КОНЦЕПЦИЯ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОЙ МОДУЛЬНОЙ МАШИНЫ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК КВАДРАТНОГО СЕЧЕНИЯ

Производительность процесса непрерывного литья заготовок зависит от таких параметров, как скорость литья и размер заготовки (последний фактор часто ограничивает часовую производительность, диктуемую требованиями прокатного стана), а также от особенностей оборудования и работы установки. Наличие соответствующего оборудования, минимальное обслуживание и ремонт, меньшее число обслуживающего персонала, а также широкомасштабная автоматизация — все эти факторы способствуют увеличению выпуска продукции, поскольку ведут к существенному упрощению управления технологическим процессом, планирования производства и контроля качества.

Эти особенности проиллюстрированы на примере работы современной МНЛЗ, поставленной фирмой Daniely на завод Ferriere Nord летом 1991г.

Завод Ferriery Nord, представляющий собой часть Pittina Group, в настоящее время выпускает 550000 т проката в год. Технологическая линия состоит из электродуговой печи номинальной вместимостью 70 т с трансформатором мощностью 40MB*А и системой Danarc. Печь также оборудована сверхзвуковым кислородным копьем, донными фурмами и горелками для выплавки стали под пенистым шлаком. После выпуска из печи проводится доводка стали путем введения ферросплавов и порошковой проволоки и перемешивание вдуваемым снизу аргоном.

Сталеплавильный цех оборудован современной установкой для удаления дыма и обеспыливания, которая собирает первичные и вторичные дымы, образующиеся при выплавке и доводке стали.

Продукцией Ferriere Nord являются свариваемые и микролегированные арматурные стали, низкоуглеродистые с га ли для холодной вытяжки и низколегированные стали для сварочной проволоки. Непрерывнолитые заготовки поступают в проволочномелкосортный стан (диаметр катанки от 5,5 до 15 мм). Дальнейшие операции — холодная прокатка или холодное волочение до диаметра 0,6 мм (для сварочной проволоки).

Новая МНЛЗ на Ferriere Nord заменила старую, которая, имея максимальную производительность всего ЗОт/ч, стала с годами узким местом производственного процесса завода. Старая конструкция не позволяла ввести в работу дополнительно новый ручей без прекращения разливки, и это делало установку новой МНЛЗ еще более желательной. Более того, планируемое увеличение выпуска продукции привело к принятию решения об установке МНЛЗ большого радиуса.

Для такого проекта оптимальной была признана МНЛЗ радиусом 7 м с учетом следующих обстоятельств: диапазона размеров литых заготовок (до 160 мм); длины участка спрейерного охлаждения и числа спрейерных зон; работы установки без разгиба заготовки всех размеров с максимальной скоростью отливки ц с наилучшим качеством: возможности установки в дальнейшем дополнительного оборудования для литья других марок стали при наличии потребности.

Поворотное устройство ковша — два независимых кронштейна и подъемник ковша. Тележка промежуточного ковша — две тележки с кронштейнами и механизмом подъема промежуточного ковша вместимостью 20 т с уровнем 550 мм.

В кaталлизаторе существуем возможность установки еремешивателя. Гильза кристаллизатора криволинейная, в виде одностороннего конуса.

Смазка кристаллизатора — масло подается с каждой стороны кристаллизатора.

Уровень кристаллизатбра контролируется магнитной системой CEDA. В системе резки используются газокислородные резаки. Мерные длины — 16 м; затравка — жесткая.

Холодильник включает систему подвижных и неподвижных реек.

В то же время при детальной разработке конструкции МНЛЗ необходимо было учесть и специфические требования Ferriere Nord.

МНЛЗ должна была быть размещена в существующем пролете рядом с уже работающей МНЛЗ и не мешать текущему производственному процессу. Достаточное пространство должно было быть оставлено для манипулирования с ковшом и обеспечения регулярной загрузки МНЛ31 на стадии установки второй МНЛЗ.

Таким образом, МНЛ31 функционировала до тех пор, пока новая МНЛЗ не достигла полной мощности. Время простоя при пуске МНЛ32 таким образом измерялось не днями, а часами.

Установка водяного охлаждения МНЛ31 была повторно использована для новой МНЛЗ — она была просто переключена с одной МНЛЗ на другую. В период пуска МНЛ31 находилась в состоянии 15мин готовности на случай неполадок с новой МНЛЗ, но пусковой период МНЛ32 прошел гладко и включения МНЛ31 не понадобилось. После окончания пусковой стадии МНЛ31 была демонтирована.

МНЛЗ была спроектирована для непрерывной работы, т.е. для такой работы, при которой профила**! веское обслуживание вне графика должно быть сведено к нулю.

