MPT Russian Edition 2/2014

Металлургическое производство и технология металлургических процессов

РУССКОЕ ИЗДАНИЕ ISSN 0934-8077

Модернизация системы первичной очистки и охлаждения технологических газов, отходящих из электродуговой печи (с. 8)

2 2014

Модернизация конвертеров для выплавки коррозионностойких сталей на заводе компании Taishan Iron & Steel Co., Китай (с. 22)

Реклама

ПРИВЕТСТВИЕ

‹‹‹

3

Уважаемые читатели! В соответствии с давней традицией, в преддверии ведущей российской металлургической выставки «Металл-Экспо», выходит осенний 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, посвящен последним технологическим и проектным разработкам ведущих мировых металлургических компаний и опыту их внедрения на предприятиях разных стран. Обращает на себя внимание тот факт, что две из семи статей нового выпуска посвящены вводу новых мощностей и модернизации действующего оборудования на российских предприятиях, что подтверждает важность и неизбежность долговременного и взаимовыгодного экономического сотрудничества между Россией и Европой. Открывает журнал публикация о программе предстоящей модернизации ОАО «Тулачермет», одного из ведущих российских производителей товарного чугуна. В апреле 2014 г. группа SMS получила заказ на комплекс сталеплавильного и прокатного оборудования в рамках реализации проекта «Сталь». Ввод в эксплуатацию нового комплекса стоимостью 180 млн. Евро в европейской части России запланирован в 2016 г. Большая публикация в разделе «Производство стали» посвящена полной модернизации системы всасывания и первичной очистки технологических газов на электродуговой сталеплавильной печи металлургического завода в Сен-Сольв, Франция. .. Специалисты немецкой фирмы KSK Kuhlmann-System-Kuhltechnik GmbH особое внимание уделили простоте эксплуатации и технического обслуживания, гарантирующим бесперебойную работу системы и печи. Примененные системы контроля и регулирования температуры заметно уменьшают коррозионный износ, который также снижается благодаря эффективному отделению твердых и минеральных частиц, содержащихся в отходящих газах, внутри камеры дожигания. Другая статья в этом разделе рассказывает о заводе по производству графитированных изделий в Бантинге, Малайзия, принадлежащем группе SGL (Германия). Это предприятие может служить примером целенаправленной политики компании SGL: осваивая новые виды продукции и системы обслуживания, связанные с электродами и плавильными печами, она является уже не только поставщиком электродов, но и провайдером комплексных решений в черной металлургии. В июне 2013 г. китайская компания Shangdong Taishan Iron & Steel Corporation ввела в действие три модернизированных 70-тонных конвертера для выплавки коррозионностойкой стали. Контракт на эти работы был заключен в октябре 2012 г. с фирмой Siemens VAI. После модернизации стало возможным более эффективно контролировать все основные технологические параметры, в том числе повышенное содержание углерода и пониженную температуру чугуна, а китайский производитель сможет теперь заметно расширить сортамент выплавляемых высококачественных коррозионностойких сталей и укрепить свои позиции на внутреннем и глобальном рынке этой продукции. В разделе «Охрана окружающей среды» рассказывается о разработке эффективных и экологически приемлемых фильтровальных установок для обработки отходящих газов, образующихся при газопламенной разделке металлолома и рециклинге шлака, на заводе немецкой компании Rohstoff Recycling Dortmund GmbH (RRD), входящей в группу GMH. Специализированную вытяжную установку с тремя передвижными пылеулавливающими кабинами разработала и установила компания Venti Oelde. В ноябре 2012 г. компания Danieli (Италия) завершила реконструкцию установки непрерывной разливки стали № 2 на заводе ОАО «ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат» (Евраз ЗСМК) в Новокузнецке. После реконструкции производительность УНРС возросла до 140 т/ч при значительном улучшении качества заготовки по всему сечению для широкого марочного сортамента, прежде всего, для рельсовых сталей, подвергнутых вакуумированию. Итальянская компания Tenova Pomini на протяжении многих лет является ведущим поставщиком «под ключ» вальцетокарных мастерских, многие из которых характеризуются высоким уровнем автоматизации. В последние годы компания решила разработать собственную систему текстурирования поверхности валков, а также создать оборудование для соответствующей обработки валков станов холодной прокатки полосы. Представленный в последней статье данного выпуска процесс Pomini Digital Texturing™ продемонстрировал очень высокие результаты на стадии производственных испытаний и большой потенциал дальнейшего развития и распространения. Как всегда, в новом выпуске журнала МРТ представлены не только технические статьи, но и рекламные материалы зарубежных компаний. Зав. лабораторией диагностики материалов Института металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова, Зав. кафедрой металлургии стали и ферросплавов Национального исследовательского технологического университета «МИСиС», СиС», профессор, д. т. н., член-корреспондент РАН

К. В. Григорович

Металлургическое производство и технология, № 2/2014

‹‹‹

4

СОДЕРЖАНИЕ

Деятельность компании 6

ОАО «Тулачермет»: переход с выплавки товарного чугуна на производство конструкционной стали строительного назначения Строительство нового сталеплавильного цеха со 160-тонным конвертером и 6-ручьевой установкой непрерывной разливки стали, а также нового прокатного комплекса с двумя мелкосортными станами на заводе ОАО «Тулачермет» в Туле по соглашению с компаниями SMS Siemag, SMS Concast и SMS Meer; ввод в эксплуатацию намечен на 2016 г.

Производство стали 8

Модернизация сиcтемы первичной очистки и охлаждения технологических газов, отходящих из электродуговой печи Система с эффективным контролем и регулированием температуры газов, разработанная .. компанией KSK Kuhlmann-System-Ku hltechnik GmbH и установленная на металлургическом заводе в Сен-Сольве (Франция), позволяет значительно уменьшить коррозионный и абразивный износ.

16 Графитированные электроды и специализированные системы технического обслуживания сталеплавильных цехов во всем мире Завод по производству графитированных изделий в Бантинге (Малайзия), принадлежащий группе SGL, может служить примером целенаправленной политики компании, ориентированной не только на поставку электродов, но и на предоставление комплексных технических решений по освоению новых видов продукции и техническому обслуживанию.

22 Модернизация конвертеров для выплавки коррозионностойких сталей на заводе компании Taishan Iron & Steel Co., Китай Опыт эксплуатации трех 70-тонных конвертеров, модернизированных компанией Siemens VAI Metals Technologies GmbH, показал, что внедренная модель и система управления технологическим процессом позволяет эффективно контролировать содержание углерода и температуру используемого чугуна и обеспечивает расширение марочного сортамента выплавляемых коррозионностойких сталей.

Металлургическое производство и технология, № 2/2014

Фото на обложке: Рольганг сортопрокатного стана, разработанного компанией Siemens, на заводе фирмы Ferriere Valsabbia в Италии Siemens VAI Metals Technologies GmbH Контакт: www.siemens.com/metals Эл. почта: contact.metals@siemens.com

Охрана окружающей среды 32 Акустические фильтры для очистки дыма, образующегося при газопламенной резке Компания Ventilatorenfabrik Oelde GmbH разработала эффективные и экологически приемлемые фильтровальные установки для обработки отходящих газов, образующихся при газопламенной разделке металлолома и рециклинге шлака.

Непрерывная разливка 36 Производство высококачественных рельсов на заводе ОАО "ЕВРАЗ ЗСМК" в Новокузнецке Представлены первые результаты реконструкции установки непрерывной разливки стали № 2 на заводе ОАО «ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат», завершенной компанией Danieli в 2012 г. Результатом стало повышение производительности УНРС до 140 т/ч.

Холодная прокатка — Специальное оборудование 44 Новая технология отделки поверхности рабочих валков станов холодной прокатки Итальянская компания Tenova Pomini представляет процесс Pomini Digital TexturingTM для чистовой поверхностной обработки в виде лазерного цифрового текстурирования рабочих валков. Эта экологически чистая и безопасная технология реализуется с помощью специального программного пакета.

6

17

8

36

Краткие рубрики 3

Приветствие читателям

47 Новости фирм

5

Список рекламодателей

50 Выходные данные

Список рекламодателей ..

Aumund Fordertechnik GmbH

15

Can-Eng Furnaces

43

Tokai Erftcarbon GmbH

41

GLAMA Maschinenbau GmbH

39

IMS Messsysteme GmbH

..

KSK Kuhlmann-System-Kuhltechnik GmbH

34

Siempelkamp Maschinen- und Anlagenbau GmbH & Co. KG 27

..

Kuttner GmbH & Co. KG

25

SMS Logistiksysteme GmbH

II стр. обл.

Maschinenfabrik G. Eirich GmbH & Co. KG 13

Verlag Stahleisen GmbH

50, III стр. обл.

Morga rdshammar AB

11

Stein Injection Technology GmbH

Saar-Metallwerke GmbH

43

TML Technik GmbH

31

WalzengieEerei Coswig GmbH

21

7

29, 30

INTECO special melting technologies GmbH

47

SGL CARBON GmbH

KELLER HCW

49

Siemens VAI Metals Technologies GmbH 35

IV стр. обл.

PAUL WURTH S.A.

19, 20

Металлургическое производство и технология, № 2/2014

‹‹‹

6

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ КОМПАНИИ

ОАО «Тулачермет «Тулачермет» »: переход с выплавки товарного чугуна на производство конструкционной стали строительного назначения Российский производитель товарного чугуна сделал заказ на полный комплекс, включающий сталеплавильное оборудование и два мелкосортных прокатных стана. Заказ на сумму 180 млн. евро был выдан группе SMS в апреле 2014 г. Новый сталеплавильный и прокатный комплекс планируют ввести в эксплуатацию в 2016 г.

ОАО «Тулачермет» соорудит сталеплавильный цех со 160-тонным конвертером, оборудованным пластинчатой подвеской и установкой для газоочистки

ОАО «Тулачермет» — российская металлургическая компания, расположенная в г. Тула, областном центре в 200 км южнее Москвы. В штате компании более 8000 человек, контрольный пакет акций принадлежит ОАО «Кокс» — промышленно-металлурги-

SMS Siemag AG, Дюссельдорф, Германия SMS Meer GmbH, Мёнхенгладбах, Германия Контакт: www.sms-group.com Эл. почта: communications@sms-group.com

ческому холдингу, объединяющему несколько технологически интегрированных компаний, специализирующихся на производстве высококачественного коксующегося угля и угольного концентрата, а также металлургического кокса и товарного чугуна. До последнего времени ОАО «Тулачермет» специализировалось на производстве высококачественного товарного чугуна для литейных и металлургических предприятий. Предприятие является универсальным производителем, освоившим практически весь сортамент этого вида продукции. Чугун выплавляют в трех доменных печах и

Металлургическое производство и технология, № 2/2014

разливают на шести разливочных машинах, получая чушки массой 10 кг. Для расширения сортамента выпускаемой продукции ОАО «Тулачермет» приняло решение о строительстве сталеплавильно-прокатного комплекса на основе конвертерного процесса в непосредственной близости от действующего завода. Планируется производство мелкосортных профилей и катанки. Проектная мощность устанавливаемого оборудования на первом этапе составит 1,5 млн. т/год, с возможностью последующего увеличения до 2 млн. т/год. Бо льшую часть продукции будут поставлять в Москву

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ КОМПАНИИ и другие регионы Центральной России, где есть спрос на высококачественную стальную продукцию, особенно среди строительных, машиностроительных и автомобилестроительных компаний. На торговой ярмарке «Трубы и проволока-2014» в Дюссельдорфе, Германия, ОАО «Тулачермет» и группа SMS заключили контракт на поставку следующего основного оборудования металлургического завода: полного комплекса оборудования кислородно-конвертерного цеха; установки непрерывной разливки стали (УНРС); двух мелкосортных прокатных станов. Общая сумма заказа составляет около 180 млн. евро. Кислородно-конвертерный цех. Компания SMS Siemag поставит 160-тонный конвертер с пластинчатой системой подвески и установку для газоочистки, которая будет оснащена электростатическими фильтрами SMS Elex. В объем поставок компании SMS Siemag входит также система утилизации энергии. Для дальнейшего

Один из сооружаемых прокатных станов будет оборудован линией для производства мелкосортных профилей и катанки

повышения энергетической эффективности компания SMS Siemag предоставляет систему утилизации конвертерных газов и газосмесительную установку для сжигания газов на действующей электростанции ОАО «Тулачермет». Вторичная металлургия. Компания SMS Concast поставит агрегат ковшпечь и двухпозиционный стенд для вакуумной дегазации и проведения

‹‹‹

7

процессов внепечной обработки (вторичной металлургии). Установка непрерывной разливки стали. Шестиручьевую установку непрерывной разливки стали поставит компания SMS Concast; предусмотрено использование технологии CONVEX®. Сортамент машины — заготовки квадратного сечения размерами от 150 150 до 180 180 мм. Прокатный стан. Компания SMS Meer поставляет два почти идентичных мелкосортных прокатных стана. Для нагрева заготовок имеется печь с шагающими балками производительностью 160 т/ч. Один из станов будет оборудован линией для производства высококачественных мелкосортных профилей и катанки. Группа SMS поставляет также электрооборудование и средства автоматизации для всех производственных линий. ОАО «Тулачермет» принимает на себя обязанности по менеджменту и разработке проектов. Контракты на строительно-монтажные работы будут размещены среди российских компаний. Сталеплавильно-прокатный комплекс вступит в строй в 2016 г.

INJECTION TECHNOLOGY GmbH

TECHNOLOGY WITHOUT

COMPROMISE

Пневматические конвейерные, дозирующие и инжекционные системы

ТЕХНОЛОГИЯ

БЕЗ КОМПРОМИССОВ

• Индивидуальные и экономически эффективные технические решения и системы

по требованиям заказчиков

• Технология многоточечного вдувания MPI для вспенивания шлака • Технология вдувания сверху TIPPat. для установок печь"ковш Pat.

