Особенности производства на металлургическом комбинате

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова»

Кафедра материаловедение и термической обработки металлов

Отчёт по ознакомительной практике

Магнитогорск 2011

Оглавление

Введение

1. Кислородно-конвертерный цех

1.1 Технология плавки

1.2 Раскисление и легирование

1.2.1 Легирование твердыми ферросплавами

1.2.2 Легирование жидкими ферросплавами

1.2.3 Легирование экзотермическими ферросплавами

2. Листопрокатный цех №10

2.1 История создания ЛПЦ №10

2.2 Технологический процесс

3. Листопрокатный цех №9

3.1 Реализация проекта стана 5000

3.2 Технические характеристики стана 5000

3.3 Технология производства

4. Листопрокатный цех №5

4.1 История цеха

4.2 Технологический процесс ЛПЦ №5

4.2.1 Стан 2500 холодной прокатки

4.2.2 Дрессировка холоднокатаных полос на станах 2500 и 1700

5. Цех покрытий

5.1 Технология производства оцинкованной полосы

5.2 Технология очистки полосы

6. Центральная лаборатория контроля (ЦЛК)

7. ЗАО «Магнитогорский Завод Прокатных Валков»

7.1 Производственная характеристика ЗАО «МЗПВ»

7.2 Технология ковки и механообработки

7.3 Технология литейного производства

7.4 Производство металлоконструкций

8. Музей Магнитогорского Металлургического Комбината

8.1 История образования ММК

8.2 Вклад магнитогорцев для достижения Победы

8.3 Деятельность комбината в послевоенные годы

Библиографический список

Введение

легирование механообработка металлургический руда

ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» входит в число крупнейших мировых производителей стали и занимает лидирующие позиции среди предприятий черной металлургии России.

Активы компании в России представляют собой крупный металлургический комплекс с полным производственным циклом, начиная с подготовки железорудного сырья и заканчивая глубокой переработкой черных металлов.

ММК производит широкий сортамент металлопродукции с преобладающей долей продукции с высокой добавленной стоимостью.

На ОАО «ММК» работают более 60 000 человек. На комбинате существуют следующие виды производства:

· горно-обогатительное и известково-доломитовое производство;

· коксохимическое производство;

· огнеупорное производство;

· доменное производство;

· электросталеплавильное производство;

· прокатное производство.

Производство на ММК начинается с рудообогатительной фабрики (переработка руды) и аглофабрики (получение агломерата путем мелкого окускования рудного материала, который необходим для выплавки чугуна). Далее идет коксохимическое производство, т.е. получение кокса, который необходим для получения чугуна. Кокс получают из коксующихся углей в специальных коксовых печах при температуре 1200⁰C. В батареи насчитывается около 74 печей. Уголь загружается в печи углезагрузочной машиной и при такой температуре спекается в кокс. После этого коксовыталкиватели выталкивают кокс в тушильный вагон, который везет его в тушильную башню, где он будет охлаждаться посредством орошения водой. Далее кокс идет на выплавку чугуна в доменную печь. После выплавки чугун поступает в кислородно-конвертерный цех и электросталеплавильные печи. В кислородно-конвертерном цехе, который был введен в эксплуатацию в 1990 г. при директоре комбината И.Х. Рамазане, плавят сталь. В конвертер заливают чугун и савками сигарообразной формы загружается металлолом, затем интенсивно продувается кислородом. Процесс длится 35-40 минут. Чтобы полученную сталь довести до нужного качества, она проходит агрегаты внепечной обработки (агрегат вакуумирования стали и агрегат доводки стали), где сталь интенсивно продувается аргоном, для того, чтобы удалить вредные примеси, т.е. газовые пузыри и неметаллические включения. Процесс длится около 6 минут. Далее стальной ручей идет на машину непрерывного литья заготовок, где специальными ножницами они режутся на слитки, которые называются слябами. Далее эти слябы прокатываются на станах, которые состоят из нагревательных печей, где слябы нагреваются при температуре от 850⁰C на входе и 1150⁰C на выходе (нагретый сляб имеет большую мягкость, пластичность и ковкость), черновых и чистовых клетей. Нагретый сляб прокатывается между валками до определенной толщины. После этого прокатанный лист подается на моталки, где сматывается в рулоны. Грузоперевозки по ММК осуществляются тепловозами и электровозами по железным дорогам, протяженностью 652 км. Готовая продукция представлена горячекатаным и холоднокатаным листом, сортовой продукцией (арматура, швеллер, балки), а в 2004 г. комбинат стал производить полимерную продукцию, т.е. стальную полосу, покрытую тонким слоем цинка, а потом тонким слоем полимера (покрытие служит для того, чтобы увеличить срок службы).

