MPT Russian Edition 1/2017

Металлургическое производство и технология металлургических процессов

РУССКОЕ ИЗДАНИЕ ISSN 0934-8077

Оптимизация формы, прибыльной части и теплоизоляции слитков (с. 10)

2017

Повышение эффективности работы станов для производства длинномерного проката (с. 16)

ПРИВЕТСТВИЕ

‹‹‹

Уважаемые читатели! Вы держите в руках очередной русскоязычный выпуск журнала «МРТ. Металлургическое производство и технология металлургических процессов», традиционно выходящий в свет перед выставкой «Металлургия-Литмаш», на которой широко представлены немецкие металлургические компании. Это ежегодное приложение к журналу «Черные металлы» выпускается совместно с издательством ”Verlag Stahleisen” (Германия) и включает наиболее интересные публикации из журнала «MPT. Metallurgical Plant and Technology International" за 2016 г. Большинство статей посвящены модернизации действующих в разных странах металлургических заводов. Открывает журнал публикация, посвященная доменному производству. В рамках модернизации своего предприятия в Торанагаллу (шт. Карнатака) индийский производитель Jindal South West Steel установил в 2016 г. новую доменную печь объемом 2307 м3. Поставку оборудования и технологического обеспечения осуществила компания Paul Wurth S.A. из Люксембурга. Эта же индийская фирма уже на другом своем заводе в Виджаянагаре также провела модернизацию, установив новые системы автоматизированного управления на участках по обработке и десульфурации чугуна, агрегатах ковш-печь и установках непрерывной разливки слябов. В данном проекте поставщиком выступила компания Primetals Technologies. Недавно провела модернизацию участка разливки слитков и чешская металлургическая фирма TĚinec Iron and Steel Works — крупнейший в стране комбинат с полным циклом, специализирующийся на выпуске сортопрокатной продукции. В статье представлены результаты исследований качества слитков, отлитых в рамках оптимизированного процесса, и проанализирована их осевая микропористость и роль прибыльной части. У. Свейковски, специалист компании SMS group, одного из ведущих в мире производителей металлургического оборудования, рассматривает в своей публикации общие принципы современной модернизации прокатных станов. Предложено внедрять эксплуатационные модули, к которым относят блоки технологического оборудования, регулирующие и направляющие устройства, измерительные системы для контроля размеров и формы поперечного сечения профиля и системы управления технологическим процессом, которые, наряду внедрением программ автоматизации, позволяют существенно улучшить рабочие характеристики станов и эффективность их работы. Другая статья, посвященная оптимизации прокатного производства, рассказывает о внедрении новой системы измерения толщины полосы на заводе компании Philipp Boecker + Wender Stahl. Система, разрабо.. танная фирмой Vollmer Feinmessgera tebau GmbH, предназначена для лазерного измерения полосы шириной до 400 мм и толщиной от 4 мм до 50 микрон после холодной прокатки на 20-валковом стане с высокой точностью (±1 микрон) несмотря на неблагоприятные условия — повышенную температуру и масляный туман. Подробно представлены конструкция, принцип действия и технические характеристики толщиномера VTLG. В последней статье данного выпуска представлены возможности улучшения условий труда на рабочих местах в экстремальных условиях металлургических цехов посредством замены смазки. Н. Барбоса, менеджер фирмы Quaker Chemical Corporation (США), анализирует концепции выбора густой смазки для металлургического оборудования — эффективная работа в сложных условиях и предотвращение повреждения деталей оборудования. Представлены технические характеристики предлагаемой фирменной смазки QUAKERTEKTM UX 4615-EP и конкурирующей кальциево-литиевой густой смазки. Как всегда, в новом выпуске журнала "МРТ" представлены не только технические статьи, но и рекламные материалы зарубежных компаний. Доктор технических наук, профессор, Почетный работник высшего профессионального образования РФ, заведующий кафедрой «Технология материалов» Волгоградского государственного технического университета

Н.А. Зюбан

Металлургическое производство и технология, № 1/2017

‹‹‹

СОДЕРЖАНИЕ

Производство чугуна 6

Компания Jindal South West Steel задула доменную печь после капитального ремонта с заменой футеровки Новая доменная печь № 1 компании JSW заменила печь с диаметром горна 8 м, кампания которой продолжалась с 2004 г. до августа 2015 г. В проект реконструкции была заложена технология компании Paul Wurth, для модернизации доменных печей с верхней загрузкой. Новая печь имеет рабочий объем 2307 м3 (вместо 1250 м3), диаметр горна увеличен до 10,4 м. Показатели повышения производительности после реконструкции — наиболее высокие среди достигнутых в результате реконструкции одной доменной печи.

Производство стали — автоматизация 8

Успешная модернизация двух металлургических заводов компании JSW Steel Vijayanagar в Индии Компания Primetals Technologies успешно завершила работы по оптимизации технологии на двух металлургических заводах в Виджаянагаре. Цель оптимизации — повышение качества продукции. Все системы управления производственным процессом скоординированы, а последовательность выполнения технологических операций оптимизирована. Оба металлургических завода оборудованы системами мониторинга ковшей и центральным пультом диспетчерского управления. Системы обслуживания охватывают также инженерное обеспечение, поставку средств автоматизации и пакетов стандартных программ, а также компьютерные сети на обоих металлургических заводах.

Разливка слитков 10 Оптимизация формы, прибыльной части и теплоизоляции слитков Металлургическая компания Trinec Iron and Steel Works (Чехия) для удовлетворения постоянно растущих требований к качеству продукции и одновременно к сокращению производственных расходов приняла решение о модернизации участка разливки слитков с целью оптимизации этого процесса. Инженерам компании удалось значительно улучшить процесс разливки слитков, обеспечив соответствие качества продукции всем предъявляемым современным требованиям, сокращение производственного цикла и экономию ресурсов. Завершая процесс оптимизации, инженеры компании TŽ успешно применили методы автономной оптимизации для значительного улучшения процесса отливки слитков, добившись удовлетворения предъявленных повышенных требований, сокращения длительности производственного цикла и экономии ресурсов.

Горячая прокатка 16 Повышение эффективности работы станов для производства длинномерного проката благодаря эксплуатационным модулям Целенаправленная модернизация и внедрение пакетов программ автоматизации станов для производства длинномерного сортового проката обеспечивают очень быструю окупаемость инвестиций. Эксплуатационные модули, к которым относят блоки технологического оборудования, Металлургическое производство и технология, № 1/2017

Фото на обложке: Andritz AG www.andritz.com metals@andritz.com

регулирующие и направляющие устройства, измерительные системы для контроля размеров и формы поперечного сечения прокатанного профиля и даже системы управления технологическим процессом, добавляемые к оборудованию в процессе его модернизации, повышают характеристики стана и эффективность его работы.

Обеспечение качества 22 Лазеры — экономически эффективная альтернатива радиометрическим и контактным толщиномерам Новая система измерения толщины VTLG прошла тщательную проверку: в экстремальных условиях холодной прокатки на 20-валковом стане она надежно измеряла толщину полосы в непосредственной близости от очага деформации. Несмотря на разогрев полосы до высокой температуры и плотный масляный туман, система обеспечила точность измерений ±1 мкм. Опыт работы компании BWS показывает, что даже при работе в экстремальных условиях окружающей среды оптические системы являются адекватной заменой контактных систем, используемых прежде. Кроме того, работа оптических систем не зависит от материала полосы, защищает ее поверхность, позволяет измерять поперечный профиль полосы в процессе прокатки и значительно сокращает объем работ по техническому обслуживанию, повышая уровень готовности прокатного стана к работе.

Специальное оборудование 26 Улучшение условий труда на рабочих местах в экстремальных условиях благодаря замене смазки При выборе густой смазки для металлургического оборудования большое значение имеет сохранение ее эффективности в экстремальных условиях, в том числе при воздействии воды и загрязнении металлическими частицами, а также при высоких температурах и больших нагрузках. В то же время важно, чтобы смазка адекватно решала основную стоящую перед ней задачу — предотвращала возможность повреждения деталей оборудования. В настоящее время высококачественные смазки с различными пакетами загущающих присадок и добавок позволяют увеличить интервалы времени между заменами смазок и удлинить срок службы подшипников.

Краткие рубрики 3

Приветствие читателям

Список рекламодателей

Выходные данные Новости фирм

Список рекламодателей Eredli Scabini Srl

GLAMA Maschinenbau GmbH

Friedrich Kocks GmbH & Co. KG .. Jasper Ges. Fu r Energiewirtschaft und Kybernetik mbH

Металлургическое производство и технология металлургических процессов ISSN 0934 8077 Учредитель: Издательство Verlag Stahleisen GmbH Директор: Франк Тоша Реклама: Зигрид Клинге Распространение: Габриэле Вальд Производство: Буркхардт Штаркулла

9 7

KELLER HCW GmbH .. Ku ttner GmbH & Co. KG Maschinenfabrik Gustav Eirich GmbH & Co. KG o

Morgardshammar AB

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

Редакция: Главный редактор: дипл. инж. Арнт Ханневальд

Paul Wurth S.A.

