Назад Содержание Вперед

Рашников В.Ф. - Генеральный директор ОАО "ММК",
Тахаутдинов Р.С. - зам. Генерального директора ОАО "ММК" по производству,
Бодяев Ю.А. - нач. управления технологий ОАО "ММК",
Сарычев А.Ф. - начальник центральной заводской лаборатории ММК,
Носов А.Д. - начальник кислородно-конвертерного цеха,
Коротких В.Ф. - инженер центральной лаборатории ОАО "ММК",
Николаев О.А.- начальник сталеплавильной центральной лаборатории ОАО "ММК", г.Магнитогорск

"Совершенствование конвертерного
производства стали на ОАО "ММК"

Конвертерный цех на ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат" введён в эксплуатацию в ноябре 1990 года. В настоящее время он является крупным промышленным комплексом, оснащенным тремя 400 т конвертерами, четырьмя высокопроизводительными машинами непрерывного литья заготовок (МНЛЗ), установками десульфурации чугуна и внепечной доводки стали, комбинированным вакууматором, установкой печь-ковш, а также системами автоматизированного управления технологическими процессами.

Технический уровень конвертерного цеха является достаточно высоким. По своей технической оснащенности и технологическим возможностям он входит в число ведущих конвертерных цехов мира.

Реструктуризация народного хозяйства Российской Федерации в начале 90-х годов сопровождалась снижением потребления металлопродукции, что предопределило общее снижение объема производства стали и проката. Освоение новых, в том числе и зарубежных, рынков сбыта готового проката сопровождалось постоянным повышением требований к качеству выпускаемой продукции и расширению сортамента производимых марок с минимальными затратами на их производство. Это привело к тому, что структура производимого металлопроката в последнее десятилетие претерпела значительные изменения.

Конвертерный цех является одним из ключевых звеньев в структуре производства готовой металлопродукции на ОАО "ММК", поэтому повышение эффективности его работы является одним из основных элементов в обеспечении конкурентоспособности проката комбината как на внутреннем, так и на зарубежных рынках сбыта.

В работе принимали участие:
Носов А.Д., Кандаков А.И., Сарычев А.В., Киселёв А.Д., Бояринцев А.В., Моренко В.А., Горосткин С.В., Мещеров С.В. и др.

Технологическая концепция развития и совершенствования конвертерного производства, определяющая основные направления исследований и технологических разработок предусматривала:

  • увеличение объема производства стальной заготовки;
  • коренное улучшение качества металла и расширение сортамента выплавляемых сталей, причем качественно нового уровня;
  • энерго- и ресурсосбережение;
  • создание экологически чистых технологических процессов.

Все это обуславливало принципиально новые требования как к самому конвертерному процессу, так и к оборудованию современных конвертерных цехов и требовало новых технологических и конструктивных решений.

С целью увеличения производительности конвертерного цеха на комбинате разработан и внедрен в производство комплекс технологий, способствовавших сокращению циклов плавки и разливки, увеличению производительности МНЛЗ, а также по устранению "узких" мест. Для уменьшения продолжительности плавки был разработан проект, изготовлена и смонтирована на конвертерах машина измерения параметров плавки, основу которой составляет водоохлаждаемая фурма, снабженная измерительным блоком. Это позволило сократить более чем в 2 раза количество додувок и уменьшить цикл плавки на 3 минуты. Увеличение производительности и повышение качества металла достигнуто также за счет разработки и внедрения мероприятий по увеличению максимального сечения разливаемых слитков, организации 4-х ручьевой несимметричной разливки слябов, повышения надежности работы узлов и механизмов МНЛЗ, разработки составов и технологий изготовления шлакообразующих смесей.

Выполненный комплекс работ позволил повысить часовую производительность МНЛЗ со 173 т/час в 1994г. до 267,1 т/час в 2000г.

Вышеперечисленные мероприятия, а также введение в эксплуатацию конвертера №3 обеспечили рост годового объема конвертерной стали с 4,546 млн. т/год в 1995г. до 7,67 млн. т/год в 2000г.