1. Кислородно-конвертерный цех

В кислородно-конвертерном цехе, который был введен в эксплуатацию в 1990 г. при директоре комбината И.Х.Рамазане, плавят сталь. В конвертер заливают, чугун и савками сигарообразной формы загружается металлолом, затем интенсивно продувается кислородом. Процесс длится 35-40 минут. Чтобы полученную сталь довести до нужного качества, она проходит агрегаты внепечной обработки (агрегат вакуумирования стали и агрегат доводки стали), где сталь интенсивно продувается аргоном, для того, чтобы удалить вредные примеси, т.е. газовые пузыри и неметаллические включения. Процесс длится около 6 минут. Далее стальной ручей идет на машину непрерывного литья заготовок, где специальными ножницами они режутся на слитки, которые называются слябами. Далее эти слябы прокатываются на станах, которые состоят из нагревательных печей, где слябы нагреваются при температуре от 850⁰C на входе и 1150⁰C на выходе (нагретый сляб имеет большую мягкость, пластичность и ковкость), черновых и чистовых клетей.

1.1 Технология плавки

Шихтовку, т.е. определение расхода на плавку чугуна и лома, шлакообразующих, ферросплавов и других материалов, в современных цехах проводят с помощью ЭВМ на основании вводимых в нее данных о составе чугуна и других шихтовых материалов, температуре чугуна, параметрах выплавляемой стали и некоторых других. При этом расход лома, являющегося охладителем плавки, определяют на основании расчета теплового баланса плавки, увеличивая или уменьшая расход так, чтобы обеспечивалась заданная температура металла в конце продувки, а расход извести -- так, чтобы обеспечивалась требуемая основность шлака (2,7--3,6).

Лом загружают в конвертер совками объемом 20-110м3; их заполняют ломом в шихтовом отделении цеха и доставляют к конвертерам рельсовыми тележками. Загрузку ведут через отверстие горловины конвертера, опрокидывая совок с помощью полупортальной машины, либо мостового крана, либо напольной (перемещающейся по рабочей площадке цеха) машины. Жидкий чугун заливают в наклоненный конвертер через отверстие горловины с помощью мостового крана из заливочного ковша, который обычно вмещает всю порцию заливаемого чугуна (до 300 т и более). Заливочные ковши с чугуном доставляют к конвертерам из миксерного или переливного отделений. Для загрузки сыпучих шлакообразующих материалов конвертер оборудован индивидуальной автоматизированной системой. Из расположенных над конвертером расходных бункеров, где хранится запас материалов, их с помощью электро-вибрационных питателей и весовых дозаторов выдают в промежуточный бункер, а из него материалы по наклонной трубе ссыпаются в конвертер через горловину. При этом система обеспечивает загрузку сыпучих продуктов без остановки продувки по программе, которая разработана заранее или задается оператором из пульта управления конвертером. Периоды плавки в кислородном конвертере включает следующие периоды:

1. Загрузка лома. Стальной лом в количестве до 25--27 % от массы металлической шихты загружают в наклоненный конвертер совками. Объем совков достигает 110 м3, его рассчитывают так, чтобы загрузка обеспечивалась одним - двумя совками, поскольку при большем числе возрастает длительность загрузки и плавки в целом. Загрузка длится 2-4 мин. Иногда с целью ускорения шлакообразования после загрузки лома или перед ней в конвертер вводят часть расходуемой на плавку извести.

2. Заливка чугуна. Жидкий чугун при температуре 1300 до 1450°С заливают в наклоненный конвертер одним ковшом в течение 2--3 мин.

