Этапы развития мелкосортных, проволочных станов и литейно-прокатных агрегатов для производства мелкого сорта и катанки

Выполнен анализ опыта перевода действующих мелкосортных и проволочных станов, работающих на катаной заготовке поперечного сечения 80×80 мм, на непрерывнолитую заготовку увеличенного поперечного сечения. Показано, что наиболее рациональным и менее затратным путём такого перевода является создание лит...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2015
Hauptverfasser:	Коновалов, Ю.В., Маншилин, А.Г., Коренко, М.Г.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України 2015
Schriftenreihe:	Металл и литье Украины
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/162774
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Этапы развития мелкосортных, проволочных станов и литейно-прокатных агрегатов для производства мелкого сорта и катанки / Ю.В. Коновалов, А.Г. Маншилин, М.Г. Коренко // Металл и литье Украины. — 2015. — № 7. — С. 9-20. — Бібліогр.: 28 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-162774
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1627742020-01-16T01:26:25Z Этапы развития мелкосортных, проволочных станов и литейно-прокатных агрегатов для производства мелкого сорта и катанки Коновалов, Ю.В. Маншилин, А.Г. Коренко, М.Г. Выполнен анализ опыта перевода действующих мелкосортных и проволочных станов, работающих на катаной заготовке поперечного сечения 80×80 мм, на непрерывнолитую заготовку увеличенного поперечного сечения. Показано, что наиболее рациональным и менее затратным путём такого перевода является создание литейно-прокатных агрегатов. Виконано аналіз досвіду переводу діючих дрібносортних і дротових станів, що працюють на катаній заготовці поперечного перерізу 80×80 мм, на безперервнолиту заготовку збільшеного поперечного перерізу. Показано, що найбільш раціональним і менш витратним шляхом такого переводу є створення ливарно-прокатних агрегатів. An analysis of conversion experience was made for acting small section and rod mills after changing cross-section 80×80 mm ingots to continuous casting ingot of increased cross-section. It is shown, that the most efficient and cheaper way of such a conversion is construction of casting-rolling aggregates. 2015 Article Этапы развития мелкосортных, проволочных станов и литейно-прокатных агрегатов для производства мелкого сорта и катанки / Ю.В. Коновалов, А.Г. Маншилин, М.Г. Коренко // Металл и литье Украины. — 2015. — № 7. — С. 9-20. — Бібліогр.: 28 назв. — рос. 2077-1304 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/162774 621.771.25+621.746 ru Металл и литье Украины Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Выполнен анализ опыта перевода действующих мелкосортных и проволочных станов, работающих на катаной заготовке поперечного сечения 80×80 мм, на непрерывнолитую заготовку увеличенного поперечного сечения. Показано, что наиболее рациональным и менее затратным путём такого перевода является создание литейно-прокатных агрегатов.
format	Article
author	Коновалов, Ю.В. Маншилин, А.Г. Коренко, М.Г.
spellingShingle	Коновалов, Ю.В. Маншилин, А.Г. Коренко, М.Г. Этапы развития мелкосортных, проволочных станов и литейно-прокатных агрегатов для производства мелкого сорта и катанки Металл и литье Украины
author_facet	Коновалов, Ю.В. Маншилин, А.Г. Коренко, М.Г.
author_sort	Коновалов, Ю.В.
title	Этапы развития мелкосортных, проволочных станов и литейно-прокатных агрегатов для производства мелкого сорта и катанки
title_short	Этапы развития мелкосортных, проволочных станов и литейно-прокатных агрегатов для производства мелкого сорта и катанки
title_full	Этапы развития мелкосортных, проволочных станов и литейно-прокатных агрегатов для производства мелкого сорта и катанки
title_fullStr	Этапы развития мелкосортных, проволочных станов и литейно-прокатных агрегатов для производства мелкого сорта и катанки
title_full_unstemmed	Этапы развития мелкосортных, проволочных станов и литейно-прокатных агрегатов для производства мелкого сорта и катанки
title_sort	этапы развития мелкосортных, проволочных станов и литейно-прокатных агрегатов для производства мелкого сорта и катанки
publisher	Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
publishDate	2015
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/162774
citation_txt	Этапы развития мелкосортных, проволочных станов и литейно-прокатных агрегатов для производства мелкого сорта и катанки / Ю.В. Коновалов, А.Г. Маншилин, М.Г. Коренко // Металл и литье Украины. — 2015. — № 7. — С. 9-20. — Бібліогр.: 28 назв. — рос.
series	Металл и литье Украины
work_keys_str_mv	AT konovalovûv étapyrazvitiâmelkosortnyhprovoločnyhstanovilitejnoprokatnyhagregatovdlâproizvodstvamelkogosortaikatanki AT manšilinag étapyrazvitiâmelkosortnyhprovoločnyhstanovilitejnoprokatnyhagregatovdlâproizvodstvamelkogosortaikatanki AT korenkomg étapyrazvitiâmelkosortnyhprovoločnyhstanovilitejnoprokatnyhagregatovdlâproizvodstvamelkogosortaikatanki
first_indexed	2025-07-14T15:17:05Z
last_indexed	2025-07-14T15:17:05Z
_version_	1837635968492896256
fulltext	9МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 7 (266) ’2015 Схема расположения основного оборудования полу- непрерывного мелкосортно-проволочного стана [1]: 1 – за- грузочный рольганг; 2 – выталкиватель заготовок; 3 – нагре- вательная печь; 4 – вытаскиватель заготовок; 5 – черновая группа клетей; 6 – промежуточная группа клетей; 7 – чисто- вая группа клетей; 8 – редуктор; 9 – электродвигатель; 10 – холодильник Рис. 1. Однако производительность полунепрерывных ста- нов повысилась недостаточно. Возникали трудности в соблюдении скоростных режимов прокатки по кле- тям стана. В начале 50-х годов прошлого века возник вы- сокий спрос на катанку и арматурные профили для армирования железобетонных конструкций. Он был обусловлен как реализацией послевоенной програм- мы восстановления разрушенных предприятий, так и началом массового жилищного строительства. Для удовлетворения этого спроса начался ввод в дей- ствие непрерывных проволочных и мелкосортных станов с доведением скорости прокатки на проволоч- ных станах до 30 м/с. Такие станы начали работать на Западно-Сибир- ском, Челябинском, Череповецком металлургических комбинатах, на «Криворожстали» же в период с 1956 по 1971 гг. было введено в действие семь проволоч- ных и мелкосортных станов. На рис. 2 и 3 приведены схемы расположения оборудования двух таких станов. Из рис. 2 видно, что мелкосортный стан 250-1 двухниточный (введён в эксплуатацию в 1956 г.). Он предназначен для прокатки круглых профилей диаме- тром 8-30 мм, квадратных со стороной 8-27 мм, полос П режде чем перейти к разработке предложений по реконструкции прокатного производства ПАО «АрселорМиттал Кривой Рог», специализирую- щегося на производстве мелкого сорта, катанки и армированных профилей для железобетонных кон- струкций, целесообразно проследить и проанализи- ровать этапы развития прокатных станов и литейно- прокатных агрегатов, предназначенных для указан- ных видов продукции. На первом этапе сортовые станы были однокле- тьевыми двухвалковыми. При этом механизировано было только вращение валков, все остальные опера- ции выполняли вручную. Следующим достаточно длительным этапом ста- ло использование трёх- и четырёхклетевых станов с расположением клетей в одну линию и приводом валков от одного электродвигателя. Передачу рас- ката из клети в клеть осуществляли вручную. Позже стали использовать обводные аппараты, что облег- чило труд вальцовщиков и повысило производитель- ность прокатных станов. Линейные станы продолжа- ют использовать и сейчас для производства профи- лей из легированных сталей. Обычно они включают несколько линий – обжимную, черновую и чистовую или только обжимную и чистовую. Новые станы тако- го типа уже не строят [1]. Следующим этапом стало создание полунепре- рывных мелкосортных и проволочных станов. Они появились как результат реконструкции линейных