и ковшей для науглероживания или легирования без использования огнеупорной фурмы

• 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 INJECTION TECHNOLOGY GmbH Hagener Str. 20 - 24 D-58285 Gevelsberg Germany Тел.: +49 / (0) 2332 / 75742-0 Факс: +49 / (0) 2332 / 75742-40 Эл. почта: stein@sit-gmbh.net Интернет: www.sit-gmbh.net Реклама

• Развитие специальных производственных технологий

Металлургическое производство и технология, № 2/2014

‹‹‹

8

ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ

Модернизация системы первичной очистки и охлаждения технологических газов, отходящих из электродуговой печи Полностью модернизирована система всасывания и первичной очистки технологических газов для электродуговой сталеплавильной печи (ЭСП) на металлургическом заводе в Сен-Сольве, Франция. Установлены инновационные системы очистки, удовлетворяющие современным и перспективным требованиям, которые могут возникнуть в будущем в случае повышения производительности печи. Особое внимание уделено простоте эксплуатации и технического обслуживания, гарантирующим бесперебойную работу системы и печи. Примененные системы контроля и регулирования температуры заметно уменьшают коррозию. Абразивный износ тоже будет значительно сокращен благодаря тому, что внутри камеры дожигания будут эффективно отделяться твердые и минеральные частицы, содержащиеся в отходящих газах. Металлургический завод в СенСольве, расположенный в Северной Франции, вблизи Валансьена, поставляет круглую непрерывнолитую заготовку трубопрокатным цехам компании V & M Tubes во Франции и Германии. Только один трубопрокатный цех находится в непосредственной близости от металлургического завода в Сен-Сольве; остальные расположены вблизи французских городов Ольнуа-Эмери и Девиль-ле-Руан и германских городов Дюссельдорф-Рат и Мюльхайм. Наряду со специальными сталями, составляющими бо льшую часть сортамента, на предприятии выплавляют также стали углеродистых марок. Круглые заготовки отливают диаметром 180–325 мм. Возможна поставка в кузнечные цехи заготовок диаметром 140 мм. Сталь выплавляют в 95-т ЭСП переменного тока с трансформатором мощностью 85 МВА/72 МВт.

Дипл. инж. Олаф Хюшер, директорраспорядитель производства, дипл. инж. Маттиас Тённис, руководитель проекта, компания KSK Kuhlmann-System..

Kuhltechnik GmbH, Хальтерн-ам-Зее, Германия Контакт: www.k-s-k.de Эл. почта: tennis@k-s-k.de

Цели проекта модернизации Система первичной очистки отходящих газов на металлургическом заводе, введенная в действие в 1975 г., была полностью модернизирована. На первом этапе заменили фильтры и вентиляторы системы первичного всасывания технологических газов на ЭСП. В результате этой замены

«узким местом» всей системы газоочистки стала существующая конструкция водяного охлаждения отходящих газов, так как степень пылеочистки оказалась ниже теоретически возможной. Производительность существующей системы охлаждения не соответствовала возросшему объему всасываемых газов. Кроме того, она

Патрубок газохода отходящих газов, присоединенный к ЭСП

Металлургическое производство и технология, № 2/2014

ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ была подвержена значительным коррозии и износу. Основной целью проекта модернизации было повышение эффективности системы первичной пылеочистки технологических газов, отходящих из ЭСП. Вместе с тем новая система должна была обеспечить возможность сепарации крупных частиц пыли как можно ближе от ЭСП, а также возможность удаления отделенной пыли с помощью мощного оборудования во время коротких остановок на плановое техническое обслуживание. Предполагалось, что будут установлены новые узлы и детали системы пылеудаления, более простые в сборке и ремонте, а также со значительно бо льшим сроком службы, что позволило бы сократить продолжительность их замены. Так как было заранее намечено остановить производство в период летних отпусков, то на реализацию всего проекта отводился всего 21 день.

Техническое воплощение проекта Прежде чем приступить к разработке концепции модернизации, рассчитали ожидаемые показатели объема и температуры отходящих газов, образующихся в процессе плавки в ЭСП. На основе результатов этих расчетов были приняты размеры и параметры компонентов системы охлаждения. Система была спроектирована на основании рабочих параметров, зафиксированных контрольноизмерительной электронной аппаратурой в ходе действующего процесса и учитывающих возможность будущего повышения производительности печи. При определении ожидаемых объемов и температуры отходящих газов использовали стехиометрические расчеты. Хотя главные приоритеты были отданы гарантированному оптимальному пылеудалению при работе печи в периоды пиковых нагрузок (например, при заливке чугуна), менее интенсивные стадии технологического процесса также принимали во внимание с точки зрения оптимального использования ресурсов. Уже на этой стадии система должна была соответствовать конкретным требованиям намеченного улучшения производительности печи. Техническая характеристика новой системы первичной

очистки и охлаждения отходящих газов приведена в таблице. Компания KSK определила ожидаемые параметры отходящих газов, исходя из максимально возможного дожигания в камере сгорания. Воздух, необходимый для горения, должен поступать через тщательно регулируемый зазор между коленом на своде печи и нисходящим всасывающим патрубком. Объем камеры сгорания был определен, исходя из условия, что высокая интенсивность сепара-

‹‹‹

9

ции должна быть обеспечена даже если объем камеры будет увеличен при создании условий для дожигания. Вопреки накопленному прежде опыту коррозионного износа компонентов системы охлаждения, в проекте была принята замкнутая система. Система температурного контроля, которую компания KSK использует на многих других установках, обеспечивает равномерное распределение высоких температур в объеме охлаждающей воды, что позволяет

Конструктивные параметры ЭСП, определенные сталеплавильщиками Диаметр пода печи, мм

5900

Масса плавки, т

95

Характеристики трансформатора, МВА/МВт

85/72

Время от выпуска до выпуска плавки, мин

50

Число загрузочных коробов

2

Расчетные параметры работы цеха 59,62 .106 (249,81.106)

Количество тепла при расплавлении, ккал/ч (кДж/ч) Поток отходящих газов через отверстие в своде, м3/ч (н. у.)

53500

Расход воздуха для горения, м3/ч (н. у.)

96500

Общий расход отходящих газов, м3/ч (н. у.)

150000 о

Температура газа в конце газопровода горячих газов, С

600

Размеры и расположение системы отвода газов 4-е окно свода, мм

Диам. 2000

Колено печи, мм

Диам. 2000

Отвод отходящих газов, мм

Овал 2800 2000

Камера сгорания (h w), мм

5250 3200

Газопровод горячих газов (HGD), 5 сегментов, мм м

Диам. 2200 45

Перепад давления в газопроводе горячих газов, ГПа

8

3

Сеть первичного водяного охлаждения, м /ч

1500

Перепад температур охлаждающей воды, К

21,1

Техническая характеристика новой системы первичной очистки и охлаждения отходящих газов

Конструкция первого колена газохода отходящих газов Металлургическое производство и технология, № 2/2014

‹‹‹

10

ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ

предотвратить конденсацию пара из отходящих газов в системе газоходов и тем самым препятствовать развитию часто наблюдаемого эффекта коррозии. В систему газоотвода входят: сеть первичного охлаждения; колено на своде печи; регулируемый отвод; камера сгорания; водоохлаждаемый газоход горячих газов; трубопроводы сети первичного охлаждения.

Конструкция новой системы отвода отходящих газов Колено газохода отходящих газов, нисходящее от свода ЭСП, необходимо было оснастить дросселем с быстрорегулируемым зазором. Еще одно требование заключалось в том, что отверстие всасывающего патрубка должно было располагаться достаточ-

но далеко, чтобы в систему водяного охлаждения мог всасываться только воздух из атмосферы печного пролета (в случае нарушения нормального режима работы системы охлаждения). Это требование было выдвинуто для предотвращения перегрева и вызванного им разрушения компонентов системы охлаждения. Скользящая муфта в защитном исполнении, которая является типичным решением в подобных системах отходящих газов, не могла обеспечить достаточно быстрое открывание и закрывание отверстия, требуемые в данном случае. Поэтому цель была достигнута с помощью колена, состоящего из двух частей: закрепленного сегмента с увеличенным внутренним сечением и отдельной наклоняемой «головки» . Зазор можно регулировать с помощью двух гидравлических цилиндров (на 25о или на длине более

Доставка камеры сгорания

Подъемная дверца на фасаде камеры сгорания Металлургическое производство и технология, № 2/2014

800 мм в течение требуемых 8 с). Этот компонент системы, испытывающий высокие термические нагрузки, должен иметь возможность замены единым узлом в течение нескольких часов. Управление гидравлической системой рассчитано на жесткие среды металлургических цехов. Система управления гарантирует необходимую синхронизацию двух гидравлических цилиндров со встроенными датчиками положения. Перемещения цилиндров согласуются с помощью синхронизирующей панели. Цилиндры сконструированы таким образом, что если один из них выходит из строя, то усилия второго достаточно, чтобы поднять колено. Предусмотрен гидравлический аккумулятор, гарантирующий подъем и опускание колена газохода отходящих газов даже в случае аварийной стиуации и отключения подачи энергии. Камера сгорания. Необходимый объем камеры сгорания определен расчетным путем. Основным условием было достижение такой скорости газового потока внутри нее, которая не превышала бы заданный уровень. Локальные условия ограничивали высоту и ширину камеры сгорания. Минимальную ширину камеры определили, исходя из необходимости доступа с обеих сторон тяжелой техники для очистки. Проектные размеры камеры: длина 18,2 м; ширина 3,2 м; высота 5,2 м. Общая поверхность охлаждения площадью 270 м2 образована легкозаменяемыми потолочными и стеновыми панелями, установленными на самонесущих водоохлаждаемых рамных элементах. Такая конструкция обеспечивает необходимое удобство технического обслуживания и создает условия для быстрого монтажа оборудования. Верхняя рамная конструкция снабжена охлаждающими панелями. В таком виде верхнюю раму камеры сгорания транспортируют в сталеплавильный цех для монтажа. На монтажной площадке необходимо установить только восемь опор, нижний ряд охлаждающих панелей и соединительные детали системы водяного охлаждения. На лицевой стороне камеры сгорания имеются две подъемные дверцы. Они дают возможность быстрого доступа тяжелой техники для очистки камеры сгорания.

Реклама

‹‹‹

12

ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ

Газоход для горячих газов разделен на пять сегментов

Возможность индивидуального регулирования расхода воды в линии охлаждения каждого сегмента позволяет оптимизировать этот параметр в системе первичного охлаждения. В каждом сегменте газохода горячих газов на обоих концах имеются кольцевые коллекторы, которые позволяют выравнивать температуру в случае локального перегрева, вызванного «горячими точками». Подвод и отвод охлаждающей воды происходит через U-образные коллекторы и четыре коротких соединительных патрубка. В случае замены сегмента газохода горячих газов необходимо только разъединить патрубки и поднять звено с вкладыша опоры. Такое конструктивное решение появилось в соответствии с концепцией, согласно которой возможности упрощения технического обслуживания и сокращения продолжительности сборкиразборки имеют высокий приоритет.

Контейнер насоса и система охлаждения

Насосная станция без крыши и одной стены

Поступление большей части оборудования в предварительно собранном виде оказалось решающим фактором, позволившим реализовать проект за предоставленный для этого короткий промежуток времени простоя цеха. Этот же принцип гарантировал возможность легкой и быстрой замены отдельных изношенных компонентов системы. В то же время число панелей различных размеров свели к минимуму, сократив тем самым номенклатуру запасных частей. Меропорятия по созданию безопасных условий труда обслуживающего персонала на этом участке были разработаны совместно с заказчиком из Франции и его коллегами, в соответ-

ствии с национальными нормативами и спецификациями. Газоход для горячих газов. Общая требуемая длина его была установлена равной 45 м. Учитывая возможность быстрой замены, систему подразделили на пять сегментов. На участке этого газохода отходящие из печи газы охлаждают прямоточным методом, т. е. подаваемая вода движется параллельно потоку газов. Этот способ, многократно оправдавший себя, особенно удобен в случаях, когда охлаждение осуществляют теплой водой. Система легкодоступна для мониторинга, можно успешно предотвратить частичный перегрев на отдельных участках.

Металлургическое производство и технология, № 2/2014

Возрастающая доля скрапа с поверхностными покрытиями в шихте ЭСП приводит к увеличению содержания агрессивных компонентов в расплавленном металле. Соответственно, и для отходящих газов также характерно повышенное содержание таких составляющих, кроме того, в них попадают пары с продуктами горения кислорода и газа в горелках. Если температура отходящих газов оказывается ниже точки росы (например, в результате ее изменения на протяжении сталеплавильного цикла), то пары конденсируются на более холодных стенках труб. В конденсате содержатся агрессивные компоненты газов, такие, как хлор, сера и фосфор, растворенные в воде. Эти кислые растворы оказывают сильное коррозионное воздействие, что приводит к быстрому разрушению материалов бойлера. Окислению в точке росы дополнительно способствуют системы охлаждения с холодной водой, которые все еще нередко применяют на установках очистки газов от пыли. Эффективный способ предотвращения конденсации жидких компонентов — поднять температуру охлаждающей воды выше точки росы отходящих газов. Для этого необходимо использовать замкнутые системы охлаждения с регулируемой температурой воды,

‹‹‹

14

ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ

Доставка насосной станции

в которой во всем объеме охлаждающей среды при перемещении через терморегулируемый водовод поддерживают температуру на уровне не ниже 60 оС. Максимальную температуру воды в возвратном трубопроводе задают на уровне примерно 90 оС. Эти температурные уровни не должны быть превышены. Тепло отходящих газов используют для нагрева воды в сети первичного охлаждения. Если установленные уровни превзойдены, то объемный поток жидкости в сети первичного охлаждения направляют в теплообменник; до возникновения такой ситуации с помощью вентилей в системе замкнутого охлаждения перегоняют объемный поток жидкости по перепускным трубам в обход теплообменника. Температура и расход охлаждающей воды — основные параметры, посредством которых контролируют работу системы охлаждения. Но датчики давления также играют важную роль, особенно при регулировании работы насосной станции, так как они характеризуют преобладающий уровень давления в системе охлаждения. Для регулирования температуры необходимо измерять ее фактические значения. С этой целью обычно применяют термометры сопротивления с линейной зависимостью выходного сигнала (РТ-100 или РТ-1000) и преобразователи, установленные на соединительных патрубках. Для обеспечения надежной работы компонентов системы водяного охлаждения ЭСП и других систем важнейшим контролируемым параметром

служит расход жидкости. Расходомеры являются основой мониторинга любого подобного показателя. В случае утечки или нарушения работы насоса необходимо предпринимать соответствующие меры как можно быстрее, чтобы избежать аварийной ситуации. Объемные потоки измеряют с помощью разнообразных приборов, основанных на различных принципах. В числе наиболее часто применяемых методов — магнитно-индуктивный, ультразвуковой, с помощью погружных датчиков. В описываемом случае был использован магнитноиндуктивный метод. Этот способ измерения расхода движущейся среды предусматривает создание магнитного поля, перпендикулярного направлению движения среды. Жидкость, движущаяся через магнитное поле, индуцирует электрический ток в цепи измерения. Напряжение индуцированного тока пропорционально средней скорости потока и, следовательно, объемному потоку. Преобразователь устанавливают в трубе посредством погружного рукава. Мониторинг расхода жидкости, давления на входах и выходах в насосы и теплообменники, а также температуры охлаждающей воды не ограничивают несколькими точками в пределах насосной станции. В дополнение к этому проводят эксплуатационные измерения температуры и расхода после каждого сегмента системы охлаждения. Все результаты измерений и все диагностические сообщения компьютерной системы, контролирующей работу насосной станции,