Saar-MetallwerkeGmbH

SMS group GmbH

Verlag Stahleisen GmbH

11, 12 31 2 4, 27

© 2017 Издательский дом «Руда и Металлы» 119049, Москва, а/я 71 Тел./факс: (495) 638 45 18 955 01 23 955-01-75 Эл. почта: rim@rudmet.ru chermet@rudmet.ru Интернет: www.rudmet.ru Отпечатано: Типография «Вива–Стар» 107023, Москва, ул. Электрозаводская, д. 20, стр. 3 Выход из печати: 25.05.2017 Бесплатно Редакция не несет ответственности за тексты рекламных материалов. «Реклама»— материал публикуется на правах рекламы.

Адрес редакции и издателя: SohnstraEe 65, .. D 40237 Dusseldorf Тел.: ++49 211 6707-552 Факс: ++49 211 6707-923552 Эл. почта: mpt@stahleisen.de

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.

‹‹‹

ПРОИЗВОДСТВО ЧУГУНА

Бесконусное засыпное устройство с редуктором типа MIDI

Компания Jindal South West Steel задула доменную печь после капитального ремонта с заменой футеровки УДК 669.162.212

Новая доменная печь № 1 компании JSW заменила печь с диаметром горна 8 м, кампания которой продолжалась с 2004 г. до августа 2015 г. Новая печь имеет рабочий объем 2307 м 3 (вместо 1250 м 3), диаметр горна увеличен до 10,4 м. Показатели повышения производительности после реконструкции — наиболее высокие среди достигнутых в результате реконструкции одной доменной печи. После полной реконструкции и модернизации, в ходе которых были увеличены размеры и проектная мощность доменной печи № 1 завода «Виджаянагал» компании JSW Steel в Торанагаллу, шт. Карнатака, Индия, печь была задута 8 февраля 2016 г.

Компания Paul Wurth S.A., Люксембург (входит в SMS group) Контакт: www.paulwurth.com Эл. почта: paulwurth@paulwurth.com

Задувке предшествовала кратковременная стадия холодных и горячих приемочных испытаний, начатых за 12 дней до этого события с проведения первого испытания на отсутствие утечек. Далее последовала проверка систем под давлением, сушка футеровки, нагрев и первая завалка шихты. Плавное и успешнее проведение стадий задувки и повышения рабочих параметров позволило достигнуть уровня 83 % нормальной производственной мощности в течение первой

Металлургическое производство и технология, № 1/2017

недели после задувки. Проектная производительность была впервые превышена 9 марта 2016 г. Компания JSW Steel Ltd. заложила в проект реконструкции технологию компании Paul Wurth, предлагаемую для модернизации доменных печей с верхней загрузкой. Заказ был выдан компании Paul Wurth еще в 2011 г. и предусматривал проведение проектноконструкторских работ и поставки всего необходимого основного и вспомогательного оборудования для новой

ПРОИЗВОДСТВО ЧУГУНА доменной печи, а также разработку проекта строительно-монтажных и пусконаладочных работ, составление графика выполнения этих работ и авторский надзор за ходом их проведения. Новая доменная печь отличается современным профилем, тонкостенными холодильниками горна, многочисленной и различной контрольноизмерительной аппаратурой и самописцами, бесконусным засыпным устройством с редуктором типа MIDI, полностью модернизированным литейным двором с новым и обновленным оборудованием, регулируемыми выпускными желобами, измененными подъездными путями и платформами, а также новыми системами пылеудаления. Существовавшие вспомогательные установки были модернизированы с учетом возросших производственных параметров. Повышена производительность и внесены усовершенствования в систему очистки колошниковых газов, гранулирования шлака, водоочистки и вдувания порошкообразного угля; установлены новые воздухонагреватели, утилизирующие тепло отходящих газов. Новая доменная печь № 1 компании JSW заменила старую печь, кампания которой непрерывно продол-

‹‹‹

Новая доменная печь № 1, заменившая печь, кампания которой непрерывно продолжалась с 2004 по 2015 г.

жалась с 2004 г. до августа 2015 г. Новая печь установлена на старом, но усиленном фундаменте и встроена в существующую башню. Печь имеет рабочий объем 2307 м3 (вместо 1250 м3), диаметр горна увеличен с 8 м до 10,4 м, число фурм увеличено с 18 до 28. Суточная выплавка чугуна достигает

5250 т, а годовая производительность печи составляет примерно 1,7 млн. т чугуна, т. е. показатели до модернизации превышены на 89 %. Такие показатели повышения производительности одной доменной печи в результате реконструкции — одни из самых высоких в мировой практике.

Setting The Standards For Highest * Efficiency In Thermal Processing * Устанавливая стандарты для наивысшей эффективности в термообработке

EcoMelter©, производительность 105 т/сутки, емкость 35 т, регенератор PulsReg© Medusa

JASPER

.. .. Gesellschaft fur Energiewirtschaft und Kybernetik mbH / Bonninghauser Str. 10 / D;59590 Geseke Тел.: +49 2942 9747 0 / Факс: +49 2942 9747 47 / www.jasper;gmbh.de / info@jasper;gmbh.de

‹‹‹

ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ — АВТОМАТИЗАЦИЯ

Успешная модернизация двух металлургических заводов компании JSW Steel Vijayanagar в Индии УДК 669.1.001.76

Компания Primetals Technologies успешно завершила работы по оптимизации технологии на двух металлургических заводах в Виджаянагаре. Цель оптимизации — повышение качества продукции. Все системы управления производственным процессом скоординированы, а последовательность выполнения технологических операций оптимизирована.

Пример диспетчерских пультов, установленных на двух металлургических заводах SMS-1 и SMS-2 компании JSW Steel в Виджаянагаре, Индия

Компания JSW Steel подписала компании Primetals Technologies сертификат о приемке новых систем автоматизации управления технологическим процессом, включающих 25 подсистем, на двух металлургических заводах в Виджаянагаре, шт. Карнатака, Индия. На заводе SMS-1 новые системы автоматизированного управления установлены на следующих участках: двух стендах для предварительной обработки чугуна, рассчитанных на ковши емкостью 100 т; трех стендах для десульфурации чугуна в ковшах емкостью 100 т; двух агрегатах ковш-печь (каждая для плавки массой 135 т); четырех одноручьевых установках для непрерывной разливки слябов. Действовавшие основные системы автоматизированного управления также были модернизированы на одной из двух разливочных установок. Компания Primetals Technologies, Ltd., совместная компания с Siemens, Mitsubishi Heavy Industries and Partners, Лондон, Великобритания Контакт: www.primetals.com Эл. почта: rainer.schulze@primetals.com

На заводе SMS-2 были модернизированы системы управления семью стендами для десульфурации чугуна и четырьмя агрегатами ковш-печь. Оба металлургических завода оборудованы системами мониторинга ковшей и центральным пультом диспетчерского управления. Системы обслуживания охватывают также инженерное обеспечение, поставку средств автоматизации и пакетов стандартных программ, а также компьютерные сети на обоих металлургических заводах. Интерфейсы «человек–машина» облегчают управление обоими заводами. Некоторые блоки новой системы автоматизированного управления производством созданы на сетевых принципах и могут получать избирательную информацию через внутреннюю информационную сеть компании Intranet либо через сеть Интернет. Все производственные параметры и показатели архивируют для последующего изучения и анализа в экстенсивной системе сбора информации. Интегрированная система автоматизированного управления обеспечивает непрерывный обмен информацией между различными участками и агрегатами, а все подсистемы постоянно и

Металлургическое производство и технология, № 1/2017

координированно оптимизируют технологический процесс. Компания JSW Steel может теперь увеличить объем производства и повысить качество продукции благодаря оптимизации технологического процесса. Автоматизация отдельных агрегатов была проведена в строгом соответствии с графиком и была завершена менее чем через 12 месяцев после подписания контракта. Компания JSW Steel является ведущим частным производителем стали в Индии; установленная мощность оборудования компании составляет 14,3 млн. т/год. Из этого суммарного показателя 10 млн. т/год выплавляют на заводе «Виджаянагар» в Торанагаллу, шт. Карнатака. Всего компания располагает шестью заводами в Индии: кроме упомянутого, это заводы «Салем» (шт. Тамилнаду), «Тарапур» в Васинде, а также «Калмешвар» и «Долви» в Махараштре. Компания JSW Steel является частью группы JSW, имеющей мощности по производству толстых листов и труб также в США. Библиографический список [1] BOF plant started operation at JSW Steel Vijayanagar works in India. In: MPT International, 1/2016, p. 28

‹‹‹

РАЗЛИВКА СЛИТКОВ

Оптимизация формы, прибыльной части и теплоизоляции слитков УДК 669.18.046.518:621.746.464

Металлургическая компания Trinec Iron and Steel Works (Чехия) для удовлетворения постоянно растущих требований к качеству продукции и одновременно к сокращению производственных расходов приняла решение о модернизации участка разливки слитков с целью оптимизации этого процесса. Инженерам компании удалось значительно улучшить процесс разливки слитков, обеспечив соответствие качества продукции всем предъявляемым современным требованиям, сокращение производственного цикла и экономию ресурсов. Компании Trinec Iron and Steel Works (TĜinecké železárny, TŽ) — крупнейшей металлургической компании в Чешской Республике — принадлежит металлургический комбинат с полным циклом, история которого датируется началом XIX в. В настоящее время продукцию компании экспортируют более чем в 60 стран мира; сортамент включает рельсы, катанку, длинномерные профили повышенного качества и полупродукты. Компания TŽ также широко известна производством слитков. Постоянные требования, предъявляемые к слиткам, предусматривают надежный и стабильный процесс их производства, высокое качество и чистоту. Приняв решение об оптимизации производства слитков, компания TŽ начала с ревизии всей линии разливки слитков. Стремясь повысить эффективность всего технологического процесса, компания TŽ остановила свой выбор на последней версии программы MAGMA5, которая обеспечивает автономную оптимизацию, позволяющую получить эффективные оценки и прогнозы. Для исследования возможного влияния переменных параметров на качество слитка, его прибыльную часть и теплоизоляцию применили сочетание экспериментов и генетических алгоритмов. Кроме того, расположение

разливочного отверстия (литника) варьировали для получения оптимальной устойчивости процесса разливки и для удовлетворения новых требований к качеству.

