Липецкий государственный  технический университет

 
 
 
Кафедра прокатки

 
 
 
РЕФЕРАТ

по Совмещенным  металлургическим агрегатам

«Литейно-прокатные  агрегаты CONROLL»

 
 
 
 
 
 
 
 
 
Студент Шопин И. И.

Группа МОД-07

Руководитель        Мазур И. П. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Липецк 2006

     ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………….. 3

общая Технология производства на Литейно-прокатных  агрегатах………………………………………………. 5

Особенности ЛПА концепции  CONROLL………………………. 8

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………... 12

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………………………………… 13 

     ВВЕДЕНИЕ 

     Металлургическая  гигантомания ХХ века в нынешнем столетии обещает перерасти в стремление к сокращению производственных площадей, финансовых и энергозатрат, минимизации  необходимого оборудования при параллельном повышении качества продукции. Данные принципы идеально реализуется на примере функционирования миниметаллургических заводов (ММЗ).

     С 70-х гг. ХХ ст. стали появляться мини-заводы мощностью от 200 до 500 тыс. т в год (арматурная сталь и проволока), которые  стали вытеснять заводы полного  цикла. В бывшем СССР также были построены два мини-завода: в Белоруссии и Молдавии, которые успешно эксплуатируются и в наши дни. За этими заводами последовало строительство мини-заводов по производству сортового проката. И, наконец, в 1989 г. появился первый мини-завод "Ньюкор" (г. Хикмен, США) по производству полосовой стали.

     В настоящее время в мире функционирует  свыше тысячи мини-заводов, доля которых  в мировом производстве стали  составляет примерно 16 - 20%. Только в  США действует около 60 предприятий  подобного типа общей мощностью около 25 млн. т стали в год.

     Среди главных преимуществ мини-заводов  находятся:

     • низкие удельные капиталовложения и  короткий строительный цикл;

     • простая, компактная и гибкая технология;

     • простое и надежное оборудование с малой массой и энергоемкостью.

     Особенностью  мини-завода является тесная связь  всех производственных операций, включая  плавление стали, непрерывную разливку и прокатку, а при необходимости  контроль, зачистку и отгрузку. Расположение оборудования обеспечивает непрерывное движение металла в ходе технологического процесса. Таким образом можно исключить затраты, связанные с промежуточным хранением, созданием запасов и промежуточной транспортировкой.

     Функционирование  мини-завода предусматривает использование  регионального сырья в виде металлического скрапа. Предприятие изготавливает широкий специализированный сортамент продукции, ориентированный на конкретного потребителя. Завод занимает незначительные производственные площади, имеет малочисленный штат, высокую производительность труда и низкие производственные издержки. 

общая Технология производства на Литейно-прокатных  агрегатах 

     Концепция совмещения установок непрерывной  разливки с прокатным станом стала развиваться с 1988 года, когда фирма VAI построила среднеслябовую установку перед существующим толстолистовым станом на металлургическом предприятии в городе Авеста (Швеция), ныне принадлежащем швецко-британской компании Avesta-Sheffield. Однако наибольшее распространение получили агрегаты, основанные на использовании тонких слябов.

Технологические участки на всех литейно-прокатных  агрегатах выполняют одинаковые функции. На участке непрерывной разливки происходит формирование из жидкого металла плоской заготовки и предварительное обжатие до необходимых размеров. На участке стыковки заготовку готовят к горячей прокатке путем выравнивания температуры по сечению и длине, а также согласуют совместную работу агрегатов разной производительности: установок непрерывной разливки и прокатного стана. Возможны и другие подготовительные операции. На участке горячей прокатки окончательно формируются геометрические размеры полосы, качество поверхности и механические свойства. Учитывая многообразие технических решений литейно-прокатных агрегатов необходимо классифицировать технологическое оборудование, используемое в процессе производства горячего проката.

   Производительность  установок непрерывного литья тонких н средних слябов, несмотря на постоянно возрастающие скорости разливки, все еще далека от пропускной способности непрерывных групп клетей, составляющих основу участка горячей прокатки большинства агрегатов. Чтобы эффективнее использовать возможности стана, часто строят установки непрерывной разливки, имеющие два ручья, либо две одноручьевые установки, повышая тем самым общую производительность агрегата. Поэтому на большинстве построенных одноручьевых литейно-прокатных агрегатов имеется возможность дополнительного размещения второго ручья.

     Кристаллизаторы с плоскими стенками используются для  литья средних слябов. Толщина слябов позволяет размещать в кристаллизаторах погружной стакан, через который непосредственно подается жидкий металл, не нанося вреда качеству поверхности слябов и их литой структуре. При разливке тонких слябов использовать плоскопараллельный кристаллизатор мешает невозможность размещения в нем погружного стакана, поэтому стенки кристаллизатора приходится делать криволинейными, тем самым, освобождая для стакана пространство.

     Предварительная деформация заготовок, осуществляемая роликовыми сегментами, может быть осуществлена только в линии установки непрерывной разливки тогда, когда в середине заготовок присутствует жидкая фаза. Деформация полностью застывшего металла требует больших усилий и может быть осуществлена только в черновых прокатных клетях, расположенных вне МНЛЗ.

