 |
|
Ресурсосберегающие технологии обжимно-заготовочного передела комбината "Криворожсталь"
За счет применения уширенных книзу изложниц, слитков новой формы, разработки и реализации новых схем прокатки на обжимных станах, устройств, исключающих удары и перегрузки в главной линии блюмингов за 10 лет (с 1993 по 2003 г.г.) расходный коэффициент металла снижен с 1,1785 до 1,1011 т/т заготовки.
Одной из первостепенных задач производственно-экономической деятельности комбината является постоянное снижение норм расхода ресурсов в натуральном выражении и производственной себестоимости выпускаемой продукции.
Для успешного решения этой задачи необходима конкретизация и уточнение всех видов технологических потерь, образующихся в процессе производства, и прежде всего - в основных переделах. Особое внимание при этом уделяется одному из важнейших технологических потоков - переработке слитков в передельную и товарную заготовку, передаваемую для последующего переката на собственные станы или отгружаемую потребителю в готовом виде.
За последние годы в обжимно-заготовочном производстве комбината "Криворожсталь" специалистами комбината и НПО "Доникс" (г. Донецк) выполнен целостный комплекс взаимосвязанных работ по снижению удельного расхода металла, совершенствованию оборудования и технологии прокатки слитков на блюмингах 1250 и 1300, а также производства заготовок на непрерывно-заготовочных станах (НЗС) 730/500 и 900/700/500, работающих в одном технологическом потоке соответственно с блюмингами 1250 и 1300. В результате за последние 10 лет в среднем для всего марочного сортамента КГМК "Криворожсталь" фактический расход металла на 1 тонну годной заготовки снизился на 78 кг/т (см. рисунок).
Рис.1. Расход слитков на 1 т заготовки в обжимных цехах комбината "Криворожсталь"
Существенное снижение доли металлоотходов при производстве заготовки достигнуто за счет использования комплексного подхода к внедрению мероприятий новой техники и полномасштабной реализации в условиях КГМК "Криворожсталь" нижеследующих взаимосвязанных металлосберегающих технологий.
Прокатка слитков, отлитых в уширенные книзу изложницы, донной частью вперед с использованием систем предотвращения пробуксовок главного привода в обжимных цехах комбината (с соответствующими схемами прокатки и режимами обжатий). Технология обеспечивает значительное снижение обрези на ножницах блюмингов 1250 и 1300 благодаря уменьшению "утяжки" в донной части блюма при прокатке. Беспроблемное применение данной схемы сделалось возможным только за счёт совместного использования с устройством для предотвращения пробуксовок, поскольку последнее обеспечивает исключение ударов и перегрузок в главной линии блюмингов при захвате и прокатке слитков в первых проходах.
При этом доля обрези в расходном коэффициенте на блюминге 1250 снижена на величину до 15 кг/т в сравнении с традиционной технологией, а на блюминге 1300 - до 10 кг/т годного металла.
Производство заготовок и сортового проката из слитков, отлитых в уширенные книзу изложницы и прокатанных с сокращенной головной обрезью (за счёт прокатки дном вперёд с использованием системы предотвращения пробуксовок главного привода и оригинальных режимов прокатки) на блюмингах 1250 и 1300 с последующей обработкой и частичной перефабрикацией дополнительно полученных заготовок из головной части слитка. Комплексное организационно-технологическое мероприятие обеспечивает снижение обрези на ножницах блюмингов 1250 и 1300, снижение объемов отсортировки и зачистки с сохранением уровня качества и служебных свойств металла дополнительно полученной передельной заготовки (по прямому назначению). При этом отсортированные и перефабрикованные заготовки применяют для производства металлопродукции, для которой действующими стандартами макроструктура металла не регламентируется.
Доля обрези в расходном коэффициенте низкоуглеродистых марок стали снижена на блюминге N°1 на 23 кг/т, на блюминге N°2 - до 36 кг/т.
