Конвертерное производство

Сталь по сравнению с чугуном содержит значительно меньше углерода до (2%). Она мягче, ее легче обрабатывать. Сталь обычно легируют , т.е. добавляют различные добавки, придавая ее разнообразные свойства, изменяя в каждом конкретном случае условие ведения технологического процесса.

Большинство добавок вводят в сталь в виде готовых сплавов с железом, которые называют ферросплавами.

Для выплавки стали на НЛМК используют кислородный конвертер.

Кислородно-конвертерный процесс-это выплавка стали из жидкого чугуна с добавкой лома в конвертере с основной футеровкой и продувка кислородом сверху через водоохлаждаемую фурму.

Сущность конвертерных процессов на кислородном дутье заключается в том, что залитый в плавильный агрегат чугун продувают кислородом; кислород окисляет примеси чугуна, в результате чего он превращается в сталь. Тепло, выделяющееся при окислении, обеспечивает нагрев стали до температуры выпуска.

Конвертер представляет собой емкость грушевидной формы, футерованные внутри огнеупорным кирпичом. В КЦ №1 установлено 3 конвертера емкостью по 160 т каждый, в КЦ №2 – 2 конвертера емкостью по 300 т.

В общем виде процесс ( выпуск) производства стали можно представить как ряд операций, задача которых – удаление примесей из чугуна. Предел чугуна и металлического лома в сталь-процесс окислительный.

Производится удаление примесей за счет вдувания в жидкий чугун технического чистого кислорода и перевода этих примесей в шлак или газовую фазу.

В качестве шлакообразующих материалов используют металлургическую известь, доломит и плавиковый шпат.

Из доменного цеха чугун попадает в миксер, где происходит выравнивание по температуре и химическому составу. Объем миксера составляет 1300т. Температура в нем 1350С. Далее чугун транспортируется для загрузки в конвертер. Но перед этим берут пробу чугуна для определения времени плавки будущей стали. В конвертер сначала загружают металлический лом (18-22%). Далее происходит заливка жидкого чугуна в конвертер. После продувают металл в конвертере дополнительным аргоном.

Изменение температуры и отбор проб металла и шлака производится после окончательной продувки. Выпуск плавки производится в сталеразливочный ковш с присадкой для усреднения химического состава и температуры.

Цикл плавки составляет около 40 минут. За сутки примерно 72 плавки.

Производство слябов осуществляется путем разливки жидкой стали на УНРС.

УНРС – агрегат, который позволяет разливать жидкий металл в твердые заготовки заданного сечения.

Основная часть УНРС – водоохлаждаемый кристаллизатор с медными стенками, внутри которых циркулирует охлаждающая вода. Перед началом разливки в кристаллизатор вводят так называемую затравку, которая образует дно кристаллизатора.

Жидкую сталь подают на УНРС в сталеразливочном ковше. Под него ставят промежуточный ковш, который распределяет жидкую сталь в кристаллизаторы. УНРС может иметь от 1 до 8 кристаллизаторов. На НЛМК применяют только двухручьевые кристаллизаторы.

Жидкая сталь, касаясь стенок кристаллизаторы, затвердевает. Затравка с намороженными слитками вытягивается из кристаллизатора.

Ниже кристаллизатора слиток попадает в зону вторичного охлаждения, где на поверхность слитка подают воду или смесь воды и сжатого воздуха.

Когда слиток постепенно затвердел и выпрямлен в горизонтальное положение, он попадает на установку газовой резки. Отрезанные слябы при помощи роликового конвейера подаются на склад.

КЦ №1 оснащен 2 УНРС криволинейного типа и 2 УНРС вертикального типа. КЦ№2 -4 УНРС криволинейного типа и одна радиального типа. Для разливки применяют ковш емкостью 180 и 350 т. Промежуточные ковши 10, 23, 30 и 50 т.

Сталеплавильное производство НЛМК состоит из двух конвертерных цехов, производительностью 3,8 и 5,5 млн.т. слябов в год соответственно.

