Электросталеплавильный цех (ЭСПЦ)
Из цеха металлизации окатыши по транспортерам поступают в ЭСПЦ, где в электродуговых печах из них выплавляют сталь. Жидкий металл разливается на машинах непрерывного литья.
Выплавка производится в электропечах вместимостью 150 т. с трансформатором мощностью 90 МВА. Для снижения вредных воздействий на окружающую среду электропечь заключена в шумоизолирующий кожух. Материалы по программе подаются в печь или ковш; окатыши и известь в процессе плавки загружаются непрерывно через отверстие в своде печи.
Выплавка стали производится одношлаковым процессом с использованием в шихте до 70% металлизованных окатышей.
Железорудные окатыши, шлакообразующие, легирующие и другие сыпучие материалы подают из соответствующих отделений конвейерным транспортом в бункеры пролета, расположенного между печным и распределительным.
Из бункеров с помощью питателей и системы дозирования материалы через течку в своде подаются в печь или по течкам загружают в ковш.
Выплавка стали производится одношлаковым процессом в четырех 150-т дуговых сталеплавильных печах (ДСП) на шихте, включающей, как правило, до 65% металлизованных окатышей и 35% скрапа. Предусматривается возможность использования 50% скрапа. Конструкция печей соответствует современным требованиям к печам сверхвысокой мощности, работающих с использованием металлизованных окатышей. В соответствии с требованием максимальной механизации всех работ, автоматизацией технологического процесса, печи укомплектованы набором соответствующих приборов, устройств и механизмов.
Выпуск стали из печи производится в разливочный ковш емкостью 150 т, установленный на сталевозе, который расположен на рельсовой колее и оборудован взвешивающим устройством.
Далее жидкая сталь в ковше подвергается внепечной обработке. Исходя из соображений оптимального режима работы установлено две установки внепечной обработки, включающие:
– установку вакуумирования типа DH;
– установку десульфурации и продувки аргоном с устройством для ввода алюминия в ковш.
По окончании внепечной обработки ковш с металлом устанавливают на поворотный стенд для передачи в отделение машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). К качеству заготовок, полученных на участке непрерывной разливки стали (УНРС), предъявляются высокие требования. Для их обеспечения необходима соответствующая подготовка металла перед разливкой, конструкция УНРС и отдельных узлов, оптимальная работа оборудования и оптимальная технология процесса.
Удаление шлака производится через порог рабочего окна электропечи, а также через сталевыпускное отверстие в шлаковый ковш емкостью 16 м3, установленный на шлаковой тележке. После заполнения чашу вывозят в транспортный пролет, где заменяют на порожнюю, а заполненную вывозят из цеха автошлаковозом. Шлак, оставшийся в ковше после разливки, скантовывается в чашу, установленную на стенде в распределительном пролете. Заполненная чаша так же вывозится автошлаковозом. Межплавочную подготовку сталеразливочных ковшей осуществляют в распределительном пролете, где имеются соответствующие стенды.
ЭСПЦ ОЭМК был спроектирован и построен с использованием современных достижений науки и техники, что позволило наиболее рационально использовать капитальные вложения, затраченные на его строительство. Значительное внимание при его строительстве уделено новым тенденциям в технологии выплавки стали и в использовании нового оборудования электросталеплавильного производства, поэтому цех отвечает всем требованиям экологии, охраны окружающей среды и необходимости снижения доли ручного труда обслуживающего персонала.
ЭСПЦ ОЭМК построен по проекту фирмы «Крупп» и предназначен для выплавки более 300 видов марок стали: подшипниковые, конструктивные легированные, рессорно-пружинные и трубные марки электростали на шихте из скрапа и металлизованных окатышей, поставляемых цехом металлизации, с применением добавок и легирующих.
Главной отличительной особенностью ЭСПЦ ОЭМК, при сравнении с цехами других комбинатов, является применение поперечной схемы перемещения кранов в печном и прилегающем к нему транспортных пролете. Жидкую сталь разливают на УНРС цеха в заготовки. После охлаждения и, если необходимо, зачистки заготовки подают в сортопрокатный цех, где они подвергаются дальнейшей переработке.
