Металлургический мини-завод производительностью 200 000 т/год

Металлургический мини-завод производительностью 200 000 т/год

Металлургический мини-завод с годовым производством 200 000 т/ год

ООО «СЛТ» разрабатывает технологию и осуществляет поставку оборудования металлургических заводов, включающих полный комплекс металлургического оборудования, обеспечивающий производство требуемого заказчику сортамента.

Так разработан мини-завод с годовым производством 200 000 тонн, обеспечивающий производство арматурного проката и катанки, с использованием в качестве исходного сырья вторичного лома черных металлов. Проект охватывает полный производственный цикл от переработки лома до получения готового проката, также в проект включен участок правки и порезки бунтового проката.

Сортамент продукции мини-завода

1.1. Металлургический мини-завод предназначен для производства арматурной стали номинальным диаметром 8 ÷ 12 мм в прутках и катанки диаметром 6 – 8 мм в бунтах. Арматурный прокат может производиться как термоупрочненный, так и горячекатаный.

1.2. Марочный сортамент включает стали, обеспечивающие производство арматурного проката классов прочности А240, А400, А500 (по ГОСТ 34028-2016) и А-I (А240), А-II (А300), А- III (А400), А-IV (А600) (по ГОСТ 5781-82), а также Ст1сп, Ст2сп, Ст3сп (ГОСТ 380-2005) для производства катанки (по ГОСТ 30136-94).

1.3. Оборудование и технология мини-завода обеспечивают возможность производства арматурного проката соответствующих классов прочности согласно требованиям других международных стандартов и технических условий. Также обеспечивается производство катанки из углеродистых сталей обыкновенного качества (в т.ч. по зарубежным стандартам).

Общая характеристика оборудования мини-завода

Комплекс оборудования металлургического мини-завода обеспечивает производство требуемой номенклатуры проката в соответствии с заданной производственной программой:

• катанка Ø 6 – 8 мм в объеме 50 000 тонн в год;
• арматурный прокат N 8 – 12 мм в объеме 150 000 тонн в год.

Комплект поставки включает в себя оборудование следующих цехов, производственных участков и систем:

• участок приема и подготовки «шихты» (металлолома);
• сталеплавильный цех, включающий оборудование для выплавки стали и машину непрерывной разливки заготовки (МНЛЗ);
• прокатный цех, содержащий прокатный стан, обеспечивающий производство арматурного проката и катанки в бунтах;
• участок правки и порезки бунтового проката;
• склады сырья и готовой продукции;
• необходимые участки обеспечения производства (участок ремонта футеровки и разогрева металлургических ковшей, вальцетокарная мастерская и т.п.):
• двухконтурную систему оборотного водоснабжения с участком для водоподготовки.

Основные показатели работы металлургического завода:

• ориентировочная установленная мощность оборудования мини-завода ~ 37 500 кВА
• потребление электроэнергии на тонну готового проката ~ 550 кВт×час/т.
• потребление воды на тонну готового проката ~ 20 м 3 /т (подпитка ~ 0,8 м 3 /т).
• потребление природного газа на тонну готового проката ~ 40 – 50 м 3 /т.
• количество рабочего персонала в смене ~ 30 – 35 человек.

Участок переработки лома

Участок переработки лома включает следующие основные агрегаты и участки:

• экскаваторы-перегружатели на гусеничном ходу со стрелой 16 м с грейферными захватами (мощность: 160 кВт) – 2 шт.;
• фронтальный погрузчик;
• пресс-ножницы усилием реза 1000 тонн;
• брикет-пресс для лома;
• аллигаторные ножницы.

Сталеплавильный цех

Предлагаемый сталеплавильный цех включает следующие основные агрегаты и участки:

• электродуговая печь (ДСП) емкостью 20 т;
• печь-ковш (агрегат комплексной обработки стали – АКОС) емкостью 20 т;
• система газоочистки;
• 2-ручьевая машина непрерывного литья заготовки (МНЛЗ), радиус 5,25 м;
• комплект ковшей;
• участок нагрева ковшей;
• участок подготовки промежуточного ковша;
• специализированное грузоподъемное оборудование.

Предложенный комплект оборудования сталеплавильного цеха обеспечивает минимальную установленную мощность сталеплавильных агрегатов, их равномерную загрузку и требуемую производительность. Предварительная схема расположения оборудования сталеплавильного цеха приведена на рис. 1.