Использованный модульный подход отвечает этому требованию: каждый ручей действительно является самостоятельной установкой для литья. При этом любое нарушение работы одного ручья ’ не мешает работе всей МНЛЗ, и процесс литья может продолжаться. Это было достигнуто путем проектирования отводимых кристаллизаторов и разделения перегородкой камеры, орошаемой водой.

Поскольку каждый качающийся стол является отводимым, то возможен отвод всего кристаллизатора в исходное положение и работа с ним в безопасных условиях даже во время процесса литья.

Модульный подход позволяет оптимизировать эффективность работы оборудования и его обслуживания. Смена кристаллизатора проводится легко и быстро, ее можно осуществить за 10 мин, оператор при этом находится в полной безопасности.

Разработанный на Ferriere Nord специальный шибер ежесуточного промковша с устройством для смены стакана в процессе работы делает безопасным повторное открытие отверстия сталеразливочного стакана.

Разделение перегородками камеры орошения позволяет ремонтировать один ручей во время работы МНЛЗ. При смене одного кристаллизатора возможен также осмотр и ремонт спрейеров. МНЛЗ оснащена полной системой управления второго уровня. Помимо обычной базовой автоматизации с помощью программируемых контроллеров второй уровень исполняет ряд расширенных функций по управлению процессом. Система основана на использовании программируемых устройств управления, которые собирают и управляют данными, полученными от программируемых контроллеров, и диалогового пульта оператора для рационального управления технологическим процессом. Компьютер второго уровня может быть связан или с заводским компьютером третьего уровня, или с программируемыми устройствами второго уровня, управляющими работой сталеплавильной и ковшовой печей.

После плавок в режиме горячего испытания в первый период работы на МНЛЗ было произведено литье тысячи плавок без единого прорыва металла МНЛЗ находится в работе три смены в сутки, для обслуживания выделена одна смена в неделю.

С момента пуска МНЛЗ 17 июня 1991 г. были достигнуты следующие результаты: среднее число последовательно обрабатываемых плавок — 43 (для всей последовательности применяется только один промежуточный ковш): максимальное количество последова тельно обрабатываемых плавок — 56; среднее число плавок в день — 25—26; максимальное число плавок в день — 29.

За период более 5500 рабочих часов зарегистрировано только два прорыва металла при производительности 90т/ч и максимальном выпуске 100 т/ч.

По сравнению со старой МНЛЗ дополнительно обрабатывается более одной плавки за 1 сутки, это стало возможным благодаря надежности оборудования, широким пределам запроектированной производительности и длительности следующих непрерывно операций литья с заменой стакана в процессе работы.

Для заправки в новый ручей и повторного запуска МНЛЗ требуется менее 15 мин. Дальнейшие усовершенствования будут связаны с внедрением системы замены промежуточного ковша в процессе работы.

После пуска новой МНЛЗ персонал, контролирующий качество, зарегистрировал общее улучшение качества продукции, а металлурги отнесли это улучшение на счет некоторых новых конструктивных особенностей МНЛЗ.

Увеличение вместимости промежуточного ковша привело к снижению турбулентности над стаканами и увеличению долговечности порогов и переливных устройств. Усовершенствование технологии выплавки было достигнуто также за счет использования основных покровных шлаков, обеспечивающих лучшее удаление неметаллических включений. Были получены прекрасные результаты, которые в настоящее время связывают с тщательностью проведения процесса обработки шлаком.

Контроль уровня металла в кристаллизаторе и новая конструкция спрейерного охлаждения улучшили качество поверхности, а автоматизация МНЛЗ повысила воспроизводимость параметров процесса и постоянство качества продукции.

Пуск новой МНЛЗ сопровождался внедрением системы обеспечения качества, которая получила сертификацию в 1992 г.

Благодаря особенностям конструкции новой МНЛЗ увеличена безопасность оператора. Вследствие полной автоматизации для управления всеми шестью ручьями в литейном цехе требуется только один оператор. Безопасность работы повысилась при введении автоматического контроля уровня металла в кристаллизаторе и при автоматическом приведении в движение желобов промежуточного ковша. Автоматический контроль уровня металла в промежуточном ковше способствует улучшению условий работы оператора шибера, который теперь может больше не работать в жаре и в неудобном положении над промежуточным ков кристаллизатора. Эти особенности позволяют шом* полностью автоматизировать литье и ставят У новой МНЛЗ имеется также усовершенст МНЛЗ Ferriere Nord на самый высокий уровень вованная система вытяжки дыма от смазки с точки зрения безопасности персонала.

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ Черная металлургия России и стран СНГ в XXI веке. Т о м 3, Москва 1994