3. Продувка. После заливки чугуна конвертер поворачивают в вертикальное рабочее положение, вводят сверху фурму и включают подачу кислорода, начиная продувку. Фурму вначале продувки для ускорения шлакообразования устанавливают в повышенном положении, а через 2-4 мин ее опускают до оптимального уровня. В течение первой трети длительности продувки в конвертер двумя - тремя порциями загружают известь. В течение продувки протекают следующие основные металлургические процессы:

§ Окисление составляющих жидкого металла вдуваемым кислородом; окисляется избыточный углерод, а также весь кремний, около 70% марганца и немного (1-2%) железа. Газообразные продукты окисления углерода (СО и немного СО2) удаляются из конвертера через горловину (отходящие конвертерные газы), другие оксиды переходят в шлак;

§ Шлакообразование. С первых секунд продувки начинает формироваться основной шлак из продуктов окисления составляющих металла (SiO2, MnO, FeO, Fe2O3) и растворяющейся в них извести (СаО), а также из оксидов, вносимых миксерным шлаком, ржавчиной стального лома и растворяющейся футеровкой. Основность шлака по ходу продувки возрастает по мере растворения извести, достигая 2,7-3,6;

§ Дефосфорация и десульфурация. В образующийся основной шлак удаляется часть содержащихся в шихте вредных примесей - большая часть (до 90%) фосфора и немного (до 30%)серы;

§ Нагрев металла до требуемой перед выпуском температуры (1600-1660 °С) за счет тепла, выделяющегося при протекании экзотермических реакций окисления составляющих жидкого металла;

§ Расплавление стального лома за счет тепла экзотермических реакций окисления; обычно оно заканчивается в течение первых 2/3 длительности продувки;

4. Отбор проб, замер температуры, ожидание анализа, корректировка. Продувку необходимо закончить в тот момент, когда углерод будет окислен до нужного в выплавляемой марке стали содержания; к этому времени металл должен быть нагрет до требуемой температуры, а фосфор и сера удалены до допустимых для данной марки стали пределов.

Момент окончания продувки, примерно соответствующий требуемому содержанию углерода в металле, определяют по количеству израсходованного кислорода, по длительности продувки, по показаниям ЭВМ. Окончив продувку, из конвертера выводят фурму, а конвертер поворачивают в горизонтальное положение. Через горловину конвертера отбирают пробу металла, посылая ее на анализ, и замеряют температуру термопарой погружения. Если по результатам анализа и замера температуры параметры металла соответствуют заданным, плавку выпускают. В случае несоответствия проводят корректирующие операции: при избыточном содержании углерода проводят кратковременную додувку для его окисления; при недостаточной температуре делают додувку при повышенном положении фурмы, что вызывает окисление железа с выделением тепла, нагревающего ванну; при излишне высокой температуре в конвертер вводят охладители - легковесный лом, руду, известняк, известь и т.п., делая выдержку после их ввода в течение 3-4 мин. По окончании корректировочных операций плавку выпускают.

На отбор и анализ проб затрачивается 2-3 мин; корректировочные операции вызывают дополнительные простои конвертера и поэтому нежелательны.

5. Выпуск. Металл выпускают в сталеразливочный ковш через летку без шлака. Такой выпуск исключает перемешивание металла со шлаком в ковше. Выпуск длится 3-7 мин.

В процессе выпуска в ковш из бункеров вводят ферросплавы для раскисления и легирования. При этом в старых цехах загружают все ферросплавы так, чтобы обеспечивалось раскисление и получение в стали требуемого содержания вводимых элементов. В конце выпуска в ковш попадает немного (1-2 %) шлака, который предохраняет металл от быстрого охлаждения. В новых цехах, где проводят внепечную обработку, в ковш вводят сплавы, содержащие слабоокисляющиеся элементы (Мn, Сr и иногда Si), после чего ковш транспортируют на установку внепечной обработки, где в процессе усредняющей продувки аргоном вводят элементы, обладающие высоким сродством к кислороду (Si, Al, Ti, Ca и др.), что уменьшает их угар. В этом случае в момент слива из конвертера последних порций металла делают "отсечку" шлака, препятствуя попаданию в ковш конвертерного шлака, содержащего фосфор, который может переходить в металл, и оксиды железа, которые будут окислять вводимые в металл, в процессе внепечной обработки, элементы. В ковше для защиты металла от охлаждения и окисления создают шлаковый покров, загружая, например, гранулированный доменный шлак, вермикулит, известь с плавиковым шпатом.