Рис. 1. Предварительная схема расположения оборудования сталеплавильного цеха

Прокатный стан

Предлагаемый прокатный стан состоит из следующих основных участков:

• участок нагревательной печи;
• черновая группа клетей;
• промежуточная группа клетей;
• чистовая группа клетей;
• холодильник сортовой линии стана;
• участок порезки прутков и формирования пачек проката;
• группа клетей проволочной линии (для производства катанки в бунтах);
• линия охлаждения катанки;
• участок формирования и увязки бунтов катанки

Предварительная схема расположения оборудования прокатного стана приведена на рис. 2.

На участке нагревательной печи располагаются нагревательная печь толкательного типа, механизмы загрузки заготовки в печь, рекуператор, механизм выдачи заготовки из печи.

Для уменьшения затрат на оборудование прокатные клети на стане поставляются блоками, содержащими 2 или 3 клети. Привод клетей каждого блока осуществляется от одного двигателя через общий редуктор.

В черновой группе установлено 5 рабочих прокатных клетей. Черновая группа клетей состоит из двух блоков прокатных клетей. Первый блок черновых клетей содержит 3 клети с валками диаметром 450 мм. Второй блок черновых клетей содержит 2 клети с валками диаметром 365 мм.

В промежуточной группе установлено 6 рабочих прокатных клетей. Промежуточная группа клетей состоит из трёх блоков прокатных клетей. Каждый блок промежуточных клетей содержит 2 клети с валками диаметром 365 мм.

После черновой и промежуточной групп клетей устанавливаются летучие ножницы, обеспечивающие обрезку переднего конца проката и аварийную порезку металла.

В чистовой группе установлено 8 рабочих прокатных клетей. Чистовая группа клетей состоит из двух блоков прокатных клетей (содержащих 2 клети с валками диаметром 325 мм), а также 4-х рабочих клетей с индивидуальным приводом. Применение клетей с индивидуальным приводом в конце стана обеспечивает упрощение смены прокатываемого профиля.

За последней клетью стана располагается установка термоупрочнения арматурного проката, трайб-аппараты и летучие ножницы порезки прутков на холодильник.

Прокат в прутках охлаждается на реечном шагающем холодильнике размерами 54х8 м.

Участок порезки прутков и формирования пачек проката включает рольганги передающие прутки проката, гильотинные ножницы холодной резки проката, шлеппер для передачи порезанных прутков и вибропакетировочную машину (для формирования пачек проката длиной до 12 м).

Для обеспечения производства катанки в бунтах стан включает группу клетей проволочной линии. В группе клетей проволочной линии установлено 4 рабочих прокатных клети. Эта группа клетей состоит из двух блоков прокатных клетей (содержащих 2 клети с валками диаметром 280 мм). Передача проката от последней клети сортовой части стана к группе клетей проволочной линии осуществляется по специальному изогнутому желобу.

Рис. 2. Предварительная схема расположения оборудования прокатного стана

Обеспечение требуемых свойств катанки обеспечивается при помощи устройства термоупрочнения, установленного после последней клети проволочной линии стана. Охлаждение катанки выполняется на охлаждающем рольганге длиной 54 м, на который катанка укладывается в виде колец при помощи виткоукладчика.

Участок формирования и увязки бунтов катанки включает приемник бунтов с рольганга и пакетировочную машину, сжимающую и увязывающую каждый бунт.

Для обеспечения требуемой производительности и температурного режима обработки катанки после клетей проволочной линии предусмотрено 2 линии охлаждения и увязки бунтов.

Основное оборудование участка правки и порезки бунтового проката

Для обеспечения правки и порезки бунтового проката (гладкой катанки и бунтов арматурного проката) используются правильно-отрезные автоматы. Станки обеспечивают разматывание арматурной стали из бунтов, протягивание ее через правильный барабан, порезки выправленного стержня арматуры на нужные длины и сборку пачки прутков в кармане. Увязка полученных пачек проката производится вручную.

При переработке бунтового проката диаметром 6 – 8 мм, станок обеспечит правку и порезку приблизительно 500 т бунта в месяц. При установке на участке 4-х станков будет обеспечена производительность участка 2000 тонн в месяц.

Правильно-отрезной автомат состоит из следующих основных узлов:

• станок,
• приемное и размоточное устройства (бухтодержатель),
• успокоитель арматуры;
• ограждение с приспособлением для заправки,
• электрооборудование,
• сборник арматуры.