Состав оборудования ЭСПЦ:
–четыре дуговые электропечи вместимостью 150 т каждая (аэл = 610мм);
–две установки порционного вакуумирования типа DH;
–две установки для продувки металла аргоном через фурму сверху с устройствами для подачи в ковш аллюминевой проволоки;
–две установки для обработки жидкого металла порошкообразными реагентами и газами’,
–четыре четырехручьевые МНЛЗ радиального типа с R= 12 м; сечение заготовок 300 * 360 мм;
–четыре печи регламентированного охлаждения заготовок до t = 300 гр С с шагающими балками;
–две линии дробеструйной обработки, осмотра изачистки поверхности абразивными кругами.
–два агрегата комплексной обработки стали (АКОС);
–четыре печи регламентированного охлаждения заготовок до температуры 300оС с шагающими балками;
–две линии дробеструйной обработки, осмотра и зачистки поверхности абразивными кругами.
Схема технологического процесса ЭСПЦ
В цехе используются новейшие технологические приемы и операции: продувка аргоном, вакуумирование, обработка порошкообразными реагентами, защита струи металла от вторичного окисления, автоматическое поддержание уровня металла в кристаллизаторе, термическая обработка и специальная зачистка литой заготовки.
Марочный сортамент сталей:
–конструкционные углеродистые 10, 15, 20, 30, 35, 40, 45;
–пониженной прокаливаемости 54ПП, 55ПП, 60ПП;
–легированные 15Х, 20Х, 30Х, 35Х, 40Х, 45Х, 33ХС, 38ХС, 40ХС, 15Г, 20Г, 30Г, 40Г, 50Г, 18ХГ, 18ХГТ, 25ХГТ, 30ХГТ, 15ХМ, 20ХМ, 20ХН2М, 35ХМ, 38ХМ, 30ХМА, 40ХФА, 40ХМФА, 15ХФ, 38ХФР, 20ХГНМ, 40ХГНМ, 25ХГМ, 40ХН2МА, 45ХГМА, 30ХГСА, 35ХГСА, 12ХН3А, 20ХН3А для изготовления деталей (валов, коленвалов, шестерен, шатунов, звездочек) на машиностроительных заводах методом осадки, высадки, штамповки в горячем и холодном состояниях;
–подшипниковые стали ШХ15, ШХ15СГ, ШХ4 для производства колец и роликов подшипников качения;
–кордно-канатные стали 70 «селект», 60, 70, 85 для производства металлокорда и канатов;
–котельные стали 20, 12Х1МФ, 15ХМ для изготовления паропроводных труб ;
–энергоблоков с высокими и сверхкритическими параметрами пара;
–сталь для крекинговых труб 15Х5М;
–стали для хладостойких труб и труб, имеющих повышенную стойкость против
–сероводородной коррозии 12ГФ, 16ГФБ, 28ГМ и т.д.;
–стали нефтяного сортамента 30Г2, 32Г2, 32Г2С, 36Г2С, 37Г2С, Д, 30ХМА для изготовления обсадных, бурильных, насосно-компрессорных труб классов ;
–рессорно-пружинные стали 55С2, 51ХФА, 60С2Г, 60С2А для производства пружин, рессор;
–инструментальные стали У7А, У8А, У10А, 9ХФ, 5ХНМ для производства штампов, матриц, оправок, пуансонов;
–рельсовая сталь типа Э76В и 75ХГСВ для производства магистральных
–железнодорожных рельсов повышенной надежности;
–другие марки сталей 09Г2С, 20Г2Р, 40Г1Р, 16ХСН и т.д.
Комбинат производит стали по зарубежным стандартам: DIN, ASTM, AISI. Технология выплавки без использования чугуна с применением железа прямого восстановления позволяет поставлять металл по специальным техническим условиям, требования которых превышают требования национальных отечественных и зарубежных стандартов. Марки стали, выплавляемые на ОЭМК, имеют дополнительную маркировку ПВ (прямое восстановление).