   Основным  технологическим оборудованием  участка совмещения являются печи нагрева и выравнивания температуры. Для некоторых компоновок среднеслябовых литейно-прокатных агрегатов, особенно тех, где предусматривается их размещение на существующих прокатных станах и использование для работы сторонних холодных слябов или слябов горячего посада, применяют методические печи с шагающими балками. Тонкие слябы и полосы нагреваются в проходных печах, которые могут иметь газовое, индукционное или смешанное отопление. Если слябы предварительно были подвергнуты деформации и имеют толщину не более 30 мм, то иногда, с целью сокращения протяженности агрегата, подкат сматывают в печных моталках и передают на стан.

   При наличии нескольких ручьев разливки возникает проблема передачи заготовок на стан со второго ручья. При использовании не сматываемых полос передача осуществляется печными сегментами. Сегменты с вошедшей полосой перемещаются от разливочного ручья к входу на стан перпендикулярно оси прокатки, передают полосу, после чего возвращаются обратно. В другом варианте сегменты проходных печей соседних ручьев поворачиваются навстречу друг другу и встают вдоль одной оси. Заготовка переезжает из одного сегмента в другой, расположенный в линии прокатки. После осуществления передачи сегменты возвращаются в исходное положение. В одноручьевом варианте ЛПА необходимость в подобной операции естественно отпадает. Транспортировка рулонов на стан происходит в закрытом подогреваемом конвейере. На участке могут быть установлены и другие специальные устройства, например, аварийные ножницы.

     На  прокатном стане в зависимости  от его конструкции может осуществляться непрерывная, бесконечная или реверсивная прокатка. Непрерывную группу клетей в некоторых случаях может заменить планетарная клеть высокого обжатия. В некоторых разработках сверх компактных литейно-прокатных агрегатов применяется полностью непрерывный процесс литья и прокатки и реверсивная клеть. Совместить разливку и прокатку в двух направлениях, сохраняя непрерывность процесса, помогают петлевые накопители. Возможны варианты совместной установки различных клетей, например, непрерывная группа и реверсивные клети. Участок может быть оборудован вертикальными клетями, использующимися не столько для изменения ширины полос, (эту операцию при относительно малых толщинах подката трудно выполнить качественно) сколько для предупреждения дефектов кромки при больших обжатиях в прокатных клетях.

Особенности ЛПА концепции CONROLL 

     CONROLL (Continuous Casting and Direct Rolling - непрерывная разливка и совмещенная прокатка) — ЛПА основанные на технологиях использования непрерывнолитых слябов средней толщины

     На  основе эксплуатации первой установки  непрерывной разливки средних слябов на заводе Avesta Sheffield фирма VAI разработала технологию CONROLL рис. 1, 2. Отличительной особенностью этой технологии является ее пригодность для использования не только на отдельных мини-заводах, но и на действующих предприятиях, на основе существующих цехов и агрегатов. Это стало возможным благодаря тому, что при разработке CONROLL были поставлены задачи выполнения производственной программы типичного завода с полным циклом производства. При этом производство должно иметь незначительные капитальные и эксплуатационные затраты.

    Рис. 1. Расположение основного технологического оборудования в линии литейно-прокатного агрегата CONROLL и используемая схема совмещения установки непрерывной разливки с прокатным станом на предприятии Avesta Sheffield

    Рис. 2. Расположение основного технологического оборудования в линии литейно-прокатного агрегата CONROLL и используемая схема совмещения установки непрерывной разливки с прокатным станом на предприятиях Armco и Ipsco 

     Конструкторы  VAI считают, что для достижения высокого качества поверхности сляб в кристаллизаторе не должен деформироваться. Первичная кристаллизация металла должна протекать беспрепятственно, так как любая деформация в кристаллизаторе может привести к дефектам поверхности. Эта точка зрения привела к разработке плоско параллельного кристаллизатора с гидравлическим качанием для отливки слябов толщиной 70 - 150 мм. Рассматривалось предложение о дальнейшем снижении толщины сляба (менее 70 мм), однако идея не получила развития, потому что у более толстых слябов существуют определенные преимущества. У них при той же скорости литья выше отнесенная к толщине пропускная способность и при одинаковой отнесенной к толщине пропускной способности можно вести процесс литья с меньшей скоростью. При этом легче управлять потоками стали в кристаллизаторе, что снижает вероятность появления поверхностных дефектов и тем самым создает лучшие условия для получения высококачественной полосы. Меньшая поверхность сляба, приходящаяся на тонну металла, также снижает вероятность появления дефектов поверхности.

     Криволинейная установка непрерывной разливки CONROLL часто проектируется и строится вместе с уже существующим станом горячей прокатки. Поэтому слябы после разливки направляются в методическую печь (рис. 1, 2). После прохождения печи равномерно нагретые слябы выдаются на стан. Черновая прокатная группа в агрегате CONROLL coстоит из гидросбива окалины, вертикальной клети, дающей необходимую деформацию кромкам и формирующей нужную ширину полосы, а также одной четырехвалковой клети. Для равномерной загрузки главных приводов чистовой группы вне зависимости от типоразмера выбирают обжатие в клети с учетом конечной толщины полосы. Конструкция чистовой группы может быть различной в зависимости от оборудования, расположенного на модернизируемом стане. На заводе Avesta Sheffield установлена реверсивная клеть, на предприятиях Armco и Ipsco построены 5- и 6-клетьевые непрерывные группы.

     Технологические параметры ЛПА CONROLL: