерно 4 млн. т/год. Компания SMS Logistiksysteme поставила для этого проекта автоматизированную систему

Логистика транспортирования рулонов (рис. 3) и все вспомогательное оборудование для новой линии непрерывного травления совместной со станом тандем холодной прокатки (PL-TCM 1). Мостовым краном горячие рулоны поднимаются с промежуточного склада и устанавливаются на палеты в специальном загрузочном блоке. Отсюда рулоны поступают на участок подготовки, где с них автоматически удаляют обвязочные ленты, а затем движутся по пластинчатому транспортеру общей длиной 450 м. Для выполнения операции обрезки заднего конца полосы рулон снимают с палеты, а затем вновь устанавливают на нее и подают к разматывателям линии PL-TCM. Пластинчатый транспортер перемещается под осью прокатки линии PL-TCM, что позволяет в случае необходимости накапливать рулоны по пути к разматывателям. После линии PL-TCM готовые рулоны подают к машине для обвязки по окружности (рис. 4), затем на весы и на машину радиальной обвязки. Далее рулоны перемещаются на склад для отгрузки. Все погрузочно-разгрузочные и транспортные операции, связанные с пластинчатым транспортером, вы-

полняются автоматически. Для реализации такого режима компания SMS Logistiksysteme поставляет транспортные системы в комплексе со средствами автоматизации для входного и выходного участков стана холодной прокатки. Комплект поставки пластинчатого транспортера с палетами, включающий специализированные подающие узлы, передвижные рольганги, секции рольгангов с возможностью подъема и опускания, накопительные рольганги для палет, дополнен расположенными на периферии линии устройствами для удаления упаковочной ленты с рулонов, машиной для обвязки рулонов по окружности, устройствами взвешивания рулонов, машиной для радиальной обвязки рулонов. Рулоны стальной полосы диаметром до 1854 мм и массой до 34 т транспортируют на палетах запатентованной конструкции; цикл транспортирования равен 180 с. Конструкция транспортной системы рассчитана на рулоны диаметром до 2540 мм и массой до 68 т.

Выводы В последние годы компания SMS Logistiksysteme достигла заметных успе-

хов в производстве оборудования для межоперационного транспорта; одновременно она продолжает оказывать влияние на логистику транспортных систем. Б. Кляйн сделал следующие выводы: «Компетентность компании как поставщика транспортных систем позволит ей и в будущем предлагать решения по всему спектру проблем транспортирования, начиная от общей планировки цеха и заканчивая соединением склада заготовок (расположенного на уровне пола цеха или многоярусного) со станами горячей и холодной прокатки, а также со всеми линиями отделки полосы; компания может оптимизировать управление всей цепочкой логистики, включая систему управления складами». Все большее число заказчиков убеждается в том, что компания SMS Logistiksysteme, независимо от поставщика основного оборудования, готова включиться и начать работать на начальной стадии разработки проекта, чтобы предложить и обосновать оптимальную конфигурацию логистики с учетом любых требований конкретного производства. Такое взаимодействие служит хорошим основанием для приглашения компании к участию в новых разработках.

Технологические инновации для производителей изделий из чугуна, стали, ферросплавов и цветных металлов

Высококачественные водоохлаждаемые медные изделия

ООО "ЭйДжиСи Индастрис" 123317, Москва, Пресненская наб., 6, стр. 2, башня «Империя» Тел./факс: +7&495&797&57&47, E&mail: salesmos@agcarbon.com

Кованые и механически обработанные

Наша пневматическая транспортная и инжекторная техника... ...окупается очень быстро! низкое потребление газа малая скорость движения материала небольшие производственные расходы высокая надежность установки современная технология дозирования и регулирования

Кроме техники вдувания, фирма VELCO также выпускает хорошо известные системы для ремонта футеровки электродуговых печей, ковшей, конвертеров, промежу$ точных ковшей и т.п.

54 Реклама

Exxon Mobil Olimpia 80 s.r.l. Tenova SpA TML Technic GmbH VELCO GmbH STEIN Industrie-Anlagen

Индустриальные смазочные материалы Mobil Industrial Lubricants — помощь российским металлургическим предприятиям в повышении производительности Индустриальные смазочные материалы Mobil Vacuoline 100 и Mobilgrease XHP 461, входящие в линейку продуктов Mobil Industrial Lubricants, помогли двум российским металлургическим предприятиям повысить производительность прокатных станов, сократить незапланированные простои и добиться значительной финансовой экономии. Использование на одном из российских металлургических заводов обычного циркуляционного масла приводило к повреждению подшипников жидкостного трения и, как следствие, незапланированным простоям прокатного стана 350 компании SKET. Недостаточные водоотделительные свойства масла вызывали коррозию и частые отказы подшипниковых узлов. В соответствии с рекомендацией специалистов компании ExxonMobil, металлургический завод перешел на использование высококачественного циркуляционного масла Mobil Vacuoline 133 с отличными рабочими характеристиками. Mobil Vacuoline 133 сочетает в себе базовые минеральные масла, отличающиеся особыми свойствами, и высокоэффективные системы присадок, которые препятствуют образованию эмульсий и шлама и отделяют твердые загрязнители. Эти свойства способствуют поддержанию чистоты циркуляционной системы и фильтров, а также позволяют легко удалять загрязнения центрифугированием или фильтрованием, а также простым отстаиванием масла. После перехода на использование масла Mobil Vacuoline срок службы подшипников жидкостного трения значительно увеличился, при этом экономия, связанная с сокращением расходов на техническое обслуживание и увеличением

срока службы подшипников, составила 222 тыс. долл. США за два года. На другом российском предприятии часто возникали проблемы на широкополосном стане горячей прокатки 2000, связанные с отказом подшипников качения рабочих валков. Анализ, проведенный специалистами ExxonMobil, показал, что разрушение подшипников происходило из-за вымывания водой используемой смазки. Это приводило к коррозии и износу подшипников. Для решения данной проблемы компания ExxonMobil порекомендовала перейти на использование смазки Mobilgrease XHP 461, которая очень устойчива к вымыванию водой, эффективно защищает от образования ржавчины и обеспечивает хорошую термостойкость. После перехода на новую смазку прежние проблемы с подшипниками качения прекратились. Кроме того, использование смазки Mobilgrease XHP 461 позволило сократить затраты предприятия в связи с ее экономичным расходом. «С приближением крупных международных спортивных событий потребности на металлургическую продукцию в России значительно растут, что заставляет руководителей предприятий искать способы повышения производительности своих заводов, — говорит Кирилл Червяков, советник по маркетингу индустриальных смазочных материалов в Европе, Африке и на Ближнем Востоке компании ExxonMobil Lubricants and Petroleum Specialties. — Переходя на использование высокоэффективных индустриальных смазочных материалов Mobil, производители могут рассчитывать на значительное повышение объема выпускаемой продукции и сокращение расходов на обслуживание оборудования». www.mobilindustrial.com

Линия контроля качества труб круглого сечения В ноябре 2012 г. было завершено изготовление двух первых линий контроля качества труб, разработанных компанией Olimpia 80, и проведены заводские испытания перед их отправкой заказчику. Контроль качества труб будет выполняться различными методами: вихретоковым, ультразвуковым, пневматическим, гидравлическим. Полностью укомплектованные ли нии будут включены в состав

трубосварочных агрегатов для дуговой сварки труб круглого сечения из титановых сплавов вольфрамовым электродом в атмосфере инертного газа. Сортамент свариваемых труб: диаметр 12,0–60,3 мм, толщина стенки 0,4–2,5 мм. На каждой линии будет проводиться 100%-ный контроль свариваемых труб длиной до 26 м в соответствии с международными стандартами. В состав каждой из двух разработанных линий входят: — загрузочный механизм, включающий рольганг с приводными роликами с покрытием Vulcolan на рабочей поверхности, а также пневматическое рычажное устройство для подачи трубы в гратосниматель, где автоматизированно удаляется наружный и внутренний грат; — устройство ультразвукового контроля со 100%-ным сканированием трубы для выявления поверхностных и подповерхностных дефектов; — транспортер подачи трубы к дисковой пиле для обрезки концов; — устройство для пневматического испытания труб, которое проводят либо на воздухе, либо в воде (одновременно можно контролировать четыре трубы); — устройство выгрузки труб из линии, включающее отводящий рольганг и автоматизированный выталкиватель. На всех стадиях контроля происходит автоматическое разделение труб на годные и отбракованные. Общая производительность линии — до 60 м труб за 1 мин.

На таких линиях можно контролировать качество труб из титановых сплавов (инконель, инколой), коррозионностойких сталей (выплавленных с помощью дуплексного или супердуплексного процесса), используемых в теплообменниках, аэрокосмических и ядерных устройствах, опреснительных установках. www.olimpia80.com

Новости фирм Компания Tenova Goodfellow: прорыв в технологии выявления утечек воды в процессе электродуговой плавки

Магнитные техноло гии будущего!!!

Компания Tenova Goodfellow Inc. разработала новейшую систему выявления избыточной влажности в электродуговой печи по результатам анализа состава отходящих газов на наличие паров воды и Н2. Располагая соответствующим программным обеспечением, операторы электродуговых печей получают в режиме реального времени трехступенчатое и вполне конкретное предупреждение о возможной утечке воды. EFSOP Water Detection Technology™ — единственная доступная для применения в производственных условиях система непрерывного анализа отходящих газов электродуговой печи на содержание Н2 и водяных паров. Анализ выполняется непосредственно в газоходе или на отобранных пробах. При попадании воды в электродуговую печь часть ее выделяется в виде паров, а часть восстанавливается до Н2. Соотношение этих двух компонентов нельзя предсказать заранее, поэтому для эффективного выявления утечек воды необходимо определять содержание обоих из них. В системе EFSOP Water Detection Technology™ результаты анализа содержания Н2 и водяных паров в отходящих газах интерпретируются с помощью соответствующей программы, которая способна различать нормальные рабочие условия и опасную ситуацию, когда содержание воды в электродуговой печи становится слишком высоким. В системе имеются самообучающиеся программы, которые могут динамически реагировать на изменение характеристик скрапа (влажный/сухой/замасленный) и гарантировать минимальное число ложных сигналов тревоги в соответствии с нормативными показателями, установленными для данного металлургического предприятия. Система сигнализирует операторам электродуговых печей о ситуации в печи посредством сигналов трех уровней: зеленый означает нормальную работу печи, желтый привлекает внимание операторов, красный требует предпринять немедленные действия. Система EFSOP Water Detection Technology™ является серьезным прорывом в области промышленных способов надежного выявления в ре-

Металлургическое производство и технология, № 1/2013

жиме реального времени попадания воды в электродуговую печь. Эта система в виде модуля может быть интегрирована в известный газоанализатор EFSOP® или использоваться как автономная для выявления повышенной влажности. В будущем, после дальнейшего усовершенствования, автономная система может стать частью комплексной системы EFSOP Holistic Optimization System®, применяемой для оптимизации управления технологическим процессом. Компания Tenova — известный во всем мире поставщик современных технологий, изделий и инженерного обслуживания для предприятий горно-металлургической отрасли. Она предлагает инновационные интегральные решения для производственных комплексов. Сеть филиалов компании Tenova охватывает 26 стран пяти континентов, в ней работают более 4600 сотрудников. www.tenovagroup.com

Мобильные устройства для удаления изношенной футеровки металлургических агрегатов Компания TML Technik GmbH специализируется на изготовлении машин, работающих в тяжелых климатических и производственных условиях. Основная область применения этих машин — металлургические агрегаты и цехи. Компания является крупнейшим в мире производителем мобильного оборудования для удаления изношенной футеровки металлургических агрегатов. Номенклатура выпускаемого компанией оборудования включает телескопические экскаваторы и кран-балки, а также машины для разрушения футеровки, для скачивания шлака, завалки шихты и вскрытия леток доменных печей. Оборудование компании применяется для вскрытия и заделки леток, разрушения и удаления футеровки ковшей, конвертеров и желобов доменных печей, а также для выполнения горячего ремонта футеровки. Портфель заказов компании TML включает также строительное и горнодобывающее оборудование. Специализированное оборудование компании TML приспособлено для работы на металлургических агрегатах и соответствует требованиям операторов горного и строительного оборудова-

Новости фирм

ния. Для подготовки оборудования к работе в производственных условиях, транспортирования и сборки, а также обучения персонала заказчика, выполнения ремонтных работ и технического обслуживания, компания предлагает ориентированную на конкретные условия заказчика систему обслуживания от единого поставщика. Компания TML обслуживает металлургические агрегаты компании Tata Steel во всем мире. Так как это оборудование подтвердило свои высокие возможности, то объем заказов на него растет, включая машину для разрушения изношенной футеровки Unicachs 400 LP с кран-балкой новой конструкции и машину Unicachs 400 LBP для вскрытия леток с новейшей стрелой с гидроприводом для крепления бура. Эти машины являются результатом тесного сотрудничества компаний Tata Steel и TML и примером специализированного промышленного оборудования, соответствующего высоким требованиям технических стандартов, принятых в Германии. www.tml-technik.com

Компания VELCO, Германия Компания VELCO, Германия, поставила 40-й торкрет-манипулятор типа TR для ремонта погружных патрубков камер циркуляционного вакуумирования. Этот манипулятор установлен на металлургическом комбинате с полным циклом, расположенным на территории Большого Шанхая, Китай.

На протяжении более 40 лет компания VELCO выпускает механическое оборудование и поставляет его заказчикам во всем мире. К достоинствам компании относится принятая ею концепция соответствия выпускаемых изделий конкретным требованиям заказчиков, а также специализация на оборудовании для черной металлургии. Внимание компании постоянно сосредоточено на усовершенствованиях своей продукции, инновациях и удовлетворении требований заказчиков. Портфель заказов включает три основных вида изделий: торкрет-манипуляторы, роботы для торкретирования и пневматические инжекционные установки. www.velco.de

Системы транспортеров STEIN В соответствии с требованиями заказчика, данный манипулятор может быть снабжен одной или двумя фурмами для ремонта только внутренней или одновременно внутренней и внешней поверхностей патрубка. В сочетании с видеокамерой, вводимой в погружной патрубок и вакуумную камеру, манипулятор позволяет вести мониторинг процесса нанесения огнеупорного покрытия и фиксировать изображения для последующего архивирования в случае необходимости. Участки износа футеровки выявляются с помощью камеры и транслируются на пульт управления манипулятором, где вырабатывают команды, автоматически подаваемые в манипулятор.

Пневматические конвейерные системы компании STEIN IndustrieAnlagen являются идеальным оборудованием для транспортирования сыпучих материалов между двумя или более участками. Системы основаны исключительно на пневматическом принципе транспортирования и не включают никаких подвижных деталей или узлов. Такой принцип обеспечивает меньшие простои, лучшие возможности использования оборудования и быструю окупаемость инвестиций. Конструкция пневматических конвейерных систем позволяет непрерывно подавать сыпучие материалы (при последовательной схеме их расположения) или осуществлять порционную подачу, причем размер отдельной пар-

Водоохлаждаемые компоненты для черной металлургии Электродуговые печи Вторичная металлургия Конвертер Установки удаления пыли Инжиниринг

Мы способны осуществлять проектирование и поставку полных комплектов оборудования. Наша компания может выполнить модернизацию существующих электродуговых печей и конвертеров, а также проектирование и изготовление новых систем охлаждения отходящих газов. Мы также являемся Вашим партнером в выборе функциональных технических решений при детальном проектировании. Свяжитесь с нами и положитесь на нашу компетентность. Металлургическое производство и технология, № 1/2013