Подход к уменьшению макроусадки Компания TŽ вначале провела исследования на тонких высоких цилиндрических слитках массой примерно 5 т, отливаемых сифонным методом, блоками по 4 слитка. Из принципа раздевания слитки первоначально имели А-образную форму, т. е.

П. Котас, компания MAGMA Giessereitechnologie GmbH, Пардубице; Б.Чмиэл, компания Trinec Iron and Steel, Тржинец, Чешская Республика Контакт: www.magmasoft.de; www.trz.cz Эл. почта: info@magmasoft.de Исходная схема разливки слитков Металлургическое производство и технология, № 1/2017

обратную конусность. Компания TŽ и прежде производила слитки такой формы и высокого качества, но в соответствии с новыми требованиями осевую макроусадку следовало уменьшить. Поэтому была поставлена задача разработать улучшенную форму слитка, исследуя различные решения, полученные при автономном моделировании. На первом этапе необходимо было выявить причины, вызывающие макроусадку, для чего инженеры компании TŽ проанализировали действующий технологический процесс.

РАЗЛИВКА СЛИТКОВ Для этого разрезали слитки и исследовали их пористость. Затем значительно модифицировали систему разливки стали и установили пять термопар по высоте одного из четырех слитков. Это позволило провести точные измерения температуры в процессе разливки. Полученные термограммы позволили затем определить оптимальные коэффициенты теплопередачи по высоте слитка для системы MAGMASOFT® и сравнить измеренные и расчетные температурные кривые. Подтвердив адекватность моделирования, приступили к следующему этапу — автономной оптимизации по множеству различных целевых функций. Для выявления наилучшего сочетания технологических и геометрических параметров были определены две функции цели: минимальная усадочная рыхлость; минимальная осевая микропористость. Поскольку новые спецификации требовали получения слитков без макроскопической пористости, то допустимая рыхлость в каждой из рассматриваемых зон слитка была задана равной 0 %. При выполнении процедуры оптимизации были рассмотрены 11 независимых вариантов сочетаний технологических и геометрических параметров разливки слитков. Варьировали такие параметры, как путь потока жидкой стали при разливке, размеры слитка, его прибыльная часть, теплоизолирующая оболочка, а также литник и температура разливки. Программа MAGMA5 позволила получить методом автономного моделирования первый вариант сочетания технологи-

Полость 5,000 4,643 4,286 3,929 3,571 3,214 2,857 2,500 2,143 1,786 1,429 1,071 0,714 0,357 0,000

Осевая макропористость: расчетная (%) и визуально наблюдаемая

ческих и геометрических параметров, а затем еще восемь вариантов. Рассчитанные и испытанные варианты были всеобъемлющими, они охватывали опции, никогда прежде не опробованные на практике.

Высота прибыльной части слитка

Промежуточные выводы Специалисты оценили полученные варианты в достоверной перспективе. Если ранжировать эти варианты, то первые пять из них дают аналогичный уровень величин параметров, предо-

Высота прибыльной части слитка 100,00

Осевая рыхлость

100,00

Макропористость

‹‹‹

50,00

0,0

50,00

0,0 150,00

250,00

350,00

150,00

250,00

350,00

Диаграммы главного эффекта: влияние высоты прибыльной части слитка на макропористость и осевую рыхлость Металлургическое производство и технология, № 1/2017

‹‹‹

РАЗЛИВКА СЛИТКОВ

ставляя сотрудникам компании возможность выбора наилучшего из этих пяти вариантов относительно производственных расходов. Оценка диаграмм главного эффекта приводит к выводу о сильной корреляции между высотой прибыльной части слитка и осевой рыхлостью (макропористостью). На высоте ниже критической в теле слитка образуется значительная макроскопическая усадочная пористость и осевая усадочная рыхлость. Такие решения неприемлемы для TŽ, и потому исключаются из дальнейшего анализа.

Пористость, %

Дальнейший анализ и его результаты Для окончательных выводов оценили влияние остальных геометрических параметров. Лучшим вариантом признана V-образная форма слитка вместо применяемой А-образной; при этом значительно улучшается направленная кристаллизация. Кроме того, прибыльная часть слитка приобретает в этом случае коническую форму и не удлиняется. Вместе с теплоизолирующей втулкой такая конструкция обеспечивает наилучшие итоговые результаты относительно использования металла. Показатели макропористости для нового варианта соответствуют требованиям компании TŽ. Остальная макропористость также укладывается в рамки требований спецификации, так как предыдущее исследование доказало, что при

Микропористость, %

Полость

100,0

0,9403

92,9

0,8731

85,7

0,8059

78,6

0,7388

71,4

0,6716

64,3

0,6045

57,1

0,5373

50,0

0,4701

42,9

0,4030

35,7

0,3358

28,6

0,2686

21,4

0,2015

14,3

0,1343

7,1

0,0672

0,0

0,0000

Результаты моделирования оптимального процесса разливки слитков

ковке такая пористость полностью закрывается. Завершая процесс оптимизации, инженеры компании TŽ успешно применили методы автономной оптимизации для значительного улучше-

Новое представительство в Сети! Многочисленные возможности для размещения баннеров и других видов рекламы. Обращайтесь к нашим экспертам по рекламе за дополнительной информацией:

MPT International + Региональные издания

Г$жа Зигрид Клинге (Sigrid Klinge) Тел. эл. почта:

Металлургическое производство и технология, № 1/2017

ния процесса отливки слитков, добившись удовлетворения предъявленных повышенных требований, сокращения длительности производственного цикла и экономии ресурсов.

Ищете решение современного уровня? У нас оно есть.

Начиная с 1945 года специалисты по огнеупорам к вашим услугам. Компания Eredi Scabini обеспечивает полностью интегрированное производство высококачественных монолитных, предварительно сформованных изделий и композитов на основе керамических матриц. Научно исследовательский отдел и специалисты технологи квалифицировано и на высоком техническом уровне решают поставленные задачи, обеспечивая все требования заказчика, включая легкий и быстрый монтаж, гарантию длительного срока эксплуатации и высокую производительность. При этом данные показатели превосходят аналогичные параметры традиционной футеровки, наряду со значительным снижением времени на техническое обслуживание и простои. На протяжении более 70 лет компания Eredi Scabini предоставляет своим клиентам во всем мире полный спектр инженерных услуг и технических решений, главным образом, для производства алюминия, черной металлургии и литейной промышленности.

* Реклама

* Передовые решения для огнеупоров

‹‹‹

ГОРЯЧАЯ ПРОКАТКА

Повышение эффективности работы станов для производства длинномерного проката благодаря эксплуатационным модулям УДК 621.771.25

Целенаправленная модернизация и внедрение пакетов программ автоматизации станов для производства длинномерного сортового проката обеспечивают очень быструю окупаемость инвестиций. Эксплуатационные модули, к которым относят блоки технологического оборудования, регулирующие и направляющие устройства, измерительные системы для контроля размеров и формы поперечного сечения прокатанного профиля и даже системы управления технологическим процессом, добавляемые к оборудованию в процессе его модернизации, повышают характеристики стана и эффективность его работы.

Прецизионный калибровочный стан на заводе компании Steel Dynamics Ind., США

Черная металлургия справилась с проблемой перепроизводства и связанным с ней искажением цен на стальную продукцию. Поэтому металлурги неохотно строят новые цехи и агрегаты или расширяют имеющиеся производственные мощности. Вместо этого они предпочитают повысить эффективность действующего оборудования путем его модернизации или У. Свейковски, SMS group GmbH, Мёнхенгладбах, Германия Контакт: www.sms-group.com Эл. почта: communications@sms-group.com

увеличить прибыльность производства путем повышения качества продукции. В период перепроизводства продукции, наличия избыточных производственных мощностей и жесткой конкуренции, когда наблюдалось снижение цен на стальную продукцию, только наиболее эффективные производства обеспечивали получение прибыли, а менее современные компании не смогли сравнительно долго выстоять в таких условиях. Наряду с такими факторами, как стоимость сырьевых материалов, рабочей силы и энергии, важную роль играет также эффективность производственного процесса. Работа пред-

Металлургическое производство и технология, № 1/2017

приятия на максимально достижимом уровне эффективности (в том числе таких характеристик, как выход годного, утилизация ресурсов, численность рабочего персонала и энергетическая эффективность) приведет к снижению расходов по переделу. Некоторые из этих характеристик могут быть улучшены только при условии серьезной модернизации производственного процесса, например при исключении из него некоторых операций. Например, использование балочных заготовок при прокатке крупносортных фасонных профилей уменьшает объем операций на прокатном стане или позволяет заменить деформацию в клетях непрерывного стана прокаткой на реверсивном станетандем (с последовательным расположением клетей). Это приводит в итоге к повышению эффективности прокатки и к снижению текущих расходов вследствие сокращения парка валков и более высокой готовности оборудования к прокатке. Группа SMS разработала различные варианты технологии и оборудования, пригодные для модернизации действующего прокатного производства с целью повышения его конкурентоспособности путем повышения производительности и эффективности, а также снижения текущих производственных расходов. Одновременно данные мероприятия способствуют повышению качества продукции и позволяют производителям стальной

ГОРЯЧАЯ ПРОКАТКА продукции получить большую прибыль. Кроме того, недорогие пакеты программ модернизации, включающие модели процессов и контрольноизмерительную аппаратуру, также способствуют достижению прозрачности и высокой эффективности технологических процессов.