Автоматизированные системы управления технологическим процессом производства (АСУ)

В составе оборудования предусмотрены для поставки все необходимые средства системы автоматики (аппаратные и программные средства).

Изготавливаемое оборудование оснащено средствами автоматизации, обеспечивающими управление отдельными механизмами в заданной последовательности, и позволяющими обслуживающему персоналу осуществлять управление и контроль над работой оборудования с пультов управления.

АСУ оборудованием сталеплавильного цеха

Автоматизированные системы управления технологией выплавки и вторичной обработки стали обеспечивают следующие функции:

• Управление процессом выплавки и вторичной обработки стали.
• Визуализация, диагностика и слежение за процессом на централизованных пультах управления.
• Сбор и обработка данных о процессах выплавки и вторичной обработки стали.
• Индикация состояния агрегатов, сигнализация о неисправностях.

Автоматизированная система управления МНЛЗ обеспечивает логическое управление машиной непрерывного литья заготовок через программируемый контроллер Система также обеспечивает:

• Управление режимом качания кристаллизатора.
• Управление скоростным режимом разливки.
• Автоматическую порезку заготовки на заданные длины.
• Автоматическое управление движением холодильника.
• Сбор и обработка данных о режимах работы МНЛЗ.

АСУ тепловым режимом нагревательной печи прокатного стана

Автоматизированная система управления тепловым режимом нагревательной печи обеспечивает следующие функции:

• Автоматический контроль параметров нагрева;
• Визуализация технологического процесса;
• Регулирование технологических параметров;
• Диагностика состояния нагревательной печи;
• Сообщения о неисправностях и отклонениях;
• Формирование отчетов, хранение информации.

АСУ ТП нагревательной печи состоит из следующих элементов:

• шкаф управления печью;
• автоматизированное рабочее место;
• панель оператора.

АСУ прокатным станом

Автоматизированная система управления прокатным станом обеспечивает следующие функции:

• Регулирование технологических параметров;
• Автоматический контроль скоростных параметров процесса прокатки;
• Управление порезкой проката на летучих ножницах и приемом прутков на холодильник;
• Сообщения о неисправностях и отклонениях;
• Формирование отчетов, хранение информации.
• АСУ ТП прокатным станом состоит из следующих элементов:
• шкафы управления агрегатами прокатного стана;
• автоматизированные рабочие места;
• панели операторов.

Дополнительное оборудование металлургического завода

• Трансформаторная подстанция. В комплект оборудования включена трансформаторная подстанция, обеспечивающая подключение предприятия к системе электроснабжения и питание основных и вспомогательных участков, а также трансформаторное оборудование сталеплавильного и прокатного цехов.

• Участок водоподготовки. Участок водоподготовки включает в себя отстойники для окалины, градирню, насосные станции для разных участков завода.

• Участок подготовки производства (для нарезки и ремонта прокатных валков, а также ремонта и сборки привалковой арматуры). Оборудование участка подготовки производства включает вальцетокарные станки для нарезки прокатных валков и фрезерный станок для формирования чистовых калибров на валках для производства арматуры, станочное оборудование механической мастерской.

• Лаборатория. Комплект лабораторного оборудования обеспечивает контроль химического состава стали и механических свойств готовой продукции.

• Грузоподъемное оборудование. В комплект оборудования включено основное грузоподъемное оборудование сталеплавильного и прокатного цехов (подъемные краны, операционные и подъемные тележки для ковшей сталеплавильного цеха).

• Комплект запасных частей (ЗИП). Запчасти для механического оборудования на период пуско-наладочных работ и на 1 год эксплуатации металлургического завода

Технологический процесс

3.1. Технологический процесс переработки лома

Доставляемый лом выгружается на склад. Экскаваторы-перегружатели обеспечивают сортировку лома, его перемещение и загрузку в пресс-ножницы или в брикет-пресс для лома.

Пресс-ножницы без боковой подпрессовки – это решение для переработки тяжелого лома с минимальной подготовкой сырья перед резкой. Принцип работы таких пресс-ножниц – лом заваливается в камеру и цепным толкателем подаётся в зону реза. Шаг толкателя программируется. Далее, лом в зоне реза прессуется главным прижимом сверху (при необходимости данные пресс-ножницы обеспечивают боковую подпрессовку лома при помощи боковых подпрессовочных цилиндров, установленных прямо на ножевой станине). Спрессованный лом режется во всю ширину камеры. Принцип работы пресс-ножниц позволяет производить завалку лома во время работы механизмов подачи и реза, что позволяет значительно сократить время цикла. Предлагаемые пресс-ножницы обеспечат переработку практически всего необходимого объема лома.