6. Слив шлака в шлаковый ковш (чашу) ведут через горловину, наклоняя конвертер в противоположную от летки сторону (слив через летку недопустим, так как шлак будет растворять футеровку летки). Слив шлака длится 2-3 мин. Общая продолжительность плавки в 100-350т конвертерах составляет 40-50 мин.

1.2 Раскисление и легирование

Раскисление кислородно-конвертерной стали производят осаждающим методом в ковше во время выпуска. В конвертер раскислители не вводят во избежание их большого угара.

Спокойные стали обычно раскисляют марганцем, кремнием и алюминием, на отдельных марках стали дополнительно применяют титан, кальций и другие сильные раскислители. Кипящую сталь раскисляют одним марганцем. В старых цехах, не имеющих установок внепечной обработки, в ковш при выпуске вводят все раскислители, обычно начиная с более слабых (обладающих меньшим химическим сродством к кислороду), а затем вводят более сильные, что уменьшает их угар. Последовательность ввода в ковш широко применяемых сплавов - раскислителей следующая: вначале вводят ферромарганец или силикомарганец, затем ферросилиций и в последнюю очередь алюминий. Кипящую сталь раскисляют одним ферромарганцем. Подачу раскислителей начинают после наполнения ковша жидким металлом примерно на 1/4-1/3, а заканчивают, когда заполнен металлом на 2/3, что позволяет избежать попадания раскислителей в шлак и их повышенного угара. Количество марганца и кремния, вводимых в металл, рассчитывают так, чтобы обеспечивалось не только раскисление, но и получение требуемого в данной марке стали содержания этих элементов. Определяя расход раскислителей, учитывают, что при раскислении спокойной стали и введении раскислителей в ковш их угар составляет: марганца10-25%, кремния 15-25%. При раскислении кипящей стали угар марганца равен 20-35%. Расход алюминия на раскисление в зависимости от содержания углерода в выплавляемой стали составляет 0,15-1,20 кг на 1т стали, увеличиваясь при снижении содержания углерода; большая часть вводимого алюминия (60-90%)угорает. Попадающий в ковш в конце выпуска металла конвертерный шлак на многих заводах загущают присадками извести или доломита, чтобы уменьшить окисление вводимых в ковш добавок оксидами железа шлака и восстановление из шлака фосфора.

В современных конвертерных цехах, оборудованных установками доводки жидкой стали в ковше, при выпуске металла в ковш вводят лишь часть раскислителей - преимущественно слабоокисляющиеся, т.е. имеющие не очень высокое сродство к кислороду(ферромарганец, силикомарганец и реже ферро­силиций). Чтобы исключить попадание в ковш содержащего фосфор и оксиды железа конвертерного шлака, в конце выпуска делают его отсечку, а в ковш загружают материалы (гранулированный доменный шлак, вермикулит, смесь извести и плавикового шпата и др.) для создания шлакового покрова, предохраняющего поверхность металла от окисления и охлаждения. Затем ковш транспортируют на установку доводки стали, где в процессе перемешивающей продувки аргоном в металл вводят ферросилиций, алюминий и при необходимости другие сильные раскислители; по результатам анализа отбираемых при внепечной обработке проб проводят корректировку содержания кремния и марганца в металле, что обеспечивает гарантированное получение заданного состава стали. Для лучшего усвоения алюминия желателен его ввод в объем металла с помощью погружаемой штанги или в виде проволоки, подаваемой в ковш сверху с большой скоростью с помощью трайб-аппарата. Отсечку шлака с целью предотвращения его попадания в сталеразливочный ковш при выпуске металла делают несколькими способами. Простейший из них - быстрый подъем конвертера в момент окончания слива металла - не является достаточно эффективным. Еще один способ -отсечка с помощью стальных шаров в огнеупорной оболочке: в конце выпуска шар вводят в конвертер, где он плавает на границе шлак - металл и вместе с последними порциями металла попадает в канал летки, перекрывая его. Более эффективны способы с принудительным закрытием летки: скользящим шиберным затвором, закрепленным на кожухе летки и перемещаемым гидроприводом; пневматическим устройством, представляющим собой чугунное сопло, закрепленное с помощью кронштейна на корпусе конвертера. В нужный момент сопло, через которое идет воздух под давлением, поворотом кронштейна вводят в канал летки снизу, при этом запорный эффект создается сжатым воздухом.