Прецизионный калибровочный стан для повышения эффективности прокатки Прецизионный калибровочный стан (Precision Sizing Mill, PSM®) используют в качестве чистового стана в линии сортопрокатного агрегата для прокатки профилей повышенного качества (SBQ bar mill). Он представляет собой четырехклетевой стан чистовой прокатки с трехвалковыми кассетами. Такая компоновка сортопрокатного агрегата служит залогом высоких показателей его работы, обеспечивая следующие преимущества: прокатку единых промежуточных размеров в черновых клетях, что означает необходимость при переходе на новый размер перевалки только в клетях калибровочного стана, без замены валков в клетях черновой и промежуточной групп; узкое поле допусков на размеры профилей, составляющее всего 1/8 поля допусков по стандартам DIN, позволяет повысить выход годного; снижение потерь металла на зачистку на 2,5 % благодаря жестким допускам; повышенную производственную гибкость агрегата благодаря сокращению длительности перевалки до 5 мин; прокатку свободных размеров путем регулирования положения валков (вместо их перевалки); высокую готовность агрегата к прокатке. Особенностью стана является полностью автоматизированная операция регулирования положения валков под нагрузкой в режиме реального времени. Положение каждого валка регулируют гидравлическим цилиндром. Эта проверенная концепция внедрена в производство на многих станах. Она обладает множеством преимуществ: автоматизированный контроль межвалкового зазора, возможность для оператора управлять работой стана при помощи монитора,

‹‹‹

измерение давления металСОКРАЩЕНИЕ ТЕКУЩИХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ РАСХОДОВ ла на валки и защита от пеСравнение текущих расходов для разных блоков регрузки. В сочетании с сиТРАДИЦИОННЫЙ MEERdrive® стемой измерения размеров ® профилей MEERgauge возможна автоматизированная передача информации о фактических разме–31 % рах профилей в систему Подготовка ручьев регулирования для управкалибров ления оператором при поЭлектрическая энергия мощи монитора. Техническое Система предусматриобслуживание вает возможность коми ремонт пенсации упругих дефорПереточка валков маций деталей стана, неСменные ручьи калибров в работе стабильной работы подающих устройств и ударпроизводственных расходов ных нагрузок при захвате Сопоставление текущих для блока MEERdrive® и традиционного блока клетей заготовок валками. Она мелкосортного стана обеспечивает также сглаживание колебаний температуры по Высокая гибкость длине раската. Эта контрольная сипроизводства благодаря стема, основанная на принципах замиспользованию чистового кнутого регулирования TCS, адапблока MEERdrive® на тируется к различным условиям промелкосортном стане катки и мгновенно оптимизирует Наивысшая эффективность и макпроцесс по таким критериям, как симальная производственная гибмаксимальная производительность, кость — ключевые факторы успеха на готовность оборудования к работе и рынке производства катанки. Учитыкачество продукции. Прецизионный вая эти соображения, традиционные калибровочный стан как отдельно рас- прокатные клети блочного типа с положенная производственная едини- групповым приводом располагают ца хорошо вписывается в программы ограниченными возможностями, так модернизации при решении задач как могут прокатывать металл только улучшения качества продукции или с заданной степенью деформации, что повышения эффективности работы требует строго фиксированных катаагрегата. По сравнению с традицион- ющих диаметров валков в каждом ными двухвалковыми калибровочны- блоке клетей. Необходимо применять ми станами возможности обработки сложную схему приводных механизметалла на этой операции повышают- мов, которые подвержены износу и ся на 15 %. требуют технического обслуживания.

Скриншот показаний измерительной системы MEERgauge® Металлургическое производство и технология, № 1/2017

ГОРЯЧАЯ ПРОКАТКА

Кроме того, на традиционных блоках приходится устанавливать мощные электродвигатели среднего напряжения мощностью до 7000 кВт. Разработав клеть с приводом MEERdrive®, группа SMS предложила эффективный вариант, преодолевающий ограничения, свойственные традиционным решениям. Основной особенностью данной концепции является использование индивидуальных приводов в каждой клети. Клети с приводом MEERdrive® обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционным блоком клетей: уменьшенный парк запасных и сменных деталей и объем технического обслуживания; повышенная производственная гибкость; меньшее энергопотребление; повышенное качество продукции. При новом приводе не требуются шестеренные клети, шпиндели и конические шестерни для привода каждой клети. На всех клетях применены небольшие электродвигатели низкого напряжения. В случае выхода двигателя из строя его можно заменить небольшим запасным электродвигателем. Все это позволяет сократить расходы на запасные части и сменное оборудование, а также объем плановых ремонтов и технического обслуживания. Концепция индивидуальных приводов расширяет гибкость применяемых при прокатке калибровок: заказчик может выбрать требуемый режим обжатий в зависимости от размеров профиля или марки стали. Вместе с тем возможно свободное регулирование валков для компенсации износа или в зависимости от деформируемости различных материалов. Диаметры валков можно подбирать таким образом, чтобы заменять обойму только с изношенными валками или перетачивать ручьи только на таких валках. В традиционных станах приходится перетачивать на новый размер валки всех клетей, что ведет к повышенному расходу валков. Привод MEERdrive® позволяет сократить объем работ по переточке валков в вальцетокарной мастерской. Парк запасных валков в этом случае составляет всего 1/3 парка традиционных прокатных клетей. Поскольку приводной механизм состоит из меньшего числа деталей, то уменьшается мощность холостого

Отгрузка по числу профилей Расходы на направляющий инструмент

Уменьшение брака и концевой обрези

Экономия, евро/т

‹‹‹

8 6

Меньше профилей немерной длины

Экономия от 13 до 6 евро на каждую 1 т профилей размером 8–16 мм

4 2

0 8 мм

10 мм 12 мм Размер профиля

16 мм

Сравнение производственных расходов при использовании высокоскоростной системы HSD® и при прокатке с разделением

Бунты профилей на выходе из вертикальной компактной моталки VCC®

хода. Общая концепция проявляется в меньшем энергопотреблении и в уменьшении выбросов СО2. Возможность свободного регулирования валков для компенсации износа и упругого пружинения, а также оптимизация режима обжатий приводят к получению проката с более жесткими допусками, в частности допусками на овальность. Дополнительные небольшие моторы обеспечивают получение малого натяжения между каждой парой клетей. Благодаря этому появляется возможность оптимизировать скорость в условиях прокатки с малым натяжением и сохранить жесткие допуски по всей длине прокатанного профиля. Все эти преимущества позволяют добиться суммарной экономии в затра-

Металлургическое производство и технология, № 1/2017

тах на новые блоки клетей, достигающей 31 % по сравнению с традиционными блоками. Система MEERdrive® обеспечивает высочайшую производственную гибкость и наилучшее качество продукции при сокращении текущих производственных расходов. Кроме того, благодаря модульной конструкции компоновка клетей может быть гибко изменена, например на схему «6 + 4», «4 + 4» или любую другую комбинацию. Установка двух блоков клетей позволяет проводить термомеханическую прокатку. Кроме того, в четырехклетевой группе MEERdrive® можно проводить чистовую прокатку всех размеров в едином комплекте валков. Концепция MEERdrive® удобна при модернизации с заменой существующих блоков клетей с целью повыше-

ГОРЯЧАЯ ПРОКАТКА

‹‹‹

Принцип работы автоматизированной системы контроля размеров профилей ASC®

ния скорости прокатки, качества продукции и производственной гибкости при одновременном снижении производственных расходов.

Мониторинг качества в режиме реального времени Лазерная система MEERgauge® действует по принципу прерывания лазерного луча (Laser Light Cut). Четыре датчика синхронно выполняют бесконтактные измерения по всему поперечному сечению профиля. Благодаря отсутствию подвижных или вибрирующих деталей система почти не требует технического обслуживания. Выполняя 500 сканирований в секунду, датчики создают истинное изображение профиля по 720 синхронно измеренным точкам в системе раздельных координат. Затем это изображение с максимальной точностью передается на дисплей. В отличие от традиционных систем, на дисплее представляется истинная форма прутка или профиля, в результате чего в базе данных сохраняют все фактические размеры профилей, например таких сложных профилей, как рельсовые, у которых все размеры весьма важны. В результате установки системы MEERgauge® не требуется остановка стана для отбора темплетов и проверки размеров. Система обеспечивает

обратную связь в режиме реального времени для корректирования настройки валков. В качестве отдельного модуля может быть добавлено устройство для контроля качества поверхности с целью оперативного выявления дефектов. Таким образом, можно избежать прокатки бракованных изделий. Это делает визуальный контроль ненужным, в результате достигается экономия времени и трудовых затрат.

