автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Интенсификация производства листовой горячекатаной стали на широкополотных станах за счет реконструкции и совершенствования технологии

I -1

Министерство науки, высшей школы и технической политики Российской Федерации

Магнитогорский ордена Трудового фасного Знамени горно-металлургический институт им. Г.И.Носова

На правах рукописи УДС 621.771.23

СТАРИКОВ Анатолий Ильич

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВОЙ ГОРЯЧЕКАТАНОЙ СТАЖ НА ШИРЖСПОЛОСНЫХ СТАНАХ ЗА СЧЕТ РИСШСШШЩ И СОВЕРШЕНСТВШАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ

Специальность 05.16.05 - Обработка металлов давлением

Диссертация в форме научного доклада на соискание ученой степени кандидата технических наук

Магнитогорск 1992

Работа выполнена аа Магнитогорском металлургическом комбинате им. В.И.Ленина и в Магнитогорском горно-металлургическом институте им. Г.И.Босова.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор АГЕЕВ Л.М., кандидат технических наук, профессор КУПРИН М.И.

Ведущее предприятие: Череповецкий металлургический

комбинат

Защита ооотоится 02 июля 1992 года в 15 часов на заседании специализированного совета К 063.04.01 в Магнитогорском горно-металлургическом институте им. Г.И.Носова.

Отзыв в двух экземплярах просим направлять по адресу: 455000, г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38, ученому секретарю.

Диссертация в форме научного доклада разослана 01 июня 1992 г.

Ученый сещютарь ,/ , «

специализированного совета /*> ^¡¿^ В.Н.Селиванов

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Увеличение доли листового проката в обшей >еме его выпуска является устойчивой тенденцией развития прокат-то производства, в этой связи особую значимость приобретает со-эшенствование широкополосных станов горячей прокатки (ШСГП), ва горых производится подавляющая часть горячекатаной листовой ста. В развитии ШСП1 приоритетными явяяются решения, обеспечивашие генсификаццц производства. Под интенсификацией подразумевается только повышение производительности, но и увеличение резервов оизводства и создание новых технологических возможностей - расши-вие сортамента проката, улучшение его качества, что особенно важ-в условиях рыночной экономики. К преобладающему направлению ин-нсификации производства на ПШП относится переход к использованию прврыЕНОлитых слябов увеличенной кассы (до 40-45 т). Это направ-ние в последние годы в широких цаезтебах реализуется на Цагннто-рском металлургическом комбинате (ЫМК). С пуском кислородно-кон-ртерного цеха и машин непрерывного литья (HHZ3) стан 2500 горячей юкатки стал получать наряду о катаными слябами массой до 10 т, ишвшой до 165 мм и масоивные (до 25 т) литые слябы толщиной Я мм. Очевидной была необходимость предварительного решения пробам реконструкции о увеличением обжимной способности отава к разращен адекватной технологии горяче* прокатки полос выоокого качест-з* Актуальным при атом в соответствии о указанное концепцией инте-зификации являлось достижение такой технологической гибкости, кото-ая позволила бы получать продукцию из сталей различных марок о ви-оким диапазоном потребительских свойств - пластичности, прочности, «арной вязкооти и других. Вместе о тем в окором времени потреблте-ем литых слябов максимальной кассы (до 45 т) .станет НХЗШ 2000, троительство которого завершается на-ЮЖ. Особенностью создания тана 2000 была предопределенность его состава s компоновки как ана-

лога ШСШ 2000 ЧерМК. Поэтому возникла актуальная проблема разработки в осуществления мероприятий по интенсификации производства на строящемся стане по сравнению с аналогом.

Цель работы: разработка, исследование в внедрение решений по реконструкции и развитию ШСШ о применением массивных слябов,. совершенствованию технологии горячей прокатки для интенсификации про изводства широкополосное стали.

Научная новизна. Предложен алгоритм количественной оценки тех нологичеокого эффекта вариантов реконструкции ШСШ.

Разработана математическая модель для базового варианта опера ции передачи раскатов из черновой группы в чистовую с петлеобразованием на промежуточном рольганге.

С использованием математических моделей предложены пакеты решений: ,

1) по всеобъемлющей реконструкции действующего ШСШ;

2) по повышению технического и технолсгичв ского уровней строя иегося отана в услоиих заданных состава я компоновки.

Практическая ценность. Осуществление широкомасштабной реконсз рукгрщ одного иакрупнейших в стране ШСШ 2500 ШК позволило апробировать род крупных технических «решений по преобразованию червовое и чистовой Х"руцц клетей, промежуточного и отводящего рольгангов", оценить технологический эффект" етих решений, и соответствующе образом модернизировать к интенсифицировать- технологический проце< Этот опыт макет служить основой для разработки вариантов реконстр: ции других непрерывных к полунепрерывных отанов первого поколения

Комплекс мероприятий, разработанный для повыаания технического и технологического уровней строящегося ШСШ 2000 в условиях заданных оостава к компоновки отана, может быть рекомендован к ре ах вации на аналогичных современных НВШ (например, типа 2000 Ново-Л „ пецкого и Череповецкого металлургических комбинатов).