Выплавка легированных сталей в кислородных конвертерах сопряжена со значительными трудностями, поскольку большинство легирующих элементов нельзя вводить в конвертер из-за возможности их полного или частичного окисления, а в случае ввода в ковш количество добавок ограничено, так как возможно чрезмерное охлаждение жидкой стали и неравномерное распределение вводимых элементов в объеме жидкого металла. Не представляет сложности легирование лишь теми элементами, у которых химическое сродство к кислороду меньше, чем у железа, и которые при введении в конвертер не окисляются (никель, медь, молибден, кобальт); их чаще всего вводят в конвертер в составе шихты. Легирование другими элементами осуществляют в ковше следующими методами.

1.2.1 Легирование твердыми ферросплавами

Это наиболее широко применяемый и простой метод. В цехах, где нет установок внепечной обработки стали, все легирующие вводят в ковш во время выпуска металла. При этом ферросплавы с элементами, обладающими высоким химическим сродством к кислороду (Ti, Zr, Са, Се и т.д.), а также с ванадием и ниобием вводят в ковш после дачи всех раскислителей. Часто применяемый для легирования хром вводят иногда в виде феррохрома, но лучше использовать экзотермический феррохром, растворение которого в жидком металле идет без затраты тепла, или силикохром, более легкоплавкий, чем феррохром, и требующий меньших затрат тепла на растворение.

Определяя расход ферросплавов, учитывают, что часть легирующих элементов угорает (окисляется и испаряется). Величину угара каждого элемента, которая тем выше, чем выше сродство элемента к кислороду, определяют опытным путем, обобщая результаты ранее проведенных плавок.

Из-за возможного охлаждения жидкой стали и неравномерного при этом распределения элементов количество вводимых добавок ограничено и этим методом получают низколегированные стали с общим содержанием легирующих элементов не выше 2-3 %.

В цехах с установками внепечной обработки (доводки стали в ковше, вакуумирования)легирующие вводят так же, как и раскислители, в последовательности, определяемой их химическим сродством к кислороду. В ковш при выпуске вводят ферросплавы, содержащие элементы со сравнительно невысоким сродством к кислороду (Cr, Mn и реже V, Nb, Si). При выпуске производят отсечку конвертерного шлака и в ковше наводят шлаковый покров, защищающий металл от окисления и охлаждения, после чего ковш передают на установку внепечной обработки. Здесь в объем перемешиваемого металла вводят алюминий и сплавы с другими элементами, обладающими высоким сродством к кислороду. Степень их усвоения сталью значительно повышается по сравнению с усвоением при введении в ковш в процессе выпуска.

Для повышения степени усвоения широкое применение нашел способ введения алюминия в объем металла в виде проволоки с помощью трайб-аппарата; ряд других элементов рекомендуется вдувать в металл в струе аргона (например, кальций), вводить в виде проволоки, имеющей стальную оболочку и наполнитель из легирующего элемента.

В процессе внепечной обработки отбирают пробы металла и на основании результатов анализа проводят корректировку содержания вводимых легирующих элементов. Благодаря перемешиванию металла в процессе внепечной обработки, равномерное распределение элементов в объеме ковша достигается при введении добавок в количестве до 3-4%.

1.2.2 Легирование жидкими ферросплавами

Способ заключается в том, что при выпуске стали из конвертера в ковш заливают легирующие добавки, предварительно расплавленные в индукционной или дуговой электропечи. Метод позволяет вводить в сталь большое количество легирующих, но обладает существенным недостатком - необходимо иметь в цехе дополнительный плавильный агрегат, что усложняет организацию работ в цехе.