тии зависит от емкости распределительного узла (до 5000 л). Предлагаемое оборудование можно использовать для транспортирования любых сыпучих материалов, например угля, известняка, цемента, песка, отфильтрованной пыли и других. Действующие в настоящее время системы, в которых используют трубопроводы от DN 50 до DN 200, транспортируют материалы на расстояние до 400 м. Размеры частиц транспортируемых материалов определяют размер применяемого трубопровода, диаметр которого должен, как минимум, в 5–6 раз пре-

вышать размер самых крупных из транспортируемых частиц. Так, например, для частиц размером 10 мм следует применять трубопровод DN 50 и т. п. Для надежной работы конвейеров и минимального износа транспортных трубопроводов важную роль играют способ и скорость транспортирования. Все системы STEIN работают по принципу нисходящего потока (запатентованному компанией STEIN) и в соответствии с технологией транспортирования твердых фаз. С целью дальнейшего повышения срока службы трубопроводов и кон-

вейерных систем в целом компания STEIN в настоящее время предлагает системы, частично или целиком изготовленные из высокопрочной и износостойкой промышленной керамики. Большинство новых фрагментов транспортеров могут быть интегрированы в состав действующих систем, причем не только разработанных и изготоовленных компанией STEIN. Все оборудование компании STEIN доказало свою работоспособность в экстремальных условиях. www.sit-2000.com

Список рекламодателей Andritz MAERZ GmbH

Andritz Sundwig GmbH

.. Bahr-Thermoanalyse GmbH

Can-Eng Furnaces

.. Du ck GmbH

.. KSK Kuhlmann-System-Ku hltechnik GmbH

.. Ku ttner GmbH & Co. KG

LAP GmbH

Morgardshammar AB

SMS Mevac GmbH

III стр. обл.

Maschinenfabrik G. Eirich GmbH & Co. KG

ExxonMobil Esso Deutschland GmbH

Pieper GmbH

.. Konrad Rump Oberflachentechnik GmbH & Co. KG

Saar-Metallwerke GmbH

TML Technik GmbH

Siemens VAI Metals Technologies GmbH 17

Ventilatorenfabrik Oelde GmbH

Siempelkamp Maschinen- und Anlagenbau GmbH & Co. KG

WOKO Magnet- und Anlagenbau GmbH

IV стр. обл.

SMS Concast AG

PAUL WURTH S.A.

Koll Anlagenbau GmbH + Co. KG

SMS Meer GmbH

Z & J Technologies GmbH

Издательство Verlag Stahleisen GmbH Sohnstraβe 65, .. D$40237 Dusseldorf Тел.: ++49 211 69936$125 Факс: ++49 211 69936$129 E$mail: mpt@stahleisen.de Журнал «МРТ Металлургическое производство и технология металлургических процессов» зарегистрирован в Государственном комитете РФ по печати (Свидетельство № 016086 от 12.05.1997 г.).

ISSN 0934$8077

Tokai Erftcarbon GmbH

.. Jasper Ges. fu r Energiewirtschaft & Kybernetik mbH

Металлургическое производство и технология металлургических процессов

.. VELCO GmbH Ges. f. Forder-, Spritzund Silo-Anlagen mbH

Tenova SpA

Vacu-Lift Vacuumtransportsysteme

55, 56

INTECO special melting technologies GmbH

SGL CARBON GmbH IMS Messsysteme GmbH

Stein Industrie-Anlagen

UELZENER Maschinen GmbH

GLAMA Maschinenbau GmbH

II стр. обл.

Издатель: Steel Institute VDEh Исполнительный член управляющего совета Докт.-инж. Петер Дальман Редакция: Главный редактор: Дипл. инж. Арнт Ханневальд Издательство: Директор: Дипл. инж. Адриан Шоммерс Реклама: Зигрид Клинге Распространение: Габриэле Вальд Производство: Буркхардт Штаркулла

Металлургическое производство и технология, № 1/2013

11, 12 49, 50

© 2013 Издательский дом «Руда и Металлы» 119049, Москва, а/я 71 Тел./факс: (495) 638$45$18 955$01$23 (499) 236-11-86 Е$mail: rim@rudmet.ru chermet@rudmet.ru Отпечатано: ООО «Типография Мосполиграф» 125438, Москва, 4-й Лихачевский пер., д. 4. Тел.: (495) 974-33-38 Редакция не несет ответственности за тексты рекламных материалов. Журнал и все опубликованные в нем статьи и иллюстрации защищены авторским правом. Использование без согласия издательства, за исключением допускаемых законом случаев, карается штрафом. Это касается в особенности размножения, переводов, микрофильмов, хранения в З.У. и обработки в электронных системах.

