Литейно-прокатные комплексы малой мощности. Первая часть.
Применение концепции «минизавода» для производства круглой и арматурной стали диаметром 12—24 мм в на базе установок малой и средней мощности позволяет разместить оборудование на свободных площадях существующих цехов предприятий со сложившейся инфраструктурой и имеющих резервы по энергоносителям. Такое решение имеет преимущество по существенному снижению капитальных затрат. Экономически выгодный литейнопрокатный комплекс относительно малой мощности образован на базе одноручьевой МНЛЗ горизонтального типа, специально подобранного электросталеплавильного и конструктивно проработанного прокатного оборудования, при этом определены оптимальные технологические режимы для всех стадий производства.
В НПП ТОЧМЕТ подготовлены решения по созданию литейно-прокатных комплексов (ЛПК) для производства 40—45 тыс. т в год круглой стали и арматуры. Основное сырье — лом черных металлов. В целом концепция ТОЧМЕТа заключается в создании сбалансированного производства проката на установках малой мощности, своего рода «суперминизавода». При этом производится анализ работы всех элементов технологии, вы бор оптимальных режимов, выбор и проектирование оборудования по всей технологической цепи производства от подготовки исходных материалов до отгрузки готовой продукции.
В настоящее время в ТОЧМЕТе создается опытно-промышленный литейно-прокатный комплекс для получения круглого прока та диаметром 12—20 мм из конструкционных и инструментальных сталей. В состав комплекса входят: индукционная печь емкостью 1,0 т; одноручьевая МНЛЗ ГТ для получения заготовок диаметром 60—120 мм (рис. 1), электропечи подогрева металла, реверсивная клеть винтовой прокатки, группа клетей продольной прокатки. С ноября 2003 года ведется опытная эксплуатация первой очереди комплекса. При освоении литейно-прокатного оборудования особое внимание обращается на параметры стабильности процесса и обеспечение качества металла.
Низкие капитальные затраты позволяют использовать МНЛЗ ГТ и для производства обычных углеродистых сталей при ре конструкции существующих металлургических предприятий, и в строительстве новых комплексов. Однако основным направлением реализации таких установок следует считать производство сталей с особыми свойствами для изделий, выпускаемых малыми партиями. В качестве примеров можно привести получение инструментальной стали, заготовок из сталей для электрошлакового переплава, заготовок для прокатки мелющих шаров. Целесообразность и эффективность того или иного производства в общем случае определяется показателями стоимости. Возможность согласования производительности МНЛЗ и прокатного стана позволяет сократить потери энергии на подогрев заготовки и использовать тепло предыдущей обработки.
Комплексный процесс прорабатывается по каждому этапу технологии: подготовка исходных материалов, выплавка ста ли, получение заготовок, прокатка. Для прокатного передела предложены эффективные калибровки валков. В расчетах учтены все важнейшие параметры, в том числе изменение свойств металла при различных температурах и режимах де формации. Мелкосортный прокатный стан выполнен по «полу непрерывной» схеме, при которой исходная заготовка получает предварительное обжатие в реверсивной клети продоль ной прокатки или клети винтовой прокатки. Такое решение в прокатном переделе позволяет обеспечить эффективную за грузку оборудования. При использовании винтовой прокатки возможна организация совмещенного процесса.
По комплексу оборудования ТОЧМЕТ ведет разработку устройств, специализированных для условий работы минизавода. В частности, проработаны конструкции основных элементов МНЛЗ, прокатных клетей продольной прокатки, гидравлических ножниц для резки непрерывнолитых заготовок. Во многих случаях удается применить менее металлоемкие решения и приводы меньшей мощности. Для всего комплекса установок производится согласование характеристик производительности. Важным аспектом является рациональный вы бор сталеплавильного оборудования. Увеличение производительности сталеплавильного процесса при сохранении емкости печи достигается применением установки «печьковш». В этом случае в печи производятся ускоренные процессы плавки и раскисления, а на установке «печьковш» — доводка металла по химическому составу.