Пилотный участок в ЭСПЦ дал ожидаемый результат
Первыми пилотными участками для внедрения Производственной Системы стали электросталеплавильный цех (ЭСПЦ) и цех сервисного обслуживания сталеплавильного производства (ЦСО СП). Такой выбор не случаен. Проводимая реконструкция МНЛЗ-1 позволит освоить новые виды продукции для партнеров с Выксунского металлургического и Актюбинского рельсо-балочного заводов. А значит, у металлургов вырастет нагрузка на оборудование, производящее литую заготовку, и вопросы рационального использования ремонтных периодов – тот ресурс, который позволяет увеличить объем выпуска. Обслуживанием непростого хозяйства машин непрерывного литья заготовок и обеспечением их бесперебойной работы и занимаются подчиненные старшего мастера ЦСО СП Максата Кулеева.
На пилотных участках работа началась с внедрения одного из инструментов Производственной Системы – картографирования. Был проведен хронометраж планово-предупредительного ремонта МНЛЗ-2, составлена удобная для визуального восприятия карта с пошаговым изображением как ремонтных, так и технологических операций. Вернее, карт получилось даже две, с учетом специфики каждого пилотного участка. Затем команда внедрения – коллектив УРПС совместно со специалистами управления производственными и машиностроительными активами (УПиМА) и техническими специалистами структурных подразделений – организовали «мозговой штурм», неоднократно обсудив, какие ремонтные, подготовительные и технологические операции можно интенсифицировать, выполнять параллельно или вообще исключить, усовершенствовав организацию работ.
Как же удалось улучшить привычный, годами используемый процесс?
— Узкие места в организации производства можно заметить, только если ежедневно «варишься» в этом котле ремонтов, – объясняет Максат Кулеев. – Когда постоянно выполняешь стандартные операции, возникает вполне понятное желание усовершенствовать процесс. У меня на участке ремонта и содержания комплекса МНЛЗ зачистку направляющих каждой секции делали уже после их перевозки на передаточной тележке, непосредственно перед монтажом, при этом дефицит «кранового» времени увеличивался. Во время активного совместного обсуждения с командой внедрения родилась идея зачищать направляющие заранее. Теперь, поднимая секции краном, можно сразу приступать к их монтажу. Вроде бы экономия ремонтного времени небольшая – около пяти минут на секцию. Но секций-то 16, то есть в сумме набегает минимум один час. А обеспечение запуска МНЛЗ-2 на час раньше утвержденного графика – это не один миллион рублей прибыли за счет выпуска дополнительной продукции!
Специалисты планово-экономического управления подтвердили планируемый экономический эффект в размере 12 млн рублей в 2017 году.
Старший мастер ЦСО СП Максат Кулеев удивляется: как этот скрытый резерв его коллектив не использовал раньше? Идея, что называется, лежала на поверхности. Нужен был лишь толчок, чтобы она материализовалась в конкретное рацпредложение. Идею, предложенную специалистами УРПС и УПиМА, поддержали руководители дирекции по ремонтам, ЭСПЦ и ЦСО СП – словом, все заинтересованные стороны. Так называемые стендовые испытания завершились успешно.
— Мы сделали только первый шаг в развитии Производственной Системы, – комментирует начальник УРПС Уральской Стали Александр Степанов. – Но сделали его не на бумаге, а в реально действующем производстве. Это конкретный результат картографирования – одного из инструментов бережливого производства. Впереди дальнейшее общение нашей команды внедрения с коллективами пилотных участков, поиск внутренних резервов, в том числе по организации рабочего пространства. Но эта тема, равно как и тема мотивации вовлеченности работника в процесс подачи идей, заслуживает отдельного разговора.
