 |
|
Новый слиток НПО "Доникс" — конкурент МНЛЗ
Представлен опыт производства передельной заготовки из полуспокойной стали, отлитой в слитки рациональной формы ОАО КГМК "Криворожсталь". Применение слитка рациональной формы совместно с сопутствующими уточнениями традиционных технологий выплавки, разливки и прокатки металла обеспечило снижение обрези в среднем на 50кг/т заданного.
Разливка стали на МНЛЗ позволяет резко снизить отходы металла в обрезь по сравнению со слитковым переделом. Практически во всех странах мира доля разливаемой на МНЛЗ стали превысила 90%. Только в Китае, Бразилии, Индии и России она составляет 40-55%, а в Украине - лишь 20-22% стали разливают на МНЛЗ.
Надеяться на то, что в ближайшие 10-12 лет удастся приблизиться к цифре 80-90% разливаемой на МНЛЗ стали в Украине слишком оптимистично. Причинами этого явления является то, что такой переход требует достаточно больших капиталовложений, связан с необходимостью существенного повышения качественного уровня выплавки и внепечной обработки стали, улучшения качества огнеупорных материалов. Немаловажной причиной является и то, что в Украине находятся в эксплуатации мартеновские печи большой ёмкости. Кроме этого, что действующие в Украине металлургические предприятия имеют годовые мощности по выплавке стали 2,5; 3 и более млн. тонн. Строительство же МНЛЗ ведется поочередно и пуск одной МНЛЗ на единичном предприятии при сохранении в параллельной работе слиткового передела дает относительно небольшой эффект.
В этих условиях чрезвычайно актуальны работы, позволяющие если и не достичь показателей по выходу годного, получаемых на МНЛЗ, то хотя бы приблизиться к ним. Одним из таких предложений является разработка НПО "Доникс", получившая название - "слиток рациональной формы".
С 2000г. работы в этом направлении активно ведутся на ОАО КГМК "Криворожсталь", ОАО "Макеевский металлургический комбинат", ОАО "Енакиевский металлургический завод", ОАО "Днепропетровский металлургический завод" для сталей различных степеней раскисления.
Слиток рациональной формы имеет зауженные кверху и книзу сечения с увеличенной толщиной моста здорового металла в головной части. Меняются и условия кристаллизации жидкой стали в изложнице (возникает эффект ускоренного охлаждения его головной части). Измененная форма головной и донной части слитка при прокатке на блюминге обусловливает более благоприятную форму соответствующих частей раската. Эффективность от использования слитка нового типа в обжимно-заготовочном производстве значительно перекрывает объективное удорожание слитка, полученное за счёт удорожания новых составов под разливку.
На каждом из перечисленных металлургических предприятий освоение разливки и прокатки слитков рациональной формы сопровождалось разработкой и реализацией сопутствующих технологических приемов, в частности: регламентацией графиков доставки слитков в отделения нагревательных колодцев, корректировкой нагрева слитков, определением оптимальных режимов обжатий на блюминге, регламентацией длин раскатов по технологической линии блюминг-НЗС, порядком отбора проб и обрези от раскатов и т.д.
Работы по освоению производства заготовок из полуспокойной низколегированной стали марки 3ТРпс, базирующегося на использовании слитка рациональной формы массой 9т на ОАО КГМК "Криворожсталь" были начаты в конце 2001г. и к середине 2002г. технология была освоена. В процессе освоения был накоплен положительный и отрицательный опыт производства заготовки из слитка новой формы, позволивший успешно применять новую технологию.
"Искрение" жидкого металла в изложницах с новым слитком завершается на 10-30% быстрее, чем в сравнительных изложницах с традиционными слитками той же плавки. Температура прибытия слитков в отделение нагревательных колодцев блюминга на 50-60°С выше, чем на плавках текущего производства (с обычным теплосодержанием). Это создало предпосылки для повышения температуры посада слитков в нагревательные колодцы. Проведенные при освоении технологии исследования показали, что дополнительное охлаждение водой верхней части кристаллизующегося слитка существенного влияния на выход годной заготовки не оказывает. Новая конфигурация и полученная при этом структура слитка позволили уменьшить длину обрези на ножницах блюминга с 400-500 мм до 100-200 мм.