Металлургическое производство и технология, № 2/2014

поступают на пульт управления работой печи через блок передачи и визуализации информации. На дисплее пульта операторы могут постоянно отслеживать текущие рабочие параметры системы охлаждения, что дает возможность на весьма ранней стадии любого нарушения рабочих режимов принять меры по их корректированию. Это гарантирует высокий уровень работоспособности оборудования и способствует прогнозированию потребности в техническом обслуживании или необходимости замены отдельных узлов и деталей. Насосная станция спроектирована как установка с резервным оборудованием. В ней предусмотрены три насоса и два теплообменника. Для реального технологического процесса требуются два насоса и один теплообменник. Система управления приводами насосов обеспечивает автоматическое включение резервного насоса в случае остановки одного из двух работающих. Очистку и техническое обслуживание пластинчатого теплообменника можно выполнять во время его работы. Монтаж и сдача в эксплуатацию. Еще на начальной стадии разработки проекта было очевидно, что все операции по монтажу сложного оборудования на одной площадке и прокладку всех трубопроводов невозможно завершить за время короткой остановки цеха всего на 3 недели. Кроме того, устанавливаемая насосная станция должна была отличаться компактностью из-за ограниченных площадей. Прокладка всех необходимых трубопроводов в небольшом здании также оказалась чрезвычайно сложной задачей. Так как фундаментные работы нельзя было начинать заранее, то опцию блочной сборки отдельных компонентов насосной станции пришлось полностью исключить. Эти проблемы были решены путем применения предварительной сборки и холодного опробования оборудования насосной станции контейнерного типа со всеми насосами, теплообменниками, трубопроводами, электрооборудованием и системой управления на площадке компании KSK в Хальтерн-ам-Зее. Установку контейнера с насосом облегчил тот факт, что многослойные панели не закрепляли на стальных рамных конструкциях крыши и стен контейнера до тех пор,

пока монтажные работы не были завершены. Благодаря такому решению можно было использовать внешние грузоподъемные устройства на протяжении всей стадии монтажа. Чтобы иметь достаточно времени для прокладки трубопроводов, контейнер с насосом доставили на монтажную площадку перед окончательной сборкой системы и установкой ее в рабочую позицию. После установки контейнера на фундаменты осталось только соединить разъемы для подачи электроэнергии, а также подключить трубы для подачи воды в системы первичного и вторичного охлаждения.

Выводы

Реклама

С целью модернизации системы отвода газов от высокопроизводительной электродуговой сталеплавильной печи с целью их очистки и первичного охлаждения разработана инновационная установка, соответствующая современным нормам очистки и способная удовлетворить перспективные требования в будущем. Особое внимание было уделено простоте управления и технического обслуживания, которые гарантировали бы бесперебойную работу печи. Установленная система контроля заданного температурного режима позволяет значительно уменьшить коррозионный износ. В результате срок службы компонентов установки намного возрастает, в частности благодаря блоку децентрализоанного управления, ориентированному на рабочие параметры конкретной водоохлаждаемой системы первичного всасывания отходящих газов. Наряду с этим будет значительно уменьшен абразивный износ вследствие того, что внутри камеры сгорания происходит интенсивная сепарация твердых и минеральных частиц пыли из отходящих газов. Все перечисленные преимущества гарантируют оператору высокую работоспособность оборудования, следствием которой станет короткий период окупаемости инвестиций.

‹‹‹

16

ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ

Графитированные электроды и специализированные системы технического обслуживания сталеплавильных цехов во всем мире Завод по производству графитированных изделий в Бантинге, Малайзия, принадлежащий Группе SGL, может служить примером целенаправленной политики компании, ориентированной на повышение востребованности клиентами. Осваивая новые виды продукции и системы обслуживания, связанные с электродами и плавильными печами, Группа SGL является уже не только поставщиком электродов, но и провайдером комплексных решений в черной металлургии. Выплавка стали в электродуговых печах составляет 42 % общего производства нерафинированной стали в Европе и 59 % — в США. В странах

SGL Group – The Carbon Company, Висбаден, Германия Контакт: www.sglgroup.com Эл. почта: alexander.loscher@sglgroup.com

Азии этот показатель в настоящее время равен 20 % [1], что свидетельствует об отставании Азиатского региона от мирового уровня в области электросталеплавильного производства. Это объясняется в первую очередь малыми возможностями обеспечения собственным скрапом металлургических заводов в Китае и во многих других странах Азии, т. е. отсутствием важного условия экономи-

ческой конкурентоспособности процесса электродуговой выплавки стали. Кроме того, в сталеплавильном производстве стран Азии применяют в основном дуговые электропечи постоянного тока, требующие применения графитированых электродов сверхкрупного размера. Ранее такие электроды использовали главным образом в печах постоянного тока, но в последние годы все чаще применяют

Общий вид нового завода Группы SGL в Бантинге, Малайзия, по производству графитированных электродов и катодов

Металлургическое производство и технология, № 2/2014

ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ электроды особо крупного размера (в частности, диаметром 700 мм) в электродуговых печах переменного тока. Группа SGL решила модернизировать свое производство и привести его в соответствие с меняющимися условиями рынка. С этой целью, а также учитывая потребности предприятий близлежащего региона, были сооружены новые производственные мощности на заводе в Бантинге, Малайзия. Продукция предприятия предназначена для заказчиков из региона от Индии до Австралии и от Кореи до Индонезии. Группа SGL инвестировала 200 млн. евро в этот инвестиционный проект — самый крупный за ее 20-летнюю историю. Близкое расположение основных потребителей продукции и короткие маршруты транспортировки позволяют сократить объем товарных запасов и повысить уровень обслуживания заказчиков. Эти два важных фактора повлияли на решение о сооружении нового завода в Малайзии. Учитывая современное оборудование, высокий уровень автоматизации и большой опыт персонала, накопленный за 40 лет, завод в Бантинге помогает решить задачу расширения сталеплавильного производства, особенно в сегменте этого производства, предполагающем использование электродов большого диаметра. Поэтому все ноу-хау в области производства графитированных электродов и катодов, которыми располагала Группа SGL, были распределены между семью заводами Группы, действующими в разных странах мира, и новым производственным центром в Азии. Завод в Бантинге специализируется на изготовлении как графитовых электродов, так и графитированных катодов, поэтому он может менять свою производственную программу в зависимости от рыночной конъюнктуры и индивидуальных требований заказчиков.

природоохранными нормами. Поэтому одновременно с инвестициями в строительство нового завода в Малайзии была начата модернизация заводов в Озарке (штат Арканзас, США) и Ла-Корунье (Испания). Завод в Озарке — единственный завод Группы SGL среди всех ее предприятий в разных странах мира, который производит весь сортамент графитированных электродов диаметром от 14 до 32 дюймов (от 350 до 800 мм). Предприятие работает с 1981 г., и в 2012 г. было принято решение закрыть старый цех графитированных электродов и соорудить новый, основанный на использовании новейшей технологии. Объем

‹‹‹

17

производства останется приблизительно на прежнем уровне для сохранения высокого качества обслуживания заказчиков в Северной и Южной Америке. Общая сумма инвестиций в новый цех составляет порядка 26 млн долл. США, что позволит значительно повысить качество продукции, снизить энергопотребление и улучшить экологичность производства. Завод в Ла-Корунье (Испания) — крупнейшее предприятие Группы SGL по производству графитированных электродов. Благодаря своему географическому расположению этот завод является поставщиком продукции для Европы и прилегающего

Модернизация электродных заводов в Испании и США Производство графитированных и угольных электродов Группой SGL непрерывно модернизируется на всех производственных площадках, размещенных в разных странах мира, где используют современную технологию и руководствуются современными

Основные задачи, которые решает Группа SGL, — производство графитированных электродов, обеспечивающих заказчикам оптимальные показатели удельных затрат Металлургическое производство и технология, № 2/2014

‹‹‹

18

ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ

региона. Важнейшей операцией технологического процесса изготовления графитированных электродов является экструзия, в ходе которой смешивается игольчатый кокс с каменноугольным пеком, и электрод приобретает заданную форму. Основываясь на собственных и внешних разработках, Группа SGL решила модернизировать производство на заводе в Ла-Корунья, превратив его в экологически чистое предприятие с самой передовой технологией, которое смогло бы удовлетворить современные и будущие требования к экологической безопасности. Одновременно модернизация позволяет повысить качество продукции, особенно электродов сверхкрупного диаметра. С этой целью были изучены технологические достижения и новинки на всех предприятий отрасли. Переоборудование проводили с учетом возможности дальнейшего постепенного повышения качества продукции в ближайшие годы. Общие инвестиции в новое, экологически чистое производство составляют примерно 25 млн. евро, работы начаты в 2012 г.

Сверхкрупные и сверхдлинные электроды Наряду с произво дством сверхкрупных электродов особо большого диаметра для азиатского рынка завод в Бантинге выпускает также сверхдлинные электроды для заказчиков в разных странах мира. Если прежде максимальная длина электродов составляла 2900 мм (114 дюймов), то на новом заводе Группы SGL в Малайзии можно получать электроды длиной до 3800 мм (150 дюймов). Первые попытки внедрения электродов длиной более 3500 мм (диаметром 700/800 мм) в сталеплавильных цехах заводов стран Азии дали обнадеживающие результаты. Было достигнуто заметное повышение производительности. Применение удлиненных электродов позволяет реализовать следующие преимущества: меньше операций наращивания удлиненных электродов и, следовательно, меньше соединений; укорочение операций, связанных с наращиванием электродов и, следовательно, более высокая производительность; более редкие замены электродной свечи в исходной позиции позво-

ляют снизить окисление и потери графита. Данные преимущества также ведут к сокращению производственных затрат, что подтвердили эксперименты, проведенные заказчиком в промышленных условиях. Например, длина электродов диаметром 800 мм была увеличена с 2900 до 3500 мм. В ходе проведения экспериментов выяснили, что благодаря уменьшению времени на наращивание электродов удается провести в среднем одну дополнительную плавку в месяц. Кроме того, удельный расход графитированных электродов может быть уменьшен на 2–5 % вследствие снижения окисления (внепечное соединение). Для конкретного рассматриваемого случая повышение производительности и сокращение потребления электродов позволило уменьшить производственные расходы на 300 тыс. евро/год.

Оптимизированное сталеплавильное производство поддержано системой обслуживания Группы SGL Для дальнейшего улучшения обслуживания заказчиков Группа SGL предлагает пакет услуг, выполняемых местным техническим персоналом. Пакет включает 26 различных услуг — от электротехнических работ и до оптимизации процесса плавки совместными усилиями персонала цеха и бригады Группы SGL. Операции обслуживания постоянно пересматриваются и обновляются с учетом мирового опыта и новейших технических и технологических достижений. В частности, программа профессиональной подготовки SGL PRO, основанная на методике «шесть сигм» и использующая многолетний опыт сталеплавильщиков, позволяет расширить возможности совершенствования производства; при этом совершенствование выходит далеко за Диам. 550 мм

3

Диам. 600 мм

8

Диам. 700 мм

47

Диам. 750 мм

33

Диам. 800 мм

9

Разрушения электродов различного диаметра (%), предназначенных для использования в электродуговых печах постоянного тока [2]

Металлургическое производство и технология, № 2/2014

пределы производства графитированных электродов. Данная программа стимулирует разработку инноваций и новых видов обслуживания, которые затем распространяются в глобальном масштабе. Основная задача любой системы обслуживания сводится к повышению производительности сталеплавильных цехов и сокращению производственных затрат — от поставки графитированных электродов до их расхода в печах. Обычный подход с учетом «общих расходов владельца» стимулирует сокращение суммарных расходов совместными усилиями. Являясь поставщиком графитированных электродов, Группа SGL обращает основное внимание на производство продукции и на достижение оптимальных показателей их удельного расхода у заказчиков. Удельный расход определяют как расход электродов на производство 1 т стали. Для оптимизации показателей удельного расхода электродов у потребителей Группа SGL непрерывно совершенствует параметры своего производственного процесса и технологические операции, применяя методику «шести сигм». В сталеплавильном цехе основным фактором, влияющим на удельный расход электродов, является окисление. Длина окисления примерно на 30 % определяет расход электродов. Поэтому заказчики часто запрашивают информацию о системах спреерного охлаждения. Группа SGL предлагает многоплановую экспертизу этих проблем, в основе которой лежит многолетний опыт, накопленный на многочисленных металлургических заводах, а также современные апробированные инновации. Подтвержденные результаты анализа основных факторов, влияющих на расход электродов в сталеплавильных цехах, показал, что к таким факторам относятся: характер окисления графитированных электродов; структура и эффективная схема системы спреерного охлаждения; конструкция электрододержателя; использование ниппелей различной конструкции; расход и давление воды. Рассчитана оценка влияния каждого из данных факторов в отдельности.

ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ Возможно общее сокращение расхода графитированных электродов до 0,15 кг/т выплавленной стали и уменьшение производственных затрат на сумму до 500 тыс. евро/год при годовом объеме выплавки стали 1 млн. т. Второй круг проблем относится непосредственно к сталеплавильному процессу. Вследствие увеличения цен на энергию и повышенного внимания к выбросам СО2 важнейшим фактором роста для сталеплавильщиков становится сокращение расхода энергии на выплавку 1 т стали. Заказчики считают уменьшение энергопотребления своей основной задачей. В сталеплавильных цехах применяют современное оборудование и эффективные системы управления. Но разработки Группы SGL обеспечивают потенциальную возможность экономии 25 кВт · ч на производство 1 т высококачественной стальной заготовки. Учитывая хорошую репутацию программы SGL PRO, менеджеры сталеплавильного производства стремятся сотрудничать с Группой SGL для достижения стабильного уменьшения энергопо-

требления. При решении этой задачи принимают во внимание следующие основные факторы: технологические параметры процесса электродуговой плавки; температуру выпуска плавки; вспенивание шлака; время работы печи с отключенной нагрузкой; загрузку скрапа и его состав. В результате удалось добиться следующих улучшений производственного процесса выплавки стали: повысить эффективность использования энергии дуги; уменьшить радиацию на панели; снизить длину дуги во время расплавления; оптимизировать раннее вспенивание шлака; усовершенствовать процесс выплесков шлака. Внедрение результатов исследования позволило уменьшить потребление электрической энергии на 25 кВт · ч на 1 т высококачественной заготовки. Эффект внедрения оценен по результатам работы сталеплавильного цеха в течение трех месяцев, а после за-

‹‹‹

21

вершения проекта общая экономия составила 750 тыс. евро/год.