Реализация результатов работы. На ШСШ 2500 внедрены:

- черновая универсальная реверсивная клеть;

- черновая реверсивная клеть дуо;

- петлеобразователь раскатов на промежуточном рольганге;

- более мощный главный привод чистовой группы клетей;

- дополнительная - седьмая - чистовая клеть;

- новые моталки;

- модернизированная система душрования полосы на отводящем зольганге.

На строящемся ШСШ 2000 реализуются следующие мероприятия по [нтенсификации производства горячекатаных полос:

- использование шестиклетевой черновой группы;

- увеличение мощности главных приводов клетей стана;

- усиление рабочих клетей за счет применения подшипников жид-состного трения повышенной грузоподъемности;

- применение летучих ножниц перед чистовой группой на макси-гальную толщину раската до 60 мм;

- установка моталок новой конструкции с заправочной скоростью со 15 м/с;

- применение специальных теплозащитных экранов на промежуточ-юм рольганге для сохранения тепла раската;

- использование устройств осевой сдвижки валков в четырех по-зледних чистовых клетях;

- обеспечение возможности интенсивного охлаждения полосы меж-су чистовыми клетями и на отводящем рольганге.

Эти предложения приняты и включены в проект стана Магнитогор-!ким Гипромезом как генеральным проектировщиком.

Апробация работы. Представленные к защите мате ¡малы являются : тогой цикла работ, выполненных на ЫМК лично автором и под его ру-соводствоы о участием сотрудников ММК.НШИ, ЙЧМ (г. Днепропетровск). Iвтором осуществлены постановка задач исследования, разработка па-:ета технических решений на основе использования специально создан-

ных математических моделей и выполнения обширных экспериментальны исследований, организация внедрения разработанных мероприятий и производства высококачественного горячекатаного стального листа.

Материалы работы доложены и обсуждены на всесоюзных и респуб ликанских отраслевых научно-технических конференциях и семинарах, на научно-технических советах Министерства металлургии СССР и'МЖ

Представленные материалы обобщают 20 опубликованных работ, среди которых I монография, I брошюра, II статей, 6 авторских сви детельств СССР и I решение о выдаче авторского свидетельства.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

I. Разработка решений по реконструкции непрерывных ПЮШ [I, 2, 4-13, 17-20]

При поиске предпочтительных вариантов реконструкции прежде в го учитывали возможность их осуществления в условиях действующего стана без остановки производства, то есть только во время плановы ремонтов. Такой подход заведомо предопределял этапность реконстру • ции во времени. Количественную оценку вариантов осуществляли по с циально созданному алгоритму (рис. I).

Представим в обзорном виде основные разработки по реконструк ции непрерывных ШСП1, внедренные на стане 2500 горячей прокатки 1/

1.1. Реализация реверсивной черновой прокатки [I, 2, 4]

»• -V

Развитие ПЮШ в последнее десятилетие идет по пути поиска Т€ нических решений, обеспечивающих максимальную компактность распш хения оборудования, снижение его материале- и энергоемкости с ода временным повышением технологической гибкости. Такой путь особен! актуален при реконструкции ШСШ с целью использования слябов уве;

о р<

к к

(О

о, а о

к

Схема алгоритма оценки технологического эффекта решений по реконструкции ШСГП

Варианты решений

1_1_1_I

Выбор (экспертным путем) критерия оценки и формулировка ограничений

Локализация зоны стана, в пределах которой достаточно провести оценку по выбранному критерию

к я оэ К 3! га а а в X

р с*

(н О К! Расчет выбранного критерия и его приращений аз к X 03 X

<в £ со

Анализ результатов

а

X

о и

ая о

Ф &

05

Ч

О

о

я

РИС. I

:енной массы. Указанным целям наиболее удовлетворяет применение ре-юрсивной прокатки в черновой группе клетей. Если к ней переходят ;ри реконструкции непрерывного стана, то тем самым он переводится 1 полу- или 3/4-непрерывный стан, причем это объект другого, более шсокого качественного уровня по сравнению с традиционным полуне-грерывным ШСГП по увеличенной массе слябэв, производительности, ка-[еству и сортаменту получаемой продукции.

Такое направление совершенствования черновой прокатки впервые I нашей стране реализовано на ШСШ 2500 ММК (рис. 2). Анализ и вы-¡ор вариантов реконструкции осуществляли по приведенному выше алго-«тму, приняв в качеотве критерия рост достижимого суммарного обжа-'ия в черновой группе в. зависимости от размеров сляба и марки стали. Ограничениями являлись длины раскатных полей, ритм прокатки и предельно допустимые энергосиловые параметры клетей. В конечном счете

Первоначальная компоновка (а) и последовательные этапы реконструкции (б, в, г) черновой группы клетей ПКШ1 2500 ШК

I - нагревательная печь; 2 - черновой окалиноломатель; 3 - уширительная клеть; 4-6 - универсальные клети; 7 - летучие ножницы; 8 - реверсивная универсальная клеть;, 9 - реверсивная клеть дуо; 10 - универсальная клеть в составе двухклетевой непрерывной подгруппы