С целью увеличения срока службы футеровки конвертеров была проведена большая работа по подбору качественных огнеупоров и использованию в процессе плавки магнезиальных шлаков. Решающий успех был достигнут, когда внедрили технологию нанесения гарниссажа из специально подготовленного конвертерного шлака на периклазуглеродистую футеровку конвертера с помощью азота высокого давления. Разработанная и внедренная в производство технология выплавки стали под конвертерными шлаками, имеющими повышенное содержание оксидов магния (10-11%), совместно с торкретированием футеровки конвертеров и нанесением шлакового гарниссажа позволили довести стойкость конвертеров до 2500 плавок за кампанию.

Для обеспечения содержания серы в готовой стали на требуемом уровне и получения сталей с низким содержанием серы в конвертерном цехе освоен комплекс технологий десульфурации металла путем глубокой десульфурации чугуна гранулированным магнием.

На комбинате разработана и внедрена в производство технология получения особонизкосернистой стали, включающая выплавку в конвертере полупродукта из чистой металлошихты и внепечную обработку стали твердыми шлакообразующими смесями на основе системы СаО-Аl2О3. Разработанная технология обусловила рост производства автолистовых марок сталей, выпуск сталей трубного сортамента с содержанием серы не более 0,010% и специальных сталей с низким содержанием серы (не более 0,005%).

В 2000 году смонтирован двухпозиционный агрегат печь-ковш производительностью пять млн.т в год конструкции фирмы "FUCHS systemtechnik". Агрегат печь-ковш позволит производить коррекцию химического состава, нагрев металла электрической дугой, его десульфурацию и микролегирование или получение металла с узкими пределами содержания элементов путём ввода порошковой проволоки с различными видами наполнителей.

На ОАО "ММК" получила развитие технология вакуумирования стали с момента пуска в эксплуатацию в 1996г. оригинальной установки, спроектированной ВНИИМЕТМАШем при участии ОАО "Магнитогорский ГИПРОМЕЗ". В 2000 г. объем вакуумированной стали превысил 605 тыс. тонн.

Применение вакуумной обработки жидкой стали для производства холоднокатаного листа из стали 08Ю позволило довести выход листов группы вытяжки ОСВ до 98,8%.

Разработана и внедрена в производство донная продувка металла в ковше аргоном через специальные донные дутьевые устройства. Применение такого способа продувки позволяет уменьшить окисленность ковшевых шлаков, что в значительной степени уменьшает колебания химического состава металла, находящегося в подшлаковом слое, и снижает загрязненность стали неметаллическими включениями.

Для стабилизации температуры разливаемой стали была разработана и внедрена технология химического подогрева металла в сталеразливочном ковше, позволяющая, при необходимости, повысить температуру стали на 5-30°С и исключить разливку холодного металла и снизить аварийность.

Для получения гарантированного содержания азота в стали и снижения неметаллических включений от вторичного окисления металла в конвертерном цехе внедрена технология защиты струи металла при разливке. Её использование позволило стабильно получать низкое содержание азота в автолисте (менее 0,006%) и в трубных марках стали (менее 0,008:%)

В 1995-1996 гг. была достигнута проектная производительность 5,5 млн тонн отделения непрерывной разливки стали (ОНРС) в составе четырех машин непрерывного литья заготовок. В 2000 году производство цеха составило 7601246 тонн непрерывнолитых слябовых заготовок, что на 37,1% превысило проектную производительность МНЛЗ.

Повышению производительности МНЛЗ способствовало увеличение доли разливки стали через двухручьевые кристаллизаторы, освоение которой началось в 1992 г. В 2000 г. на этих кристаллизаторах получено уже 44,2% слябовых заготовок против 2,55% в 1992 г.

По проекту в двухручьевых кристаллизаторах можно было отливать два сляба шириной до 1050 мм. ОАО "Магнитогорский ГИПРОМЕЗ" были разработаны чертежи двухручьевых кристаллизаторов 1080 и 1100 мм и, кроме того, несимметричных кристаллизаторов с шириной 850 и 1250 мм; 910 и 1310 мм; 880 и 1250 мм; 840 и 1250 мм; 910 и 1050 мм, 910 и 1250 мм.