станов. На рис. 1 показана схема расположения обо- рудования полунепрерывного мелкосортно-прово- лочного стана 280. Из рисунка видно, что черновые клети расположены непрерывно, а остальные - в три линии. Все клети имеют привод от одного электро- двигателя. Скорость прокатки в последней клети со- ставляет 9,8 м/с. На стане прокатывают катанку диа- метром 5,5-12,5 мм и мелкосортные профили [1]. Такие станы существенно снизили применение ручного труда, улучшили температурные условия прокатки и несколько повысили точность прокатки. УДК 621.771.25+621.746 Ю. В. Коновалов, А. Г. Маншилин, М. Г. Коренко* Приазовский государственный технический университет, Мариуполь НПО «Доникс», Донецк *Криворожский национальный университет, Кривой Рог Этапы развития мелкосортных, проволочных станов и литейно-прокатных агрегатов для производства мелкого сорта и катанки Выполнен анализ опыта перевода действующих мелкосортных и проволочных станов, работающих на катаной заготовке поперечного сечения 80×80 мм, на непрерывнолитую заготовку увеличенного поперечного сечения. Показано, что наиболее рациональным и менее затратным путём такого перевода является создание литейно-прокатных агрегатов. Ключевые слова: литейно-прокатный агрегат, машина интенсивного обжатия, машина непрерывного литья заготовок, мелкосортный стан, проволочный стан, непрерывнолитая заготовка, раскат, мелкий сорт, катанка, реконструкция 10 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 7 (266) ’2015 Переход на непрерывную раз- ливку стали, обеспечивающий существенное снижение расхода металла на тонну годного прока- та, энергоносителей, трудовых, капитальных и эксплуатационных затрат обусловил и появление двух серьёзных задач. Первая из них – получение непрерывной раз- ливкой заготовок малых сечений (с точки зрения производительности МНЛЗ), особенно в условиях появ- ления сталеплавильных агрегатов большой единичной мощности (на- пример, конвертеров ёмкостью до 450 т). Вторая – обеспечение необ- ходимой проработки литой структу- ры непрерывнолитого металла. Как показано в работе [2], для решения этой проблемы необходимо иметь заготовку поперечного сечения от 150×150 до 280×280 мм и более. Проблему разливки стали из разливочных ковшей большой ём- кости решали увеличением числа ручьёв в МНЛЗ сначала до шести, а потом до семи и восьми [3]. Вто- рая задача, как показала практика, в большинстве случаев решается при использовании заготовок поперечного сечения 150×150 мм. Дальше решение этих двух задач происходило параллельно в трёх направлениях. Первое направление – модернизация существу- ющих мелкосортных и проволочных станов, исполь- зующих заготовку поперечного сечения 80×80 мм. Так, фирмой «СКЕТ» для проволочного стана 250 Енакиевского металлургического завода предлага- лось для перехода на заготовку поперечного сечения 125×125 мм установить перед существующей черно- вой группой клетей пятиклетевую группу предвари- тельного обжатия, а существующие нагревательные печи заменить на одну новую. Этот вариант из-за не- обходимых больших затрат реализован не был. В работе [4] представлен опыт ряда предприятий Российской Федерации (РФ) по реконструкции таких станов. Так, на ряде станов за счёт установки двух кле- тей в головной их части стало возможным применение заготовок поперечного сечения только 100×100 мм. В работе [2] чётко показано, что для перехода на заготовку поперечного сечения 150×150 мм (вместо 80×80 мм) необходимо дополнительно установить четыре клети непосредственно перед черновой груп- пой. Поскольку при этом сохранится скорость про- катки в остальной части стана, а следовательно и конечная скорость (если не делать полной замены привода, а возможно и клетей стана), то установка четырёх клетей приведёт к снижению начальной ско- рости прокатки в первой (прежней клети) черновой группе с 0,15-0,25 до 0,085 м/с (в новой первой кле- ти), а в конечном итоге и к существенному перепаду температуры по длине заготовки и последующих рас- катов. Это подтверждают и авторы работ [5, 6]. сечением (12÷70)×(4÷10) мм, профилей для армиро- вания железобетонных конструкций № 10-28, угловых профилей поперечного сечения (25×25)÷(40×40) мм. Применяется исходная заготовка поперечного сечения 80×80 мм. Нагрев заготовок производят в двухзонной методической печи. Черновая группа состоит из семи клетей с горизонтально расположенными валками. Две чистовые непрерывные группы имеют по восемь клетей с чередованием расположения валков. После чистовых групп расположены охлаждающие устрой- ства, летучие ножницы и реечные холодильники. На рис. 3 приведена схема основного оборудова- ния проволочного стана 250-1 (введён в эксплуата- цию в 1957 г.). Стан четырёхниточный предназначал- ся для прокатки катанки диаметром 6,5-10 мм. Исход- ная заготовка поперечного сечения 62×62 мм. Нагрев заготовки осуществляется в одной двухзонной мето- дической печи с монолитным наклонным подом. В черновой группе имелось семь клетей с горизон- тально расположенными валками, в первой и второй промежуточных группах клетей валки также с гори- зонтальным расположением. В чистовых группах рас- положение валков переменное, а прокатка происхо- дила в одну нитку. После них имеются охлаждающие устройства и моталки для смотки катанки в бунты. Этот стан представлен как типовой того периода времени. Введение в строй таких мелкосортных и прово- лочных станов на указанных выше предприятиях ре- шило задачу насыщения рынка требуемыми видами прокатной продукции с соответствующим на тот пе- риод времени его качеством. Анализируемые прокатные станы получали заготов- ку поперечного сечения 80×80 мм, а некоторые и мень- шего сечения, с непрерывно-заготовочных станов (НЗС). Схема расположения основного оборудования мелкосортного стана 250-1 комбината «Криворожсталь»: 1 – загрузочная решётка; 2 – нагревательная печь; 3, 5 – аварийные ножницы; 4 – черновая группа клетей; 6 – чистовые груп- пы клетей; 7 – водоохлаждающие устройства; 8 – летучие ножницы; 9 – реечный холодильник; 10 – ножницы холодной резки; 11 – пакетировочные карманы Схема расположения основного оборудования проволочного стана 250-1 комбината «Криворожсталь»: 1 – загрузочные решётки; 2 – нагревательная печь; 3 – вытаскиватель заготовок; 4 – распределитель заготовок; 5 – черновая группа клетей; 6 – летучие ножницы; 7, 9 – первая и вторая промежуточные группы клетей; 8 – раз- рывные ножницы; 10 – чистовые группы клетей; 11 – охлаждающие устройства; 12 – моталки; 13 – транспортёр; 14 – вязальные машины; 15 – крюковый конвейер Рис. 2. Рис. 3. 11МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 7 (266) ’2015 Для решения задачи перехода на заготовку попе- речного сечения 150×150 мм авторы работы [2] пред- лагают установить непосредственно за МНЛЗ литей- но-прокатный комплекс для редуцирования непрерыв- нолитых заготовок поперечного сечения 150×150 мм в заготовки сечением 100×100 мм. Схема комплекса приведена на рис. 4. Из рисунка видно, что применены две четырёхру- чьевых МНЛЗ. После порезки заготовок поперечного сечения 150×150 мм на мерные длины (на рисунке режущие устройства не показаны) их с помощью шлеппера перемещают к нагревательной печи, где и подогревают. После этого заготовки прокатывают в обжимной группе клетей и на ножницах отрезают их головную и донную части и, если необходимо, режут на заготовки требуемой длины. Производительность комплекса более 2 млн т/год. Предлагаемая технология практически полно- стью копирует агрегат, введённый в эксплуатацию в 1967 г. фирмой «Bohler» (Австрия) [7, 8]. Из МНЛЗ непрерывнолитые заготовки поперечного сечения 140×140 мм поступали на шлеппер, а с него пооче- рёдно в нагревательную печь и далее в обжимную группу клетей, где их обжимали до поперечного се- чения 100×100 мм. Такие ЛПА работали очень не- долго, главным образом из-за увеличения числа ру- чьёв в МНЛЗ. Комплекс, представленный на рис. 4, имеет множе- ство недостатков. Вот главные из них. Во-первых, он не исключает