В состав шихты для конвертера входит: стальной лом (100т), жидкий чугун (250 т), известь. Лом проходит предварительную подготовку: он не должен быть длинномерным, чаще всего применяют брикетированный. Средний выпуск плавки 318 т, температура выпуска 1640-1690 . Технологический процесс от завалки до завалки занимает, в среднем, 43 минуты, из них 20 минут- продувка. Готовый продукт представляет собой сляб размерами: толщина 200-250 мм, ширина 950-1850 мм, длина 5-12 м.

Рис. 6. Схема конвертора с верхней продувкой. 1 – стальной кожух; 2 – огнеупорная футеровка; 3 – кислородная фурма; 4 – завалка флюса; 5 – легирующие добавки; 6 – летка; 7 – ковш; 8 – заготовка; 9 – проволока; 10 – бесшовная труба.

Конвертерное производство НЛМК представлено двумя цехами.

В состав цеха № 1 входят следующие подразделения:

1. миксерное, которое оборудовано двумя миксерами (по 2,5 тыс.т.), служащими накопителями жидкого чугуна и усреднителями по химическому составу и температуре;

2. слив чугуна в ковш для перевозки (емкость 300т);

3. конвертерное отделение, включающее два конвертера по 350 т. Также здесь происходит подготовка сталеразливочных и промежуточных ковшей;

4. отделение непрерывной разливки стали. В составе отделения имеются криволинейные и радиальные сталеразливочные машины. Скорость разливки варьируется от 0,6 до 1 м/мин;

5. отделение огневой зачистки, где осуществляют устранение поверхностных наростов;

склад слябов;

6. шлаковое отделение.

Цех выпускает углеродистые и низколегированные стали.

Ферросплавный цех.

Производит ферросилиций ( 65% ). Примеси – алюминий и титан.

3 сорта ферросилиция : 1 – й ( алюминия 0,5% , титана 0,5% ),

2 – й ( алюминия 0,7% , титана 0,5% ),

3 – й ( алюминия 1,2% , титана 0,5% ), есть ещё 4 – й сорт с содержанием алюминия до 2,5%.

Данный продукт применяется в электросталеплавильном цехе и кислородно- конвертерном цехе №2.

Это производство очень энергоёмкое. Для него необходим рудо восстанавливающий способ в открытых печах (3 печи).

В данном цехе также производят ферротитан, сварочные флюсы, борсодержащие сплавы ( данное предприятие единственное производит этот продукт). 1 см3 бора поглощает количество радиации, испускаемое 10 – 15 см3 радия, эти сплавы самые дорогие. Наш комбинат поставлял эти сплавы на место ликвидации аварии Чернобыльской АЭС. Здесь же производят ацетилен, в виде баллонов, внутри которых находится пористая масса и ацетон, куда потом закачивают ацетилен.

Компоненты шихты приходят в вагонах и выгружаются на шихтовый двор.
Здесь кокс дробят дробилками , а потом просевают. Все компоненты разделены между собой , чтобы было удобнее производить дозировку для получения шихты необходимого состава. Одним из компонентов шихты является стальная стружка.
Также применяется древесная стружка , необходимая для того , чтобы разрыхлять колошник печи. На территории цеха есть газоочистка , в которой вода уносит в отстойники отходы производства , но она эффективна только на
65%. Вскоре здесь хотят построить сухую газоочистку. Вообще цех стандартизирует немецкая фирма «Зергюф», что приводит к постоянному улучшению качества работы цеха.

Далее шихта поступает в машинный зал. Здесь есть 4 дымоотсоса. По тракту шихтоподачи компоненты проходят в бункер , а затем развозятся по дозировочным площадкам. Дозируют , начиная с самого лёгкого компонента , чтобы легче было перемешивать шихту. На этом участке расположены печи мощностью по 10,5 МВт. В печь опускается 3 электрода при температуре 1500С, и шихта начинает плавиться. В смену цех потребляет приблизительно 75 кВТ часов электроэнергии , поэтому в цехе есть электрический режим. Все элементы печи водо-охлаждаемые. Печь в основном обслуживает 3 человека.

Через лётку готовый продукт по желобу попадает в изложницу , где он остывает , а после его подают на разбивочную машину. Далее в измельченном виде продукт попадает в бункера хранения. Этот цех единственный получает ферросилиций такого высокого качества с первого передела.