С целью увеличения рабочего времени МНЛЗ проведена работа по определению влияния длительности серии плавок на качество макроструктуры и поверхности непрерывнолитых заготовок. Результаты работы позволили при определенных требованиях к состоянию МНЛЗ увеличить продолжительность серии без ухудшения качества макроструктуры и поверхности слябов. Средняя длительность серии в 2000 году составила 36,2, а максимальная - 137 плавок в серии.

Увеличение длительности серии при широком марочном сортаменте разливаемых сталей (более 140 марок) вызвало рост количества переходных участков слитка со смешанным химическим составом металла. Это обстоятельство могло вызвать повышение отсортировки слябов из-за несоответствия химического состава их металла требуемому. Освоение разделения слябов при разливке в одной серии сталей с различным химическим составом несколькими способами позволило при прочих равных условиях, уменьшить потери в виде брака по мерным длинам слябов на 21,6%, а по химическому составу - вдвое.

В практику технологии разливки внедрено использование промежуточных ковшей с разделительными перегородками, что способствует повышению чистоты металла и уменьшению зарастаний разливочного и погружного стаканов, увеличению стойкости промежуточного ковша до 6,21 плавок в 2000 году против 3,44 плавок в 1991 году.

В настоящее время в конвертерном цехе разливают достаточно широкий марочный сортамент сталей - низкоуглеродистые типа 08Ю, углеродистые с содержанием углерода до 0,30%, низколегированные стали, освоена разливка электротехнических сталей - динамной и трансформаторной. Опробована разливка высокоуглеродистых сталей типа 65Г, 70, легированных марганцем, молибденом, ниобием, ванадием. Освоение разливки этих сталей потребовало уточнений по температурно-скоростным режимам и режимам охлаждения слитков.

На основании результатов исследований, проведенных на ОАО "ММК", разработаны составы трех базовых гранулированных шлакообразующих смесей, обеспечивающих стабильность технологии непрерывной разливки стали и минимальную запороченность поверхности слябов шлаковыми включениями, продольными и поперечными трещинами.

. В настоящее время проводятся работы по разливке в слябы шириной 2520 мм при проектной ширине 2350 мм. Производится отработка технологии продольной порезки слябов сечением 2520 мм, позволяющей получать два сляба сечением 1250 мм. В 2000-2001 году планируется установка двух новых МНЛЗ, проектируемых и изготовляемых ПО "УралМАШ", которые могут разливать на одном ручье по два сляба шириной по 1350 мм.

В результате технического перевооружения сталеплавильного производства на комбинате достигнуто снижение отрицательной нагрузки на окружающую среду от работы конвертерного производства. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу на ОАО "ММК" уменьшились в 7 раз: с 76,8 тыс. т до 10,53 тыс. т, при этом удельные выбросы на производство одной тонны стали сократились в 3 раза. Впервые в отечественной практике на конвертере №3 ОАО "ММК" внедрена система улавливания и очистки неорганизованных выбросов из конвертера при заливке чугуна и слива стали. Конвертерный шлак перерабатывают в щебень; на базе вращающихся печей утилизируется конвертерный шлам в схеме производства ожелез-ненной извести.

Разработка и внедрение комплекса мероприятий по повышению производства и качества выплавляемой стали в кислородно-конвертерном цехе ОАО "ММК" позволили:

  • увеличить годовой объем выплавки стали и достичь в 2000 году объёма производства 7 601 246 тонн;
  • повысить стойкость футеровки конвертеров за кампанию до 2500 плавок
  • выпускать готовый прокат с особо низким содержанием серы, не превышающим 0,005%
  • провести значительные изменения в структуре производимой металлопродукции. Повысить долю и абсолютные объемы производства высококачественных групп марок стали. Освоить производство низколегированных низкосернистых марок трубного сортамента, легированных кремнием электротехнических сталей динамной и трансформаторной стали, низкоуглеродистой автолистовой стали особо сложной вытяжки, углеродистых сталей с содержанием углерода 0,30-0,80%.