Выводы Группа SGL продолжает инвестировать средства в развитие своей глобальной производственной инфраструктуры, в том числе в модернизацию оборудования, и одновременно стремится поставлять каждому заказчику графитированные электроды наивысшего качества. Группа SGL поставляет графитированные электроды для большинства электродуговых печей, действующих в мире и располагает весьма квалифицированным персоналом в области технического обслуживания. Опыт, накопленный в ходе сотрудничества с изготовителями промышленных печей и технологами-сталеплавильщиками, намного повысил привлекательность Группы SGL для заказчиков, которые улучшают с ее помощью свои экономические показатели. Библиографический список [1] World steel in figures 2013. World Steel Association, Brussels, Belgium, 2014.

[2] SGL Group internal data base.

Валколитейный завод Coswig GmbH является современным заводом литейного производства высококачественных отливок, используемых выдающимися промышленными группами во всем мире. На основе широкого диапазона наших изделий мы можем гарантировать каждому

Тел.

клиенту оптимальное решение его специальных требований. Наряду с многими другими изделиями мы производим прокатные валки и бандажи для станов горячего проката, поршни и плунжеры, а также фасонные изделия для всех видов применений.

Реклама

Ш

Факс

Металлургическое производство и технология, № 2/2014

‹‹‹

22

ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ

Модернизация конвертеров для выплавки коррозионностойких сталей на заводе компании Taishan Iron & Steel Co., Китай В июне 2013 г. компания Shangdong Taishan Iron & Steel Corporation ввела в эксплуатацию три модернизированных 70-тонных конвертера для выплавки коррозионностойкой стали. После реконструкции внедренная усовершенствованная модель и система управления технологическим процессом позволяют контролировать все основные технологические параметры, в том числе повышенное содержание углерода и пониженную температуру используемого чугуна, надежно гарантируя высокую производительность и отличное качество продукции. Производственные расходы также резко сокращаются.

Индукционная печь

Конвертер Электродуговая печь (с эксцентриковым донным выпуском, EBT)

Агрегат печь-ковш

Доменная печь

Слябовая УНРC Конвертер Агрегат печь-ковш

Электродуговая печь (с эксцентриковым донным выпуском, EBT)

Конвертер

Схема технологического процесса после переоборудования цеха

Компания Shangdong Taishan Iron & Steel Corporation, Китай, заключила контракт с компанией Siemens VAI на модернизацию трех действующих 70-тонных конвертеров газокислород-

Чeн Пeй Дунь, Гао Женьмин, компания Taishan Iron & Steel Co.,Тайшань, Китай; Жай Юйоу, Кристиан Брюкнер, компания Siemens VAI Metals Technologies GmbH, Линц, Австрия Контакт: www.siemens.com/metals Эл. почта: bruckner.christian@siemens.com

ного рафинирования (ГКР) и переоборудование их в современные конвертеры K-OBM-S (названные также TSR по названию компании Taishan) для производства коррозионностойкой стали. Контракт был заключен в октябре 2012 г. и охватывал все виды вспомогательного оборудования, систему сухой газоочистки и поставку новых важных узлов (в том числе клапанных стендов), основные средства автоматизации и систему управления технологическим процессом уровня 2. Эти поставки обеспечивают достижение поставленной цели — повышение объема производства цеха до 800 тыс. т/год.

Металлургическое производство и технология, № 2/2014

Цех был успешно сдан в эксплуатацию в июне 2013 г., всего через 8 мес после подписания контракта.

Устройство сталеплавильного цеха Согласно принятой компанией Taishan Iron & Steel Co. технологии, для получения чугуна и предварительной выплавки стали используют доменную печь, две электродуговые печи (ЭДП) и индукционную печь. Затем предварительно выплавленный металл с высоким содержанием углерода, подвергнутый дефосфорации, обрабатывают в трех 70-тонных конвертерах в ходе дуплекс-процесса. Сортамент

ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ

Охлаждение газа

Холодильник испарительного охлаждения

Пар

Электростатический фильтр

Вентилятор

Факельная стойка

Установка переключателей газа

‹‹‹

23

Охладитель газа

Пар

Вода

Газгольдер Конвертер

Крупная пыль

Тонкая пыль

Установка горячего брикетирования

Брикеты пыли

Схема системы сухой газоочистки для конвертерного участка

производимой продукции включает коррозионностойкие стали ферритного, аустенитного и аустенитно-марганцовистого классов. Модернизация действовавших на заводе конвертеров, с использованием технологии ГКР, с переводом их на процесс K-OBM-S/TSR для выплавки коррозионностойких сталей была предпринята с целью повышения качества продукции в соответствии с потребностями рынка. Кроме того, необходимо было снизить производственные расходы. В результате проведенных мер позиции компании должны были укрепиться на мировом рынке коррозионностойких сталей. Действовавшая система сухой очистки газов была заменена новой системой, удовлетворяющей современным требованиям к технологическим процессам и новым локальным нормативам выбросов (<30 мг/м3 при н. у. ).

Схема технологического процесса и основные особенности нового цеха K-OBM-S/TSR Принимая во внимание фактическое местоположение сталеплавильного цеха, условия поставки шихтовых материалов и чугуна, существующие производственные линии, возможность снабжения аргоном, а также целесо-

образность дальнейшего использования действующего оборудования в качестве основной технологической схемы выбран дуплекс-процесс. На других металлургических заводах, выплавляющих коррозионностойкую сталь, используют процесс аргонокислородного рафинирования (АОD). В электродуговых печах предварительно выплавляют среднеуглеродистую сталь с содержанием 1,2–1,8 % С и заливают ее в АОD-конвертер при температуре 1550–1600 оС. По сравнению с этой традиционной технологией, параметры предварительной плавки стали на заводе компании Taishan Iron & Steel Co. отличаются следующими особенностями: использованием чугуна с высоким содержанием углерода; низкой температурой предварительно расплавленного металла (1390– 1460 оС после заливки в конвертер);

100%-ным внесением легирующих добавок (HCCr) в конвертеры при выплавке сталей ферритного класса, что приводит к резкому повышению содержания С; ограниченными возможностями снабжения высококачественным ломом по приемлемой цене. Свойства предварительно расплавленной стали в новом цехе K-OBM-S зависят от конкретной схемы расположения оборудования, от вида имеющихся производственных мощностей, а также от степени дефосфорации стали и способа ее транспортирования. Возможны два варианта получения предварительно расплавленного металла перед обработкой его в конвертере: предварительная плавка в ЭДП с дефосфорацией при производстве сталей ферритного класса; дополнительная обработка в индукционной печи при производстве

Масса плавки (номинальная), т

70

Число фурм

5

Диаметр фурм, мм

16

Верхнее сопло для вдувания кислорода и инертного газа, производительность, м3/мин (при н. у.)

Макс. 160

Число верхних бункеров

10

Система выпуска плавок

Летка и устье конвертера

Донная продувка

Со сменными днищами

Технические характеристики модернизированных конвертеров Металлургическое производство и технология, № 2/2014

‹‹‹

24

ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ

сталей аустенитных и аустенитномарганцовистых марок. При выплавке продукции ферритного класса предварительно выплавленная сталь на первой стадии процесса подвергнута 100%-ной дефосфорации. Эту сталь подают с помощью крана и заливают в конвертер K-OBM-S/TSR. Плавку взвешивают на заливочном кране. Для минимизации капиталовложений в процесс реконструкции, компания стремилась максимально исполь-

зовать существующее оборудование. Действующие конвертеры и их приводы оставили без изменений, а верхние фурмы и системы донной продувки с поворотными соединениями заменили новой системой с едиными средствами контроля массовых потоков для регулирования подачи охлаждающего газа. Кроме того, с целью повышения производительности была модернизирована система подачи легирующих добавок и флюсов; внедрены современные средства контроля тех-

Система подачи шихтовых материалов

нологических параметров с новой системой управления уровня 1. Основными конструктивными особенностями оборудования нового конвертера являются: верхнее сопло (футерованная трубка) с контролем позиционирования, обеспечивающее высокую скорость обезуглероживания и дожигание СО для лучшего энергосбережения; единый комбинированный линейный контроль расхода и давления инертного газа для гарантирования оптимального охлаждения и высокой стойкости фурм; высокая интенсивность продувки для повышения производительности и большое количество твердых добавок, вносимых в конвертер; три рабочих режима в системе автоматизированного управления (уровень 1), включая работу конвертера K-OBM-S с компьютерным управлением, которые позволяют обеспечить достижение заданных параметров технологического процесса; усовершенствованная система управления (уровень 2) для предварительного расчета параметров плавки и их контроля в режиме реального времени, позволяющая полностью автоматизировать процесс плавки в конвертере и осуществить компьютерный контроль всех параметров процесса. После завершения реконструкции в составе конвертерного цеха работают три стационарных 70-тонных конвертера с системой верхних сопел, блоком клапанов в системе газопроводов технологических газов и установкой для очистки газов. Система дополнительных бункеров включает десять накопительных верхних бункеров, шесть дозирующих бункеров и два разгрузочных бункера, основную систему автоматизации и систему уровня 2, включающую модель процесса. Предварительный нагрев и подогрев выполняют через донные фурмы (СН4 и О2).

Металлургический процесс

Дисплей контроля дутья в системе автоматизированного управления уровня 1 Металлургическое производство и технология, № 2/2014

Весь процесс плавки в конвертере K-OBM-S (после заливки металла, гомогенизация предварительно расплавленной стали, отбора проб и измерения температуры) проходит с несколькими стадиями обезуглероживания,

Реклама

ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ Одной из основных задач на стадии завершающего обезуглероживания является поддержание температуры жидкой стали в ванне на постоянном уровне, желательно в пределах 1680– 1730 оС. Эта задача решается путем внесения шлакообразующих и охлаждающих металлических добавок, например лома, Ni или сплавов Ni (никель добав-

компьютеризованного управления (работой оборудования полностью управляют компьютеры, используя установочные параметры, рассчитанные и непрерывно контролируемые с помощью системы уровня 2). Режим работы при необходимости может быть изменен в ходе обработки одной плавки.

Тепловая модель Температура ванны жидкой стали

за которыми следует восстановительный период и одновременная десульфурация. Параметры каждой стадии обезуглероживания определяют в зависимости от содержания углерода и температуры ванны жидкого металла. При первых трех стадиях обезуглероживания преследуют следующие цели: повышение с максимальной возможной скоростью температуры ванны примерно до 1680 оС (обычно достигается в ходе первой стадии обезуглероживания) с целью обеспечения высокой скорости протекания процесса декарбюризации, высокой эффективности удаления углерода при пониженном окислении хрома; внесение основной части известняка, доломита, всех высокоуглеродистых ферросплавов (таких, как FeCrHC и FeMnHC) а также, при необходимости, лома, Ni или сплавов Ni. На данных этапах обезуглероживания применяют сочетание верхней продувки через сопла и донной продувки через фурмы. После третьей стадии декарбюризации обычно проводят короткую очистку при помощи комбинированной продувки для уменьшения образования настылей в горловине конвертера. После этой операции содержание С в стали должно быть доведено, в зависимости от выплавляемой марки, до 0,2–0,4 %. При сочетании продувки сверху и снизу общая интенсивность подачи кислорода может достигать 190 м3/мин (при н. у.). При запуске конвертера применяют также комбинированную продувку с максимальным расходом кислорода 140 м3/мин (при н. у.). Основными преимуществами комбинированной продувки являются: быстрое повышение температуры; более высокая степень обезуглероживания при высокой интенсивности удаления углерода и меньшем окислении хрома; частичное дожигание СО, улучшающее тепловой баланс конвертера; лучшее перемешивание ванны; возможность внесения большого количества твердых добавок; сокращенная продолжительность продувки; повышенная производительность конвертерного процесса. При работе по дуплексной схеме окончательное обезуглероживание обычно проводят в три или четыре этапа.

Содержание углерода

‹‹‹

26

Анализ текущих параметров Предварительный расчет Предварительный расчет Обезуглероживание

Выпуск плавки Окончательное регулирование Восстановление

Загрузка

Загрузка Обезуглероживание

Время плавки Выпуск плавки Восстановление Десульфуризация

Схема использования модели технологического процесса выплавки коррозионностойкой стали

ляют при выплавке сталей марок 300). Для предотвращения чрезмерного окисления Cr и поддержания на низком уровне расхода Si, выполняющего восстановительные функции, соотношение в дутье между кислородом и инертным газом (N2 или Ar, в зависимости от выплавляемой марки стали) изменяется на этапе заключительного обезуглероживания в зависимости от содержания углерода в стали. По окончании процесса обезуглероживания обычно проводят этап комбинированного восстановления и десульфурации.

Контроль и управление процессом Основная автоматизированная система управления уровня 1 была внедрена для оптимизации контроля и регулирования параметров технологического процесса. Эта система может работать в различных режимах: ручного управления (рекомендуется при выполнении ремонтных работ с ручной установкой базовых параметров); автоматизированного управления (оборудование может работать в различных режимах, параметры которых заранее рассчитаны и заданы с помощью системы уровня 2);

Металлургическое производство и технология, № 2/2014

Главными преимуществами новой системы уровня 2 для управления работой конвертеров K-OBM-S компании Taishan Iron & Steel являются: повышенная производительность; минимальное число требуемых проб; стабильный химический состав и температура стали при выпуске плавки; «прозрачное» управление процессом благодаря визуализации данных и документированию параметров плавок; управление процессом в режиме реального времени, включая автоматизированную оптимизацию установочных параметров; автономное (вне системы управления) моделирование процесса для его оптимизации и при освоении производства новых марок стали; контроль хода процесса оператором с помощью графического интерфейса пользователя на основе технологии Windows. Основным компонентом запатентованной системы оптимизации уровня 2 является пакет моделей, поддерживающих металлургические процессы в ходе плавки в конвертерах K-OBM-S/АОD в режиме «он-лайн». Модель включает заранее рассчитанные вне системы

Реклама

‹‹‹

28

ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ

управления функциональные средства для определения всех параметров конвертерной плавки до начала металлургического процесса (т. е. моделирование процесса в конвертере — от завалки шихты до выпуска плавки). Расчеты циклически выполняются в режиме реального времени на протяжении всей плавки. Расчеты пусковых режимов повторного дутья или охлаждения плавки могут быть выполнены по запросу оператора или в случае непредусмотренного нарушения нормального хода технологического процесса. Для каждой плавки расчеты по модели основаны на стандартной технологии сталеплавильного процесса, пакет информации о которой определен для каждой марки стали и включен в технологическую базу данных. Пакет информации о стандартной технологии плавки содержит все необходимые основные данные о ходе процесса и спецификации качества, которым должны соответствовать сталь и шлак в ходе обработки плавки. Для непрерывного контроля температуры стали в ванне и состава ванны жидкого металла, а также для расчета других физических и химических параметров металла и шлака на различных стадиях плавки разработано несколько моделей. Эти модели основаны на математических зависимостях для баланса масс и теплового баланса, металлургической термодинамики и кинетики процесса. Расчеты по моделям позволяют определить изменения всех температурных, химических и кинетических характеристик стали и шлака в конвертере для выбранного (или протекающего в данный момент) варианта технологического процесса. В ходе обработки периодически рас-

считывают параметры стали и шлака; результаты расчета оператор может постоянно наблюдать на дисплее. Для достижения заданного уровня параметров на данной стадии технологического процесса установочные точки для каждой стадии процесса автоматически корректируются в режиме компьютерного управления. С помощью модели предварительного расчета можно определить длительность процесса и установочные параметры для технологических газов и вносимых добавок (легирующих и шлакообразующих), эти данные позволяют получать заданные характеристики стали и шлака на отдельных стадиях технологического процесса и при выпуске плавки. Дополнительно, в сравнении с расчетными значениями, контролируют показания температуры и содержания углерода на каждом этапе обработки. Модель позволяет определить количество и последовательность внесения легирующих, охлаждающих и шлакообразующих добавок на разных стадиях процесса с целью обеспечения требуемого режима изменения температуры для успешного проведения плавки. Расчетные установочные точки вводят в систему уровня 1 и используют при компьютерном методе управления процессом. При этом вмешательство оператора обычно не требуется. В начале продувки автоматически запускается циклическая модель управления в режиме реального времени. Основываясь на текущей оперативной информации (о добавках, параметрах дутья, характеристике стали и шлака, сроке службы конвертера), «он-лайн»-модель контролирует ход обезуглероживания и параметры стали

и шлака (их объем и химический состав). Данная модель также прогнозирует содержание азота в стали и ее температуру, исходя из баланса тепла и массы, а также кинетики процесса. Использованная модель процесса (уровень 2) охватывает все стандартные рабочие параметры конвертера K-OBM-S, включая особенности конкретного предприятия (например, 100%-ную загрузку предварительно выплавленного металла при плавке коррозионностойких сталей или внесение в желоб добавок Ni, Mn и Cu). Для стандартных марок стали плавки проводят в автоматизированном режиме с компьютерным управлением (с отбором одной пробы во время продувки для подтверждения расчетов по модели). Плавки разливают без отбора проб до или после восстановительного периода.