Высокопроизводительное оборудование выходной стороны стана для прокатки арматурных профилей малого диаметра Эффективное производство мелкосортных профилей малого диаметра возможно по одной из двух технологий: разрезная прокатка с разделением заготовки на две или четыре нитки, или прокатка в одну нитку с высокой скоростью (до 50 м/с) с выдачей профиля для охлаждения на холодильник. В последнем случае оборудование выходной стороны высокоскоростного стана (High Speed Delivery System, HSD®) отличается наличием ручьев из карбида вольфрама в блоке чистовых клетей, разделительных ножниц, роликов для торможения профиля и приемных барабанов для передачи профилей на холодильник.

Использование системы HSD® позволяет сократить производственные расходы по следующим статьям: расходы на направляющий инструмент, так как не требуются направляющие и кантующие проводки; потери с браком и концевой обрезью, а также связанные с отбором контрольных образцов ввиду более простого управления процессом, в то время как прокатка профилей малого размера с разделением требует установки сложного оборудования; значительно более высокий выход годного, так как в каждом гнезде реечного холодильника размещается только один профиль; если в каждом гнезде холодильника помещают по несколько профилей, то это приводит к их искривлению и свариванию, что затрудняет последующие операции холодной резки, подсчета и обвязки пакетов (бунтов). Рассматриваемая технология позволяет надежно контролировать отклонения размеров профилей, так как в каждой клети одновременно обрабатывают только одну нитку проката, и размеры можно точно откорректировать в чистовой группе клетей. Этот вид продукции обычно отгружают по числу профилей или по теоретической массе, поэтому желательно вести прокатку с размерами профилей в

Металлургическое производство и технология, № 1/2017

‹‹‹

ГОРЯЧАЯ ПРОКАТКА

Крупносортный стан компании Xing Special Steel, Китай, оборудованный клетями HCS и системой контроля ASC®

нижней части поля допусков («прокатку с минусовыми допусками»), что приносит значительную выгоду. Система HSD® также позволяет производить профили малых размеров (до 6 мм) в отрезках, в отличие от обычной прокатки подобных профилей, и в бунтах, которые впоследствии требуют правки. В зависимости от размеров профилей при реализации всех этих возможностей может быть достигнута экономия до 13 евро/т, что в год может составить несколько миллионов евро.

Получение профилей в компактных бунтах В современных технологических процессах широко применяют вертикальные компактные моталки (Vertical Compact Coiler, VCC®), позволяющие сматывать профили в компактные бунты без перекручивания. Именно такие требования предъявляют к мелкосортным профилям в бунтах большинство заказчиков, исходя из условий последующей обработки профилей в автоматических линиях. Чтобы получить такие бунты, необходимо сматывать их в вертикальной плоскости. Это исключает необходимость применения манипуляторов для поворота бунтов и одновременно сокращает длительность цикла обработки, так как бунты сразу формируются в требуемой позиции. На моталках VCC® можно получать бунты массой до 3500 кг; такие тяжелые бунты повышают эффективность также и последующей обработки профилей. Моталкам VCC® свойственно сматывание очень плотных тяжеловесных

бунтов с равномерным расположением слоев без перекручивания профиля. В то же время компактные размеры бунтов идеально подходят для их складирования и транспортирования. Такие моталки можно установить на любом мелкосортном стане, чтобы получать часть продукции в бунтах, либо для замены традиционных моталок системы Гаррета. Моталки VCC® применимы на прокатных станах со скоростью прокатки до 40 м/с и могут сматывать в бунты круглые профили диаметром от 6 до 50 мм, арматурные профили размером от 6 до 32 мм и даже небольшие прямоугольные, шестигранные и квадратные профили. Добавление таких моталок к действующим прокатным станам обычно ведет к повышению производительности и улучшению формы бунтов.

Повышение точности размеров крупносортных профилей Компактные клети с гидроприводом (Hydraulic Compact Stands, HCS) разработаны для производства крупных профилей. Трехвалковые калибровочные блоки экономичны только для профилей размером до 150 мм, а в компактных клетях с гидравлическим приводом можно прокатывать крупные профили размером до 280 мм с очень жесткими допусками. Такие клети применимы и для прокатки фасонных профилей и двутавровых балок, для которых также достигается повышенная точность.

Металлургическое производство и технология, № 1/2017

Модернизированный среднесортный стан компании Hyundai Steel, Южная Корея, демонстрирует широкий спектр возможностей применения подобных клетей. Целью модернизации было повышение размерной точности прокатываемых профилей и внедрение прокатки высокоточных профилей улучшенного качества. Прокатные клети были сконструированы в расчете на модульную компоновку, что позволяло использовать двухвалковые или универсальные клети при прокатке двутавровых балок. На стане компании Hyundai Steel последние четыре клети были заменены клетями HCS, компактными и жесткими клетями с гидравлическим регулированием валков. Для прокатки круглых профилей последние четыре клети применяли в двухвалковом исполнении с чередованием валков по схеме V-H-V-H. Все клети для непрерывной прокатки являлись клетями HCS с гидравлическим регулированием валков. Система MEERgauge® смонтирована за последней клетью и позволяет осуществлять автоматизированный контроль размеров прокатанных профилей (Automatic Size Control, ASC®) и получать допуски в пределах 1|/4 поля допусков по стандартам DIN также и для крупных профилей. Это повышает эффективность последующих операций, например операции зачистки заготовок (повышается выход годного) или ковки (масса заготовки более точно соответствует массе изделия). Действующие крупносортные станы также могут быть оборудованы новыми клетями и системой ASC® с целью повышения их эффективности. В качестве еще одного примера можно привести крупносортный стан компании Xing Special Steel, Китай, в составе которого имеется обжимная клеть и непрерывная группа из 8 клетей. На стане прокатывают широкий сортамент профилей SBQ и профилей из специальных сталей диаметром от 80 до 280 мм.

Выводы Описанная в статье модернизация оборудования и технологии действующих станов позволили повысить их эффективность. Благодаря модернизации, можно снизить производственные расходы и повысить качество продукции, в частности освоить более востребованный сегмент рынка,

160 лет ...

Умн ая

Мы сильны в «ноу-хау», инжиниринге и обслуживании сортопрокатных станов и проводок.

атка в режиме к о о пр

! айн нл

обеспечивающий получение более высокой прибыли. Прецизионный калибровочный стан PSM® на 10–15 % повышает эффективность прокатки по сравнению с традиционными станами. Кроме того, на таком стане можно получать профили с более жесткими допусками и благодаря этому заметно снизить потери металла при последующей зачистке. Чистовые клети блочного типа MEERdrive® пригодны для модернизации действующих мелкосортных прокатных станов. Они позволяют повысить размерную точность продукции, сократить энергопотребление и эксплуатационные затраты за счет уменьшения расхода валков и сменного технологического инструмента. Лазерная измерительная система MEERgauge® обеспечивает контроль размеров проката и качества его поверхности в линии прокатного стана. Система повышает эффективность работы стана и исключает необходимость в ручной операции отбора образцов. Оборудование выходной стороны высокоскоростного мелкосортного прокатного стана с системой HSD® позволяет повысить эффективность прокатки арматурных профилей, допуская выдачу прокатанных профилей на холодильник со скоростью до 50 м/с. По сравнению с традиционной технологией прокатки с разделением заготовки, расходы по переделу в этом случае могут быть уменьшены на 6–13 евро/т. Вертикальные компактные моталки VCC® более эффективно сматывают профили в бунты, а полученные компактные бунты позволяют добиться экономии средств на операциях последующей обработки металла. Компактные клети HCS для прокатки крупносортных или фасонных профилей оборудованы системами гидравлического регулирования валков и мониторинга, гарантирующими получение продукции с жесткими допусками. В статье рассмотрены лишь несколько примеров из множества возможных способов модернизации действующих прокатных станов с целью повышения эффективности производственного процесса и уменьшения оперативных расходов.

Филиал компании:

Morgårdshammar AB

Morgårdshammar AB Sales office Krefeld

SE-777 82 SMEDJEBACKEN, Sweden

P.O. Box 101552

Тел.: + 46 240 668500

D- 47715 KREFELD, Germany

Факс: + 46 240 668501

Тел.: + 49 2151 81290

Эл. почта: mh@morgardshammar.se

Факс: + 49 2151 611795

www.morgardshammar.se

Эл. почта: office@mh-guides.de

Металлургическое производство и технология, № 1/2017

‹‹‹

ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА

Рабочая клеть 20-валкового прокатного стана на заводе Hagen-Hohenlimburg компании BWS с двумя системами измерения толщины полосы (выделены синим цветом)

Лазеры — экономически эффективная альтернатива радиометрическим и контактным толщиномерам УДК 621.771.08

Новая система измерения толщины VTLG прошла тщательную проверку: в экстремальных условиях холодной прокатки на 20-валковом стане она надежно измеряла толщину полосы в непосредственной близости от очага деформации. Несмотря на разогрев полосы до высокой температуры и плотный масляный туман, система обеспечила точность измерений ±1 мкм. На заводе Hagen-Hohenlimburg, Германия, компания Philipp Boecker + Wender Stahl GmbH & Co. KG (BWS) производит высококачественную полосу шириной до 400 мм из коррозионностойких и специальных сталей на стане холодной прецизионной про-

Э. Роллер, компания Friedrich .. Vollmer Feinmessgerаtebau GmbH, Хаген, Германия; С. Шобер, компания Philipp Boecker + Wender Stahl GmbH & Co. KG, Изерлон, Германия Контакт: www.vollmergmbh.de Эл. почта: roller@vollmergmbh.de

катки. Сортамент продукции включает полосы толщиной от 4 мм до 50 мкм, а в отдельных случаях — до 20 мкм. Для получения полос указанного сортамента компания BWS применяет холодную прокатку на 20-валковом стане. Продукция компании отличается высочайшей размерной точностью, в частности — по толщине полосы. Например, для разрывных дисков пружинных роликовых устройств заказчики требуют полосу с допускаемыми отклонениями по толщине в пределах нескольких микрометров. Аналогичные требования предъявляют также к полосам для медицинских изделий: полоса толщиной 50 мкм должна укладываться в допуск по тол-

Металлургическое производство и технология, № 1/2017

щине ±2 мкм. Поэтому точность измерений толщины должна быть ±1 мкм.