В части негативных явлений было отмечено, что в недораскисленных плавках от 1 до 3 заготовок с головной части слитка могут иметь дефекты в виде рванин. Из-за повышенного торможения усадки слитка в изложнице при кристаллизации имели место случаи появления V-образных трещин в донной части раскатов после прокатки на блюминге и при неблагоприятном соотношении [Mn]/[S] новый слиток с большей вероятностью подвержен поверхностному трещинообразованию при прокатке. Причина этого явления - несовершенство первых вариантов оснастки.
В целом же в 2002г. расходный коэффициент металла при прокатке новых слитков находился в диапазоне 1,048-1,069 т/т заготовки. Доля частично зачищаемых заготовок составила 10,2-15,5% от общего количества производства заготовки. Объем прокатанного металла (по всаду) с использованием слитка новой формы в 2002г. был свыше 414 тыс. т.
С июня 2002г. была начата отработка технологии производства заготовок из слитка новой формы массой 12 тонн по технологической цепочке "Мартеновский цех - цех Блюминг-2". Начиная с июня по октябрь 2002г. прокатано свыше 136 тыс. т (по всаду) слитков новой формы, расходный коэффициент металла находился в диапазоне 1,063-1,073 т/т заготовки. Доля заготовок, нуждающихся в частичной зачистке, составила 11,5-12,5% от общего количества произведенной заготовки.
Параллельно в цехе Блюминг-1 шла отработка технологии, освоение выплавки, разливки и прокатки 9-тонного слитка стали Ст3пс. Во второй половине 2002г. было прокатано 203 конверторных плавки. Средний расходный коэффициент составил 1,062 т/т заготовки, объем частичной зачистки составил 12,4-16,1% от общего объема произведенной заготовки. Причем разделение отсортировки по видам дефектов таково: "усадка" — 0,01-03%; "рванина" — 0,13-0,2%.
В процессе использования комплексной технологии большое внимание было уделено качеству получаемой заготовки. Постоянно отбирали и исследовали поперечные темплеты от заготовок сечением 80x80 и 125x125 мм (по горизонтам слитка), а также продольные темплеты головных частей блюмовых раскатов. Производили контроль макроструктуры металла глубоким травлением в соответствии с ГОСТ 10243-75. Таким образом оценивали влияние на структуру металла различных факторов: применение воды для дополнительного охлаждения головной части слитка; шиберных затворов с плитами, коллекторами и стаканами различных диаметров; внесения при разливке алюминия, угля, FeSi, чугунной стружки, а также других технологических приемов.
Текущий контроль качества прокатанных заготовок при освоении технологии осуществляли при их осмотре на адьюстаже цехов Блюминг-1 и Блюминг-2. Основными признаками, по которым определяли дальнейшее назначение заготовок опытных плавок, являлось наличие дефектов: рванина, усадка, плена и трещины.
При наличии и, исходя из степени запороченности заготовок дефектом типа "рванина", их либо направляли на зачистку с последующим перекатом на мелкосортных станах по основному назначению, либо отсортировывали для переката в угловой прокат. При подозрении на наличие в заготовке дефекта типа "усадка", от штанг заготовок, вызвавших такие подозрения, отбирали темплеты для контроля макроструктуры. При подтверждении усадки, запороченные заготовки отсортировывали для последующего переката на угловые профили. Остальные заготовки направляли по прямому назначению. При наличии на поверхности отдельных заготовок продольных трещин и плены, запороченную поверхность, в случае необходимости, подвергали огневой зачистке. Выполнен анализ причин появления дефектов на заготовках типа "рванина" и "усадка". Установлено, что основной из них является нестабильность параметров раскисления стали. Выполненные корректировки технологии выплавки и разливки позволили снизить вероятность появления дефекта "усадка" в головной части слитковых раскатов.
Анализировали также влияние химического состава стали на количество отбираемой обрези. Данные анализа приведены в таблице. Из таблицы видно, что содержание в стали на выпуске углерода и марганца оказывает решающее влияние на качество заготовки и величину обрези. Чем выше окисленность стали, тем более запорочена грубой рваниной головная часть слитков. Снижение содержания кремния в стали также увеличивает количество обрези по рванине.