1.2.3 Легирование экзотермическими ферросплавами

Ферросплавы в виде брикетов вводят в ковш перед выпуском в него стали. В состав брикетов, помимо измельченных легирующих (феррохрома, ферромарганца), входят окислитель, например, натриевая селитра, восстановитель (алюминиевый порошок) и связующие (каменноугольный пек). При растворении брикетов в стали алюминий окисляется за счет кислорода, содержащегося в натриевой селитре; выделяющееся тепло расходуется на расплавление легирующих. Подобным методом с успехом вводят в сталь до 4 % легирующих элементов. Способ не нашел широкого применения из-за трудностей в организации производства брикетов.

2. Листопрокатный цех №10

2.1 История создания ЛПЦ №10

В 1985 Советом Министров СССР принято решение о строительстве стана "2000" горячей прокатки стального листа на Магнитогорском металлургическом комбинате.

Широкополосный стан горячей прокатки стального листа "2000" предназначен для производства полос из углеродистых, низколегированных, легированных, конструкционных, марок сталей, толщиной от 1,2 до 1,6 мм, шириной от 700 до 1830 мм, свернутых в рулоны весом от 7 до 43,3 т.

21 мая 1994 прокатан первый сляб на черновой группе клетей стана "2000" горячей прокатки. 8 октября 1994 получен первый рулон стального горячекатаного листа на чистовой группе клетей. Эта дата является официальным днем рождения листопрокатного цеха № 10.

В состав стана входит:

Оборудование участка нагревательных печей, черновая группа клетей, промежуточный рольганг, чистовая группа клетей, отводящий рольганг, моталки и другое оборудование для уборки рулонов и передачи их в отделение отделки.

В цехе прокатывают углеродистую и низколегированную сталь разных сортаментов. Он производит 5млн.т.

2.2 Технологический процесс

Сляб подается к рольгангу из печи с шагающими балками с помощью извлекателей, температура в печи достигает 1250⁰С, а время нахождения в печи колеблется от 3 до 5 часов, это зависит от марки стали.

Далее из печи сляб следует в черновой окалиноломатель, в нем осуществляется обжатие металла для последующего удаления окалины; следом за ним расположен гидросбив, мощная струя воды под давлением 200 атмосфер (АТМ) очищает сляб от окалины. После расположена клеть ДУО, которая осуществляет небольшое обжатие, ее задача выронить раскат.

За ней универсальная клеть КВАРТО, свое название она получила благодаря 4 валкам, расположенном в клети, два рабочих и два опорных. Рабочие валки имеют меньшую площадь для снижения контакта поверхностей. Здесь раскат получает боковое и горизонтальное обжатие, а также увеличивается в длину.

Затем сляб подается в непрерывную черновую группу клетей. Ее особенность заключается в том, что раскат находится сразу во всех клетях одновременно, благодаря этому поддерживается закон постоянства объемов в секунду. Скорость вращения каждой последующей группы валков увеличивается, это исключает образование петель на полосе.

Главной задачей является не допустимость выкатывание окалины в прокат, ее помогают устранить гидросбив, он есть в каждой клети. После этой клети следует длинный рольганг, за ним карманы, в которые толкателями с рольганга в случае брака или аварии скидывается раскат, после устранения неполадок раскат можно прокатать снова, но только толщина больше 100мм.

Перед чистовой группой клети установлены ножницы, они обрубают конец и переднюю часть полосы. За ним сразу же установлен гидросбив. В клети КВАРТО существуют охлаждающие устройства, которые подают воду на полосу.

Так же существует система охлаждения валков, т.к. если не охлаждать валки, то могут возникнуть трещины. Здесь же установлены петледержатели, их называют “куперами”, они держат натяжения между клетями, дают коррекцию, убирают петли.

На опорных валках клетей есть гидроцилиндры, они позволяют регулировать длину раската.

Так же существуют месдозы, для изменения давления между валками, чтобы полоса не сползала и не гнулась. Тут же расположены толщинмеры, гидросбив, шириномер и планшеномер.

Чтобы соблюсти размеры перед последующей смоткой нужно принять во внимание температуру для этого установлена система ламинарного охлаждения 1 и 2 группы моталок. Барабан моталок окружен формирующими роликами, они задают натяжение полосы для равномерного распределения воды. Получают рулоны длиной 1 км из сляба длиной в 5 м и толщиной 250мм его масса составляет от 15-200.