Ввод цеха в эксплуатацию и работа конвертера После ввода в эксплуатацию в июне 2013 г. конвертер K-OBM-S успешно выдержал функциональные испытания, затем провели настройку оборудования, оптимизацию технологического процесса и окончательные приемочные испытания. Для стабилизации работы всей производственной линии было решено, что при выплавке сталей ферритного класса в конвертер K-OBM-S будут заливать предварительно расплавленный металл, подвергнутый 100%-ной дефосфорации. Все необходимые твердые легирующие добавки вносят в конвертер. При выплавке сталей аустенитного класса масса плавки в ЭДП уменьшается до минимума с целью сокращения продолжительности плавки (времени от

Параметры

Конвертеры ГКР

TSR (K-OBM-S)

Длительность процесса

93 мин

65 мин

Содержание N (при разливке), ppm ( 10–4 %) Содержание С (при разливке) Содержание S (при разливке), ppm ( 10–4 %) Si-восстановитель Ar (при н. у.)

N2 (при н. у.) Переход Cr в сталь

190

150

0,03 % 53

0,02 % 28

18,5 кг/т 34,13 м3/т 76,5 м3/т 96,5 %

16 кг/т 38,6 м3/т 48,9 м3/т 98 %

9,0 юань/кг Si 4,0 юань/м3 0,4 юань/м3 11 юань/кг Cr

22,50 юань/т –17,88 юань/т 11,04 юань/т 23,09 юань/т

150 плавок

170 плавок

4,5 юань/кг

12,00 юань/т 50,75 юань/т

Стойкость плавок Сокращение расходов

Расход

Экономический эффект

Сравнение производственных расходов до и после модернизации (на примере стали 410S) Металлургическое производство и технология, № 2/2014

Примечания Прямой выпуск плавки

Cr2O3 < 0,4 % для TSR

Реклама

Реклама

ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ выпуска до выпуска плавки). Для расплавления добавляемого хрома используют индукционную печь. После окончательного уточнения параметров модели можно полностью контролировать процесс рафинирования с помощью автоматизированной системы уровня 2. Для большинства марок стали возможен прямой выпуск плавки сразу же после восстановительного периода. Стойкость футеровки конвертеров заметно возросла благодаря существенному повышению стабильности процесса. В числе основных преимуществ модернизации можно отметить сокращение производственных расходов, повышение производительности и качества продукции. Окончательное содержание углерода и азота в стали марки 410S снизилось по сравнению с показателями, достигнутыми до реконструкции. Это помогло решить проблемы, связанные с повышением содержания этих элементов, наблюдавшимся в конкретных условиях описываемого завода. Одновременно производственные расходы снизились более чем на 50 юань/т. Основные факторы, обусловившие сокращение производственных расходов, — увеличение усвоения Cr сталью при плавке, снижение содержания Cr2O3 в шлаке и уменьшение расхода Si для восстановления в результате более высокой эффективности обезуглероживания. Увеличенный расход аргона связан с требованием компании Taishan Iron & Steel, предъявляемым к пониженному уровню содержания азота в ванне жидкой стали перед выпуском плавки. Кроме того, получение плавок с заданным содержанием С и S увеличилось с 70 % до реконструкции до 97,1 % после реконструкции. Более эффективная защита фурм благодаря улучшению их охлаждения посредством однолинейного контроля кожуха позволила увеличить стойкость

днища конвертера; окончательное содержание С в стали получается меньшим, чем до реконструкции.

Выводы и перспективы Ввод в эксплуатацию и пуск цеха K-OBM-S/TSR компании Taishan Iron & Steel ознаменовал выдающийся успех всех участников проекта модернизации. Усовершенствованная модель контроля и управления ходом процесса позволяет регулировать все специфические параметры технологического процесса, в том числе высокое содержание углерода и пониженную температуру предварительно выплавленного металла. Модель также надежно гарантирует достижение высокой производительности и высоких стандартов качества. Производственные расходы резко сокращаются. Имеются следующие потенциальные возможности дальнейшего совершенствования процесса: применение доломитовых кирпичей вместо кладки из блоков MgO-C в разливочных ковшах для предотвращения науглероживания стали обеспечит дальнейшее сокращение производственных расходов; прямой выпуск плавки как стандартная процедура после восстановительного периода для исключения простоев, повышения стойкости футеровки и дальнейшего увеличения производительности; выпуск плавки через устье конвертера для уменьшения поглощения азота и меньшего снижения температуры, а также для минимизации длительности плавки; непрерывная работа конвертеров для поддержания их в горячем состоянии, что также позволяет повысить срок их службы; сменные конвертеры дают возможность сократить время на замену футеровки на стендах для продувки.

Библиографический список [1] Y. Zhai et al.: Start-up of the New AOD-L Converter and Automation System at ACESITA. ISC-2002, Linz, 26–27 June 2002.

[2] Y. Zhai et al.: VAI Technologies and Advanced Automation System for Stainless Steel Making and Highlights of Recent Start-ups in Different Melt Shops.

CSM Annual Meeting & International Symposium on Global Environment and Steel Industry (ISES’03) October 28–30, 2003, Beijing.

[3] S. Dimitrov, Y. Zhai: Neues Level 2 Pro.. zessmodell fu r die Erzeugung von rostfreiem Stahl im Konverter. Forum .. fur Metallurgie und Werkstofftechnik 2003, 27. bis 28. Mai, Leoben.

[4] Y. Zhai et al.: Start-up of the New 80 t AOD Plant with Advanced Process Control at ACESITA. Iron & Steel Review, Vol. 46, No 6, 2002.

[5] K. Stohl, Y. Zhai: Advanced Process Models for Stainless Steelmaking.

CISA 2003, Shanghai.

Реклама Эл. почта: info@tml-technik.com | www.tml-technik.com

31

Кроме того, применение боковой продувки вместо продувки через донные фурмы в сочетании с использованием низкоуглеродистых блоков вместо высокоуглеродистых для футеровки днища конвертера позволяет минимизировать науглероживание в ходе восстановительного периода. Это сокращает длительность процесса и позволяет уменьшить расход Ar и Si на стадии восстановления. Кроме того, возможно дополнительное повышение производительности. После внедрения мероприятий по модернизации, компания Taishan Iron & Steel может расширить сортамент выплавляемых высококачественных коррозионностойких сталей, поставляемых на внутренний рынок, и укрепить свои позиции на глобальном рынке продукции из коррозионностойких марок стали.

РАБОЧИЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ

TMLL Techni TM hnikk GmbH | A Company of the

‹‹‹

ИНЖИНИРИНГ | ПРОИЗВОДСТВО | ОБСЛУЖИВАНИЕ

‹‹‹

32

ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Акустические фильтры для очистки дыма, образующегося при газопламенной резке Разработаны эффективные и экологически приемлемые фильтровальные установки для обработки отходящих газов, образующихся при газопламенной разделке металлолома и рециклинге шлака. Отходящие газы поступают в газосборник, а затем подвергаются фильтрованию по сложной технологии. При этом происходит отделение пыли и мелких частиц аэрозолей. Очищенный воздух соответствует всем нормативным требованиям. Германская компания Rohstoff Recycling Dortmund GmbH (RRD), входящая в группу GMH, выполняет переработку крупногабаритного металлического лома и других побочных продуктов металлургического производства (например, настылей). Компания RRD поставляет ежемесячно порядка 48 тыс. т обработанного, подвергнутого рециклингу скрапа для плавильных и литейных цехов, главным образом в Германии и странах Европы.

Компания Ventilatorenfabrik Oelde GmbH, Эльде, Германия Контакт: www.venti-oelde.de Эл. почта: info@ venti-oelde.de

На начальной стадии переработки крупногабаритный лом разделывают на мелкие куски. Для этого обычно применяют газопламенную резку или прожигание шпуров для закладки взрывчатых веществ и последующего измельчения настылей взрывом в специальном колодце. Обычно используют один из двух вариантов технологии газопламенной резки: кислородную или газокислородную. В зависимости от подвергаемого резке материала возникает желтый или серо-черный дым, и образуется значительное количество оксидов в виде мелкодисперсной пыли. Этот насыщенный пылью газ должен быть собран и отфильтрован, чтобы предотвратить загряз-

няющие выбросы в окружающую среду. Для гарантирования соблюдения требований нормативных документов, касающихся охраны окружающей среды, в 2005 г. компания Venti Oelde разработала и установила на предприятии компании RRD специализированную вытяжную установку с тремя передвижными пылеулавливающими кабинами. Компания Ventilatorenfabrik Oelde GmbH (Venti Oelde) пользуется хорошей репутацией среди изготовителей промышленных фильтров и вентиляционных систем. Многоцелевые промышленные фильтры компании Venti Oelde хорошо зарекомендовали себя при повседневной эксплуатации в различных отраслях промышленности.

Схема фильтровальной установки для отходящих газов с одной передвижной пылеулавливающей камерой (новая конструкция); один магистральный канал с двумя загрузочными выходами

Струйный рукавный фильтр

Дымовая труба

Загрузочный отвод № 2 Загрузочный отвод № 1 Трубопровод запыленного газа

Пылеулавливающий зонт Загрузочная дверь

Вентилятор Металлургическое производство и технология, № 2/2014

ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Подвижные пылеулавливающие зонты для обеспечения гибкости системы Передвижные пылеулавливающие зонты, представляющие собой большие подвижные кабины, перемещаются по направляющим на участок, где образуется дым, подлежащий очистке. Например, подвижный пылеулавливающий зонт перекрывает участок газопламенной резки. Во время перемещения двери с обеих сторон кабины открыты. Их закрывают только тогда, когда камера установлена в рабочей позиции; тогда же зонт автоматически присоединяется к дымоходу. Теперь камера готова к улавливанию и очистке дыма, который образуется в процессе газопламенной резки. Рабочая бригада имеет возможность загружать материал для обработки через откатные дверцы. Рабочий-газорезчик во время резки металла газовым резаком располагается перед огражденным участком кабины. Благодаря откатным дверцам можно изменять рабочую зону, но при этом обрабатываемый металл всегда будет оставаться в кабине. После окончания операции газопламенной резки кабина сдвигается к

другому загрузочному отводу дымохода, куда подается следующая порция обрабатываемого металла. Тем временем предыдущая порция измельченного лома может быть удалена из зоны обработки и заменена новой порцией крупногабаритного металлолома, настыля и др.

Обработка отходящих газов Удаление газов. Опасный запыленный дым, образующийся в процессе газопламенной резки, непрерывно удаляют и подают по дымоходу к блоку рукавных фильтров. Вентилятор, установленный за блоком фильтров, создает разрежение под зонтом и в дымоходе. По длине дымохода для отходящих газов предусмотрено несколько загрузочных отводов. Передвижной пылеулавливающий зонт перемещается к одному из загрузочных отводов и автоматически присоединяется к дымоходу. Каждая из трех пылеулавливающих камер соединена с блоком рукавных фильтров отдельным дымоходом. Это является важной особенностью, так как необходимо, чтобы в системе дымоходов поддерживалась некоторая минимальная скорость движения газов. На входе в блоки фильтров каждого

‹‹‹

33

дымохода установлены отсекающие устройства. С помощью преобразователя частоты можно установить различные режимы работы системы, в зависимости от числа используемых камер. Фильтрование. Вытяжной вентилятор расположен позади блока фильтров. Запыленный газ поступает в фильтры через распределительную камеру, в которой происходит гравитационное отделение крупных частиц от тонкой пыли и газа. Затем запыленный газ проходит через камеры фильтров. Материал фильтров, сохраняющий стойкость при температурах до 120 оС, отделяет мелкодисперсные частицы пыли из аэрозоля. Частицы осаждаются на внешней поверхности рукавных фильтров. Сложная система очистки фильтров, основанная на регулируемом перепаде давления, обеспечивает длительный срок службы рукавов и сокращает расходы на сжатый воздух. В блоке фильтров, введенном в эксплуатацию 8 лет назад, используют (по данным на август 2013 г.) те же фильтрующие рукава, которые были установлены при его пуске. Отфильтрованный осадок извлекают из блока фильтров с помощью

Новая вытяжная камера на рабочей площадке компании RRD Металлургическое производство и технология, № 2/2014

‹‹‹

34

ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

шнекового транспортера с поворотным затвором и складируют в контейнерах или больших мешках. Очищенный воздух поступает в выпускную дымовую трубу, проходя через глушитель. Общий объем очищенного газа составляет примерно 140 тыс. м3/ч (при н. у.). Чистота воздуха, выбрасываемого через трубу, соответствует требованиям всех нормативных документов.