установку перед черновой группой клетей мелкосортного стана двух дополнительных клетей (так как из ЛПА выдают заготовку поперечного сечения 100×100, а не 80×80 мм). Во-вторых, появляется ещё од- на нагревательная печь и обжим- ная группа клетей с последующими ножницами и холодильником. В-третьих, комплекс автоном- ный, требует отдельного места и обслуживающего персонала. В-четвёртых, на мелкосортный стан поступает холодная заготовка большего сечения, а следователь- но, потребуется традиционный на- грев, да ещё, наверное, существу- ющую печь придётся менять, так как сечение заготовок увеличивает- ся с сечения 80×80 до 100×100 мм. Следовательно, для ПАО «Ар- селорМиттал Кривой Рог» такое предложение не подходит, вероят- но, и для других предприятий тоже, поскольку это решение на уровне технологий прошлого века. В работе работ [5] сотрудни- ки Института чёрной металлургии (г. Днепропетровск) рассмотрели четыре варианта реконструкции мелкосортного стана 250 комбина- та «Криворожсталь» (рис. 5). Вариант I. Перед существующей клетью № 1 черновой группы располагают четыре дополнитель- ные клети А, Б, В, Г, в которых производят двухни- точную прокатку. Вариант II. Перед черновой группой клетей уста- навливают отдельно стоящую двухклетевую однони- точную непрерывную группу клетей с выдачей рас- ката в подогреваемый термостат. Непосредственно перед существующей черновой группой клетей уста- навливают две клети с горизонтальными валками, в которых прокатку производят в две нитки. Новое обо- рудование размещается на имеющейся площадке, но его масса существенно увеличивается по сравне- нию с вариантом I. Вариант III. В дополнение к варианту II за кле- тью А устанавливают неприводную клеть с горизон- тальными валками, а за клетью В – две непривод- ные клети с вертикальными валками. В этом случае клеть Г не устанавливают, но заменяют линию при- вода существующей рабочей клети № 1 и сам при- вод на более мощный, перераспределяют нагрузки между существующими клетями черновой группы. В первых двух вариантах реконструкции измене- ний в существующей черновой группе клетей не про- исходит. Общая длина головной части стана соста- вит 49 м, масса оборудования по варианту III мень- ше, чем по варианту II, но больше, чем по варианту I. Вариант IV. В основу варианта положены два новых для стана 250 технологических решения – Литейно-прокатный агрегат для производства заготовки сечением 100×100 мм для мелкосортных и проволочных станов [2]: 1 – МНЛЗ (показана од- на из двух); 2 – шлеппер; 3 – подогревательная печь; 4 – обжимная группа клетей; 5 – ножницы; 6 – холодильник Схема расположения оборудования головной части стана 250 по вариан- там реконструкции (I-IV) [5]: 1-11 – существующие клети; 12 – переводная стрел- ка; 13 – термостат; ПШБ – нагревательная печь с шагающими балками; А-Г – до- полнительные приводные клети; НДУ – неприводное делительное устройство. НК – неприводные клети ( предлагаемое к установке дополнительное оборудова- ние показано заливкой) Рис. 4. Рис. 5. 12 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 7 (266) ’2015 использование неприводных рабочих клетей и при- менение «слиттинг-процесса». Вариант IV предус- матривает использование однониточной прокатки в клетях № 1-7 существующей черновой группы и кле- тях № 8 и 9 промежуточной группы, установку четы- рёх неприводных клетей с вертикальными валками и процесс прокатки-разделения после клети № 9 с помощью неприводного делительного устройства. В клетях № 10 и 11 производится двухниточная про- катка со скоростями, соответствующими существу- ющим. Общая длина головной части стана с вновь устанавливаемым оборудованием не изменяется по сравнению с существующей схемой, общая масса оборудования по сравнению с действующей схемой увеличивается незначительно. Все предлагаемые варианты реконструкции стана 250 предполагают замену существующей толкатель- ной нагревательной печи на комбинированную печь с шагающими балками и подом, что обеспечит требу- емый нагрев заготовки увеличенного сечения. Авторами работы [5] выполнен сравнитель- ный анализ предложенных вариантов реконструк- ции. Исходными были приняты: сечение заготовки 150×150 мм; скорость прокатки в чистовой клети 18 м/с. Расчёты выполнены для условий прокатки ар- матурных периодических профилей № 12 и 16. Расчёты показали, что при реализации варианта I температура прокатки в клетях 1-7 снижается почти на 150 °С против существующего режима, что при- водит к перегрузке по мощности главного привода рабочей клети 4, по моменту прокатки – клетей 2 и 3. Следовательно, для реализации этого варианта не- обходима реконструкция практически всех клетей черновой группы. При реализации варианта II снижение температу- ры в клетях 1-7 составляет более 100 °С и это несмо- тря на наличие термостата. Вариант реконструкции III характеризуется па- дением температуры в черновой группе клетей не- сколько ниже 100 °С против существующего темпе- ратурного режима. Загрузка электродвигателей глав- ного привода клетей 2, 5 и 6 увеличивается, но это может быть устранено перераспределением обжатий по клетям черновой группы. При реализации IV варианта сохраняется нормаль- ная загрузка существующих черновых клетей и их при- водов. То есть этот вариант по мнению авторов рабо- ты [5] наиболее рационален из всех предложенных. Расчёты, проведённые в НПО «Доникс» и приве- дённые в работе [6], позволили сделать выводы, в общем согласующиеся с заключением авторов рабо- ты [5] в отношении неприемлемости вариантов I и II. Вариант III является переходным от варианта II к варианту IV и в корне не отличается от варианта II по составу дополнительного оборудования. Появление двух неприводных клетей взамен одной неприводной не исключает недостатков варианта-аналога. В варианте IV наличие большого числа комплек- сов «приводная клеть-неприводная клеть» вызывает необходимость дополнительных капитальных затрат на систему автоматического регулирования скорост- ного режима прокатки, без которой поддержание со- гласованного режима в черновой группе клетей бу- дет практически невозможным. Кроме того, наличие неприводных клетей вызывает необходимость рас- ширения парка валков и приведёт к усложнению об- служивания стана. Следовательно, и вариант IV для реализации нежелателен. В работе [6] предложено повысить вытяжную спо- собность стана 250-4 «Криворожстали» за счёт приме- нения технологии двукратной двухручьевой прокатки- разделения, но при этом сохраняется существующая группа клетей и, следовательно, увеличение попереч- ного сечения заготовки 150×150 мм не произойдёт. Второе направление – строительство новых про- волочных и мелкосортных станов, в которых исполь- зуются заготовки поперечного сечения 150×150 мм. Первым таким станом стал проволочный стан 150 на Белорецком металлургическом комбинате [9]. В от- личие от предыдущих четырёхниточных проволочных станов он двухниточный. На нём производят катанку диаметром 5,5-10,0 мм из углеродистых, инструмен- тальных, пружинных, подшипниковых, коррозионно- стойких и других легированных марок стали. Произво- дительность стана 400 тыс. т/год при скорости прокат- ки 60 м/с. В дальнейшем стан был модернизирован и скорость прокатки доведена до 80 м/с [10]. В 1984 г. на Белорусском, а в 1985 г. на Молдав- ском металлургических заводах введены в эксплу- атацию мелкосортно-проволочные станы 320/150. По сортаменту они практически одинаковы: катанка диаметром 5,5-12 мм, круглый сортовой прокат диа- метром 10-40 мм и квадратный – со стороной 10-40 мм, прокат для армирования железобетонных кон- струкций № 10-40, равнополочные швеллеры № 5 и 6,5, уголки. Мелкосортные профили поставляют в прутках, катанку – в бунтах. На станах использова- ли непрерывнолитую заготовку поперечного сечения 125×125 мм. Станы состояли из 20 двухвалковых клетей, расположенных в одну линию и десятикле- тевых блоков чистовых клетей. Максимальная ско- рость прокатки сортовых профилей составляла 20, катанки – 100 м/с. На обоих станах после длительной эксплуатации была выполнена реконструкция. На Белорусском заводе стан 320/150 был разделён на станы 320 и 150 с установкой нового соответствующего обору- дования. Сечение заготовки увеличено до сечения 150×150 мм. На стане 320/150 Молдавского завода перед черновой группой клетей установлены две до- полнительные клети, что позволило увеличить сече- ние исходной заготовки. На обоих станах усложнён марочно-размерный сортамент [10]. То есть решена задача перехода на заготовку по- перечного сечения 150×150 мм, что обеспечило тре- буемый уков металла и позволило повысить произво- дительность МНЛЗ. И ещё один пример, хорошо известный криво- рожцам. Начавший работать в 1957 г. проволочный стан 250-1 (см. рис. 3) был остановлен и на его месте практически заново построен новый двухниточный мелкосортно-проволочный стан с сортовой линией 250 и проволочной линией 150. Исходная заготов- ка поперечного сечения 150×150 или 125×125 мм, 13МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 7 (266) ’2015 проектная мощность стана 850 тыс. т/год. Стан вве- дён в действие в 1996 г. Подробнее новый стан будет описан в следующей статье. Последним на данное время этапом развития мел- косортных и проволочных станов стал ввод в эксплу- атацию однониточного стана фирмы «Кунминг Айрон энд Стил (Южная Корея), введённого в эксплуатацию в 1995 г. Сортамент стана: катанка, прутки диаметром 5,5-20,0 мм, а также арматурные профили № 6-16 из низко-, средне- и высокоуглеродистых сталей [11]. На стане используют заготовку поперечного сечения 150×150 мм, которую нагревают в шестизонной методи- ческой печи с шагающим подом. Далее осуществляет- ся прокатка в черновой (5 клетей), двух промежуточных группах (в каждой по 5) клетей и в чистовой группе кле- тей (состоит из трёх обычных клетей и десятиклетевого блока). Во всех группах клетей валки с горизонтальным и вертикальным расположением чередуются. В линии стана предусмотрено ускоренное водяное и воздушное замедленное охлаждение. Представленные новые мелкосортные и прово- лочные станы, как и другие аналогичные станы, в том числе и за рубежом, представляют собой сложные многоклетевые агрегаты с мощным электрооборудо- ванием, системами автоматики и контроля техноло- гического процесса и качества проката по техноло- гической линии производства и конечной продукции. Они высокопроизводительны и хорошо вписываются в структуру интегрированного металлургического предприятия с мощными доменными и сталепла- вильными цехами. Их главным недостатком является отсутствие тесного совмещения процессов выплав- ки, разливки стали и производства проката. При этом температура разливаемого металла используется крайне слабо (только при горячем и тёплом посаде заготовок в нагревательные печи, причём при непре- рывной разливке горячий посад организовать практи- чески невозможно, а тёплый – затруднительно). Третье направление – совмещение в одном агре- гате непрерывной разливки стали и прокатке её в го- товую прокатную продукцию. Он получил название – литейно-прокатный агрегат – ЛПА. Впервые в мировой практике в промышленных условиях в 1978 г. заработал ЛПА, совмещающий разливку стальных заготовок и прокатку катанки из специальных сталей и сплавов. Создатель ЛПА – ВНИИМЕТМАШ (Москва), а место установки – метал- лургический завод «Электросталь» (Россия). Схема ЛПА многократно публиковалась (на- пример, [12, 13]) и нами не приводится. Отметим лишь несколько важных моментов. Из МНЛЗ выда- ют заготовку прямоугольного поперечного сечения 60×80 мм, её подогревают в индукторе и подают в обжимно-заготовочную клеть, получая на выходе раскат диаметром 67 мм. С помощью этой клети рас- кат задают в планетарную клеть. Планетарная клеть характеризуется тем, что она имеет вертикально и горизонтально расположенные рабочие и опорные валки, что позволяет обжимать металл с четырёх сторон. При этом достигается коэффициент вытяж- ки 80 при выходе раската квадратного поперечного сечения со стороной 12 мм. Далее в чистовых клетях и четырёхклетевом чистовом блоке получают катанку диаметром 6-8 мм. Долгое время этот ЛПА для сталь- ной катанки был единственным в мире. Поскольку в настоящее время на ПАО «Арселор- Миттал Кривой Рог» действуют только мелкосортные и проволочные станы, то дальнейшие материалы анализируются только по ЛПА, реализованных на станах этого типа. В работе [14] представлен анализ сложностей в со- вмещении МНЛЗ и мелкосортных и проволочных ста- нов. Основные из них связаны с тем, что станы этого типа имеют широкий марочный и размерный сорта- мент, на них прокатывают продукцию разной формы, часто партии продукции невелики. Всё перечисленное обусловливает различную производительность про- катного стана, МНЛЗ же имеют мало изменяющуюся производительность. Это и задержало развитие со- ртовых ЛПА, пока число их реализации невелико. В наибольшей мере разрекламированным в техниче- ской литературе является ЛПА, получивший наименова- ние «Lúna». На нём реализован процесс «бесконечного литья и прокатки» (ECR-Endless Casting rolling), разра- ботанный фирмой «Даниэли» [15-17]. ЛПА начал рабо- тать в 2000 г. на заводе фирмы «Acciaierie Bertoli Safau» (ABS) в Удине (Италия). Схема расположения основного оборудования ЛПА «Luna» показана на рис. 6. Схема расположения основного оборудования ЛПА «Luna» [15-17]: 1 – МНЛЗ; 2 – закалочные установки; 3 – устройства механического реза непрерывнолитого слитка; 4 – проходная печь; 5 – гидросбивы окалины; 6 – черновая группа клетей; 7 – летучие ножницы; 8 – промежуточная группа клетей; 9 – дефектоскоп; 10 – предчистовая группа клетей; 11 – измеритель размеров раската; 12 – душирующая установка; 13 – петлерегулятор; 14 – обжимной блок трёхвалковых клетей; 15 – датчики контроля размеров проката и качества поверхности раскатов; 16 – переключатель направления движения металла; 17 – многоцелевая душирующая установка (участок окончательного охлаждения); 18 – холодильник; 19 – печь отжига и отпуска; 20 – установка дробеструйного удаления окалины; 21 – участок отделки прутков; 22 – моталки; 23 – конвейер с воздушным охлаждением; 24 – печь отжига; 25 – весы; 26 – участок отделки бунтов Рис. 6. 14 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 7 (266) ’2015 В ЛПА применена двухручьевая МНЛЗ (рассто- яние между ручьями 2 м). МНЛЗ может работать на два или один ручей в зависимости от требуемого объ- ёма производства. Сечение отливаемых заготовок 200×160 мм. Промежуточный ковш ёмкостью 30 т. Кристаллизатор (длина 1200 мм) выполнен с измене- нием конусности и имеется трёхступенчатая система электромагнитного перемешивания металла: в кри- сталлизаторе, ручье и конечное. Скорость литья за- готовок (м/мин.): для углеродистых марок стали – 6,0; цементируемых – 5,5; пружинных – 5,0; микролегиро- ванных (бором и ванадием) – 4,5; подшипниковых – 4,0; коррозионностойких – 3,5. Выходной участок каж- дого ручья МНЛЗ (отводящий рольганг) до тоннельной печи оборудован теплоизолирующими крышками. За МНЛЗ после каждого ручья установлены за- калочные камеры, поскольку без промежуточной за- калки невозможно выполнять прямую прокатку це- ментируемой и раскисленной алюминием низко- и среднеуглеродистой стали. Далее следуют ножницы для порезки непрерывнолитого слитка. Между МНЛЗ и прокатным станом расположена роликовая тоннельная печь, предназначенная для выравнивания температуры как в поперечном сече- нии, так и по длине непрерывнолитого слитка. Она имеет две секции. Первая – секция нагрева (длина 65 м) с двумя линиями, расположена непосредствен- но за ножницами. Она принимает непрерывнолитые заготовки и работает с одним или обоими ручьями в зависимости от марки разливаемой стали и приме- нения бесконечного и полубесконечного режима про- катки. При работе МНЛЗ с двумя ручьями печь яв- ляется своеобразным накопителем заготовок, если это требуется по циклу процесса. Манипулирование заготовками и их перемещение с линии 2 на линию 