первом этапе (рис. 2, б) заменили (1988 г.) универсальную клеть 2 (диаметр вертикальных валков 600, горизонтальных - 900/1400 т, хцность приводов 400 и 4600 КВт соответственно) крупной реверсив->й универсальной клетью (диаметр валков 1000 и 1200/1600 мм, мощ->сть приводов 1000 и 2x6300 КВт). Это дало увеличение суммарного 5жатия на 90 мм и позволило прокатывать непрерывнолитые слябы тол-шой 250 мм, шириной до 2150 из низкоуглеродистых и до 1950 мм из 1зколегированных сталей на промежуточные раскаты толщиной 28 мм ж температуре конца черновой прокатки не ниже П00°С. На втором сапе (рис. 2, в) вместо чернового окалиноломателя (диаметр валков 30 мм, мощность привода 1600 кЗт) установили (1991 г.) реверсив-по клеть дуо (1200 мм, 6300 КВт), что, в частности, увеличило диа-ззоны ширин промежуточных раскатов на 200 мм.

Но оба этапа реконструкции не решили проблемы недостаточности эскатного поля на выходе черновой группы при получении раската тол-аной менее 35 мм из литого сляба максимальной длины (5,8 м по ха-актеристике нагревательных печей). Радикальный выход дал бы третий тап реконструкции (рис. 2, г), но его реализация требует весьма оль ¡них капитальных затрат и не может быть осуществлена в ближайшие оды.

1.2. Петлеобразование раскатов на промежуточном рольганге [2, 4, 11-13, 17-2о]

Разработан новый способ горячей прокатки полос, обеспечиваю-;ий размещение длинных раокатов на коротком промежуточном рольган-е путем петлеобразования на выходе из последней черновой клети; [ри этом используется характерное для всех ШСГП превышение скорос-'и выхода раската из черновой группы (2,0-5,5 м/о) над скоростью адачи в чистовую (0,5-1,7 м/с). Способ предусматривает после выходе из последней черновой клети передней части раската ее торможе-

ние на промежуточном рольганге перед летучими ножницами и формирс ние петель между местом торможения и указанной клетью путем неодн кратного перегибания раската в вертикальной плоскости вдоль напра ления прокатки; после выхода из черновой группы заднего конца рас та петли устраняют, в случае торможения передней части до скорост входа в чистовой окалиноломатель можно начать прокатку в чистово? группе, когда в черновой она еще не закончена, получив благопршп ное перекрытие во времени стадий черновой и чистовой прокатки.

Для возможности реализации нового способа горячей прокатки г лос в промышленных условиях и особенно на действующих станах ему должны быть присущи высокие экономичность и надежность. Соответст венно конструкция петлеобразователя должна быть простой, компактной, а сам петлеобразователь расположен ближе к началу промежуток ного рольганга, чтобы сохранить основное его поле для уборки недс катов. Для случая накопления относительно небольшого излишка pací та разработаны отвечающие указанным требованиям вариант процесса свободным формированием петли и реализующая его конструктивная с> ма, которая включает тянуще-тормозные ролики (ТТР) за последней * новой клетью и вспомогательный формирующий ролик (рис. 3). Процес петлеобразования состоит из двух основных стадий - формирования i выборки петли. Первая начинается при торможении ТТР с замедление» CL от скорости выхода полосы из последней черновой клети {Ц) до скорости входа в чистовую группу (Щх) и заканчивается в момент i хода заднего конца из клети. При таком варианте первой стадии пр< = цесс петлеобразования назвали базовым. К концу первой стадии пеи

» X

достигает наибольших размеров и включает максимальный излишек a¿„ раската длиной L:

Л|р Vi-Vt*\i . t ,р i

^ макс ~ —V%-1lP Ln +-2a-

Во время второй стадии ТТР выбирают излишек длины до момент; выпрямления задней части раската, после чего она транспортируете!

ножницам и чистовой группе клетей. Важным технологическим фактом, с помощью которого можно управлять величиной петли и временем сбывания раската на промежуточном рольганге, а, следовательно, и пловыми потерями металла, является скорость ТТР. Были разработа-; новые технические решения, развивающие базовый способ петлеоб-зования, на основе осуществления ступенчатого скоростного режи-I ТТР.

Схема (а), скоростной режим (б, в) способа передачи раскатов по промежуточному рольгангу с петлеобразованием и график (г)

формирования излишка раската

и 2 - последняя черновая и первая чистовая клети; 3 - формирую-1й ролик; 4 - тянуще-тормозные ролики; 5 - летучие ножницы; 6 -чистовой окалиноломатель (ОЛ); ^ и ¿п - длина участков тормо-эния и движения с пониженной скоростью перед ножницами передне-о конца раската

Специально разработана математическая модель (рис. 4), дающая информацию о пространственно-временных и температурно-скоростных параметрах любого го) поперечного сечения раската на промежуток ном рольганге.