Усовершенствованная комплексная металлосберегающая технология производства блюмов уменьшенного сечения и заготовок из них всех групп марок стали, производимых в цехе Блюминг N°2. Разработанные схемы прокатки, калибровки и режимы обжатий для всех типов слитков и групп марок стали позволили улучшить проработку сечения блюмового раската при прокатке в валках большого диаметра, увеличить суммарную степень деформации и коэффициент вытяжки при прокатке на блюминге в 1,059 - 1,195 раза по сравнению с существовавшими режимами прокатки с соответствующим увеличением длины раската. Сочетание вышеперечисленных факторов (особенно для уширенных книзу слитков при прокатке донной частью вперед) приводит к улучшению структуры металла и к более эффективному смещению зоны внутренних дефектных зон головной части слитка к концу раската и, как следствие, к снижению удельных потерь металла при сохранении или уменьшении абсолютных норм обрези с сохранением качественных показателей металла.
Максимальные показатели эффективности мероприятия достигаются при совместном использовании с технологией восстановления валков блюминга методом наплавки. Доля обрези в расходном коэффициенте, например, при производстве низколегированных марок стали, снижается на величину до 15 кг/т годного металла.
Ресурсосберегающая технология производства передельной заготовки из полуспокойных марок стали с использованием 9- и 12-тонного слитка нового типа. Сквозная ресурсосберегающая технология освоена в условиях действующего производства и внедрена в сталеплавильном и прокатном переделах с объемами производства около 80 тыс. тонн в месяц. Улучшение технико-экономических показателей производства заготовок из слитков нового типа обусловлено значительным увеличением выхода годного металла в результате кардинального сокращения донной и головной обрези на блюминге и НЗС, а также сокращением расхода энергоносителей и угара металла. Эффективность от использования слитков нового типа в обжимно-заготовочном производстве значительно перекрывает объективное удорожание слитка нового типа, вызванное увеличением затрат на подготовку новых составов под разливку.
Основа созданного комплекса технологических процессов и сущность данной ресурсосберегающей технологии заключается в применении слитка новой конфигурации в совокупности с измененными условиями кристаллизации жидкой стали в применённой изложнице (эффект усиленного охлаждения головной части формирующегося слитка). При этом после разливки получают слиток с увеличенной толщиной моста здорового металла в головной части, имеющий значительные преимущества в технологическом процессе последующего обжимно-заготовочного передела в комплексе со специально разработанными для него режимами обжатий. Очень важную роль в комплексной технологии играют новые регламентированные графики доставки слитков в отделения нагревательных колодцев обжимных цехов, а также режимы нагрева таких слитков, учитывающие присущее им повышенное теплосодержание и специфический характер распределения температур по высоте и сечению.
В результате внедрения этого мероприятия доля обрези в расходном коэффициенте в цехах Блюминг N°1 и N°2 для полуспокойных низколегированных и полуспокойных рядовых марок стали снижена до абсолютной величины 35 - 60 кг/т годного.
Устройства механической правки горячего раската квадратных сечений 125x125 мм и 150x150 мм в технологических потоках перед порезкой на мерные длины ножницами обводных линий НЗС цехов Блюминг N°1 и N°2. Используемые устройства предназначены для снижения кривизны, серпления и скручивания раската. При этом на непрерывно-заготовочных станах исключается сверхнормативная обрезь при зачистке искривленных концов раската, повышается технологичность процесса раскроя раската и производительность при производстве передельной и товарной заготовок промежуточных сечений.
Разработка и внедрение новых технологических схем прокатки слитков спокойных марок стали в цехах Блюминг N°1 и Блюминг N°2. Разработаны и внедрены новые, дифференцированные в зависимости от направления прокатки, режимы обжатий. Новая схема деформации позволяет снизить величину наката в головной части слитка, уменьшает смещение здорового металла в прибыльную зону (удаляемую в обрезь), увеличивает выход годной заготовки.