1 внутри печи осуществляется сталкивателем, ролики которого имеют консольную опору, индивидуальный привод и водяное охлаждение. Вторая – секция то- мильная. Она расположена непосредственно перед прокатным станом и предназначена для обеспече- ния бесконечного режима работы (при бесконечной длине непрерывнолитой заготовки с линии 1) или по- лубесконечного режима (с получением заготовок по- очередно с линий 1 и 2). Ролики в этой секции выпол- нены с двумя опорами, они имеют индивидуальный привод и не охлаждаются водой. Печь отапливается газовыми горелками, смонти- рованными на её боковых стенках. Длина печи опре- деляется в каждом конкретном случае в зависимости от типа агрегата и его размеров (то есть, от сорта- мента разливаемых марок стали и производитель- ности агрегата). На заводе «Luna» её длина – 125 м. При работе ЛПА в бесконечном режиме длина за- готовки может изменяться от 14 м до бесконечности без какой-либо разделительной резки между МНЛЗ и прокатным станом, что обеспечивает бесконечную прокатку через проходную печь. При полубесконеч- ном режиме, когда одновременно работают две ли- нии, непрерывнолитые заготовки обычно режут на длину 45 м и поочередно подают в проходную печь. В этом случае она действует и в качестве буфера между МНЛЗ и прокатным станом. Для эффективности процесса необходимо обе- спечить серийность плавок не менее трёх. При этом средняя партия металла из легированных сталей на мини-заводах составляет 30-40 т. В связи с этим необходимо обеспечить быструю перестройку про- катного стана. На заводе «Luna» автоматическая перестройка стана производится за 5 мин., при этом МНЛЗ продолжает работать. Прокатный стан состоит из 17 клетей, размещён- ных в черновой, промежуточной и предчистовой груп- пах. Расположение клетей в группах – непрерывное с чередованием клетей с горизонтальным и вертикаль- ным расположением валков. Клети бесстанинного ти- па. На участке стана имеется пять гидросбивов и пять ножниц. За клетями предчистовой группы располо- жена линия охлаждения, которая должна обеспечить температуру конца прокатки после обжимного блока в пределах 700-1000 °С для прутков диаметров менее 40 мм и в пределах 800-950 °С для всех остальных прутков. Далее установлен трёхвалковый обжимной блок трёхвалковых клетей. Стан оснащён системой автоматического регулирования размеров раскатов и устройств для обнаружения дефектов проката в тех- нологическом потоке в горячем состоянии. Участок окончательного охлаждения имеет длину 90 м. Возможны три режима охлаждения для круглых профилей диаметром 20-90 мм: снижение темпера- туры проката до оптимального значения для подачи его на холодильник или в печь для отжига; ускорен- ное охлаждение с температуры конца прокатки до температуры 550 °С без закалки; прямая закалка с температуры конца прокатки до 100 °С, обеспечива- ющая сквозную закалку прутка до его сердцевины. После холодильника расположена подогрева- тельная газовая печь, в которой слой прутков либо проходит с номинальной рабочей скоростью, либо выдерживается в течение времени, требуемого для завершения комплекса термической обработки, уже начатого на стане. Благодаря этому становятся воз- можными следующие виды обработки прутков из раз- личных марок специальной стали в потоке: закалка и отпуск; отжиг в линии для улучшения условий об- работки давлением или резания (шарикоподшипни- ковые, пружинные, микролегированные стали); мед- ленное охлаждение (цементируемые, закалённые и отпущенные, мартенситные коррозионностойкие марки стали); растворение включений (аустенитные коррозионностойкие стали); смягчающий отжиг (ша- рикоподшипниковые, пружинные стали). После холодильника производится механиче- ское удаление окалины, и прутки поступают на уча- сток отделки, на котором имеются: четыре абразив- ные отрезные машины, стенд удаления заусенцев с прутков, стенд укладки в пачки, обвязочная машина и стенд окончательного складирования продукции. Предусмотрены также системы неразрушающего контроля в линии для круглых и квадратных прутков, состоящие из двух ультразвуковых и вихревотоко- вых дефектоскопов. Линия производства сортового проката в бунтах и его отделки состоит из двух моталок Гаррета, обо- рудованных специальными устройствами для съёма 15МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 7 (266) ’2015 бунтов, конвейера контролируемого охлаждения и устройств для уплотнения, обвязки, отделки и под- борки бунтов. На стане производят круглые профили диаметром 2-100 мм и квадратные со стороной 40-100 мм – в прутках; круглые профили диаметром 15-50 мм – в бунтах из углеродистых и, главным образом, леги- рованных марок стали. Годовая производительность ЛПА 500 тыс. т. ЛПА позволяет: поставлять на рынок высококаче- ственную продукцию с различными видами термиче- ской обработки; обеспечить короткое время выполне- ния заказов (несколько дней); низкие затраты энерго- ресурсов; достичь высокого выхода годного [15-17]. Описанный ЛПА предназначен главным образом для производства продукции из легированных марок стали. На мелкосортных станах ПАО «АрселорМит- тал Кривой Рог» марочный сортамент значительно проще и поэтому не будет необходимости в примене- нии закалочной установки и широкого набора видов термообработки. Что вызывает некоторые сомнения в приведён- ном ЛПА? Во-первых, реализация прямой прокатки с совме- щением скоростей разливки и прокатки (как было отмечено выше) – достаточно сложная задача. Ни в одной из рассмотренных работ [15-17] скоростной режим прокатки не приведён, а скорость разливки металла на МНЛЗ зависит лишь от марки стали. От- вета на этот вопрос нет. Во-вторых, роликовая печь имеет сложную кон- фигурацию, предусматривающую даже перемеще- ние заготовки в поперечном направлении. Вряд ли стоит такую печь применять на ПАО «АрселорМит- тал Кривой Рог». В-третьих, производительность ЛПА 0,5 млн т/год для условий некоторых уже действующих на ПАО «Ар- селорМиттал Кривой Рог» мелкосортных станов мала. Фирмой «Mannesmann-Demag» (ФРГ) разра- ботан ЛПА для производства прутков в пакетах Ø 13-17 мм; в бунтах Ø 13-40 мм; полосы сечени- ем (30×8)÷(90×12) мм; катанки и круглых профилей Ø 5,5-18 мм из углеродистой рядовой и качественной, легированной (автоматной, шарикоподшипниковой, рессорной, инструментальной, коррозионностойкой) сталей [18]. Особенностями ЛПА являются примене- ние горизонтальной МНЛЗ и машины интенсивного обжатия (МИО). Схема расположения основного обо- рудования ЛПА приведена на рис. 7. Применение горизонтальной МНЛЗ обосновано тем, что она имеет ряд достоинств: круглые заготов- ки охлаждаются равномернее квадратных и прямо- угольных, что способствует получению непрерывно- литого слитка с хорошей поверхностью; возможность разливать как низкоуглеродистые, так и высоколе- гированные стали; кристаллизаторы с внутренней круглой формой экономически более выгодны, чем с прямоугольной и квадратной формой из-за снижения затрат на последующую обработку внутренней по- верхности; возможность использования непрерывно- литых слитков круглого поперечного сечения в МИО. Применение МИО позволяет исключить черно- вую шестиклетевую группу. Кроме этого применение МИО обеспечивает благоприятный температурный профиль по длине раската за счёт его интенсивного обжатия, безударный захват заготовки без проводко- вой арматуры, быструю перевалку валков, снижение численности обслуживающего персонала, капиталь- ных затрат при изготовлении МИО на 25 %, а теку- щих – на 20 %, возможность допускать износ кри- сталлизатора вплоть до 20 мм [18]. Технологический процесс в ЛПА происходит сле- дующим образом [18]. На МНЛЗ отливают заготовки из углеродистой стали Ø 140-160 мм, а легированной – 110-125 мм. Непрерывнолитой слиток режут на заготовки длиной 6 м с использованием машины газовой резки. Далее заготовку подают в горячем состоянии в боковое по- садочное окно методической нагревательной печи, либо – на холодильник и склад (в случае обнаруже- ния дефектов на заготовке, либо простое стана, либо при производительности МНЛЗ выше, чем прокатно- го стана). Холодный посад заготовок производят в торцевую часть печи. Печную окалину удаляют в гидросбиве, после че- го заготовка поступает в МИО, где её обжимают до Схема расположения основного оборудования ЛПА для производства прутков, полос и катанки [18]: 1 – гори- зонтальная МНЛЗ; 2 – машина газовой резки; 3 – холодильник; 4, 5 – загрузочные решётки горячего и холодного посада заготовок; 6 – методическая печь с шагающими балками; 7 – гидросбив; 8 – машина интенсивного обжатия; 9 – ножницы; 10 – первая промежуточная группа клетей; 11 – вторая промежуточная группа клетей; 12, 15, 16, 18 – установки водяного охлаждения; 13 – чистовая группа клетей; 14 – калибровочный блок; 17 – чистовой блок клетей; 19 – виткообразователь; 20 – транспортёр с воздушным охлаждением; 21 – виткосборник; 22 – устройство навески бунтов на крюковой конвейер; 23 – моталки Гаррета; 24 – крюковой конвейер; 25 – устройство для подпрессовки бунтов; 26 – устройство для съема бун- тов; 27 – холодильник для прутков, поставляемых в пакетах; 28 – карманы; 29 – пакетировщик Рис. 7. 