Впервые в мировой практике способ широкополосной горячей прокатки с петлеобразованием раскатов внедрен на стане 2500 ММК. В Р< зулътате удается по короткому промежуточному рольгангу (42,4 м) п< редавать из черновой группы в чистовую раскаты длиной до 51,8 м щ толщине 28 мм, полученные из литых слябов толщиной 250 мм и даино' 5,8 м. Расчеты потерь температуры раската на промежуточном рольга: ге ШСГП 2500, выполненные по указанной математической модели, пок залп их уменьшение на Г7°С по переднему и на 12°С по заднему конц раската в новом способе по сравнению с вариантом удлиненного пром жутка (см. рис. 2, г). Соответственно повышается и температура ко ца прокапси тонких полос, улучшаются их механические свойства.

Внедрение на стане 2500 ШК технологии прокатки с петлеобраз ванием раскатов дало возможность при прокатке масоивных литых сля бов максимальной длины (5,8 м) сохранить весь сортамент стана, вв чая тонкие широкие полосы.

1.3. Расширение технологических возможностей и

повышение точности чистовой прокатки [I, 5—10]

При повышении массы слябов, используемых на ШСШ, неизбежно возникает задача увеличения обжимной способности чистовой группы клетей и скорости прокатки.

Анализ для условий стана 2500 ШК с использованием алгоритм; оценки технологического эффекта привел к решению этой задачи о п мощью двух основных мероприятий: установки дополнительной (седьм чистовой клети л замены всех двигателей главных приводов на боле мощные (с 5 тыс. на 8 тыс. 1©т каждый), в результате чего энерго

Блок-схема математической модели базового варианта операции передачи промежуточных раскатов с петлеобразованием

(Вход 'у^Шд исходных данных

Определение аС

Расчет пространстбен-но- Временных координат переднего конца

1 1-^-1 г

Расчет температуры входа Ь ТТР

т~г

Расчет скорости 6 ТТР

._I I , I (_~Г~П

□_г

I

Расчет бремени на прохождение участка £1

3—с

уп

Расчет температуры на быходе из ТТР

Расчет температуры Входа Ь ОЛ

Расчет скорости 6 ОЛ

-1 I , I I-

— Расчет бремени на прохождение от ТТР до ОЛ -1 1

( Выход У--Печать результатов

оруженность чистовой группы'выросла почти в 2 раза. Соответствен толщину задаваемых раскатов увеличили с 22-28 до 28-35 мм. При эт максимальную скорость прокатки повысили с 12,0 до 13,6 м/с и peaj зовали режим прокатки с ускорением, необходимый для снижения темг ратурного градиента по длине полос, прокатываемых из массивных cj бов. Ускорение тонкой полосы осуществляли после ее захвата мотал! при толщине проката 2,0-2,5 и 2,6-3,0 мм оно составляет 0,04-0,Of 0,08-0,10 м/с2соответственно, обеспечивая близкий к нулю темпера* ный градиент. Кроме того, ускорение дало приращение средней скор| ти и увеличение производительности. Вместе с тем прокатка на бол! высокой скорости снижает тепловые потери в чистовой группе и дае1 дополнительный резерв обжимной способности. Однако для толстых ( -10 мм) полос значения температуры металла превышают оптимальные же при относительно низких скоростях. Для ограничения температур применили охлаждение полосы водой с помощью коллекторов с патруб ми ламинарного типа, установленных в четырех последних межклетег промежутках.

Наряду с указанным совершенствование чистовой прокатки былс направлено на повышение ее точности. Математическое моделирован* на основе приведенного выше алгоритма, а также обширное эксперт тальное исследование позволили определить комплекс мероприятий ; решения этой проблемы. Он включает как ухе описанные меры, так ] повышение жесткости чистовых клетей за счет увеличения диаметра бочих (с 700 до 800 мм в первых двух и до 710 мм в остальных юн тях) и опорных валков (с 1400 до 1600 и до 1525 мм), улучшение 1 пературного'фежима нагрева слябов, оснащение чистовой группы си мами автоматического регулирования толщины и натяжения (СAPT и САРН). -Для полос, прокатанных на ПШ1 2500, характерны утолщени передних и задних концов и в четырех местах средней части Селе глиссажных труб). Работа САРТ и САРН обеспечивает уменьшение уi

щений концов, составлявших 0,20-0,35 мм, на 0,05-0,15 мм; колебания толщины основной части длины полос снижаются на 30-45$; продольная разнотолпшнность готовых полос в пределах одной партии, вносимая колебаниями температуры раскатов, ограничивается интервалом 0,06-0,12 мм. Поперечная разнотолщинность по результатам измерений ИЗО листов толщиной 2-10 мм и шириной 1250-2000 мм в подавляющем большинстве случаев (95-97$) не превышала 0,15 мм. В соответствии с этими показателями точности установили максимально допустимые минусовые отклонения при назначении настроечной толщины. Для товарных листов размерами (4-Ю)х(1250-2300) мм, поставляемых по ГОСТ 19903-74 без термообработки и травления, эти отклонения составили от -0,22 до -0,56 мм. Для соответствующего учета и поставки продукции по теоретической массе агрегаты резки оснастили специальными автоматическими контролирующими устройствами. Прокатка на стане 2500 листовой стали в минусовом поле допусков и реализация ее по теоретической массе дает экономию более 50 тыс. т металла в год.