Технология производства в цехах Блюминг N°1 и N°2 заготовок полуспокойных марок стали (в том числе кипящих по полуспокойному варианту) с оптимизацией и дифференциацией норм обрези. Разработаны и опробованы новые, дифференцированные в зависимости от направления прокатки, режимы обжатий. Новая схема деформации позволяет снизить величину наката в донной части слитка с сопутствующим смещением здорового металла из зоны головной части слитка (удаляемой в обрезь) в направлении годной зоны раската с соответствующим увеличением выхода годного металла. По результатам проведенных исследований при опробовании новых режимов разработаны рекомендованные значения дифференцированных нормативов отбора головной обрези, которые нашли соответствующее отражение в технологических инструкциях.
Комплексная, ресурсосберегающая технология нагрева слитков с повышенным теплосодержанием, последующей прокаткой на блюминге в блюм уменьшенного сечения с использованием цифровой системы управления главным приводом стана и прокаткой на НЗС по усовершенствованной калибровке валков в цехах Блюминг-1 и Блюминг-2. Использование цифровой системы управления главным приводом обжимных станов, взамен физически и морально устаревших существующих систем управления, позволяет реализовать стабильный технологический процесс прокатки слитков, снизить или предотвратить случаи возникновения опасных режимов при прокатке, а также минимизировать их последствия. Кроме этого, использование цифровой системы управления создает благоприятные условия для дальнейшего совершенствования технологии нагрева и прокатки слитков, с целью экономии энергетических и материальных ресурсов, например:
- снижение температуры томления слитков на 20 - 30°C позволяет уменьшить расход топлива и угар металла;
- прокатка слитков в блюм уменьшенного сечения позволяет увеличить суммарную степень деформации и коэффициент вытяжки при прокатке на блюминге, улучшить прорабатываемость по сечению раската, снизить потери металла в обрезь на ножницах блюминга;
- использование блюмов уменьшенного сечения при дальнейшей прокатке на НЗС позволяет расположить на валках дополнительные калибры и убрать "лишние" клети.
Сквозная комплексная технология производства слитков увеличенной массы, с целью повышения выхода годного. Технология охватывает сталеплавильные и обжимные цехи комбината "Криворожсталь". Сущность её заключается в разработке и изготовлении специальной оснастки для разливки стали, отработке технологических приемов выплавки и разливки стали, нагреве и прокатке полученных слитков увеличенной массы (тяжелее традиционно используемых на комбинате на 350 - 600 кг) на блюмингах. Производство более тяжелых слитков позволяет повысить выход годного, но при этом их прокатка связана со значительными трудностями, обусловленными конструктивными особенностями обжимно-заготовочных станов (ограниченные размеры шлепперных полей, расстояний между группами НЗС и т.п.). Реализация данной технологии на стадии прокатного передела требует, в отдельных случаях, реконструкции основного и вспомогательного оборудования обжимных станов.
Перечисленный выше комплекс внедренных мероприятий стал возможен благодаря техническим разработкам и технологическим решениям специалистов НПО "Доникс", защищенным государственными патентами. Для обеспечения оптимального функционирования новых технологических схем специалистами НПО также проведен большой комплекс работ в области управления главными приводами станов и другого оборудования технологических линий цехов, а также в сфере автоматизации и контроля технологических процессов, сквозного учёта в потоке цехов и соответствующего программного обеспечения технологических процессов, основными из которых являются:
- программно-аппаратные системы сбора и контроля параметров работы электроприводов и оборудования НЗС и блюмингов;
- устройство для предотвращения пробуксовок главного привода блюминга 1250;
- система контроля и ограничения скоростных режимов главного привода блюминга 1300 при захвате слитка для предотвращения пробуксовок;
- аппаратно-программные комплексы автоматической регистрации аварийных параметров работы электрооборудования технологического потока прокатных цехов;
- системы автоматизированного расчета оптимального раскроя заготовки сечением 125x125 мм на обводной линии НЗС 730/500 и заготовки сечением 150x150 мм на обводной линии НЗС 900/700/500 ("советчики оператора");
- АСУ ТП оптимального безостаточного раскроя раскатов сечением 80x80 мм на НЗС 900/700/500 и НЗС 730/500 с применением управляющей системы СУРП;
- интегрированная информационная система автоматизации контроля, учета и управления технологическими процессами цеха Блюминг-2;
- комплексная автоматизированная система управления скоростными режимами прокатки, автоматического регулирования, контроля режимов работы и управления главного привода блюминга 1300 с оптимизацией скоростных режимов прокатки.