Цель — точное и экономически эффективное измерение толщины полосы На протяжении десятилетий компания BWS использовала контактные системы измерения толщины с помощью приборов компании Vollmer на всех прокатных станах и в линиях правки для получения требуемой точности продукции, достижение которой эта измерительная аппаратура надежно гарантирует. Однако измерительные устройства, основанные на

ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА механическом принципе действия, на станах холодной прокатки работали на пределе экономической целесообразности и требовали частого и трудоемкого технического обслуживания. Кроме того, алмазные наконечники оставляют нежелательные отметки на поверхности полос, прокатанных, например, из никелевых или титановых сплавов. Поскольку такие системы не могут перемещаться в направлении ширины полосы, у них нет возможности точно измерять профиль (например, конусность) полосы, поступающей на прокатку. После десятилетий успешной работы с применяемой аппаратурой появилась необходимость усовершенствования систем измерения толщины. Вместо полной модернизации компания BWS выбрала другой вариант — альтернативный и ориентированный на будущее. Уже на начальном этапе определили, что требуется бесконтактная технология. Сопоставили различные изотопные, рентгеновские и лазерные методы, после чего было принято решение в пользу оптических методов, так как работа таких толщиномеров не зависит от марки сплава. Другими аргументами в пользу оптической системы стали низкий уровень капиталовложений и эксплуатационных расходов, а также менее строгие меры безопасности труда, требуемые в этом случае.

очага деформации. В условиях ограниченного пространства трудно было защитить измерительную систему от внешних воздействий. В таких условиях компания Vollmer предложила установить новую оптическую систему измерения толщины VTLG, которая уже хорошо проявила себя на других заводах, но в значительно менее суровых условиях. На заводе компании BWS была предпринята попытка доказать, что новая система обеспечит прецизионные измерения также и при экстремальных условиях окружающей среды. Систему VTLG установили с одной стороны прокатной клети, где она заменила контактную систему. Система контактных измерений с другой стороны клети продолжала работать еще некоторое время и на этой стадии испытаний измеряла толщину полосы дважды в течение каждого прохода. Результаты контактных измерений сравнивали с результатами, полученными

‹‹‹

ваны в динамическую систему контроля толщины полосы на прокатном стане.

Первые результаты эксплуатации Результаты показывают, что эти системы стабильно и надежно обеспечивают требуемую прецизионную точность измерений даже в условиях экстремальной внешней среды, преобладающей поблизости от очистителей смазки. Системы выполняют прецизионные измерения полосы, движущейся с высокой скоростью, при высокой температуре, в густом масляном тумане. С момента их установки измерительные системы продемонстрировали безаварийную работу и отсутствие незапланированных простоев, связанных с работой толщиномеров. Переход с контактной на оптическую технологию прошел без проблем. Необходимость в модернизации прокатной клети не возникла.

Технические требования Рабочие условия, преобладающие на прокатном стане, налагают ограничения на установку лазерных систем, так как рабочее пространство для установки измерительной аппаратуры ограничено. Единственное возможное место расположения приборов — по сторонам от очага деформации, между маслосборниками и роликами для измерения формы полосы, т. е. точно в той же позиции, где располагаются существующие контактные толщиномеры. Всего 200 мм в направлении прокатки доступны для монтажа аппаратуры. Кроме того, плотный масляный туман, поднимающийся от поверхности разогретой до 80 оС полосы, прокатываемой со скоростью до 650 м/мин, существенно осложняет наблюдение за поверхностью полосы. Следует также нейтрализовать влияние высокой температуры окружающей среды вблизи

С-образная рама толщиномера VTLG в исходном положении на приводной стороне прокатного стана

с помощью оптической системы. После нескольких оптимизирующих мероприятий система VTLG работала надежно, поэтому и вторую контактную систему демонтировали и заменили лазерной системой. Через несколько дней после монтажа вторая система была готова к измерениям с требуемой точностью. Начиная с июня 2016 г. обе системы интегриро-

Пространство, занятое контактными системами, оказалось достаточным для установки оптических систем. Так как все измерительные устройства подключали к единому интерфейсу системы контроля толщины полосы, модификация системы контроля также не потребовалась. Автоматическое калибрование системы перед каждым проходом

Металлургическое производство и технология, № 1/2017

‹‹‹

ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА

Для установки системы измерения толщины полосы требуется участок длиной всего 200 мм

прокатки подтвердило высокую эффективность. Это придает операторам уверенность в том, что система измерения толщины функционирует надежно при измерении толщины каждой полосы. В начале каждого прохода прокатки система VTLG измеряет также распределение толщины полосы в поперечном направлении по отношению к направлению прокатки. Для этого рамку с измерительным прибором перемещают в поперечном направлении, так что любая разнотолщинность исходной заготовки может быть скорректирована в процессе прокатки. Такие измерения были невозможны при использовании контактных систем. В то время как текущие значения толщины полосы выводятся на дисплей, программное обеспечение систем Vollmer позволяет также построить профиль полосы по ширине и длине. Система требует минимальных работ по техническому обслуживанию. Оптические компоненты так надежно защищены, что техническое обслуживание сводится лишь к их очистке дважды в неделю, выполняемой снаружи. Это значительно повышает готов-

ность к работе станов холодной прокатки по сравнению с теми, на которых установлены контактные системы измерения толщины.

Детальное изложение технологии Новый толщиномер VTLG действует по принципу лазерной триангуляции. Он отличается весьма прочной конструкцией. Толщиномер содержит оптические компоненты, однако его можно устанавливать непосредственно на рабочей клети прокатного стана, в непосредственной близости от очага деформации. Даже в таких суровых рабочих условиях он обеспечивает высокую точность измерений. Таким образом, толщиномер VTLG открывает совершенно новые широкие возможности быстрого и точного контроля толщины и в результате — получения продукции гарантированно высокого качества. При внутренней частоте сканирования 50 кГц масштабируемый аналоговый выходной сигнал обеспечивает выдачу сигналов на мгновенное регулирование толщины в течение миллисекунд. Толщиномер VTLG использует методику измерения абсолютной вели-

Металлургическое производство и технология, № 1/2017

чины толщины полосы, т. е. результаты измерений не зависят от свойств материала полосы. Измерение выполняют бесконтактным методом и на безопасном расстоянии от металла. При этом достигается точность измерения ±1 мкм, как и на контактных и радиометрических толщиномерах. Компания Vollmer предлагает толщиномеры с различными диапазонами измеряемых толщин — от 0,015 до 12 мм. С-образная рама обеспечивает зазор между датчиками и полосой 125 или 285 мм, т. е. датчики располагаются на безопасном расстоянии от полосы. В зависимости от типа датчика глубина измерения лежит в пределах от 400 до 1200 мм. В зависимости от толщины измеряемой полосы в направлении оси прокатки требуется расстояние от 160 до 200 мм. Толщиномер VTLG пригоден для измерения толщины не только в рабочей клети прокатного стана. Также его можно использовать в линиях травления, отделки полосы, на станках для зачистки кромок или в линиях продольной резки. Высокая точность измерительных систем обусловлена четырьмя факторами: стабилизацией температуры корпуса

прибора, автоматическим калиброванием перед измерением толщины каждой полосы, устройством для продувки воздухом и синхронизацией измерений. Тепловое расширение С-образной рамы компенсируют с помощью высокоточной системы регулирования температуры. Это гарантирует, что измерение толщины полосы (в прокатной клети, на выходе из линии непрерывного отжига или в линии травления) будет проведено с такой же точностью, как в помещении с кондиционированной атмосферой. Кроме того, перед пропуском каждой полосы система автоматически проверяет правильность настройки с помощью калибровочного стандартного датчика, встроенного в С-образную раму. После начала измерения происходит автоматическое перемещение рамы, в ходе которого четыре встроенных стандартных датчика измеряют толщину. В случае необходимости измерительная система выполняет автоматическую корректировку. Полная синхронизация работы двух датчиков оказывает решающее влияние на высокую точность измерений. На точность показаний не влияет движение полосы во время измерения. Система воздушной очистки позволяет толщиномеру надежно работать даже в условиях загрязненной среды, характерной для прокатного стана. Входное и выходное окна передающего и приемного объективов, а также весь измерительный зазор постоянно очищают струей чистого воздуха, поэтому испарения или масляный туман не влияют на точность измерений. Лазеры соответствуют приборам, требующим защиту класса 3В. Это означает, что в большинстве случаев предпринимать специальные меры по технике безопасности и охране труда не требуется. Система использует обычные интерфейсы и линии коммуникации с контрольными сетями: PROFINET, PROFIBUS, аппаратный интерфейс или TCP/IP. Управление с сенсорной панели удобно и наглядно. Развитые функции диагностики поддерживаются оператором.