В алюминотермическом отделении производят дорогостоящие плавки с получением борсодержащих сплавов.

Состав калоши шихты :

300 кг. кварцита,

150 кг. кокса,

65 кг. стальной стружки.

Время выплавки продукции – 1 час 20 минут.

Ремонтный цех

В 1989 году на базе отдельных цехов комбината создан ремонтный завод. Его основные задачи: 1 - своевременное и качественное проведение текущих и капитальных ремонтов оборудования; 2 - изготовление оборудования для реконструкции, модернизации технологических объектов. В

состав ремонтного завода входят: 12 производственных специализированных цехов; цех подготовки производства со складом запасных частей и оборудования, оснащенный автоматизированной системой учета; автотранспортное подразделение; служба управления; 4 лаборатории; 2 инспекции по надзору за эксплуатацией грузоподъемного и напольного оборудования.

В цехах ремонтного завода сосредоточено современное оборудование для изготовления, упрочнения и восстановления всевозможных узлов деталей. Используются новейшие передовые технологии, производятся все виды термообработки черных и цветных металлов, а также их сплавов: объемная, поверхностная (токами высокой частоты и газопламенная), химико-термическая. Выпускаются швеллера гнутые, уголок гнутый, черепица, прессовые поковки, спецпрофмет и другие виды продукции. Наносятся защитные покрытия, в том числе полиуретановые.

В КПО ОРМЦ изготовляют детали для ремонта оборудования НЛМК. Оборудование, которым оснащен цех, это: гидравлические прессы, паровоздушные молоты, пневматические молоты машины для раскатки колец, метадические печи.

Из заготовок, которыми являются слитки, куют различные по размерам поковки, в основном - валки прокатных станов.

Фасонно-литейный цех

Структура литейного производства предприятия:

модельный цех;

фасонно-литейный цех №1 (производство крупного стального литья);

фасонно-литейный цех №2 (производство мелкого стального, чугунного и цветного литья);

чугунолитейный цех;

термический цех.

Мощность по производству отливок

Сплавы	Объем, т/год
Отливки из стали и сплавов	25 700
Отливки из чугуна	13 260
Отливки из цветных сплавов	1 890

Развес отливок

Материал отливок	Масса отливок, кг
от	до
Чугун	2,5	100 000
Сталь		120 000
Цветные сплавы	0,1	3 500

Мощности литейного производства позволяют изготовить детали:

Из углеродистых, легированных, высоколегированных марок стали по ГОСТ 977-88;

Из чугуна: серого СЧ10, СЧ15, СЧ20, СЧ25, СЧ30; высокопрочного ВЧ45, ВЧ50; антифрикционного АЧС1 и специального ЧХ1, ЧХ28, ЧХ28Н1, СЧИ1, СЧИ2, СЧР, СЧ20ХН;

Из цветных сплавов: бронзовых БрА9ЖЗЛ, БрА10ЖЗМц2Л, БрА10Ж4Н4Л, Бр01ОФ1, Бр05Ц5С5 и алюминиевых АК2, АК7, АК5М7.

Может быть рассмотрена возможность изготовления отливок из других марок сплавов.

Формы для мелких отливок изготавливаются на линии импульсной формовки.

Формы для среднего литья изготавливаются методом встряхивания и на вибростолах с применением смесителей непрерывного действия из химически твердеющих смесей на неорганических связующих.

Формы для крупного и тяжелого литья изготавливаются методом ручной формовки по песчано-глинистым смесям и с применением химически твердеющих смесей на основе фурановых смол.

Сталь перед разливкой подвергается внепечной обработке в установке "Ковш-печь".

Для цветного литья имеется парк машин центробежного литья, а для отливок из алюминиевых сплавов используются технология литья под давлением и в кокиль. Производится обрубка и очистка литья.

Отливки могут подвергаться следующей термообработке:

отжиг для снятия внутренних напряжений и понижения твердости;

закалка; нормализация; нормализация с отпуском;

поверхностное упрочнение и др.

По желанию заказчика отливки могут быть подвергнуты механической обработке.