На последнем мероприятии, внедрение которого вступило в завершающую фазу, следует остановиться более подробно. Автоматизированная комплексная система управления с оптимизацией скоростных режимов прокатки и контролем работы главного привода блюминга 1300 - это полностью "цифровая" система управления главным приводом обжимного стана, не имеющая аналогов в мире в части заложенных функциональных возможностей системы и применённых алгоритмов управления и регулирования. Внедрение разработанного автоматизированного комплекса позволяет в частности обеспечить:
- высокую стабильность технологического процесса;
- автоматизацию функций управления при работе операторов главного поста управления блюмингом и устранение влияния человеческого фактора на часть операций управления;
- надёжность работы механического и электрического оборудования главной линии стана 1300 за счёт автоматической оптимизации скоростных режимов работы электропривода в функции энергосиловых параметров, режима обжатий, схемы прокатки и соответствующего выбора уровней предельных скоростей и ускорений при захвате и прокатке слитков в каждом проходе.
В ближайшей перспективе планируется создание аналогичной системы для блюминга 1250.
Следует отметить разработку и освоение целого ряда других ресурсосберегающих мероприятий на КГМК, таких как:
- технология полного восстановления валков обжимных и заготовочных станов методом наплавки, которая является развитием существующей технологии наплавки на новом технологическом и техническом уровне. Реализация технологии позволит производить прокатку на валках постоянного диаметра с увеличением выхода годного и улучшением качества проката, срок службы валков становится практически неограниченным;
- новый тип высокоэффективных охлаждающих устройств для прокатных валков, подтвердивших высокую технологическую эффективность и экономическую целесообразность их применения в условиях КГМК;
- комплекс мероприятий, направленный на увеличение массы слитков всех типов, базирующийся на частичной реконструкции оборудования в технологическом потоке станов блюминг и НЗС;
- армирование жароупорными плитами опорных поясов рабочих камер нагревательных колодцев в цехах Блюминг N°1 и N°2, что позволяет увеличить межремонтный период эксплуатации и экономить огнеупоры;
- комплексная технология подготовки заготовок на адъюстажах цехов Блюминг N°1 и N°2 и транзитной их передачи с повышенным теплосодержанием из обжимного в сортопрокатный цех и прокатки на мелкосортных станах - технология транзитной передачи горячих заготовок сечением 80x80мм из рядовых и низколегированных марок стали в методические печи мелкосортных станов позволяет повысить теплосодержание и, соответственно, температуру посада заготовок в нагревательную печь.
- разработка и внедрение усовершенствованных схем посада и выдачи слитков в совокупности с технологией их нагрева, направленных на рациональное использование топлива, равномерный нагрев металла в нагревательных колодцах блюминга 1300 и снижение случаев "лыжеобразования", вызываемых неравномерным нагревом, сокращение сверхнормативной обрези при прокатке.
Таким образом, комплексный подход к проблемам минимизации технологических потерь производства при прокатке стальных слитков на блюмингах 1250 и 1300 комбината "Криворожсталь" позволил значительно сократить удельный фактический расход металла на 1 тонну заготовки при одновременном сохранении и, в некоторых случаях, улучшении качественных характеристик металла, в совокупности с обеспечением бесперебойной работы прокатного оборудования и комплексной автоматизацией производственных процессов цехов. Если в 1993г. в целом по обжимно-заготовочному переделу расход заданного (слитки) составлял 1,1785 т/т заготовки, то 11 лет спустя этот показатель сократился почти на 80 кг/т и составил 1,1011 т/т заготовки.
|
|