Автоматизация прокатного производства Бесконтактное измерение и регулирование плоскостности Измеритель плоскостности ИП-4 для станов горячей и холодной прокатки, правильных агрегатов, линий обработки ленты, полосы и листов и т.п. обладает беспрецедентно высокой чувствительностью и геометрическим разрешением, позволяющим измерять тончайшие структуры неплоскостности, которые ранее определить было невозможно, например с помощью стрессометрического ролика. Прибор ИП-4 буквально прочитывает «записанные» на полосе в результате прокатки погрешности работы подсистем стана и может быть использован как в качестве датчика для системы регулирования плоскостности, так и в качестве диагностического инструмента для обнаружения имеющихся или развивающихся неисправностей . Благодаря высокой чувствительности и геометрическому разрешению в приборе ИП-4 решена задача измерения плоскостности с учетом натяжения полосы, что отсутствует во всех функциональных аналогах, использующих электронно-оптический метод измерения.

Принцип работы прибора ИП-4

Основные характеристики прибора ИП-4 1.

Диапазон измерения относительных удлинений: 0,01 I – 600 I ( 1 I = 10 мкм/м).

Точность измерения относительных удлинений: не хуже 10 %.

Количество измеряемых точек на ширину полосы: от 50 до 250.

Частота выдачи результатов: от 2 до 0,01 Гц.

Прокатываемый металл: любой.

Скорость полосы: до 25 м/с.

Ширина полосы: любая, допускаемая стандартами.

Температура полосы: до 1200 °С.

Поверхность полосы: сухая или с остатками охлаждающей жидкости.

Основные преимущества прибора ИП-4 по сравнению с функциональными аналогами:

высокие чувствительность и пространственное разрешение позволяют измерять плоскостность под воздействием натяжения полосы на станах горячей и холодной прокатки и др. агрегатах (экспериментально проверена такая возможность для стали толщиной больше 2 мм и при удельных натяжениях до 70 Н/мм2 и для стали, меди и латуни 2 толщиной меньше 0,5 мм при 20 Н /мм );

измерительные элементы прибора ИП-4 вынесены из зоны прокатки на значительное расстояние и потому не требуют дорогостоящей тепловой и механической защиты, что означает надежность и долговечность;

благодаря примененному принципу измерения прибор ИП-4 устойчив к вибрации полосы, брызгам, туману, окалине;

эксплуатационные расходы прибора ИП-4 минимальны;

цена прибора ИП-4 в несколько раз ниже стоимости функциональных аналогов.

Основные блоки — ТВ- камера и осветитель расположены напротив друг друга. Плоскостность движущейся полосы измеряется ТВ-камерой, «наблюдающей» блик, образованный на полосе осветителем. Математическая обработка TВ-изображения позволяет определить кривизну поверхности полосы и таким образом вычислить волнистость поверхности.

Измеритель плоскостности ИП-4 является полноценным заменителем стрессометра на станах холодной прокатки.

Система регулирования плоскостности поставляется фирмой FRIEDRICH VOLLMER Feinmeßgerätebau GmbH, г. Hagen, Германия Представитель в России и других странах СНГ: Johann Dück / Йоханн Дюкк E.-M.-Arndt-Str. 17, D-35625 Hüttenberg, Germany тел. +49 6441 447878-0; факс +49 6441 447878-2 e-Mail: info@dueck-wt.de Реклама

Такая картина видна оператору на дисплее во время движения полосы на стане/линии .

Представительство в Москве: телефон +7 495 211-43-19