I. 4. Модернизация хвостовой части стана [I]

Характеристики агрегатов хвостовой части - отводящего рольганга с устройствами охлаждения полосы и моталок - существенно влияют как на производительность стана, так и на качество проката.

Переход к использованию массивных слябов потребовал модернизации моталок. Расчетное исследование привело к следующему решению этой задачи: три старые моталки заменили пятью одинаковыми новыми, которые формируют рулоны массой до 25 т (старые - до 10 т), диаметром до 1800 мм (1500) из полос толщиной до 14 мм (10) при скорости до 15 м/с (11,5). Их установили компактной группой на расстоянии 155 м от последней клети, удлинив тем самым отводящий рольганг в 1,5 раза. Две первые моталки предназначены для тонких полос, осталь ные - для толстых. Установка их всех общей группой позволила значи-

тельно снизить капитальные затраты и обеспечила удобство переход; на другую моталку при отказах.

Параметры систем охлаждения на отводящем рольганге определю температуру смотки полос - один из важных факторов при произволе ве горячекатаной стали с гарантированными свойствами и струхтуро; По результатам теоретического и экспериментального анализов вопр^ са улучшения устрбйств для охлаждения полос осуществляли их поэт ную реконструкцию. На первом этапе маломощную систему с расходом воды до 400 м3/ч заменили на ламинарно-струйную с общим расходом

3 /

до 2000 м /ч; соответственно температура смотки благоприятно сни лась с 760-880 до 600-800°С (рис. 5, кривые I, 2). На втором эта

систему расширили, увеличив пиковый ра ход воды до 3000 м3 В результате был до тигнут диапазон опт мальной температурь смотки полос толщие 5,0-7,5 мм (рис. 5, кривая 3). На треп этапе на удлиненнок отводящем рольганге разместили автомат! рованную систему у< ренного охлаждения максимальной подач« воды 12000 м3/ч. У( новка длиной 94,5 ] включает щелевые б; формирующие водяны завесы, и баки-кол

Связь между температурой смотки моталками ШСШ 2500 полос различной толщины и ин-

тенсивности их охлаждения

Кривые I, 2, 3 - расход охлаждающей воды 400, 2000 и 3000 1^/т соответственно; 6 -- диапазон оптимальных температур смотки полос низкоуглеродистой стали

эры с патрубками ламинарного истечения. Она обеспечивает охлажде-1е до заданной температуры смотки (550-620°С) полос всего сортамен-з, движущихся со скоростью 4,0-13,6 м/с.

2. Получение комплекса потребительских свойств и расширение сортамента горячекатаной листовой стали [I, 7, 14-1б]

Полная реконструкция ШСГП 2500 ММК и, в частности, модерниза-ия чистовой группы клетей и хвостовой части существенно расширили го технологические возможности и позволили реализовать элементы онтролируемой прокатки с достижением комплекса потребительских войств и расширением марочного сортамента прокатываемых полос. К аиболее важным из таких элементов относятся регламентированные ин-ервалы температур на выходе черновой группы ¿г, конца прокатки Ькп ; смотки £см, а также скорости прокатки V и относительного обжа-•ия <5(< в последней клети. Комбинируя диапазоны значений указанных гараметров, можно управлять микроструктурой и механическими свойст-*ами горячекатаной стали. Известный общий принцип такого управления ¡аключается в обеспечении окончания горячей прокатки при однофазном ¡остоянии металла; температура смотки должна быть достаточно низкой уи предотвращения диффузионных процессов и для получения мелкозер-шстой феррито-перлитной структуры без крупных включений цементита.

На стане 2500 выполнили обширные технологические и металлографические исследования для отыскания режимов, обеспечивающих требуемые структуру и свойства горячекатаной стали различных марок и назначения. Внедрение разработанных таким образом элементов контролируемой прокатки (табл.) позволило, в частности, получить наилучшую зтруктуру подката для производства холоднокатаной листовой стали «арки 08Ю категорий штампуемости 0(3 и (8; впервые создали и освоили технологию производства на широкополосном стане полос из стали пружинного класса марки 65Г с пластичностью, достаточной для последующей холодной прокатки с обжатиями более 50%*

Таблица

Элементы контролируемой прокатки, разработанные и внедренные на ШСГП 2500

Марка Толщина ' полоо, мм Требования Температурно-скоростной и деформационный режимы

стали К , °с Ц, • м/с % ¿с* • °С

Пкп 4-6 Щ « 3 1050-1140 6,8-7,7 » 15 840-940 530-570

ВСтЗпо ВСтЗсп 8-10 Гарантированный комплекс механических свойств по ГОСТ 380-71 1050-1120 5,2-6,2 >12 880-950 630-660 600-630

• 08Ю 2-3 И = 7-8 БЦ 4 3 1120-1140 8,0-10,0 »15 830-920 520-560

65Г 3-4

Ш = 2-5

1050-1120 5,0-7,5 >10 700-800 500-600

- 19 -

3. Развитие производства широкополосной стали на ММК на базе нового ПЮШ 2000. [1, з]