Выводы Обеспечивая точность измерений ±1 мкм, толщиномер VTLG удовлетворяет требованиям, предъявляемым к точности измерений при холодной прокатке, в том числе при прокатке тонких полос с весьма жесткими допускаемыми отклонениями по толщине. Опыт работы компании BWS показывает, что даже при работе в условиях экстремальной окружающей среды оптические системы являются адекватной заменой контактных систем, используемых прежде. Кроме того, работа оптических систем не зависит от материала полосы, защищает поверхность полосы, позволяет измерять поперечный профиль полосы в процессе прокатки и значительно сокращает объем работ по техническому обслуживанию, повышая уровень готовности прокатного стана к работе.

‹‹‹

СПЕЦИАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Улучшение условий труда на рабочих местах в экстремальных условиях благодаря замене смазки УДК 621.771.07-72

При выборе густой смазки для металлургического оборудования большое значение имеет сохранение ее эффективности в экстремальных условиях, в том числе при воздействии воды и загрязнении металлическими частицами, а также при высоких температурах и больших нагрузках. В то же время важно, чтобы смазка адекватно решала основную стоящую перед ней задачу – предотвращала возможность повреждения деталей оборудования. Новые разработки в области технологии Прежде металлургические технологии обычно в большинстве случаев требовали применения простых литиевых мыльных консистентных смазок и минеральных масел. В настоящее время высококачественные смазки с различными пакетами загущающих присадок и добавок позволяют увеличить интервалы времени между заменами смазок и удлинить срок службы подшипников. В качестве одного из примеров можно привести использование полиуретановых смазок, обеспечивающих надежную защиту поверхностей в ходе высокотемпературных технологических процессов. Кроме того, данный тип смазок не закупоривает трубопроводы централизованных систем смазки.

История вопроса На приемный стол мощного прокатного стана поступают прокатанные толстые листы при температуре прокатки, вследствие чего подшипники роликов рольгангов работают под воздействием высокой температуры и больших нагрузок. В результате происходили частые заклинивания и поломки роликов выходных рольгангов. В среднем ролики выходили из строя

Н. Барбоса, менеджер по развитию бизнеса (смазочные материалы) в Южной Америке, Quaker Chemical Corporation (“Quaker”), Коншохокен, Пенсильвания, США Контакт: quakerchem.com Эл. почта: sabedraj@quakerchem.com

по четыре раза в месяц. При этом прерывался производственный процесс и возникала угроза срыва сроков поставок. Кроме того, рабочим приходилось заменять ролики во время работы остального оборудования прокатного стана. В связи с серьезностью ситуации рабочий персонал стана начал поиск альтернативной густой смазки, которая смогла бы заменить применяемые консистентные смазки на основе литиевого мыла. Альтернативные смазки не должны плавиться при высоких рабочих температурах, а должны были оставаться в подшипниках. Наряду с предотвращением заклинивания и поломок роликов, такие смазки способствовали бы также повышению безопасности труда. Металлургический завод обратился к корпорации Quaker Chemical Corporation с просьбой о замене применяемой смазки в рамках их постоянного технического сотрудничества. Корпорация Quaker вначале изучила и оценила рабочие условия на поворотном столе и отводящем рольганге. Затем было предложено наносить на шейки роликов смазку QUAKERTEК™ UX 4615-EP вместо применяемой смазки. При этом руководствовались следующими соображениями: предложенная смазка на полиуретановой основе со специальным набором добавок обладает отличными антикоррозионными и противоокиcлительными свойствами; высокая температура каплеобразования и отличные смазочные свойства; предложенная смазка продемонстрировала возможность примене-

Металлургическое производство и технология, № 1/2017

Смазка QUAKERTEК™ UX 4615-EP не плавится и удерживается на поверхностях трения на шейках роликов рольгангов

ния вместо литиевых и комплексных литиевых густых смазок при высоких температурах. При применении в цехе смазки QUAKERTEК™ UX 4615-EP на протяжении всего испытательного периода смазка не плавилась и не вытекала из узла трения, а оставалась на шейках роликов. Учитывая положительные результаты испытаний, в цехе решили применить эту смазку также на выводных рольгангах и в шарнирных соединениях. После перехода на новую смазку аварии, связанные с поломками роликов, не наблюдались. При этом удалось добиться экономии средств благодаря увеличению цикличности работы смазок, исключению ежемесячных замен роликов и сокращению трудовых затрат. Экспертные заключения поставщика и быстрая реакция на запросы также послужили факторами, определившими окончательное решение. В процессе подбора смазки корпорация Quaker продемонстрировала возможности без промедлений и обоснованно решать оперативные задачи,

СПЕЦИАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ быстро и полно удовлетворять технические требования заказчика. Смазка QUAKERTEК™ UX 4615EP – это густая смазка с полиуретановым наполнителем, имеющая специфическую формулу и обеспечивающая отличные условия смазывания поверхностей при высоких температурах. Благодаря высокой температуре каплеобразования и отличным смазочным свойствам эта смазка: может заменить литиевые и комплексные литиевые густые смазки при высоких температурах; обеспечивает отличную коррозионную защиту; создает стабильные противоокислительные условия; может быть использована в широком диапазоне рабочих температур.

Совместная работа операторов и поставщиков Операторы производственного оборудования должны работать в тесном контакте с поставщиками смазок, которые выдают экспертные оценки и рекомендации, оценивают практические ситуации и находят реальные пути решения возникающих проблем, начиная от повышения эффективности производства и заканчивая созданием безопасных условий труда. Хороший поставщик должен оказывать операторам помощь в следующих неправлениях: в снижении расходов при производстве продукции и уменьшении

энергопотребления при ее использовании; в повышении работоспособности оборудования путем продления срока его службы.

Концепция смазки Н. Барбоса, менеджер по развитию бизнеса (в области смазочных материалов) в Южной Америке, прокомментировал общую концепцию смазки, которой придерживается корпорация Quaker. Он отметил, что учет интересов заказчиков относится не только к повышению эффективности процесса прокатки, но касается также

Смазка

Конкурирующая кальциеволитиевая густая смазка с черными загустителями

Смазка QUAKERTEК™ UX 4615-EP с полиуретановым наполнителем

Расход без утечки, кг/мес

1067

400

Цикличность работы смазки в час

1,5

Температура каплеобразования, оС

170

304

Число замен роликов в месяц

Стоимость запасных частей в мес, долл. США

25358,56

Заработная плата, долл. США

584,68

Итого ежемесячные расходы, долл. США

30699,13

2928,09

Сравнение общих ежемесячных расходов на техническое обслуживание (стоимость ролика 6339,64 долл. США; заработная плата четырех механиков и двух сварщиков за 8-часовую смену из расчета 12,18 долл. США/ч)

* Российские марки стали

2016 Твердый переплет 216 страниц 10,5 х 21,0 см Тирлер, Вальтер Издатель: DIN e.V. Сравните российские марки стали со сталями по классификации EN и DIN (на немецком и английском языках)

и поиска путей сокращения расходов, повышения производственных характеристик и продления срока службы оборудования. Краеугольным камнем конкурентоспособности современного производственного процесса является сотрудничество с поставщиками, которые помогают найти решения, сводящие к минимуму расходы заказчика. Поэтому поставщики смазок должны обеспечивать надежную поставку такой продукции, которая позволит уменьшить объем работ по техническому обслуживанию и снизит энергопотребление. Это принесет заказчику реальную прибыль.

‹‹‹

НОВОСТИ КОМПАНИЙ

Учет конкретных требований заказчиков расширяет возможности использования огнеупоров УДК 666.76–42

Компания Eredi Scabini представлена на рынке огнеупоров с 1945 г. Компания специализируется на производстве высококачественных огнеупоров, используемых в ряде промышленных отраслей, в частности в оборудовании, контактирующем с расплавленным металлом. Продукция компании Eredi Scabini – монолитные, предварительно сформованные изделия и композиты на основе керамических матриц, отличающиеся эксклюзивными формулами. Являясь ведущим производителем монолитных огнеупоров на протяжении более 40 лет, компания Eredi

Scabini разрабатывает и изготавливает на специализированном оборудовании предварительно сформованные фасонные огнеупорные изделия массой до 15 т. Заказчики привлекают компанию Eredi Scabini для решения конкретных возникающих проблем. Квалифицированные решения с учетом специфических требований заказчиков выдаются по системе «под ключ» после тщательного анализа особенностей конструкции, производственного процесса и монтажа огнеупоров, подкрепленного комплексным послепродажным обслуживанием, предусма-

ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ

* по критериям

** лет

ТОЧНОСТИ НАДЕЖНОСТИ ИННОВАЦИЙ

Металлургическое производство и технология, № 1/2017

гарантии

** *

*** КАЧЕСТВО

сделано в Германии

тривающим ремонт огнеупоров на протяжении всего срока их службы в печи. Для укрепления бизнеса и повышения конкурентоспособности компания ежегодно инвестирует половину полученной прибыли в научно-исследовательские и опытноконструкторские работы. Компания обладает правами интеллектуальной собственности на сотни видов продукции. История компании Eredi Scabini началась 72 года назад, и за это время она стала консолидированным предприятием, занимающим прочные позиции на рынке огнеупоров, внимательно следящим за тенденциями его развития и — в случае необходимости — вносящим свой вклад в развитие этих тенденций. Это позволяет компании развиваться и расширяться, несмотря на многочисленные трудности и проблемы, связанные с колебаниями рынка и экономики в целом, неуклонно продвигаться вперед, преодолевая эти трудности и проблемы. Дальновидное решение компании Eredi Scabini развивать производство предварительно сформованных огнеупорных изделий, реализуемое на протяжении примерно 35 лет, способствовало дальнейшему укреплению позиций компании, особенно на экспортных рынках, а ее продукция получила признание во всем мире. Стремясь удовлетворить растущие требования, компания быстро развивается, растет штат ее рабочих, расширяются производственные площади. Предприятия компании располагаются в Северной Италии, близ Милана, и занимают общую площадь более 20 тыс. м2. В 2016 г. произошло дальнейшее расширение производственных площадей: на новой площадке была размещена печь для высокотемпературного обжига предварительно сформованных фасонных изделий массой до 15 т. В результате расширения увеличилась производственная мощность компании, повысилась ее

ВЕСЬ МИР ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ

производственная гибкость, выросли возможности удовлетворения требований заказчиков. Eredi Scabini — «семейная» компания, которой управляет уже третье поколение семьи владельцев. В ее штате работают более 60 экспертов, специализирующихся на особенностях внутреннего и международного рынка. Компания Eredi Scabini производит в год более 15 тыс. т монолитных огнеупоров, из них более 30 % составляют предварительно сформованные изделия. Ниже приведено несколько примеров изделий компании Eredi Scabini, специально разработанных для использования в черной металлургии.

voestalpine Stahl Linz, установка по измельчению, сушке и вдуванию угля для всех доменных печей — ввод в эксплуатацию в 2015 г.

№ 1 ПО ИЗМЕЛЬЧЕНИЮ И ВДУВАНИЮ УГЛЯ

www. erediscabini.com

№ 1 ПО ТЕХНОЛОГИИ № 1 ПО ЭКОНОМИИ КОКСА

Технология компании Kocks — выбор компании Charter Steel

Для Вас — наша специализация: Коксовые и агломерационные технологии; Обработка материалов; Оборудование для производства чугуна; Сталеплавильные печи; Установки для разливки; Природоохранные технологии; Оборудование для рециклинга; Утилизация тепла и энергии; Газоочистка; Электрооборудование и средства автоматизации.

УДК 621.771.08:531.7

Компания Charter Steel подтверждает долгосрочное сотрудничество с компанией Kocks

КОНЦЕПЦИИ | ОПЫТЫ | МОДЕРНИЗАЦИЯ | Реклама

Компания Charter Steel сообщила о запланированном сооружении нового стана для производства сортового проката особого качества (Special Bar Quality, SBQ), примыкающего к ее действующему сталеплавильному и прокатному комплексу в Кливленде, США. На автоматизированном прокатном стане будет использована технология прецизионной прокатки сортовых профилей компании KOCKS, в том числе профилометры KOCKS 4D EAGLE, передающие информацию в систему контроля и регулирования

Küttner GmbH & Co. KG Essen/Germany

info@k uettner.com www.kuettner.com

Металлургическое производство и технология, № 1/2017

‹‹‹

НОВОСТИ КОМПАНИЙ

размеров проката KOCKS SCSµ (Size Control System). Эта система обеспечивает в режиме реального времени оптимизацию параметров прокатки и получение продукции с жесткими допусками на отклонения формы и размеров. На новом стане будут прокатывать прецизионные профили диаметром от 19 до 83 мм в отрезках длиной от 3,7 до 15,3 м. Кроме системы KOCKS SCSµ для измерения формы и размеров прокатываемых мелкосортных профилей, профилометр проводит дополнительные измерения. Такая схема способствует дальнейшему повышению ста-

бильности размеров проката. Данный профилометр позволяет также проводить статистическую оценку собранной информации, которую затем можно архивировать в стандартных базах данных для оперативного контроля. Т. Лордж (Tim Lorge), президент компании Charter Steel, отметил, что технологию KOCKS калибрования прокатных профилей с большим успехом используют в прокатных цехах заводов компании в Огайо и Висконсине начиная с 2002 г. Решение привлечь компанию KOCKS и вновь воспользоваться исключительно ее со-

временным оборудованием при расширении производственных мощностей также основано на ее превосходных и уникальных разработках, которые сохранят за компанией Charter Steel позиции на рынке сортового проката как производителя высококачественной продукции, обладающего высокой производственной гибкостью. Компания Charter Steel намерена инвестировать 150 млн. долл. США в реализацию проекта и предполагает ввести новый стан в эксплуатацию во второй половине 2018 г. www.kocks.de

Первый в мире инфракрасный термометр с интеллектуальным интерфейсом IO-Link УДК 621.317:536.521.2

Интеллектуальные датчики и ведущие устройства являются базой для внедрения систем, отвечающих инициативе «Индустрия 4.0». В настоящее время датчики со стандартизованным цифровым интерфейсом являются основой интеграции в любые системы промышленной автоматизации, независимо от полевых шин,

начало выпуск новейших приборов серии CellaTemp® РК, оснащенных интерфейсом IO-Link. Существенным преимуществом модуля IO-Link является его упрощенная, быстрая, надежная и в результате — экономически выгодная проводка. Ввод в эксплуатацию значительно облегчен благодаря использованию

с целью обеспечения непрерывной связи, вплоть до самого низкого уровня. Предприятие KELLER MSR ITS — эксперт по выпуску инфракрасных термометров для бесконтактного измерения температуры —

стандартного кабеля с резьбовым соединением, что позволяет исключить ошибки при подключении. Помехоустойчивый уровень сигнала 24 V DC также способствует надежности эксплуатации.

Металлургическое производство и технология, № 1/2017

Благодаря центральной параметризации, начиная с самого высокого уровня программируемого логического контроллера (ПЛК), интерфейс обеспечивает экстремально высокую эксплуатационную надежность. При замене датчика осуществляется его автоматическая идентификация и сохраненные в ведущем устройстве модуля IO-Link параметры конфигурации передаются на датчик, что позволяет полностью исключить ошибки при передаче данных. Благодаря признанной во всем мире и регулируемой ведущими производителями стандартизации интерфейса IO-Link в соответствии с IEC 61131-9 инфракрасный термометр пригоден для подключения во все обычные системы полевых шин. В стандартном модусе (SIO) использование температурного датчика возможно так же, как и до сих пор в общепринятых системах управления, через аналоговый выход. В режиме IO-Link параллельно с измеренными значениями в систему управления передаются сигнал переключения и диагностические данные. Кроме того, благодаря функции диагностики обеспечивается поиск неисправностей (короткое замыкание, обрыв кабеля) не только

с центрального поста, но и путем дистанционного техобслуживания. Все 43 модификации приборов серии CellaTemp® PK с разной длиной волны и диапазоном измерений от –30 до 2500 оC, предназначенные для выполнения различных измерительных задач, оснащены новым стандартным интерфейсом IO-Link. Предлагаются как одноканальные инфракрасные термометры, так и мультиспектральные, т. е. высоконадежные приборы спектрального отношения. Некоторые датчики оснащены светодиодным целеуказателем, защищенным патентом. Хорошо различаемое для человеческого глаза световое

пятно зеленого цвета маркирует точный диаметр поля зрения, а также точное расстояние. Кроме того, приборы имеют яркий светодиодный дисплей, а также кнопки для настройки параметров и функций на месте, по мере необходимости. Благодаря стандартному аналоговому выходу 0 (4) –20 мА приборы, как и прежде, можно использовать в обычных системах управления. В случае выхода из строя диагностическая функция позволяет выполнять техническое обслуживание «по состоянию». При температуре окружающей среды до 250 оC, при наличии высоких электромагнитных полей, в условиях ограни-

ченного пространства используются модификации с отделяемой измерительной головкой. Инфракрасное излучение передается на электронный блок по волоконно-оптическому кабелю, длина которого может достигать 50 м. Для измерения температуры движущихся объектов при производстве проволоки или прокатного стана, а также в индукционных нагревательных установках с изменяемой «горячей точкой», надежную регистрацию данных обеспечивает панорамный пирометр PanoramaPyrometer® CellaTemp® PKL 63, имеющий прямоугольное поле зрения. www.keller-msr.de

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

Высококачественные водоохлаждаемые медные изделия Кованые и механически обработанные

Saar;Metallwerke GmbH .. .. Am Romerkastell 6 . 66121 Saarbrucken . Germany info@saarmetall.de www.saarmetall.de

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

Рельсовые ковочные манипуляторы GSM грузоподъемностью до 350 тонн

Технические характеристики для высокой производительности

Мобильные ковочные манипуляторы GFM грузоподъемностью до 150 тонн

GLAMA Maschinenbau GmbH Головной офис Hornstraße 19 D-45964 Gladbeck / Germany Тел.: +49 (0) 2043 9738 0 Факс: +49 (0) 2043 9738 50 Эл. почта: info@glama.de

glama.de

Роботы-манипуляторы GRM грузоподъемностью до 25 тонн