Таблица. Влияние химического состава стали на величину обрези
Суммарная
обрезь от
раската, % |
С,
% |
Mn,
% |
Si,
% |
t0 стали на
выпуске,
0С |
t0 стали
в ковше,
0С |
[С] в стали
на выпуске,
% |
[Mn] в стали
на выпуске,
% |
|
до 2 |
0,193 |
0,631 |
0,067 |
1608 |
1554 |
0,092 |
0,113 |
|
2-2,31 |
0,197 |
0,624 |
0,065 |
1609 |
1554 |
0,091 |
0,127 |
|
2,32-2,4 |
0,185 |
0,613 |
0,062 |
1606 |
1554 |
0,065 |
0,077 |
|
более 2,4 |
0,187 |
0,621 |
0,06 |
1609 |
1555 |
0,06 |
0,088 |
Оценка качественных показателей проката арматурных профилей из стали марки 3ТРпс, произведенных из заготовок, полученных при прокатке слитков новой формы, показывает полное соответствие свойств готового проката требованиям ДСТУ 3760-98, ГОСТ 5781-82.
В ходе реализации комплексной технологии производства слитков новой формы установлена возможность снижения расхода раскислителей (особенно марганецсодержащих) по сравнению со сталью традиционного способа производства. Были внесены коррективы по снижению содержания марганца в готовой стали при достижении оптимального результата по качеству и выходу годного (на основании статистического анализа). При этом экономия раскислителей при производстве опытных плавок в среднем за период опробования комплексной технологии составила не менее 0,5 кг/т по сравнению с выплавкой и разливкой стали в составы с изложницами КС - 8п в тот же период.
Расходный коэффициент металла при прокатке нового типа слитка в цехе Блюминг-1 за компанию в целом в 2002 году составил 1,063 т/т заготовки (по всаду - более 414 тыс.т 9-тонных слитков). Расходный коэффициент металла при прокатке в цехе Блюминг-2 за этот же период составил 1,067 т/т заготовки (по всаду - более 136 тыс.т 12-ти тонных слитков), то-есть экономия по обрези составила до 50 кг/т заданного.
-
Кроме того, снизились:
-
- расход условного топлива на нагрев - на 0,0064 т/т;
-
- угар при нагреве в отделении нагревательных колодцев - на 0,005 т/т;
-
- расход электроэнергии главным приводом при прокатке на стане блюминг-1250 - на 6% (0,48 кВт.ч на 1т заданного - экспертная оценка на основании данных многоканального регистратора параметров работы электрооборудования).
Расширение внедрения новой комплексной технологии, базирующейся на слитке новой формы, продолжилось в 2003г.
За 2003г. в цехе Блюминг-1 прокатано около 560 тыс.т слитков новой формы стали 3ТРпс и получен средний расходный коэффициент металла 1,059 т/т заготовки, подвергнуто частичной зачистке 11,6% заготовок. По стали Ст3пс: прокатано 63 тыс.т слитков новой формы, расходный коэффициент металла составил 1,056 т/т заготовки, подвергнуто частичной огневой зачистке 10,9% заготовок (значительно меньше, чем в 2002г.).
В цехе Блюминг-2 прокатано около 162 тыс.т металла, расходный коэффициент составил 1,071 т/т заготовки, подвергнуто частичной огневой зачистке 12,2% заготовок.
Общая эффективность комплексной технологии (в том числе и по отдельным статьям затрат) будет и в дальнейшем увеличиваться по мере расширения объёмов внедрения и, особенно, по мере последовательного снижения стоимости и удельного расхода необходимого нового сменного оборудования.
Полученный опыт промышленного использования новой комплексной технологии показал преимущество, эффективность и целесообразность использования такой технологической схемы, как обладающей значительным ресурсосберегающим потенциалом, поэтому специалисты НПО "Доникс" и КГМК "Криворожсталь" продолжат работы по дальнейшему улучшению показателей технико-экономической эффективности и усовершенствованию разработанной комплексной ресурсосберегающей технологии, так как резервы для улучшения имеются и пути решения дальнейших задач намечены.
|
|