На строящемся широкополосном стане 2000 ММК прокатка полос принятого широкого сортамента (толщиной 1,2-16,0, шириной 700-1850 мм) будет осуществляться из слябов толщиной 250 мм, массой до 45 т при относительной массе 24 т на метр ширины, которые поступят с четырех машин непрерывного литья нового (пущен в 1989 году) кислородно-конвертерного цеха (ККЦ). Такая задача в практике отечественного прокатного производства поставлена впервые. Для ее решения разработаны значительные усовершенствования техники и технологии на строящемся стане по сравнению с аналогом - непрерывным ПЮШ 2000 Череповецкого металлургического комбината. В основе этих разработок - применение представленного выше алгоритма (см. рис. I), учет результатов, полученных ведущими научными школами листопрокатчиков,.использование многолетнего опыта работы и развития ШСП1 2500 и 1450 МЛК, 2000 ЧерМК и НЛМК, 1700 КарМК, других отечественных и зарубежных широкополосных станов.

Впервые в нашей стране ШСШ сооружается в едином комплексе с ККЦ - отделение приема литых слябов является продолжением отделения непрерывной разливки стали. Такая компоновка создает необходимые условия для реализации энергосберегающих вариантов технологии -горячего посада слябов в нагревательные печи и прямой прокатки, с подачей слябов на стан без подогрева. Предусмотрено использование до 80$ горячего посада слябов, что обеспечит экономию условного топлива до 100 тыс. т в год.

Ряд предложенных мер направлен на увеличение диапазонов реализуемых обжатий (или при прочих равных условиях - выкатываемых ширин) и энергосиловых параметров. Черновая группе стана имеет дополнительную (пятую) универсальную клеть, что повышает обжимную способность группы (на 10-15$). и стана в целом и позволяет получать под-

кат для чистовых клетей из стали разнообразных марок в больших интервалах толщин и ширин. Рабочие клети усилены путем установки под шинников жидкостного трения большей грузоподъемности; соответствен но допустимое усилие прокатки возрастает почти на четверть. Увеличена суммарная мощность главных приводов клетей стана на 20$. Эти меры дают, в частности, возможность прокатывать полосы с повышенны ми прочностными характеристиками - из углеродистых и низколегирова ных сталей.

Следует подчеркнуть, что важно оценивать технологический эффект не только отдельных мероприятий, но и их совокупности. Для но вого стана найден и принят к осуществлению такой комплекс техничес ких решений, включающий указанные выше, который существенно расшир ет его технологические возможности. Перед семиклетевой чистовой 14 пой будут установлены летучие ножницы на толщину раската до 60 мм. Для управления температурным режимом предусмотрели теплозащитные г раны на промежуточном рольганге, а в межклетевых промежутках чистс вой группы - эффективные системы регулируемого охлаждения полосы; отводящие рольганги также будут, снабжены высокопроизводительными устройствами ламинарного охлаждения (давление 0,20-0,25 МПа, расх< до 15 тыс. м3/ч). Устанавливаются моталки новой конструкции, расс танные на заправочную скорость до 15 м/с. Предусмотрена чистовая прокатка с ускорениями от 0,01 до 1,0 м/с** и с достижением на вы» де стана максимальной скорости 21 м/с (для тонких полос).

Представленный комплекс мер позволяет оптимизировать на стан! деформационные, температурно-скоростные и энергосиловые параметры прокатки полос всего сортамента, обеспечивая температуру конца пр катки в пределах 830-900°С и температуру смотки 500-650°С. Создаю ся благоприятные условия для широкого применения технологии контр лируемой прокатки и получения горячекатаной стали разных марок и назначения с гарантированными свойствами и микроструктурой. .

Как показало математическое моделирование, достигаемая высок

ехналогическая гибкость заключается, в частности, в следующем, в яде предельных случаев можно снизить до допустимых пределов энергоиловые параметры в чистовых клетях, значительно увеличивая запра-очную скорость и, следовательно, температуру и пластичность прока-ываемой полосы. Например, при чистовой прокатке полос стали марки 2ГЮТ размерами 3x1750 мм из раската толщиной 40 мм допустимые энер-осиловые параметры обеспечила выходная скорость в 10 м/с, а полос тали 08кп размерами 2x1500 мм из раската толщиной 50 мм - скорость 15 м/с. Сопутствующее чрезмерное повышение температуры конца про-атки компенсируется системами охлаждения в последних межклетевых ромежутках.

Большое внимание уделено задаче повышения точности геометрии роката. Важнейшее значение для ее решения имеет оснащение стана СУ ТП с основными подсистемами - регулирования ширины в черновой руппе клетей, совмещенного регулирования продольной и поперечной азнотолщинности в чистовой группе с использованием устройств проти-юизгиба рабочих валков во всех клетях и осевой сдвижки валков в оследних четырех. В.результате, как установлено расчетным исследо-анием, продольная разнотолщинность полос будет ограничена предела-и -0,05-^0,07 мм, поперечная разнотолииннооть составит 0,03-0,05 мм, азноширинность - не более ¿6 мм на 95% длины полос, неплоскостность не более 5 мм/м. Высокая точность проката позволит максимально

спользовать минусовую часть поля допусков на толщину с соответству-«

щей экономией металла.