Идти в ногу со временем В течение всего периода после ввода в эксплуатацию установки Venti Oelde в 2005 г. производственные мощности компании RRD по газопламенной резке металла непрерывно возрастают. Ежемесячно в каждой камере подвергают огневой резке порядка 1000 т металла. Фильтровальная установка, обслуживающая три камеры, работает на полную мощность. Учитывая возросшие потребности, компания Venti Oelde после тщательного анализа в 2012 г. разработала для компании RRD совершенно новую камеру. В новой конструкции использован многолетний опыт компании Venti Oelde в этой области. «В конструкции новой камеры учтены конкретные условия работы и имеется полное соответствие нашим нормам и требованиям, — комментирует Ральф Вильям (Ralf Willam), руководитель компании RRD. — Результат полностью оправдал наши ожидания». Новая передвижная камера была добавлена к установке, а также поста-

вили дополнительный вентилятор и еще один встроенный блок фильтров. Вытяжная способность новой камеры составляет 66 тыс. м3/ч (при н. у.) Новая установка встроена в действующую природоохранную систему; она частично использует имеющиеся опоры трубопроводов, систему очистки фильтров и дымовую трубу, что позволило сэкономить производственные площади и затраты. Процесс проектирования, изготовления и монтажа новой установки

продолжался пять месяцев, после чего началась ее эксплуатация компанией RRD. «Сотрудничество с компанией Venti Oelde уже несколько лет проходит на высоком уровне. Эта компания быстро откликается на наши запросы, связанные с текущим производственным процессом, и мы получаем всю необходимую помощь. Только компания Venti Oelde является поставщиком оборудования для модернизации нашего производства», — заключил Р. Вильям.

Затвор и три дымохода, обслуживающие вытяжные камеры

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

Свяжитесь с нами и положитесь на нашу компетентность.

Металлургическое производство и технология, № 2/2014

Kuhlmann-System-Kühltechnik GmbH

D"45721 Haltern am See . An der Ziegelei 11 Тел.: +49(0)2364/10 53 9"0 . Факс: +49(0)2364/10 53 9"16 Эл. почта: info@k"s"k.de . Интернет: www.k"s"k.de

Реклама

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.

Реклама

‹‹‹

36

НЕПРЕРЫВНАЯ РАЗЛИВКА

Производство высококачественных рельсов на заводе ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» в Новокузнецке В ноябре 2012 г. компания Danieli завершила реконструкцию установки непрерывной разливки стали (УНРС) № 2 на заводе ОАО «ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат» (ЕВРАЗ ЗСМК) в Новокузнецке, Россия. После реконструкции производительность УНРС возросла до 140 т/ч. Одновременно значительно повысилось качество продукции по всему сортаменту, в том числе качество рельсовой стали. Одной из основных технологических инноваций, позволивших добиться повышения качества при работе по схеме «летающих» промежуточных ковшей, является использование системы мягкого механического обжатия. ОАО «ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат» (ЕВРАЗ ЗСМК) является

Луиджи Морсут, Марко Ринальдини, Альберто Урбано, компания Danieli CentroMet; Марко Лена, компания Danieli Automation, Буттрио, Италия Контакт: www.danieli.com Эл. почта: info@danieli.com

самым восточным производителем стальной продукции в России и крупнейшим в Сибирском регионе. В 2012 г. объем производства ЕВРАЗ ЗСМК нерафинированной стали составил 7,3 млн. т, стального проката — 6,3 млн. т. По объему производства эта компания входит в число пяти крупнейших металлургических компаний России и в пятерку крупнейших в мире производителей рельсов.

С 1 июля 2011 г. ОАО «ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат» объединил бывшие Западно-Сибирский металлургический комбинат (ЗСМК) и Новокузнецкий металлургический комбинат (НКМК). В настоящее время деятельность ЕВРАЗ ЗСМК подразделяется на производство строительных профилей и производство рельсов, которые располагаются на двух площадках в Новокузнецке (Кемеровская область).

Вид сверху на рабочую сторону УНРС

Металлургическое производство и технология, № 2/2014

НЕПРЕРЫВНАЯ РАЗЛИВКА На площадке № 1 — производство строительного проката, которое включает металлургический комбинат с полным циклом, расположенный на площади 3 тыс. га. Выпускаемая продукция — это в основном длинномерные сортовые профили из низколегированных марок стали (прутки, арматура и др.), конструкционные профили (равнобокие уголки, балки, швеллеры и др.), а также непрерывнолитые горячекатаные слябы и сортовые заготовки. В данной статье рассмотрено производство рельсов, расположенное на площадке № 2 в Новокузнецке. Это один из крупнейших производителей всего сортамента рельсовых профилей в России и на международном рынке. Здесь прокатывают рельсы для железных дорог, трамваев и метрополитена. На площадке располагаются электросталеплавильный цех с двумя УНРС, рельсобалочный и крупносортный прокатные цехи. В последние годы освоено производство новых видов рельсовой продукции, включая рельсы повышенной прочности и рельсы для высокоскоростных железнодорожных магистралей. Эксплуатационные испытания показали, что качество этой продукции находится на уровне мировых стандартов. На комбинате применяют уникальную технологию дефектоскопии, в том числе трехэтапный контроль, который обеспечивает максимальное соответствие параметров продукции международным стандартам качества. В 2009 г. ОАО ЕВРАЗ начал реализацию крупномасштабного проекта модернизации рельсобалочного цеха. В октябре 2010 г. был завершен первый этап этого проекта, в результате чего комбинат стал первым в России производителем железнодорожных рельсов наивысшего качества длиной 25 м. В ноябре 2013 г. ОАО ЕВРАЗ получил сертификат соответствия качества на рельсы длиной до 100 м с упрочненной головкой, что позволило компании начать массовое производство этой продукции и выйти с ней на рынок.

УНРС радиального типа с радиусом 12 м рельсовые заготовки размером 300 340 мм. Максимальная производительность УНРС составляла 105 т/ч. Основной задачей проекта реконструкции было увеличение производительности цеха и повышение качества продукции. Ковш имеет емкость 115 т и номинальную высоту свободного борта 750 мм. Все плавки могут быть обработаны в однокамерной установке вакуумной дегазации (с пароструйным насосом, поставленным компанией Danieli в 2006 г.); при этом надежно контролируют равновесие системы шлак/сталь, а также содержание азота, водорода и кислорода. Вакуумная дегазация обязательна при непрерывной разливке на этой установке, так как содержание кислорода и водорода в рельсовой стали очень жестко регламентировано (менее 40 ppm ( 10–4 %) и 2 ppm ( 10–4 %) соответственно). УНРС оборудована подъемноповоротным стендом для ковшей. Емкость промежуточного ковша 31 т, высота рабочего уровня 900 мм. Конструкция промежуточного ковша оптимизирована с помощью методов вычислительной гидродинамики; в ре-

‹‹‹

37

зультате разность температур между двумя ручьями разливаемой стали не превышает 2 оС. Это гарантирует отсутствие значительных различий в характере процесса кристаллизации металла и получаемой микроструктуре в двух ручьях. Кроме того, скорость перемещения жидкой стали в мениске значительно ниже скорости захвата шлака металлом (0,25 м/с), благодаря чему достигается низкое содержание кислорода в стали. Истечение жидкой стали из промежуточного ковша в кристаллизатор регулируется шиберным затвором с гидравлическим управлением. Погружной сталеразливочный стакан исключает повторное окисление жидкой стали и дает возможность применять схему разливки с «летающим» промежуточным ковшом. Криволинейный кристаллизатор длиной 780 мм имеет параболическую конусность, большие угловые радиусы и плиты, изготовленные из Cu–Cr–Zrсплава; такая конструкция кристаллизатора обеспечивает весьма малую его деформацию и постоянную конусность рабочей зоны на протяжении всего срока службы плит из медного сплава. Уровень стали в кристаллизаторе измеряют с помощью радио-

Модернизация УНРС № 2 В ноябре 2012 г. УНРС № 2 была переоборудована компанией Danieli. Перед реконструкцией на заводе ЕВРАЗ ЗСМК получали методом непрерывной разливки в двухручьевой

Распределение температуры в промежуточном ковше (определенное методом вычислительной гидродинамики) и поверхностной скорости течения Металлургическое производство и технология, № 2/2014

‹‹‹

38

НЕПРЕРЫВНАЯ РАЗЛИВКА

Зона равноосных кристаллов, %

100 80 60 40 20 0 0

10

20

30

40

50

Перегрев, оС

Зависимость зоны равноосных кристаллов от перегрева

Температура, рассчитанная по программе LpC, оС

1020

1000

980

960 y = 0,99x R ² = 0,98

940

Механическое мягкое обжатие

920

900 900

920

940

960

980

1000

1020

Измеренная температура, оС

Контроль температуры на рабочей стороне

100

Кумулятивная частота, %

ноосных кристаллов объемом более 45 % для высокоуглеродистых марок стали. Статистический анализ зон равноосных кристаллов показал, что большое влияние на них оказывает содержание углерода и характер теплового потока в кристаллизаторе. Кроме того, отсутствует корреляция между характеристиками зоны равноосных кристаллов и перегревом, которая подтверждала бы эффективность перегрева. Основной проблемой качества поверхности непрерывнолитых заготовок из высокоуглеродистых сталей являются угловые трещины, которые на практике никогда не возникают в случае применения технических решений, ориентированных на конкретные производственные условия (выбор угловых радиусов, использование технологии вторичного охлаждения водяным туманом, подбор скорости истечения металла и другие меры, обеспечивающие получение сравнительно горячих углов профиля).

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Центральная пористость Осевая сегрегация

1,0

1,5

2,0

2,5 Оценка

3,0

3,5

4,0

Кумулятивная кривая распределения частот центральной пористости и осевой сегрегации

активного датчика традиционной конструкции; кроме того, в зону кристаллизации автоматически подается порошкообразная смазка, что создает условия для ведения процесса разливки без участия оператора. Вибрирующий стол с гидравлическим приводом гарантирует тщательно контролируемое перемещение кристаллизатора и, следовательно, высокое качество непрерывнолитой заготовки и стабильность процесса разливки.

Кристаллизатор оборудован системой микроэлектромагнитного перемешивания Danieli Rotelec MEMS, которая позволяет исключить дефекты типа «белая полоса» (отсутствие которых чрезвычайно важно для закаленной рельсовой стали), а также не влияет на уровень металла в кристаллизаторе. Такая система способствует также получению мелкозернистой микроструктуры в осевой зоне заготовки и формированию зоны рав-

Металлургическое производство и технология, № 2/2014

Узел механического мягкого обжатия MSR (Mechanical Soft Reduction) предусмотрен в нижней части УНРС. Он состоит из семи сегментов на каждом ручье общей длиной порядка 7 м. Каждый сегмент состоит из рамы, в которой закреплены верхний и нижний валки диаметром 500 мм с возможностью регулирования их взаимного положения в ненагруженном состоянии или под нагрузкой, достигающей 130 т на каждый валок. Преимуществом такой конструкции является возможность плотного расположения валков с шагом примерно 1200 мм и концентрации их в рабочей зоне механического мягкого обжатия для конкретного размера заготовки. При этом сохраняется доступ к сегментам валков для проведения ремонтных работ. После выхода из УНРС заготовки из высокоуглеродистых сталей подвергают замедленному охлаждению под колпаком. Для повышения эффективности процесса MSR была разработана новая версия системы контроля уровня жидкой стали в мениске LpC (Liquid pool Control), позволяющая рассчитывать параметры процесса затвердевания стали и точно учитывающая конкретные производственные условия. В основу системы были положены результаты

Рельсовые ковочные манипуляторы GSM грузоподъемностью до 350 т

...новые измерения для ковки

Роботы манипуляторы GRM грузоподъемностью до 25 т

Мобильные ковочные манипуляторы GFM грузоподъемностью до 150 т

11–14 ноября 2014 г. Посетите наш стенд 2С 04

Реклама

‹‹‹

40

НЕПРЕРЫВНАЯ РАЗЛИВКА

1,2

Приведенное усилие WS2 Приведенное усилие WS6

Приведенные усилия и скорость разливки

1 Приведенная скорость разливки 0,8

0,6

0,4

0,2

00:00.0 00:36.5 01:13.0 01:49.5 02:26.0 03:02.5 03:39.0 04:15.5 04:51.9 05:28.4 06:04.9 06:41.4 07:17.9 07:54.4 08:30.9 09:07.4 09:43.9 10:20.4 10:56.9 11:33.4 12:09.9 12:46.4 13:22.9 13:59.4 14:35.9 15:12.3 15:48.8 16:25.3 17:01.8 17:38.3 18:14.8 18:51.3 19:27.8 20:04.3 20:40.8 21:17.3 21:53.8 22:30.3

0

Механическое мягкое обжатие: характер изменения усилий при работе по схеме с «летающим» промежуточным ковшом

экспериментов по изучению возникновения внутренних трещин. Был предложен также дополнительный пакет программ для расчета динамических усилий и смещений LpCL, возникающих как во время установившегося процесса разливки, так и при переходных состояниях, что особенно важно при работе по схеме «летающих» промежуточных ковшей. Для лучшего понимания реального процесса затвердевания необ-

ходимо выполнить несколько важных условий [1]: использовать кривые «твердая фрак ция – температура», основанные на регрессионном анализе теоретических кривых, полученных с помощью IDS; пересмотреть высокотемпературные свойства стали для всего марочного сортамента; применить измельчение расчетной сетки;

Блюмы, помещенные в колодец замедленного охдаждения Металлургическое производство и технология, № 2/2014

использовать фактически измеренные тепловые потоки в кристаллизаторе; учесть потери тепла в заготовке после измерения температуры пирометром; использовать пересмотренные формулы для расчета линий ликвидуса с целью определения фактического перегрева для каждой плавки. На основе нового подхода выполнили моделирование плавок и получили результаты, которые согласуются с пирометрической температурой и расположением трещин в зонах макросегрегации (при допущении, что трещины возникают в диапазоне LITZDT (Liquid Impregnable Temperature — Zero Ductility Temperature) [2], и что их формирование зависит не только от интервала затвердевания, но также от сегрегации элементов [3]). Доступность сетевой модели кристаллизации позволяет только проводить мониторинг процесса затвердевания, но не регулировать механическое мягкое обжатие. Поэтому был разработан дополнительный пакет программ LpCL, позволяющий учитывать возникающие смещения и усилия. С помощью этих программ рассчитывают смещения и усилия на

TOKAI ERFTCARBON TOKAI ERFTCARBON GmbH Aluminiumstraße 4 41515 Grevenbroich P.O. Box 100263 41486 Grevenbroich Germany

Телефон: +49 21 81 / 49 52 - 100 Телефакс: +49 21 81 / 49 52 - 252 www.tokai-erftcarbon.com Реклама

‹‹‹

42

НЕПРЕРЫВНАЯ РАЗЛИВКА казатель увеличился на 25 %. Одновременно повысилось качество заготовки во всем ее объеме; особенно заметно улучшились характеристики центральной пористости, которая после оптимизации режима жесткого обжатия обычно имеет уровнень ниже класса 2.

Выводы

После реконструкции УНРС была достигнута производительность 140 т/ч

рабочей стороне модулей (выбор из этих двух вариантов расчета выполняет оператор), при этом достигаются следующие цели: минимальный риск формирования трещин под действием усилий на рабочей стороне модулей; эффективное мягкое механическое обжатие не только в ходе установившегося процесса непрерывной разливки, но также и на стадиях переходного состояния, например при отливке первой или последней заготовки, а также при работе по схеме «летающего» промежуточного ковша.

Производственные результаты Через 2 недели после завершения реконструкции и разливки первой плавки на УНРС были разлиты все плавки рельсовой стали с перегревом менее 35 оС. По показателям качества металла литых заготовок — распределению пористости и сегрегации — достигнуты хорошие результаты, соответствующие российскому стандарту ОСТ 14-1-235-91. Учитывая запросы заказчиков (прокатного цеха), после ввода в эксплуатацию реконструированной УНРС применяли сочетание твердого обжатия с мягким для получения блюма постоянной толщины независимо от марки стали и скорости разливки. Такой подход дал хорошие ре-

зультаты с точки зрения стабильности отношения «толщина блюма/масса» и позволил еще немного повысить качество металла в объеме заготовок. Основной задачей данного исследовательского проекта была реализация механического мягкого обжатия при работе по схеме с «летающими» промежуточными ковшами и достижение минимальных потерь. В этом случае система MSR реагирует на охлаждение блюма. В частности, усилие на рабочей стороне УНРС № 2 резко возрастает из-за уменьшения глубины мениска, в то время как аналогичное усилие на УНРС № 6, где применяют обжатие затвердевшего металла для поддержания постоянной окончательной толщины блюма, возрастает очень медленно. Качество внутреннего объема металла получается хорошим даже на первом блюме, отлитом после смены промежуточного ковша при работе по схеме «летающих» промежуточных ковшей. Это объясняется возможностью заложенной программы динамически регулировать обжатия в зависимости от фактического положения дна мениска и квазиравновесной двухфазной зоны. Перед реконструкцией максимальная производительность УНРС при разливке рельсовой стали достигала 105 т/ч. В настоящее время достигнута производительность 140 т/ч, т. е. этот по-

Металлургическое производство и технология, № 2/2014

После успешного завершения в ноябре 2012 г. работ по модернизации УНРС № 2 на заводе ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» в Новокузнецке ее производительность повысилась на 25 %, достигнув значения 140 т/ч при существенном улучшении качества заготовки по всему сечению для широкого марочного сортамента, прежде всего для рельсовых сталей, подвергнутых вакуумированию. Обработка, основанная на сочетании микроэлектромагнитного перемешивания с механическим мягким и жестким обжатиями (последнее выполняется усовершенствованными системами механического обжатия со специальными программами), позволила получить непрерывнолитые заготовки с тонкой микроструктурой и малой центральной пористостью даже на переходных стадиях процесса. УНРС оборудована современной системой автоматизации, поставленной компанией Danieli Automation и включающей устройства для автоматического измерения температуры в промежуточном ковше, подачи порошкообразной смазки в кристаллизатор, вторичного охлаждения заготовок, а также автоматизированную систему MSR. Все эти системы создают условия для управления работой УНРС без участия оператора. Библиографический список [1] L. Guazzelli, A. Mukhopadhyay, M. Ometto, Danieli Automation LPCS Liquid Pool Control System to improve quality of continuosly cast slabs, Danieli Technology Book 2010, pp. 254–259.

[2] Y. M. Won, B. G. Thomas, Simple model of microsegregation during solidification of steels, Metallurgical and Materials Transactions A, Vol 32A, July 2001, pp. 1755–1767.

[3] A. Yamanaka, K. Okamura, S. Kumaura, T. Kanazawa, A. Tamura, New design to prevent internal cracking in continuous casting, 3rd European conference proceedings, Madrid, Spain, October 1998, pp. 415–424.

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

Высококачественные водоохлаждаемые медные изделия Кованые и механически обработанные

Реклама

www.saarmetall.de

ООО "ЭйДжиСи Индастрис" 123317, Москва, Пресненская наб., 6, стр. 2, башня «Империя» Тел./факс: +7R495R797R57R47, эл. почта: salesmos@agcarbon.com

Реклама

ПОСЕТИТЕ CAN-ENG FURNACES НА ВЫСТАВКЕ МЕТАЛЛ-ЭКСПО 11-14 НОЯБРЯ 2014 В МОСКВЕ

‹‹‹

44

ХОЛОДНАЯ ПРОКАТКА — СПЕЦИАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Новая технология отделки поверхности рабочих валков станов холодной прокатки Результаты проведенных в течение последних двух лет научно-исследовательских работ легли в основу новой технологии. Революционная концепция позволяет полностью пересмотреть современные методы чистовой обработки поверхности рабочих валков, в частности вопросы технологии, а также эксплуатационных и ремонтных расходов. Инновации, внесенные в традиционные природоохранные методики, обеспечивают значительные преимущества в этой области. Итальянская компания Tenova Pomini на протяжении многих лет является ведущим поставщиком «под ключ» вальцетокарных мастерских, многие из которых характеризуются высоким уровнем автоматизации. В этой области компания Pomini обладает опытом конструирования и изготовления основного и вспомогательного оборудования вальцетокарных мастерских. Многие вальцетокарные мастерские, сданные «под ключ» и специализирующиеся на обработке валков для станов холодной прокатки, должны иметь в своем составе текстурирующую машину, позволяющую поставлять валки с матированной поверхностью наряду со шлифованными валками. В прошлом компания Pomini прибегала к помощи внешних субподрядчиков, поставлявших оборудование для дробеметной или электроэрозионной обработки, входившее в комплект поставки и управляемое единой автоматизированной системой. Компания Pomini решила провести исследования и разработать собственную систему текстурирования поверхности валков, а также создать оборудование для соответствующей обработки валков станов холодной прокатки полосы. Изучили известные

Джовани Боселли, Массимо Кавалари, Эрмано Крочи, Паоло Габоарди, Рик МакУиртер, Массимо Перассоло, Клаудио Тревисан; компания Tenova Pomini, Кастелланца (Варезе), Италия Контакт: www.tenovagroup.com/roll_shops.php Эл. почта: pomini@tenova.com

Интерфейс «человек – машина» Цифровое текстурирование Внутренний Итернет

Оптоволоконная связь

Текстурирующая головка

Система Pomini Digital Texturing®

технологии и потребности заказчиков, чтобы выбрать наиболее подходящую технологию для дальнейшего исследования и совершенствования. Собственные разработки и накопленный производственный опыт помогли компании создать соответствующее оборудование.

Требования к чистовой обработке поверхности рабочих валков В зависимости от области применения заказчик может требовать, чтобы текстурованная поверхность прокатанной полосы отличалась сочетанием различных типов текстуры (большая шероховатость, матовая поверхность, изотропная поверхность). Такая поверхность не может быть получена при чистовой обработке поверхности рабочих валков шлифованием. Обычно большая шероховатость требуется для улучшения возможностей обработки стальной полосы на некоторых операциях (например, для предотвращения сваривания при отжиге, лучшей адгезии покрытия при электролитической обработке или при окрашивании, луч-

Металлургическое производство и технология, № 2/2014

шего удерживания смазки при операциях формовки или вытяжки). Величину шероховатости полосы необходимо строго контролировать на всей площади ее поверхности, чтобы гарантировать равномерные свойства и однородный внешний вид. Для получения перечисленных свойств поверхности полосы необходимо, чтобы текстура поверхности валка была точной и равномерной, а также характеризовалась малым износом и была способна отпечатывать требуемую текстуру на поверхности полосы. Так как у потребителей процессы прокатки и отделки в большой степени варьируются, то необходимо обеспечить возможность получения различных видов текстуры.

Известные технологии текстурирования рабочих валков Имеется несколько коммерчески целесообразных методов текстурирования рабочих валков для станов холодной прокатки. Данные методы основаны на различных процессах, однако все они стремятся к достижению одной

ХОЛОДНАЯ ПРОКАТКА — СПЕЦИАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ цели: сформировать кратеры и пики на поверхности валка. Дробеметное текстурирование — это процесс механической обработки, старейший из применяемых вариантов технологии. Этот метод широко используют во многих других областях и производственных процессах. Он наименее сложен и основан на ударном воздействии частиц на поверхность валка, приводящем к их микропроникновению в металл и вызывающем пластическую деформацию, в результате чего на поверхности валка образуются кратеры и пики. Электроэрозионное текстурирование было разработано порядка 40 лет назад как разновидность электроискровой обработки. В результате такой обработки создаются эрозионные кратеры на поверхности валка. На подобных станках обычно используют множество различных электродов, для каждого из которых требуется специальная электрическая цепь, позволяющая регулировать подвод тока и поддерживать малый зазор между электродом и поверхностью валка. Данная технология связана со сложными электрическими системами и находит ограниченное применение лишь у немногих компаний. Образовавшиеся при таком процессе кратеры имеют случайные линейные характеристики, их расположение не поддается контролю. Процесс требует применения диэлектрических смазок

и связан с существенными потерями используемых материалов. Для лазерного текстурирования используют лазерный луч, направленный на валок через систему зеркал, при этом линзы концентрируют луч, сводя его в точку на поверхности валка. Механический дисковый прерыватель преобразует лазерный луч в последовательность регулярных импульсов. Эти сфокусированные импульсы приводят к точечному расплавлению металла

Типичные кратер и пик на поверхности валка

на поверхности валка, а струя инертного газа выдувает расплавленный металл, оставляя кратеры, расположенные с заданной плотностью. Таким способом можно добиться расположения в виде непрерывной спиральной плоскости на бочке валка кратеров и пиков с заданной, сравнительно малой плотностью. При электронно-лучевом текстурировании аналогичным образом используют электронный луч для точечного расплавления металла и образо-

‹‹‹

45

вания кратеров, окруженных ободком повторно затвердевшего металла. Электронный луч пульсирует с высокой частотой, и импульсы энергии поддаются весьма точной регулировке. Однако эта технология предполагает, что валок обрабатывают электронным лучом внутри камеры под глубоким вакуумом. Электроосаждение хрома — это процесс осаждения шестивалентного хрома в виде ряда зерен на поверхности валка, в результате чего образуется требуемая текстура. Технология представляет собой длительный многоступенчатый процесс получения необходимой микрогеометрии поверхности и одновременного удовлетворения требований к твердости и адгезии покрытия. Он значительно отличается от других процессов текстурирования, так как позволяет получать только выпуклости (зерна), а не кратеры на поверхности валков. Послефинишная обработка. Некоторые из отмеченных ранее методов применяют также для послефинишной обработки, которую проводят с целью улучшения текстуры поверхности или ее характеристик в процессе последующего использования валков на станах холодной прокатки. В большинстве случаев методы послефинишной обработки направлены на улучшение качества поверхности путем удаления наиболее высоких пиков и выступов на шероховатой

Машина цифрового текстурирования

Металлургическое производство и технология, № 2/2014

‹‹‹

46

ХОЛОДНАЯ ПРОКАТКА — СПЕЦИАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

поверхности, отрицательно влияющих на поверхностную текстуру валка. По мнению многих заказчиков, это продлевает срок службы валков и уменьшает первоначальный износ валков после их установки в прокатном стане. Отмеченные ранее процессы постоянно используют при производстве плоского проката, однако имеется несколько существенных недостатков, связанных с их стабильностью, сложностью, загрязнением окружающей среды и способностью удовлетворить требования заказчиков. Все это не оправдывает дальнейшее развитие таких методов компанией Tenova Pomini в качестве перспективной технологии.

Цифровое текстурирование Изучив требования заказчиков к готовой продукции и применяемые современные технологии, компания Pomini приняла решение об углубленных исследованиях и разработке нового метода текстурирования валков. Этот процесс получил название PDT (Pomini Digital Texturing™), так как он в значительной степени основан на программах создания матриц текстуры и регулирования режимов работы высокочастотных лазеров, наносящих текстуру на поверхность валка. Лазерная технология была выбрана как наиболее эффективная и наименее загрязняющая окружающую среду. Хотя эту технологию нельзя назвать совершенно новой, она все еще продолжает постоянно развиваться и совершенствоваться. Примененный конкретный тип высокочастотного лазера является наиболее подходящим для использованного пакета программ и системы управления. Система Pomini Digital Texturing™ включает серийный высокочастотный лазер, работой которого управляет цифровая система текстурирования, разработанная компанией Pomini. Такое сочетание позволяет получить точную, гибкую и эффективную установку для текстурирования, объединяющую преимущества высокой надежности источника лазерного излучения, несложного технического обслуживания, многократно подтвержденные производственной практикой. Источник излучения позволяет надежно получать тонкий лазерный луч,

идеально соответствующий требованиям точности и стабильности, необходимым при текстурировании поверхности. Система управления работой источника лазерного излучения обеспечивает высокочастотный режим работы, необходимый для получения требуемой текстуры и достижения высокой производительности. Применение волоконной оптики дает возможность точно отрегулировать позицию текстурирующей головки и исключить операции выравнивания и фокусирования (например, оптическими методами), характерные для применявшихся прежде систем LT. Поверхностную текстуру разрабатывают с помощью компьютерного моделирования, решая задачу получения требуемой матрицы. Размеры кратеров и пиков можно контролировать с помощью программ работы лазерной системы. Наряду с размерами каждого кратера, можно задавать и изменять также соотношение между размерами кратеров и пиков. Возможность регулирования размеров кратеров и пиков позволяет задавать характеристики микрогеометрии поверхности валка и шаг элементов текстуры, а получаемые сглаженные пики обеспечивают хорошую отпечатываемость микрорельефа на прокатываемой полосе и высокую износостойкость валков при прокатке. Матрица поверхностной текстуры, контролируемая посредством компьютерных программ, позволяет получать различные виды поверхностного рельефа прокатанного металла, определяемые как детерминированными, так и вероятностными зависимостями. Меняя размеры матрицы текстуры, можно получать различную плотность элементов текстуры, образующих поверхность «открытого» или «закрытого» типа. Процесс PDT™ предоставляет широкие возможности получения различной микрогеометрии поверхности. После двухлетних успешных испытаний на прокатных станах была подтверждена целесообразность конструирования и сооружения первой производственной установки для нанесения поверхностной текстуры.

