Производство литых слябов

Сталь, по сравнению с чугуном, содержит значительно меньше уг­лерода (до 2%). Она мягче, податливее, её легче обрабатывать. Метал­лурги научились легировать сталь, то есть «сдабривать» её различными добавками и придавать ей разнообразные свойства, изменяя в каждом конкретном случае условия ведения технологического процесса. Если, например, в сталь добавить немного титана (Ti), легкого и прочного ме­талла, а затем хром (Сг) и никель (Ni), то получим сталь твердую, пла­стичную и коррозионностойкую (нержавеющая сталь). Легирующими добавками также служат – вольфрам (W), кобальт (Со), молибден (Mb),ванадий (V), цирконий (Zr) др. Большинство этих добавок вводят в сталь в виде готовых сплавов с железом, которые называются ферро­сплавами. Некоторые из них выплавляются в ферросплавном цехе ком­бината (ФСЦ).

Для выплавки стали, на нашем комбинате используются кислородные конвертеры, представляющие собой емкости грушевидной формы, футерованные внутри стойким огнеупорным кирпичом. В КЦ-1 уста­новлено 3 конвертера емкостью по 160 т каждый, в КЦ-2 – 2 конвертера емкостью по 300 т.

В общем виде процесс производства стали можно представить как пяд операций, задачей которых является удаление примесей из чугуна. Если производство чугуна с точки зрения химиков процесс – восстано­вительный, то передел чугуна и металлического лома в сталь – окисли­тельный.

Технология кислородно-конвертерного процесса выплавки стали основана на удалении (окислении) примесей (углерода, кремния, мар­ганца, фосфора и серы) за счет вдувания в жидкий чугун через верти­кальную водоохлаждаемую фурму технически чистого кислорода и пе­ревода этих примесей в шлак или газовую фазу.

В качестве шлакообразующих материалов используется металлур­гическая известь, доломит и плавиковый шпат. Эти материалы, реагируя с примесями, связывают их в прочные соединения, которые не раство­ряются в стали, а всплывают в шлак.

Т

Заливка жидкого чугуна

• 1 .Загрузка металлического лома в конвертер в количестве 18-22 % от всей металлической шихты плавки.

• 2.Заливка жидкого чугуна в конвертер.

• 3.Продувка металла в конвертере техническим кислородом, пода­ваемым через фурму, с одновременной продувкой металла нейтральными газами (азотом, аргоном) через донные фурмы (КЦ-1) и присадкой в конвертер шлакообразующих материалов.

• 4.Измерение температуры и отбор проб металла и шлака после окончания продувки.

• 5.Выпуск плавки из конвертера в сталеразливочный ковш с при­садкой науглероживателя и раскислителей (ферросплавов обеспечивающих получение расплава с химическим составом' близким к среднему составу для данной марки стали).

• 6.Обработка расплава аргоном в сталеразливочном ковше (внепечная обработка) производится для усреднения и корректиров­ки химического состава и температуры.

Весь цикл получения одной плавки жидкой стали таким способом составляет от 40 до 60 минут.

Производство слябов осуществляется путем разливки жидкой стали на установках непрерывной разливки стали (УНРС).

Установка непрерывной разливки стали – агрегат, который позво­ляет разливать жидкий металл в твердые заготовки заданного сечения – прямоугольного (слябы), квадратного (блюмы), круглого или профили­рованного (круг, тавр, двутавр и тд.).

Схема УНРС криволинейного типа

Основная часть УНРС – водоохлаждаемый кристаллизатор с мед­ными стенками, внутри которых циркулирует охлаждающая вода. Перед началом разливки в кристаллизатор вводят так называемую затравку, которая образует временное дно кристаллизатора. Затравка – это конст­рукция из стальных звеньев, связанных между собой. Она предназна­ченная для запуска УНРС в работу. Жидкую сталь подают на УНРС в сталеразливочном ковше, который устанавливают на поворотный стенд. Под сталеразливочным ковшом помещают промежуточный ковш, который распределяет жидкую сталь в кристаллизаторы. УНРС может иметь от одного до восьми кри­сталлизаторов (ручьев). На НЛМК применяются только двухручьевые УНРС.

Жидкая сталь, касаясь холодных стенок кристаллизатора, мгновен­но образует твердую «корочку», а с затравкой первые порции затвер­девшего металла образуют прочное сцепление. Включается тянуще-правильное устройство УНРС и затравка с «намороженным» слитком вытягивается из кристаллизатора. Кристаллизатор УНРС во время раз­ливки качается вверх-вниз (чтобы «корочка» слитка не приваривалась к стенкам кристаллизатора).

Ниже кристаллизатора слиток попадает в зону вторичного охлаж­дения, где на поверхность слитка подают воду или смесь воды и сжатого воздуха. Чтобы поверхность еще не застывшего слитка не деформирова­лась, пока она движется в зоне вторичного охлаждения, её поддержива­ют ряды горизонтальных роликов, диаметр которых увеличивается от верха к низу УНРС. В зоне вторичного охлаждения жидкая сталь внутри слитка полностью кристаллизуется, и уже затвердевший металл входит в тянуще-правильное устройство.

К

Резка слябов

Установка непрерывной разливки стали

Сталеплавильное производство ОАО «НЛМК» состоит из двух кон­вертерных цехов – КЦ-1 и КЦ-2 – производительностью порядка 3,8 и 5,5 млн. т литых слябов в год соответственно.