Таким образом, .обеспечиваются необходимые условия'для высокоэф-|ективной работы ШСШ 2000 ЫМК на уровне станов третьего поколения.

ЗАКЛШЕНИЕ

Настоящая работа выполнена в связи с необходимостью решения ак-уальных задач по интенсификации производства, листовой горячеката-ой стали путем всеобъемлющей реконструкции действующего ШСШ и по-

вышения технического и технологического уровней нового стана с заданным составом и компоновкой. При анализе и выборе вариантов использовали специально созданный алгоритм оценки технологического эффекта предлагаемых мероприятий. Решения по реконструкции разрабс таны и внедрены на участках стана 2500, а по повышению техническое уровня приняты к реализации на строящемся ШСГП 2000 МК.

Впервые в нашей1 стране непрерывный ШСШ (2500 ММК) с переходе к использованию слябов увеличенной (в 2,5 раза) массы преобразован в полунепрерывный: установлены две мощные реверсивные черновые кле ти - дуо и кварто, что увеличило обжимную способность черновой группы в 1,5 раза.

Впервые в мировой практике на стане 2500 внедрен новый спосос горячей прокатки - с петлеобразованием раскатов ка промежуточном рольганге, что позволило при прокатке массивных литых слябов сохрг нить в сортаменте тонкие широкие полосы. Создана математическая м( дель базового варианта нового способа.

В чистовой группе за счет повышения мощности.главных приводо] установки дополнительной (седьмой) клети энерговооруженность выро< ла почти в два раза, обжимная способность - на 30$, максимальная скорость прокатки - на 13$. В результате реализовали необходимые ] жимы прокатки с ускорением; с использованием САРТ и САШ повысили точность прокатки, обеспечив экономию не менее 50 тыс. т металла : год.

В хвостовой части стана 2500 коренным образом модернизировал! систему охлаждения, увеличив возможный расход воды с 400 до 12000 м3/ч, и заменили моталки более мощными и скоростными. Это н раду о указанным выше позволило внедрить в технологический процес элементы контролируемой прокатки с расширением марочного сортамен и потребительских свойств прокатываемых полос.

Строящийся на ШК ШСШ 2000 будет на качественно новом уровн перерабатывать в широкополосную рулонную сталь литые слябы массой

;о 45 т, поступающие с четырех МНЛЗ ККЦ. Такая задача в практике отечественного прокатного производства поставлена впервые. Для ее 1ешения предусмотрены значительные усовершенствования техники и тех-юлогии на строящемся стане по сравнению с аналогом - непрерывным 1СШ 2000 ЧерМК. Разработанный пакет решений включает установку до-юлнительной универсальной черновой клети и защитных тепловых экра-юв, применение подшипников жидкостного трения увеличенной грузопо-[Ъемности, повышение суммарной мощности главных приводов, установку [еред чистовой группой летучих ножниц 60 мм, использование моталок : заправочной скоростью до 15 м/с и эффективных устройств охлажде-1Ия полосы между клетями и на отводящем рольганге, применение ново-■о комплекса быстродействующих автоматических систем, в результате шачительно возрастает обжимная способность стана, расширяется его технологические возможности по оптимизации деформационных, температуря о-скоростных, энергосиловых параметров прокатки и производству 'орячекатаной стали разнообразных марок и назначения с высокой точ-юстью размеров, гарантированными свойствами и структурой. Тем са-шм обеспечиваются необходимые условия для высокоэффективной работы ИСГП 2000 на уровне станов третьего поколения.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Интенсификация производства листовой стали на широкополос-!ых станах / Радюкевич Л.В., МельцерВ.В., Стариков А.И., Салга-1ик В.М., Поляков М.Г., Челенко В.Ф. - М.: Металлургия, 1991. -

- Г76 с.

2. Горячая листовая прокатка с петлеобразованием, раскатов на Промежуточном рольганге широкополосного стана / Салганик В.М., Стасов А.И., Тверской Ю.А., Гиренко В.Н., Гун И.Г. - Магнитогорск, [990. - 47 с.

3. Стариков А.И., Ромазан И.Х. Магнитка: исторический опыт и

перспектива / Сталь. - 1992. - № 2. - С. 1-4.

4. Разработка и внедрение нового способа широкополосной горячей прокатки / Стариков А.И., Салганик В.М., Гун И.Г., Литвак A.M. Гиренко В.Н., Поварич A.B. // Сталь. - 1992. - № 2. - С. 37-41.

5. Совершенствование технологии производства полос на стане 2500 / Братусь С.А., Радюкевич Л.В., Мелешко В.И., Воробей С.А., Стариков А.И. // Сталь. - 1983. - В 5. - С. 52-55.