Секция – это сегмент МНЛЗ-2 весом от 10 до 32 тонн. Секций в нашей машине 16. Попадая в первую из них в расплавленной фазе, из последней сталь выходит уже готовым изделием. За дорогу в считанные десятки метров она проходит несколько метаморфоз: интесивное охлаждение формирует пластичную корочку, внутри которой металл находится еще в жидкой фазе; с помощью электромагнитного перемешивания сталь получает однородную структур; остывающий металл кристаллизуется и попадает на резку. В пути слиток получает свою форму за счет обжатия и нужные свойства – за счет охлаждения в каждой из секций. Без всяких дополнительных производственных переделов разлитая из ковша сталь выходит из МНЛЗ готовым изделием.
Электросталеплавильный цех (ЭСПЦ)
ЭСПЦ ОАО «ОЭМК» предназначен для выплавки более 300 видов марок стали: подшипниковые, конструкционные легированные, рессорно-пружинные и трубные марки электростали на шихте из скрапа и металлизованных окатышей, поставляемых цехом металлизации, с применением добавок и легирующих.
Главной отличительной особенностью ЭСПЦ ОАО «ОЭМК», при сравнении с цехами других комбинатов, является применение поперечной схемы перемещения кранов в печном и прилегающем к нему транспортном пролете. Жидкую сталь разливают на УНРС цеха в заготовки. После охлаждения и, если необходимо, зачистки заготовки подают в сортопрокатный цех, где они подвергаются дальнейшей переработке.
В состав ЭСПЦ входит следующее основное производственное оборудование:
— Сталеплавильное оборудование для выплавки заданных марок сталей в четырех дуговых электропечах, два агрегата комплексной обработки стали (АКОС), две установки продувки-вакуумирования стали, а также две дополнительные установки продувки аргоном.
— Четыре четырехручьевых УНРС для разливки жидкой стали, включая устройства выпрямления непрерывных заготовок и их разделения на мерные длины.
— Оборудование для контролируемой термической обработки (контролируемого охлаждения), а также для осмотра, местной зачистки дефектных заготовок и, в случае необходимости, отрезки дефектной части заготовок.
Наряду с производственным оборудованием в состав ЭСПЦ входит специфическое для цеха дополнительное оборудование, транспортное оборудование, сетевое хозяйство, электрооборудование, КИП, средства автоматизации, конструкции зданий, а также сооружения и транспортные пути и коммуникации в пределах ЭСПЦ.
В цехе используются новейшие технологические приемы и операции: продувка аргоном, вакуумирование, обработка порошкообразными реагентами, защита струи металла от вторичного окисления, автоматическое поддержание уровня металла в кристаллизаторе, термическая обработка и специальная зачистка литой заготовки.
Железорудные окатыши, шлакообразующие, легирующие и другие сыпучие материалы подают из соответствующих отделений конвейерным транспортом в бункеры пролета, расположенного между печным и распределительным.
Из бункеров с помощью питателей и системы дозирования материалы через течку в своде подаются в печь или по течкам загружают в ковш.
Выплавка стали производится одношлаковым процессом в четырех 150-тонных дуговых сталеплавильных печах (ДСП) на шихте, включающей, как правило, до 65% металлизованных окатышей и 35% скрапа. Предусматривается возможность использования 50% скрапа. Конструкция печей соответствует современным требованиям к печам сверхвысокой мощности, работающих с использованием металлизованных окатышей. В соответствии с требованием максимальной механизации всех работ, автоматизацией технологического процесса, печи укомплектованы набором соответствующих приборов, устройств и механизмов.
Выпуск стали из печи производится в разливочный ковш емкостью 150т, установленный на сталевозе, который расположен на рельсовой колее и оборудован взвешивающим устройством.
Далее жидкая сталь в ковше подвергается внепечной обработке. Исходя из соображений оптимального режима работы установлено две установки внепечной обработки, включающие: установку вакуумирования типа DH; установку десульфурации и продувки аргоном с устройством для ввода алюминия в ковш.
По окончании внепечной обработки ковш с металлом устанавливают на поворотный стенд для передачи в отделение машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). К качеству заготовок, полученных на участке непрерывной разливки стали (УНРС), предъявляются высокие требования. Для их обеспечения необходима соответствующая подготовка металла перед разливкой, конструкция УНРС и отдельных узлов, оптимальная работа оборудования и оптимальная технология процесса.