Для снятия рулона под барабан поднимается люлька, которая снимает с барабана рулон и надевает его на кантователь. За тем рулон следует по конвейеру на машину предварительной упаковки, за тем взвешивается на платформенных весах, вес заносится в компьютер к оператору, и затем раскат идет на первый поворотный стол, потом наклад горячекатаных рулонов, далее на упаковку, маркировку, погружаются на вагоны и направляются к заказчику.

Так же с рулонов берутся пробы. С помощью кранов зацепляют и увозят на осмотр.

Если валки износились то необходимо привести в рабочее состояние, эта процедура осуществляется в вальце-шлифовальном отделении. Здесь валки шлифуют и снимают наклеп.

Все технологические операции на стане механизированы и автоматизированы, применен ряд новых технических решений:

1. В первые в мировой практике установлена непрерывная черновая подгруппа из трех рабочих клетей, которая позволила улучшить температурный режим прокатки за счет сокращения длины черновой группы, а также снизить капитальные затраты на строительство цеха;

2. Установлены две группы моталок, обеспечивающие дифференцированную смотку полос по толщине;

3. Стан оснащен средствами и системами автоматизации технологического процесса прокатки и работы машин и механизмов с использованием ЭВМ, в том числе системами автоматического регулирования толщины полосы, натяжения полосы, температурного режима и скорости прокатки, обеспечивающими высокую точность и требуемые механические свойства горячекатаной полосы.

Проектная производительность непрерывного широкополосного стана 2000 горячей прокатки составляет около 6 млн. в год, масса механического оборудования около 40 000 т и мощность всех электродвигателей стана около 200 000 кВт.

3. Листопрокатный цех №9

3.1 Реализация проекта стана 5000

С ноября 2006 года ММК приступил к реализации проекта «Стан 5000». Этот стан, по своему масштабу, мощности и качественной характеристики выпускаемой продукции первый и единственный в России.

Стан 5000 производит толстолистовой стальной прокат, шириной почти 5 метров. Он используется в нефтегазовой отрасли, судостроении, при строительстве мостов, в машиностроении, но большая часть продукции предназначена для производства труб магистральных нефтепроводов и газопроводов. Получаемые из таких листов одношовные трубы имеют высокие качественные характеристики и позволяют использовать продукцию в агрессивной среде.

Стан построен в рекордные для такого объекта сроки, за 32 месяца. Стан 5000 на ММК во многом уникален: усилие прокатки клети составляет 12000 тонн - это самая мощная прокатная клеть в мире.

3.2 Технические характеристики стана 5000

Стан оборудован установками прерванной закалки и контролируемого охлаждения, позволяющие получать гарантированно заданные параметры продукции.

К другим отличительным характеристикам стана относится:

· Высокая оснащенность современными средствами измерения и контроля параметров;

· Абсолютная техническая прозрачность;

· Комплексный подход к автоматизации процессов управления.

Это позволяет организовать индивидуальное сопровождение и паспорторизацию процесса производства каждого листа от момента выплавки дол момента отгрузки.

Технические характеристики оборудования стана позволяют получать продукцию с суженным диапазоном допуска по геометрическим размерам и форме листа по сравнению со стандартами.

3.3 Технология производства

Длин всего стана более 1 км. На стан поступают непрерывно литые слябы, нагретые до нужной температуры они транспортируют на гидросбив и очищенный от окалины сляб попадает в рабочую клеть. Процесс прокатки включает в себя 2 основные стадии:

1. черновая стадия

2. чистовая стадия

В результате обеспечивается необходимая толщина и ширина листа. После чистовой прокатки и прохождения роликоправильной машины(горячая прокатка) раскат транспортируется в направлении установки ускоренного охлаждения и поступает на машину горячей правки. После правки, маркировочной машины на раскат наносится идентификационный номер, некоторые марки низколегированной высокопрочной стали требует замедленного охлаждения, поэтому после процесса прокатки их снимают с рольганга, а после охлаждения возвращают обратно в поток стана. Затем раскаты следуют через холодильник на инспекционный участок. Локальные дефекты устраняются абразивной зачисткой с обеих сторон раската. Внутреннее качество листов контролируется УСК (ультразвукового контроля). Следующий этап - ножницы. Листы проходят концевые ножницы для обрезки торцов. Сдвоенные кромкообрезанные ножницы для обрезки боковой кромки, с раскроем на 2 узких листа и делительные ножницы для порезки на мерные длины.