6. Применение систем автоматизации для снижения расхода метал ла в прокатном производстве / Шестеркин А.Г., Самойлюкевич А.П., Стариков А.И., Полушкин В.П. // Сталь. - 1985. - № 3. - С. 45-47.

7. Разработка оптимального температурно-скоростного режима прокатки в шестиклетевой и семиклетевой чистовой группах непрерывного широкополосного стана / Братусь С.А., Воробей С.А., Стариков А.И., Медведев Г.А., Карагодин H.H. // Бюллетень НТИ. Черная металлургия. - 1980. - № 24. - С. 35-36.

8. Предотвращение вкатывания окалины при прокатке толстолистс вой стали / Щербаков О.Н., Мифтахов З.И., Стариков А.И., Носенко H.A.// йзллетень НТИ. Черная металлургия. - 1983. - № 3. - С. 54-55.

9. Снижение расходного коэффициента стали при производстве проката / Щербаков О.Н., Стариков А.И., Ширяев П.В., Барышев Г.А. Крупский Е.А. // Металлург. - 1982. * I. - С. 33-34.

10. Система автоматического контроля прокатки металла по мин; совым допускам на стане горячей прокатки / Бадолин А.Ф., Мягков А Шестеркин А.Г., Стариков А.И. // Средства и сиотемы автоматизации для черной металлургии: Тематический отраслевой сборник. - Москва МЧМ СССР, 1984. - С. 32-37.

11. Применение нового сйособа горячей листовой прокатки / В.Н.Гиренко, И.Г.Гун, В.М.Салганик, А.И.Стариков // Тез. докл. Вс союз. науч.-техн. конф. "Новые технологические процессы прокатки

средство интенсификации производства и повышения качества продай", Челябинск, май 1989 г. - Челябинск, 1989. - Ч. I. - С. 8512. Разработка и применение вового способа горячей прокатки по-высокого качества / в.М.Салганик, А.И.Стариков, В.Н.Гиренко, Гун // Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. "Проблемы повыше-качества металлопродукции по основным переделам черной металлур-Днепропетровск, 27-30 ноября 1989 г. - Днепропетровск, 1989.104-105.

13. Салганик В.М., Стариков А.И. Математическое моделирование го способа передачи промежуточных раскатов на широкополосном

е горячей прокатки / Магнитогорский горно-металлург. ин-т. -гнитогорок, 1991. - Деп. в-ин-те "Черметинформация" 30.08.91, 01.

14. A.c. III8443 СССР, МКИ В 21 В 1/26. Способ горячей прокат-тельных.полос / П.Н.Смирнов, И.И.Ошеверов, Н.Н.Карагодин, Челенко, А.И.Стариков, В.В.Романенков (СССР) // Открытия. Изоб-нкя. - 1964. - * 38. - С. 29.

15. А.о. П96391 СССР, НЕЙ С 21 Д 8/02. Способ производства ши-х горячекатаных полос из выоокоуглеродистых низколегированных

ей / Н.Н.Карагодин, П.Н.Скирнов, И.И.Ошеверов, В.Ф.Челенко, Щербаков, А.И.Стариков (ОССР) // Открытия. Изобретения. - 1985.45. - С. 95-96.

16. A.c. 1384350 СССР, МКИ В .21В 3/00. Способ производства хо-окатаной низкоуглеродистой лиотовой отали./ С.А.Е^йтусь, В.И.Ку-

А.И.Стариков, В .Н.Петренко, А.А.Востриков, А.Д.Немкина, В.П.Губ-кий, Ю.Ф.Гончаров, В.А.Масленников (СССР) // Открытия. Изобрете-- 1963. - * 12. - С. 30. .....

-у

Г7. А.о. .1479150 СССР, МКИ В 21В 1/26. Способ.горячее прокат-олоо к листов / В.М.Салганик, Ю.А.Тверской, А.И.Стариков,

A.М.Литвак, А.А.Гостев, В.Н.Гиренко, И.В.Томас (СССР) // Открытия Изобретения. - 1989. - Jfe 18. - С. 33.

18". A.c. 1680390 СССР, МКИ В 21 В 1/26. Способ горячей прока ки полос и листов / В.М.Салганик, А.И.Стариков, И.Г.Гун, А.В.Пова рич, В.Н.Гиренко, Е.М.Калачев, М.Г.Бояршинов (СССР) // Открытия. Изобретения. - 1991. - Jfc 36. - С. 61.

19. A.c. 1692694 СССР, МКИ В 21 В 1/22. Широкополосный стан рячей прокатки / В.М.Салганик, А.И.Стариков, И.Г.Гун,.А.В.Поварич

B.Н.Гиренко (СССР) // Открытия. Изобретения. - 1991. -'* 43. - С. 20У Решение о выдаче а.с. СССР от 27.02.91 по заявке *

4861402/02 МКИ В 21 В 1/26. Способ горячей прокатки полос и листе В.М.Салганик, И.Г.Гун, А.И.Стариков, В.Н.Гиренко, Е.М.Калачев, А.Д.Уруймагов.

ЦТД ММК Заказ № 3609 Тираж 150 28.05.