Конструкция текстурирующей машины Текстурирующая машина была сконструирована компанией Pomini,

Металлургическое производство и технология, № 2/2014

исходя из собственных возможностей и накопленного опыта изготовления машин подобного типа, в частности машин инновационной серии MW для прецизионного шлифования. В проекте новой машины использованы элементы новейших технологий металлорежущих станков. Проектное задание предусматривало создание надежной машины, обеспечивающей высокую прецизионность и эффективность операций, благоприятной для окружающей среды и не требующей сложного технического обслуживания. Желательно было также создать машину, простую в монтаже, требующую минимальных фундаментов и небольших производственных площадей. На предварительной стадии проектирования приняли решение о полностью закрытом исполнении машины, которое обеспечивает сохранение чистой и безопасной окружающей среды, исключает воздействие опасных факторов и является предпосылкой максимально безопасных условий труда. Промышленная установка полностью соответствует указанным критериям проектирования компактного оборудования с низким энергопотреблением (а по некоторым показателям даже превосходит их).

Выводы Процесс Pomini Digital Texturing™ продемонстрировал очень высокие результаты на стадии производственных испытаний и большой потенциал дальнейшего развития и распространения. Экологически чистая, безопасная технология весьма эффективна и связана с минимальными потерями. Установка имеет современный дизайн и минимум механического оборудования; основные функции управления осуществляются с помощью пакета программ. Наносимая на поверхность текстура может варьироваться в широких пределах для удовлетворения разнообразных современных и перспективных требований заказчиков. Поверхностную текстуру оптимизируют, чтобы процесс ее нанесения был приемлем для производителя, и полученная текстура обладала отличными характеристиками, необходимыми потребителям.

НОВОСТИ ФИРМ

‹‹‹

47

Одновременная реконструкция всех 6 клетей черновой группы прокатного стана При осуществлении крупного проекта реконструкции черновой группы клетей стана горячей прокатки, реализуемого компанией Corts Engineering, предусмотрены следующие работы: замена фундамента окалиноломателя; обработка рабочих поверхностей окон всех шести станин; изменение конструкции и установка новых нажимных устройств; установка разработанных компанией Corts составных направляющих и регулировочных подкладок для подушек подшипников; установка запатентованных автоматизированных систем смазки Corts Lubtec. Перед модернизацией на стане возникали проблемы с качеством проката, нарушениями нормального хода процесса прокатки, поломкой подшипников, износом направляющих подкладок для подушек. Для сокращения времени простоя прокатного стана работы по модернизации проводили одновременно на всех шести клетях. Компания Corts Engineering начала проектные и подготовительные работы всего за четыре месяца до остановки стана на реконструкцию. После механической обработки окон станин в них были установлены новые подкладки и направляющие для подушек подшипников. На модернизированном стане зазор между подушками подшипников и станиной можно оптимизировать, что обеспечивает прецизионную установку валков. Кроме того, компания Corts установила плоские составные подшипники собственной конструкции. Такие подшипники характеризуются повышенной коррозионной стойкостью, на которую компания Corts дает долгосрочную гарантию, как и на их износостойкость. www.corts.de

Электродуговые печи компании INTECO

Электродуговые печи, поставляемые компанией INTECO, отличаются весьма надежной конструкцией, гарантирующей длительную безотказную работу. При этом особое внимание уделено удобству технического обслуживания. Расчеты с использованием метода конечных элементов, проведенные инженерами компании INTECO, позволили исключить нежелательные пиковые нагрузки на детали конструкции. Особенности и размеры каждой печи определяют с учетом конкретных условий ее работы, используемых шихтовых материалов, производительности и сортамента выплавляемых сталей. Вопросы подачи рабочей мощности к печи также решают с учетом конкретных требований заказчика в зависимости от заданной продолжительности плавки и оптимизируют в соответствии с особенностями локальной электрической сети. Кроме того, печь хорошо сочетается с системой предварительного нагрева скрапа INTECO EPC. Инновации в области механического и электрического оборудования и современные решения для автоматизированных систем (например, система интеллектуального контроля электродов ISEC, система уровня 2 управления работой печи) обеспечивают получение таких преимуществ, как минимальный расход энергии и электродов, сокращение производственных расходов, безопасные условия труда оператора. Высокая компетентность компании INTECO в конструировании, изготовлении и поставках высококачественного металлургического оборудования в настоящее время сочетается с ноу-хау опытных специалистов по электрооборудованию, к которым относится компания Process Technology International (PTI) LLC. Эта находящаяся в Атланте компания недавно включена в группу INTECO, она имеет более чем 20-летний опыт разработки отдельных систем электродуговых печей, например: PTI JetBOx™, PTI JETburner™, PTI SWINGdoor™, PTI TempBOx™, EAF Sampler System.

Wienerstraße 25 8600 Bruck a.d. Mur Austria Тел.: +43 (0) 3862 53110-0 Факс: +43 (0) 3862 53844 inteco.austria@inteco.at www.inteco.at Металлургическое производство и технология, № 2/2014

Реклама

‹‹‹

48

НОВОСТИ ФИРМ

Уголь вместо мазута КОМПАНИЯ RUUKKI ДЕЛАЕТ СТАВКУ НА МЕЛЬНИЦЫ LOESCHE В ВОПРОСЕ БОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНОГО ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ Финская металлургическая компания Ruukki Metals Oy переводит доменные печи на предприятии в Раахе (Финляндия) с мазута на более рентабельное пылеугольное топливо. На производстве будет поставлена новая система впрыска пыле угольного топлива от компании Claudius Peters Projects GmbH. Две мельницы LOESCHE типа LM 23.2 D, в свою очередь, будут установлены для помола угля. Раахе. В металлургической промышленности важным вопросом является уменьшение расхода дорогостоящего кокса в доменной печи благодаря вдуванию более дешевого топлива. Пылеугольное топливо в этом случае является наиболее экономичной альтернативой мазуту, не ухудшающей баланс CO2 в атмосфере. Благодаря переходу на более экономичное вдувание угольной пыли компания Ruukki улучшит свою конкурентоспособность на мировом рынке чугуна, чувствительном к изменению цен. Частью новой установки являются две мельницы LOESCHE типа LM 23.2 D, производительность каждой из которых составляет 33 т/ч при тонкости помола 20 % R

0,09 мм и мощностью привода 460 кВт. При разработке установки было учтено большое число особых пожеланий заказчика. При этом проект будет выполнен в предусмотренных временны х рамках этого амбициозного плана. Ввод установки в эксплуатацию (при сроке доставки 8 мес) планируется произвести осенью 2015 г. Компания Claudius Peters Projects GmbH — специалист в области технологий транспортировки и обработки сыпучих материалов в цементной, угольной, алюминиевой и гипсовой промышленностях, уже многие годы сотрудничает с компанией LOESCHE. Предприятие при этом является не только заказчиком, но и поставщиком таких компонентов, как пылевые насосы, силосы и силосные системы или двухходовые течки. В 2008 г. для установки вдувания пылевидного топлива для металлургического завода Ilva в Таранто (Италия) была заказана мельница типа LM 28.3 D. Компания LOESCHE обладает богатым опытом в сфере технологий и предлагает оптимальное соотношение цены и качества, что полностью удовлетворяет требованиям компании Claudius Peters и конечного заказчика Ruukki. www.loesche.com

Компания TML Technik GmbH Компания TML Technik GmbH специализируется на оборудовании, работающем в условиях наиболее суровой атмосферы и тяжелых механических нагрузок. Компания производит оборудование преимущественно для металлургических заводов, является крупнейшим в мире производителем мобильных машин для удаления изношенной футеровки, используемых в черной металлургии. Номенклатура продукции, выпускаемой компанией TML Technik GmbH, включает телескопические экскаваторы и кран-балки, а также машины для удаления изношенной футеровки, скачивания шлака и завалки шихты, сверления выпускных отверстий в агрегатах для выплавки черных металлов. С помощью оборудования, изготавливаемого компанией TML Technik GmbH, вскрывают и заделывают летки, очищают или удаляют изношенную футеровку ковшей, конвертеров и выпускных желобов доменных печей, а также выполняют горячий ремонт огнеупорной футеровки в процессе работы металлургических агрегатов. Портфель заказов компании TML включает также строительное и горнодобывающее оборудование. Специализированное оборудование компания TML выпускает в первую очередь по индивидуальным заказам (с учетом конкретных требований) металлургических предприятий, а также компаний, занятых обслуживанием металлургического производства и поставляющих ему комплектующие изделия и запасные части. Подобные поставки выполняются также для горнодобывающей промышленности и строительства. Металлургическое производство и технология, № 2/2014

Начиная от конструирования машин и промышленного оборудования, включая его изготовление, транспортирование к потребителю и сборку, и заканчивая обучением производственного персонала заказчика, ремонтами и техническим обслуживанием — все эти формы сервиса можно получить из одного источника. Головной офис компании TML Technik GmbH располагается в Монхайме-на-Рейне, там же на площади 21 тыс. м2 размещены производственные здания компании (шесть цехов). Здесь осуществляют конструирование, изготовление, сборку и испытания продукции. Компания TML Technik GmbH имеет отделения по продажам и обслуживанию оборудования в Донецке (Украина) и Йоханнесбурге (Южная Африка), а также филиал в Калькутте (Индия). В настоящее время компанию TML возглавляет Кристоф Микат, представляющий второе поколение семьи учредителей. Компания была создана в 1993 г. в Монхайме; в нее вошло также отделение по производству телескопических экскаваторов компании Wieger Maschinenbau, обладавшей 30-летним опытом работы в этой области. В 1997 г. TML поглотила компанию Leonard GmbH и с тех пор расширила портфель заказов за счет разнообразных телескопических кран-балок и сменного

НОВОСТИ ФИРМ инструмента для стандартных экскаваторов. Далее последовало поглощение компании MPT Masterpiece Technology, специализировавшейся на транспортировании и торкретировании неформованных огнеупорных материалов, что позволило расширить номенклатуру поставляемой продукции на тех же производственных площадях. В 2008 г. было учреждено отделение TML Services GmbH, в функции которого входило обслуживание заказ-

‹‹‹

49

чиков компании TML во всем мире и руководство дочерними предприятиями. Все компании, входящие в TML, производят современное и перспективное высококачественное оборудование под девизом «Решение проблем работы и обслуживания». www. tml-technik.com

Поставка комбинированной линии отбора образцов и упаковки рулонов Компания ArcelorMittal Bremen заказала полностью автоматизированную комбинированную линию отбора образцов и упаковки рулонов полосовой заготовки для магистральных трубопроводных стальных труб класса Х, которая должна быть установлена на участке отгрузки горячекатаной полосы. Концепция новой линии отличается несколькими инновациями, предложенными компанией SMS Logistiksysteme. Например, с помощью ножниц для отбора образцов полосы из высокопрочных и сверхвысокопрочных марок стали можно резать полосы толщиной до 28,3 мм. В упаковочной машине для обвязки по окружности рулонов горячекатаной полосы для магистральных трубопроводных труб из сталей класса Х используют, по предложению компании, упаковочную полоску из сверхвысокопрочной стали. Сквозная система транспортирования с асимметричной укладкой рулонов повышает безопасность транспортных операций. Концепция новой линии позволит выполнять на одном оборудовании операции отбора образцов и упаковки рулонов для всего марочного сортамента сталей — от рядовых до сверхвысокопрочных. С помощью установки компании-изготовители высокопрочных марок стали смогут повысить производительность благодаря сокращению времени обработки рулонов на участке отбора проб и упаковки при одновременном повышении безопасности труда. www.sms-logistiksysteme.com

Реклама

Металлургическое производство и технология, № 2/2014

‹‹‹

50

НОВОСТИ ФИРМ

Новый инфракрасный термометр CellaTemp PK Новая серия инфракрасных термометров CellaTemp PK предназначена для бесконтактного измерения температуры в диапазоне от –30 до +2500 оС. Термометры новой серии отличаются наличием встроенного дисплея и клавиш управления. Все установочные параметры могут быть отрегулированы непосредственно с помощью клавиш управления, без использования сигналов, поступающих от горячих объектов. Термометр CellaTemp PK обеспечивает

вывод аналоговых данных и имеет соответствующий переключатель. Контрольный ввод позволяет пользователю проводить проверку технических характеристик во время выполнения рабочих измерений. Диагностические возможности повышают эксплуатационную надежность термометров. www.keller-msr.de

Издано Институтом стали Общества немецких металлургов (VDEh) Год издания 2008; формат 20,0х24,0 см; 186 стр., в том числе много цветных иллюстраций и схем, показывающих технологические маршруты от рудного сырья до готовой стальной продукции ISBN 978-3-514-00745-1

Eвро

STEEL MANUAL

Тел.

Факс

Эл. почта : annette.engels@stahleisen.de · www.stahleisen.de

Металлургическое производство и технология металлургических процессов ISSN 0934"8077 Учредитель: Издательство Verlag Stahleisen GmbH Директоры: Юрген Беккерс, Арнт Ханневальд Реклама: Зигрид Клинге Распространение: Габриэле Вальд Производство: Буркхардт Штаркулла Журнал «МРТ Металлургическое производство и технология металлургических процессов» зарегистрирован в Государственном комитете РФ по печати (Свидетельство № 016086 от 12.05.1997 г.).

Металлургическое производство и технология, № 2/2014

Издатель: Steel Institute VDEh Исполнительный член управляющего совета Докт.-инж. Петер Дальман

© 2014 Издательский дом «Руда и Металлы» 119049, Москва, а/я 71 Тел./факс: (495) 638"45"18 955"01"23 (499) 236-11-86 Эл. почта: rim@rudmet.ru chermet@rudmet.ru Интернет: www.rudmet.ru

Редакция: Главный редактор: Дипл. инж. Арнт Ханневальд

Отпечатано: Типография «Вива–Стар» 107023, Москва, ул. Электрозаводская, д. 20, стр. 3 Выход из печати: 06.11.2014 Тираж 8000 экз. Бесплатно Редакция не несет ответственности за тексты рекламных материалов.

Адрес редакции и издателя: SohnstraEe 65, ..

D"40237 Dusseldorf Тел.: ++49 211 69936"125 Факс: ++49 211 69936"129 Эл. почта: mpt@stahleisen.de

«Реклама»— материал публикуется на правах рекламы. 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.

Реклама

На протяжении многих лет книга STEEL MANUAL является бесспорным источником для специалистов, заинтересованных в информации о стали как материале, о ее получении, начиная от сырьевых материалов и различных процессов производства чугуна и стали и по всей технологической цепочке. Книга также охватывает смежные вопросы, связанные с производством стали, включая проблемы охраны окружающей среды и климата.

STEEL MANUAL не упускает ничего, имеющего отношение к стали!

Также доступен в виде

электронного журнала

ведущий технический журнал о международной черной металлургии

Пожалуйста, обращайтесь к нам за дальнейшей информацией Дирекция МРТ Менеджер по рекламе: Зигрид Клинге Тел. + 49 211 69936-125 Главный редактор: Арнт Ханневальд Тел. +49 211 69936-120 Эл. почта: mpt@stahleisen.de

Тел.: Факс:

Реклама

Реклама