Современное оборудование для сверхтонкой горячей прокатки

// // Металлургия //

Разработка инновационных методов бесконечной прокатки позволяет отказаться от применения холодной прокатки. Кроме того, внедрение такой технологической линии не требует значительной модернизации производственного цикла. Впервые метод бесконечной прокатки был реализован на японском заводе Kawasaki Steel, расположенном в Тибе. Здесь в чистовой группе клетей на стане №3 была реализована сварка раскатов с толщиной 30 – 60 мм. Начало интенсивного строительства тонкослябовых литейно-прокатных агрегатов (ЛПА) пришлось на начало 90-х гг. Разработанная в то время технология компактного получения полосы (CSP – Compact Strip Production), предусматривающая функционирования совместно с 2-ручьевой УНРС, позволяла достигнуть производительности 2,5 млн. т/г.

Разработка полностью непрерывного процесса производства сверхтонкой горячекатаной полосы (UTHS – Ultra Thin Hot Rolled Strip) была выполнена совместными усилиями американских компаний Chaparral Steel и MDH. Для реализации этой технологии был применен планетарный стан Платцера, характеристики которого обеспечивали высокую степень обжатия полосы. Кроме того, использование клети Платцера позволяет полностью согласовать скорость входа в нее подката и скорость разливки. Для последующего обжатия используются 4-валковые клети, в промежутках между которыми осуществляется нагрев полосы. Такая технологическая схема позволяет достигнуть толщины готовой полосы до 0,7 мм.

Еще одна технология производства горячекатаной полосы была разработана австрийской компанией Voest-Alpine Industrieanlagenbau и позволяла достигать толщины горячекатаных полос до 0,7 мм при производительности 1,5 т/год. А летом 2009 года началась эксплуатация производства бесконечной полосы в промышленных масштабах, реализованная на итальянском предприятии Arvedi ESP, расположенной в Кремоне. На данной прокатной линии впервые реализован выпуск на тонкослябовом ЛПА горячекатаных рулонов непосредственно из жидкой стали (непрерывный производственный процесс). Уникальность технологии, разработанной Arvedi и внедренной одним из подразделений концерна Siemens, заключается в полной утилизации тепловой энергии жидкой стали. Выпускаемая тонкая полоса обладала лучшим качеством и производила меньше издержек, в сравнении с другими технологиями.

ЛПА Arvedi ESP имеет номинальную годовую мощность в 2 млн. т проката. Ассортимент возможной продукции ограничен толщиной полосы не менее 0,8 мм и ее шириной не более 1600 мм. Протяженность линии стана чуть меньше 200 м, что более чем в 2 раза меньше длины традиционных полосовых станов горячей прокатки. Ее характеристики позволяют катать большую часть углеродистых марок стали, а также высокопрочные низколегированные и многофазные стали. Качество конечной продукции позволяет применять ее в автомобилестроении, тяжелом машиностроении, станкостроении, строительной отрасли, при производстве бытовой техники, профилей, труб и др.

Конструкция прокатной линии Arvedi ESP содержит большое количество инновационных систем и решений, существенно повышающих качество, безопасность и экономичность технологии. Так, проведенные замеры энергопотребления четко указали на уменьшение этого параметра на 45%, в сравнении с традиционными технологиями прокатки и разливки. Уменьшение энергопотребления приводит к заметному сокращению объемов выбросов углекислого газа.

Обеспечение высокого внутреннего качества ручья реализовано при помощи технологического пакета, образованного обжатием жидкой сердцевины слитка, системой мягкого обжатия и системой DynaGap SoftReduction, обеспечивающей динамическую регулировку межроликового зазора. Участок непосредственного примыкания трехуровнего обжимного стана к МНЛЗ оборудован системами контроля профиля и AGC, обеспечивающей автоматическую регулировку толщины материала. Для подогрева полосы построена индукционная нагревательная печь, обеспечивающая гибкий режим нагрева в интервале 1100 – 1200°C. Режим ее нагрева выбирается в соответствии с температурой, замеренной в контрольных точках раската.

Все клети стана оснащаются системами AGC и другими управляющими элементами, три клети, входящие в чистовую группу, оборудованы валками SmartCrown, что обеспечивает высокую плоскостность полосы. После выпуска полосы из последней клети ее охлаждение выполняется при помощи системы ламинарного охлаждения, что обеспечивает возможность корректировки механических качеств металла. Порезка полосы выполняется при помощи высокоскоростных ножниц, а затем она сматывается на подпольную моталку, которых установлено 3 штуки. Вес рулона может достигать 32 тонны.

Управление линией производится при помощи, полностью интегрированной, 2-уровневой системы автоматизации, осуществляющей регулировку процессов разливки и прокатки на всех этапах. В дополнение к ним осуществляется общезаводской контроль качества продукции.

Структурно разливочно-прокатная линия состоит из 4 участков. В 1-ый входит тонкослябовая МНЛЗ, выходная секция которой соединена с 3-клетьевым станом, имеющим высокую степень обжатия. Одним из важнейших факторов, обеспечивающих высокое качество внутренних областей слитков, является их обжатие в еще не застывшем состоянии. Для этого применяются элементы Smart®.

Второй участок состоит из индукционной печи, выравнивающей температуру подката в соответствие с требованиями линии конечной прокатки. На 3-ем участке расположена 5-клетьевая чистовая группа, в которой использованы клети «кварто» и применен технологический пакет SmartCrown®, разработанный Siemens&VAI. Здесь производится прокатка полос в диапазоне толщин 12 – 1 мм и меньше, при этом их максимальная толщина может достигать 1570 мм. На 4-ом участке расположены высокоскоростные летучие ножницы и подпольные моталки.