Легковесный металлический лом (кузова автомобилей, обрезь, штамповка, проволока, жесть, бытовой лом), а также конструкционный лом толщиной до 5 мм (уголок, труба, лист, обрезь, штамповка, арматура, проволока) перед загрузкой в сталеплавильные агрегаты подлежит пакетированию. Такой лом во избежание повышенного угара при переплавке преобразуется в пакеты с заданной плотностью и размерами. Эта переработка лома обеспечивается на брикет-прессе для лома.

Аллигаторные ножницы используются при необходимости измельчения отдельных кусков металлолома.

Погрузка переработанного лома в совки для передачи в сталеплавильный цех осуществляется при помощи фронтального погрузчика, и экскаваторов-перегружателей.

3.2. Технологический процесс производства заготовки

Загрузочные корзины, наполненные металлоломом, доставляют с участка переработки лома к электродуговым печам (ДСП).

Загрузку шихты в ДСП осуществляют сверху при помощи мостовых кранов. Плавление и нагрев металла производится в автоматическом режиме в соответствии с утвержденным профилем плавки. В ДСП выполняется расплавление шихты, дефосфорация, обезуглероживание и нагрев металла. Во время плавления для наведения шлака в печь присаживаются шлакообразующие (известь, плавиковый шпат), карбонизаторы (коксовая пыль). К моменту полного расплавления отбирается проба металла на полный химический анализ. Раскисление и легирование металла осуществляется в стальковше во время выпуска плавки из печи.

После выпуска плавки ковш передается для доводки на установку печь-ковш (АКОС). В печи-ковше выполняется продувка металла инертным газом, присадка шлакообразующих материалов, нагрев металла до заданной температуры, присадка легирующих элементов для окончательной корректировки химического состава металла. В процессе обработки металла отбирается необходимое количество проб металла на полный химический анализ. При обработке металла на печи-ковше также обеспечивается дегазация и десульфурация металла, удаление неметаллических включений, усреднение температуры и химического состава металла по всему объему сталеразливочного ковша, согласование графика работы ДСП и МНЛЗ.

Система газоочистки обеспечивает эвакуацию и очистку газов, выходящих из плавильного пространства печи и отсасываемых из-под фонарного пространства. Охлажденные до определенной температуры газы через систему отсечки газа поступают в общий газоход от вытяжного зонта. Система газоочистки регулирует остаточное давление в ДСП в различные периоды плавки. Из газохода газ с помощью принудительной вентиляции подается на фильтры сухой очистки, где происходит окончательная очистка газа с выделением сухой пыли. Очищенный газ удаляется в атмосферу, а шламы и пыли направляются в шламосборник на дальнейшую переработку.

После обработки металла на печи-ковше производится укрытие зеркала металла теплоизолирующей смесью и ковш электромостовым краном передается на МНЛЗ.

При открытии шиберного затвора сталеразливочного ковша металл поступает в промежуточный ковш. После наполнения промковша металлом производится утепление зеркала металла теплоизолирующей смесью.

При определенном уровне металла в промковше открываются стаканы-дозаторы и струи металла поступают в водоохлаждаемый кристаллизатор с медными гильзами, обеспечивающими высокий теплосъем от затвердевающего слитка и формирование оболочки заготовки необходимой толщины и прочности. Начальное вытягивание НЛЗ из кристаллизатора обеспечивается при помощи затравок, которые в последующем убираются с линии движения заготовок. Окончательное охлаждение заготовки производится в зоне вторичного охлаждения, где поверхность заготовок охлаждается водой посредством форсунок.

Порезка заготовки на мерную длину производится в автоматическом режиме при помощи устройств газовой резки. С помощью транспортного рольганга заготовки передаются на кантующий холодильник, где обеспечивается их равномерное охлаждение за счет поворота их на 90° при каждом шаге холодильника. В конце холодильника заготовки поступают в зону выгрузки, откуда передаются на склад при помощи мостового крана.

МНЛЗ обеспечивает возможность производства заготовки сечением 100х100 мм, длиной до 6000 мм.