16 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 7 (266) ’2015 диаметров 60-80 мм (для обычных и качественных углеродистых марок стали коэффициент вытяжки на- ходится в диапазоне 3,1-6,6; для труднодеформиру- емых – 1,9-4,1). После этого концы искажённой фор- мы удаляют на ножницах. Далее раскат обжимают в первой и второй промежуточных группах клетей. Кле- ти этих групп – дуо с чередованием вертикально и го- ризонтально расположенных валков, бесстанинные. Чистовая группа состоит из четырёх чередующихся клетей с горизонтально и вертикально расположен- ными валками. Калибровочный блок позволяет полу- чать прутки высокой точности размеров. После калибровочного блока имеется три ли- нии. Первая линия предназначена для охлаждения, порезки и пакетирования круглых профилей диа- метром 13-17 мм и плоских полос сечением (30×8)÷(90×12) мм. Вторая линия – для смотки на моталках круглых профилей диаметром 30-40 мм. Третья (проволочная) линия – для получения катан- ки и круглых профилей диаметром 5,5-18 мм. В ли- нии установлен чистовой блок трёхвалковых клетей с твёрдосплавными валками (дисками). Такой блок позволяет обеспечить высокую точность прокатки, а также скорость до 120 м/с. На транспортёре с воздушным охлаждением воз- можно ускоренное, замедленное и медленное охлаж- дение (в зависимости от химического состава стали) витков катанки. В ЛПА предусмотрено несколько вариантов ох- лаждения металла. В установке охлаждения 12 (рис. 7) выполняется термомеханическое охлажде- ние конструкционных марок стали. Аналогичная ду- ширующая установка 15 размещена в проволочной линии перед чистовым блоком и также служит для термоупрочнения проката. Эти установки использу- ют и для охлаждения труднодеформируемых марок стали с узким температурным диапазоном деформи- рования, поскольку при прокатке в МИО и клетях про- межуточных групп металл разогревается. В душирующей установке 16 перед моталками прутки охлаждают для получения требуемой микро- структуры и механических свойств металла. Так, аустенитные нержавеющие стали охлаждают до температуры 400 °С, исключая последующую тер- мообработку. В душирующей установке 18 температура катанки, повышающаяся за счёт разогрева в чистовом блоке, снижается до 700 °С, что способствует образованию мелкодисперсной структуры металла. Координация, контроль и фиксация параметров технологического процесса и работы оборудования на ЛПА ведётся с помощью систем автоматики и ЭВМ. ЛПА введён в работу на одном из предприятий в ФРГ. В рассматриваемом ЛПА имеется два нетрадици- онных элемента: горизонтальная МНЛЗ для отливки непрерывнолитых слитков круглого поперечного се- чения и МИО. Необходимость использования заготовок круглого поперечного сечения обусловлена наличием в линии ЛПА МИО. Выше были отмечены некоторые преимущества, которые обеспечивает отливка заготовок круглого поперечного сечения, к этому следует добавить и то, что такая форма способствует рассредоточению возникающей в осевой зоне центральной пористости и ликвации, а также способствует получению повы- шенной плотности равноосной структуры металла в осевой зоне заготовки [3]. В большинстве случаев такие заготовки исполь- зуют для производства бесшовных труб, колес, бан- дажей и колец. Лишь в 80-х годах прошлого века заготовки круглого поперечного сечения начали при- менять для производства катанки и мелкого сорта. По данным работы [3] в мире работает несколько больше 30-ти МНЛЗ горизонтального типа с отливкой заготовок круглого поперечного сечения, а на терри- тории стран СНГ всего одна – на НПО «Тулачермет» (РФ). Диаметр отливаемых заготовок 110-150 мм. В СССР разработкой МНЛЗ горизонтального литья (как круглых, так и квадратных заготовок) за- нимались учёные ВНИИМЕТМАШа, УкрНИИМЕТа, ЦНИИчермета. Была даже принята программа стро- ительства горизонтальных МНЛЗ в мартеновских цехах с целью перехода со слиткового передела на непрерывную разливку стали [19]. Выбор МНЛЗ го- ризонтального типа был связан с тем, что их легко размещать в действующем цехе, так как они имеют минимальную высоту, строительство требует мини- мальных капитальных затрат, поскольку конструкция проста (отсутствует промежуточный ковш со стопо- рами и стаканом-дозатором), а также низкие эксплу- атационные затраты, поскольку всё оборудование МНЛЗ расположено на уровне пола. По ряду причин эти планы реализованы не были. В Украине горизонтальная МНЛЗ была установ- лена на Краматорском металлургическом заводе. Предполагалось отливать заготовки поперечного сечения 175×175 мм. Опыты проводили сотрудники УкрНИИМета, но они были прекращены в середине 90-х годов. Итог: исследования, выполненные в СССР на опытных и немногочисленных промышленных гори- зонтальных МНЛЗ показали, что для успешной их работы необходимо решать проблему надёжности узла стыковки зоны контакта водоохлаждаемого кри- сталлизатора и огнеупорного материала [20, 21]. За рубежом имеется определённый опыт работы го- ризонтальных МНЛЗ с отливкой заготовок диаметром 8-350 мм, хотя большинство машин такого типа приме- няют для отливки заготовок диаметром не более 150 мм. Машину интенсивного обжатия – МИО за рубе- жом называют также редукционно-калибровочным блоком – RSB, а в РФ – станом радиально-сдвиго- вой прокатки. Авторы работы [22] отмечают, что про- катный и калибровочный блоки были разработаны в начале 90-х годов прошлого века. Причём прокатные многоклетевые блоки трёхвалковых клетей являют- ся чистовыми и их устанавливают как завершающий агрегат, предназначенный для прокатки катанки или мелкого сорта круглого поперечного сечения при ско- рости вплоть до 120 м/с. Редуцирующие блоки, как правило, одноклетевые, также трёхвалковые, предна- значены для установки вместо черновой группы кле- тей или в черновой промежуточной группах [22]. 17МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 7 (266) ’2015 Процесс и оборудование для радиально-сдвиговой прокатки (РСП) разработан в Московском институте ста- ли и сплавов значительно раньше, чем за рубежом [23]. По общей структуре станы радиально-сдвиговой прокатки идентичны станам винтовой прокатки, приме- няемым для производства бесшовных горячекатаных труб. Основное отличие этих технологических про- цессов заключается в том, что при производстве труб создают «разрыхление» центральной зоны круглой заготовки (прошивка трубы), а при процессе РСП происходит уплотнение металла заготовки по всему поперечному сечению. Теория, технология и обору- дование для реализации процесса РСП представле- ны в работах [24-26]. Первые промышленные испытания технологии радиально-сдвиговой прокатки проведены на Верх- не-Салдинском металлургическом производственном объединении. С использованием полученных результа- тов спроектирован и в 1989 г. запущен в эксплуатацию стан радиально-сдвиговой прокатки РСП-130, пред- назначенный для производства высококачественных прутков из титановых сплавов. Конструкция стана поз- воляет вести реверсивную прокатку. Схема клети стана РСП-130 приведена на рис. 8. Рабочая клеть стана РСП-130 изготовлена в виде литой разъёмной станины 1, в цилиндрических расточ- ках которой под углом 120° размещены барабаны 2 с жестко закреплёнными валковыми узлами 3. Рассто- яние между ними изменяется перемещением бараба- нов 2 в направляющие станины 4 при помощи механиз- ма установки валков 5. Разворот валков на требуемый угол подачи достигается вращением барабанов 2 в цилиндрических расточках станины действием меха- низмов поворота 6 барабана 2. В рабочем положении крышка прилегает к основанию станины опорными по- верхностями 7 и 8 и прижимается стяжкой 9, обеспе- чивая вместе с шарнирным соединением 10 и стяжкой целостность и высокую жёсткость станины. В качестве способа ведения перевалки в линии стана РСП-130 предусмотрена схема замены валков с помощью откидывания крышки клети с находящимся в ней барабаном. При перевалке нижние барабаны с вал- ками, открыто расположенные в основании станины, заменяются с помощью крана. Для замены же верхнего барабана с валком используется специальный стенд. Стан РСП состоит из двух клетей. Черновая клеть (см. рис. 8) работает в реверсивном режиме. В ней производят 9-11 проходов с разовыми коэффици- ентами вытяжки 1,15-1,25. Такой режим исключает возможность деформационного нагрева, поскольку температурный интервал деформации титановых сплавов довольно узок. Максимальный диаметр за- готовки для черновой клети составляет 160, а мини- мальный диаметр раската после прокатки – 75 мм. Конструкция чистовой клети аналогична черновой. В ней производят один проход и обеспечивают вы- сокую точность получаемых прутков, минимальную кривизну и гладкую поверхность. Максимальный диаметр подката для чистовой клети составляет 110, а прутка после прокатки 65 мм. То есть деформаци- онные возможности черновой клети в данном случае используются не полностью. Полученный на стане РСП-130 пруток диаме- тром 75-90 мм подают на стан продольной прокатки 450 и прокатывают на прутки диаметром 18-65 мм. Полученные прутки имеют однородную глобулярную структуру металла. В работе [26] представлены технические характе- ристики рабочих клетей, разработанных в МИСИС ста- нов РСП. На самом крупном из них РСП-500 использу- ют заготовку максимального диаметра 450 и получают подкат минимального диаметра 120 мм в черновой клети и соответственно 150 и 90 мм – в чистовой кле- ти. Черновая клеть реверсивная, в ней производят не- сколько проходов, в чистовой – один проход. Сведений о применении клетей этого типа в ка- честве черновых в составе мелкосортных и прово- лочных станов нами в технической литературе не обнаружено. Ещё одним предложением по применению клети поперечно-винтовой прокатки (ПВП) является ЛПА, разработанный работниками ВНИИМЕТМАШа [27]. Схема расположения основного оборудования ЛПА приведена на рис. 9. В состав ЛПА входит криволинейная МНЛЗ для от- ливки заготовок диаметром 80 мм, скорость разливки Схема клети стана СРП-130 [26]: а – рабочее положение; б – положение перед перевалкой валков (расшифровка обозначений дана в тексте) Рис. 8. 18 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 7 (266) ’2015 3,5 м/мин. Выходящий из МНЛЗ непрерывнолитой слиток разрезают на заготовки определённой длины, подогревают и выравнивают температуру по попе- речному сечению заготовки и подают на загрузочную решётку. Далее заготовки с помощью толкателя за- дают в клеть ПВП. Клеть ПВП либо полностью, либо частично заме- няет черновую группу клетей. Второй вариант пока- зан на рис. 9. На наш взгляд – это неверное решение. Если, как пишут авторы работы [24], клеть ПВП за- меняет 6-8 клетей, то зачем ещё нужны две черно- вые клети при диаметре исходной заготовки 80 мм, а диаметре готового проката 14-20 мм? Логичнее их (или одну из них) было бы разместить (при необхо- димости) в чистовой группе клетей. Разработчики ЛПА считают (как и сотрудники МИСИСа), что за счёт дополнительных сдвиговых деформаций металла в клети ПВП происходит более глубокая его проработ- ка, что положительно сказывается на структуре не- прерывнолитого слитка. ЛПА предназначен для про- изводства арматурных профилей № 12-20 и сортовых профилей диаметром 14-20 мм. Масса основного оборудования ЛПА – 330 т, длина – 80 м, суммарная мощность электропотре- бителей – 2700 кВт, годовая производительность – 12-30 тыс. т проката. ЛПА предлагается применять на мини-заводах [27]. Сведений о реализации разработанного ЛПА на- ми не обнаружено. На наш взгляд, главное, что удалось решить раз- работчикам ЛПА – это обеспечить клеть ПВП заго- товкой круглого поперечного сечения при условии применения для её получения традиционной МНЛЗ. На целесообразность такого решения указывают и авторы работы [3]. Они отдают предпочтение ради- альным МНЛЗ и приводят следующие данные: МНЛЗ для отливки заготовок диаметром до 150 мм обычно бывают двухручьевыми, которые работают со ста- леплавильными агрегатами вместимостью 15-20 т, либо четырёхручьевыми, работающими с агрегатами вместимостью до 100 т. Сообщается также, что вось- миручьевая МНЛЗ для отливки заготовок диаметром 120 мм работает в Италии в Генуе, при этом сталь на МНЛЗ поступает из 250-тонного кислородного конвер- тера [3]. Следует отметить, что в большинстве случа- ев отливку на МНЛЗ заготовок круглого поперечного сечения увязывают с трубным производством, а так- же изготовлением колес и бандажей. О целесообразности объединения в один комплекс производства стали и производства проката деклари- рует и компания «Siemens-VAI» [28]. Предложен даже термин для этой технологии – WinLink – выигрышное соединение. Трактуется оно как «непрерывное произ- водство сортового длинномерного проката из жидкой стали». При этом сортовая МНЛЗ связана с прокат- ным станом. Конкретные схемы расположения обо- рудования, его характеристики, а также параметры технологического процесса в статье [28] отсутствуют. На наш взгляд, самое главное в статье [28] – сле- дующее заключение: «Недавний экономический кри- зис заставил производителей стали пересмотреть преимущества первоначальных проектов сталепла- вильных мини-заводов, появившихся на рынке около 40 лет тому назад». Отмечены достоинства мини-за- водов и далее: «Несмотря на эти преимущества, от- носительно продолжительный срок окупаемости был основным препятствием более широкому примене- нию мини-заводов для производства сортового длин- номерного проката. Это являлось следствием низкой рентабельности, что характерно для мини-заводов с малым объёмом производства, которые производят стандартный сортамент из углеродистой стали в ос- новном для строительной промышленности». В статье приведено сравнение показателей (площадь завода, расход природного газа, электро- энергии, материалов, трудовые затраты) обычно- го мини-завода и мини-завода, работающего по технологии WinLink. Конечно, для технологии Win- Link они значительно лучше. На наш взгляд все это справедливо и для пред- приятий полного металлургического цикла или даже еще более эффективно, а именно за счёт совмеще- ния процессов разливки и прокатки металла. Выводы Развитие мелкосортных и проволочных станов ха- рактеризуется несколькими этапами – от линейных к полунепрерывным, от непрерывных станов, работа- ющих на катаной заготовке поперечного сечения 80×80 или 62×62 мм, до непрерывных станов, на ко- торых используются заготовки поперечного сечения 125×125 и 150×150 мм. С учётом расположения основ- ного оборудования, сечения ис- пользуемой заготовки, а также чис- ла ниток прокатываемого металла можно предложить следующую классификацию мелкосортных и проволочных прокатных станов: – первое поколение – линейные прокатные станы; – второе поколение – полуне- прерывные прокатные станы; – третье поколение – непрерыв- ные четырёхниточные прокатные станы, работающие на катаной за- готовке малых поперечных сечений; Схема расположения основного оборудования ЛПА конструкции ВНИИ- МЕТМАШа [27]: 1 – МНЛЗ; 2 – делительные ножницы; 3 – индукционный подо- греватель; 4 – загрузочная решётка; 5 – толкатель заготовок; 6 – клеть ПВП; 7 – черновая группа клетей продольной прокатки; 8 – летучие ножницы; 9 – чистовая группа клетей; 10 – термоупрочняющая установка; 11 – холодильник Рис. 9. 19МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 7 (266) ’2015 – четвертое поколение – непрерывные двухниточ- ные прокатные станы, работающие на непрерывно- литой заготовке больших поперечных сечений; – пятое поколение – непрерывные однониточные прокатные станы; – шестое поколение – агрегаты, совмещающие процессы разливки стали и прокатки металла – ЛПА. Переход на использование непрерывнолитой заготовки диктует необходимость использования её только больших поперечных сечений (не менее 125×125 мм), а следовательно, остановку всех мел- косортных и проволочных станов первого и второго поколений и обязательную реконструкцию станов третьего поколения. При реконструкции действующих и строительстве новых станов необходимо стремиться к тому, чтобы прокатные станы являлись элементом литейно-про- катного агрегата, что обеспечит высокое качество продукции и минимальные энергетические, матери- альные и трудовые затраты на её производство. 1. Кузьменко А. Г. Мелкосортные станы. Состояние, проблемы, перспективы / А. Г. Кузьменко. – М.: Металлургия, 1996. – 368 с. 2. Шилов В. А. О рациональных путях перевода мелкосортных и проволочных станов на прокат непрерывнолитых за- готовок / В. А. Шилов, В. К. Смирнов // Производство проката, 2000. – № 7. – С. 23-25. 3. Смирнов А. Н. Процессы непрерывной разливки / А. Н. Смирнов, В. Л. Пилюшенко, А. А. Минаев и др. – Донецк: ДонНТУ, 2002. – 536 с. 4. Смирнов В. К. Опыт и направления реконструкции мелкосортных и проволочных станов / В. К. Смирнов, В. А. Шилов // Бюллетень «Чёрная металлургия», 1999. – № 1-2. – С. 13-19. 5. Жучков С. М. Целесообразность применения неприводных деформирующих устройств в условиях мелкосортных ста- нов комбината «Криворожсталь» / С. М. Жучков, И. И. Любимов, Л. М. Кулаков и др. // Теория и практика металлургии, 2001. – № 2 (22). – С. 51-55. 6. Кукуй Д. П. Выбор рационального пути реконструкции мелкосортных станов при переводе на непрерывнолитую за- готовку большого сечения // Д. П. Кукуй, В. С. Солод, В. А, Шеремет // Металлургическая и горнорудная промышлен- ность, 2002. – № 8-9. – С. 184-188. 7. Совмещение непрерывной разливки стали с прокаткой / В. Б. Ганкин, Б. Е. Гуревич, А. А. Целиков, А. М. Ротенберг // Чёрная металлургия. Бюллетень института «Черметинформация», 1970. – № 11. – С. 13-22. 8. Коновалов Ю. В. Настоящее и будущее литейно-прокатных агрегатов. Сообщение 2. Производство сортового проката / Ю. В. Коновалов // Производство проката, 2009. – № 10. – С. 36-48. 9. Освоение проволочного стана 150 / В. А. Кулеша, Г. П. Борисенко, А. А. Горбань и др. // Сталь, 1984. – № 1. – С. 42-46. 10. Жучков С. М. Современные проволочные станы. Тенденции развития технологии и оборудования / С. М. Жучков, А. А. Горбанев // ОАО «Черметинформация». Бюллетень «Чёрная металлургия», 2006. – № 7. – С. 30-42. 11. Yin Pei Yn Runming Iron and steel single-strand hing-speed wire rod mill / Yin Pei Yn, A. Muller // MPT, Inter-national, 1996. – № 1. – P. 58-60, 62, 64. 12. Литейно-прокатный агрегат для производства катанки / В. А. Вердеревский, В. П. Степанов, Г. С. Никитин, О. К. Храп- ченков // Сталь, 1995. – № 2. – С. 37-41. 13. Сивак Б. А. Литейно-прокатные агрегаты / Б. А. Сивак, А. И. Майоров // Тяжёлое машиностроение, 1997. – № 5. – С. 6-9. 14. Святковский У. Привязка УНРС к мелкосортным и проволочным станам / У. Святковский // МРТ, 1993. – С. 56-62. 15. Альзетта Ф. «Мини-завод» Luna для литья и бесконечной прокатки сорта / Ф. Альзетта, Д. Андреатта, М. Тонидандел, В-Д. Рузза // МРТ, 2001. – С. 60-72. 16. Альзетта Ф. Новая установка современного литья и бесконечной прокатки специальных сталей на заводе фирмы ABS / Ф. Альзетта // Чёрные металлы, 2002. – Май. – С. 78-87. 17. Заводы «Luna» фирмы «DANIELI» для бесконечной разливки и прокатки специальных сталей: технология, инновации и преимущества // Новости чёрной металлургии за рубежом, 2003. – № 2. – С. 67-69. 18. Ринт Б. Ориентированный на перспективу сортовой стан для прокатки специальных качественных и легированных сталей / Б. Ринт, М. Аппель // МРТ, 1990. – С. 60-70. 19. Попков М. Н. Опыт и перспективы развития горизонтальной непрерывной разливки стали / М. Н. Попков, В. В. Реше- тов, А. И. Трушин // Сталь, 2010. – № 1. – С. 24-32. 20. Бровман М. Я. Непрерывная разливка металла / М. Я. Бровман. – М.: ЭКОМЕТ, 2007. – 484 с. 21. Коновалов Ю. В. МНЛЗ как многофункциональный агрегат для разливки, модифицирования и деформирования ме- талла / Ю. В. Коновалов // ОАО «Черметинформация». Бюллетень «Чёрная металлургия», 2010. – № 5. – С. 46-55. 22. Аммелинг В. -Ю. Прецизионная прокатка сортовой стали в редукционно-калибровочных блоках / В. -Ю. Аммелинг, Дж. Нисино, К. Хасэгава // Чёрные металлы, 2001. – Август. – С. 52-58. 23. А.с. № 133994 СССР. Способ винтовой прокатки круглого проката / И. Н. Потапов, А. Е. Харитонов, С. П. Галкин и др. // Открытия. Изобретения, 1987. – № 35. – С. 24. 24. Вопросы теории радиально-сдвиговой прокатки сортового металла / С. П. Галкин, В. К. Михайлов, В. П. Романенко и др. // Производство проката, 2001. – № 7. – С. 23-28. 25. Харитонов Е. А. Внедрение технологии и оборудования для производства прутков ответственного назначения с при- менением станов радиально-сдвиговой прокатки / Е. А. Харитонов, В. В. Рождественский, Е. А. Скрябин, Л. Г. Куроч- кин // Производство проката, 2001. – № 7. – С. 28-32. ЛИТЕРАТУРА 20 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 7 (266) ’2015 Виконано аналіз досвіду переводу діючих дрібносортних і дротових станів, що працюють на катаній заготовці поперечного перерізу 80×80 мм, на безперервнолиту заготовку збільшеного поперечного перерізу. Показано, що найбільш раціональним і менш витратним шляхом такого переводу є створення ливарно-прокатних агрегатів. Коновалов Ю. В., Маншилін О. Г., Коренко М. Г. Етапи розвитку дрібносортних, дротових станів і ливарно-прокатних агрегатів для виробництва дрібного сорту й катанки Анотація Ключові слова ливарно-прокатний агрегат, машина інтенсивного обтиснення, машина безперервного лиття заготовок, дрібносортний стан, дротовий стан, безперервнолита заготовка, роз- кат, дрібний сорт, катанка, реконструкція Konovalov Yu., Manshylin A., Korenko M. Development stages for small section and rod mills and casting-rolling aggregate for small section and wire rod production Summary An analysis of conversion experience was made for acting small section and rod mills after changing cross-section 80×80 mm ingots to continuous casting ingot of increased cross-section. It is shown, that the most efficient and cheaper way of such a conversion is construction of casting-rolling aggregates. casting-rolling aggregate, intensive compression machine, continuous casting machine, small- section mill, rod mill, blank, strip plate, small section, rod wire, reconstructionKeywords Поступила 12.05.2015 26. Конструкция станов радиально-сдвиговой прокатки / Б. А. Романцев, М. А. Минтоханов, Н. П. Рябихин и др. // Произ- водство проката, 2001. – № 7. – С. 32-37. 27. Сапожников А. Я. Мини-комплекс для производства мелкого сорта на основе совмещения винтовой и продоль-ной прокатки / А. Я. Сапожников, А. М. Кривцов, С. П. Мимотин // Труды третьего конгресса прокатчиков. – М.: АО «Черме- тинформация», 2000. – С. 314, 315. 28. Коломбо Э. Производство сортового длинномерного проката по технологии Winlink / Э. Коломбо, У. Занелли // Сталь, 2011. – № 11. – С. 80-82.

Этапы развития мелкосортных, проволочных станов и литейно-прокатных агрегатов для производства мелкого сорта и катанки

Institution

Ähnliche Einträge