3.3. Технологический процесс производства проката

Исходные заготовки 100×100х6000 мм с помощью крана укладывают на загрузочную решетку для заготовки. В печи заготовки нагревают до температуры 1150–1200°С в зависимости от марки стали. Тепловой режим нагревательной печи контролируется автоматизированной системой управления. После выдачи из печи нагретые заготовки по рольгангу поступают к прокатному стану. Предусмотрен также режим прямой подачи заготовок в прокатный стан от МНЛЗ сталеплавильного цеха без нагрева в печи. Для этого предусмотрен подводящий рольганг от МНЛЗ.

Прокатка арматурного проката в клетях прокатного стана производится в непрерывном режиме с минимальным натяжением раската, скорость прокатки регулируется автоматической системой управления. Кантовку раската между клетями осуществляют при помощи выводной и вводной привалковой арматуры.

Готовый прокат периодического профиля транспортируется через охлаждающие секции установки термоупрочнения арматурного проката, которая обеспечивает снижение вторичного окалинообразования и достижение заданных механических свойств металла. При производстве профилей, не подвергающихся ускоренному охлаждению, вместо охлаждающих секций в линию стана вводятся соответствующие секции рольганга.

После установки термоупрочнения на летучих ножницах производится раскрой раската на длины холодильника, порезка в обрезь немерных прутков. Трайб-аппарат обеспечивает постоянную скорость прохождения раската через установку термоупрочнения, а также точность порезки раската на летучих ножницах.

Далее прокат транспортируют по рольгангу на реечный холодильник. После охлаждения на холодильнике слои проката режут на гильотинных ножницах на мерные длины и при помощи шлеппера передают в вибропакетировочную машину, где производится формирование и увязка пачки проката длиной до 12 м.

Готовый пакет взвешивается на весах, на пакет навешивается бирка и он транспортируется краном на склад готовой продукции.

При производстве катанки в бунтах, металл после прокатки в последней клети сортовой части стана передается по специальному изогнутому желобу в группу клетей проволочной линии, где продолжается его прокатка до конечных размеров.

Получаемая катанка проходит устройство термоупрочнения, где охлаждается водой. Далее катанка при помощи виткоукладчика укладывается в виде колец на охлаждающий рольганг. Продвигаясь по охлаждающему рольгангу, катанка охлаждается воздухом при помощи установленных на рольганге вентиляторов.

Витки катанки собираются в бунт на двухстержневом приемнике бунтов. Каждый бунт сжимается и увязывается на пакетировочной машине-полуавтомате.

От каждой партии проката отбираются пробы, на которых выполняются механические испытания для аттестации продукции.

3.4. Технологический процесс правки и порезки бунтового проката

Бунт катанки (или арматурного проката) устанавливается в приемное устройство (бухтодержатель). Передний конец бунта пропускается через успокоитель арматуры и заправляется в станок правильно отрезного автомата.

Арматура затягивается в станок роликами подачи. Проходя через выпрямительный механизм, она выпрямляется. Резку осуществляет нож при помощи гидропривода.

Для сокращения времени замены бунтов допускается сваривание заднего конца заканчивающегося бунта с передним концом последующего бунта. При этом значительно снижаются потери времени на заправку бунтов.

Дополнительная информация

В объем поставки включаются основное технологическое оборудование и системы, а также выполнение шефмонтажа оборудования, пуско-наладочных работ и обучения персонала. Поставка оборудования сопровождается поставкой эксплуатационной документации. При необходимости ООО «СЛТ» выполнит комплекс проектных работ: предпроектная проработка, разработка технико-экономического обоснования (ТЭО), разработка проекта (стадии П и РД); окажет услуги по сопровождению процесса согласования проекта в государственных разрешительных органах.

Оборудование, поставляемое ООО «СЛТ», будет проверяться и испытываться Заказчиком, во время изготовления и до отгрузки Заказчику, в ходе реализации проекта, на месте производства, в соответствии с общей практикой проверки и испытаний производителя.

Общий срок службы всего комплекса оборудования, за исключением быстроизнашивающихся деталей и сменных частей, составляет не менее 10 лет.

Срок предоставления стандартной гарантии для предлагаемого оборудования 12 месяцев со дня ввода оборудования в эксплуатацию или 18 месяцев после дня отгрузки (по первому событию).

Источник https://www.sltgroup.ru/services/realizatsiya-proektov-mini-zavoda-pod-klyuch/metallurgicheskij-mini-zavod-proizvoditelnostyu-200-000-t-god/