Готовые листы транспортируются на маркировочно-клеймовочную машину. Здесь на поверхности краской и клеймением наносится вся необходимая информация. После маркировки и осмотра листы готовы на передачу на отделочную линию или линию термообработки. Термообработка листов осуществляется в проходных роликовых печах, в защитной атмосфере. В термоотделении возможно проведение закалки, нормализации и отпуска. Закалку листов осуществляют в роликозакалочной машине. После термообработки листы подвергают холодной правке.

Для отгрузки готового продукта используются краны, грузоподъемностью до 30000 тонн. Производительность стана 1500000 тонн проката в год.

4. Листопрокатный цех №5

4.1 История цеха

Второй по счету на ММК цех холодной прокатки стального листа начал проектироваться в 1956. Начинал с 1958 новокраматорский и старокраматорский заводы тяжелого машиностроения приступили к рабочему проектированию механического оборудования будущего цеха и его частному изготовлению.

29 апреля 1969 в цехе получен первый рулон горячекатанного листа травленного на первой травильной линии.

Ровно через месяц подписан акт государственной комиссии о приеме в эксплуатацию главного агрегата цеха, стана "2500"(2500-длина валка) холодной прокатки стального листа.

В тот же день начались комплексное опробование агрегата поперечной резки стальной полосы и эксплуатация дрессировочного стана "2500". Первоначальным проектом цеха намечалось 1250 тысяч тонн холоднокатанного листа и 350 тысяч тонн травленного горячекатанного листа в год. Проектная мощность достигнута за 18 месяцев. В дальнейшем этот рубеж был превзойден коллективом цеха в полтора раза.

В первые же годы работы цеха здесь было освоено производство автомобильного нестареющего листа, идущего на штамповку деталей кузовов легковых автомобилей.

В последние годы осуществляется программа глубокой реконструкции цеха, в рамках которой 14 июля 2001 пущен в эксплуатацию агрегат продольной резки стальной полосы № 8.

4.2 Технологический процесс ЛПЦ №5

Исходным материалом для производства х/к листов, служат г/к полосы толщиной 1,5-6,0 мм, шириной 1250-2300 мм, свернутые в рулоны весом от 2 до 30 т, которые поступают из цеха горячей прокатки по конвейеру. В цехе рулоны снимаются с конвейера мостовыми кранами и укладываются на склад для охлаждения. После охлаждения рулоны поступают в обработку:

Ш очистка полосы от окалины механическим и химическим путем в непрерывных травильных агрегатах;

Ш холодная прокатка на непрерывном четырехклетевом стане до окончательной толщины 0,6-2,5 мм;

Ш отжиг рулонов при температуре 620-720°С в одностопных колпаковых печах в азотной защитной атмосфере;

Ш дрессировка полос с обжатием 0,7-3% на дрессировочном стане;

Ш обрезка кромок и резка полос на листы, сортировка листов, укладка в пачку, взвешивание пачки, упаковка и увязка пачки в агрегатах поперечной резки; продольная резка полос, контроль полос, смотка в рулоны, увязка, упаковка, взвешивание в агрегатах продольной резки;

Ш отгрузка готовой продукции.

4.2.1 Стан 2500 холодной прокатки

Непрерывный 4-клетевой стан "2500" предназначен для прокатки травленых горячекатаных полос.

Подкатом для стана холодной прокатки служит травленая горячекатаная полоса с подрезной кромкой, промасленной поверхностью, смотанная в рулон. Толщина подката 1,5-6,0 мм, ширина 1000-2350мм. Внутренний диаметр рулона 730-830мм, наружный до 1950мм. Максимальная масса рулона 30т.

В состав оборудования 4-клетевого стана входят:

Ш приемный конвейер;

Ш подъемный рольганг с толкателем;

Ш установка центрирующих и прижимного роликов;

Ш барабанный разматыватель со скребковым отгибателем, с правильно подающими роликами;

Ш четыре рабочих клети с проводковой арматурой, приводами и механизмами перевалки;

Ш опорных валков,

Ш задаватель;

Ш моталка с прижимным роликом;

Ш захлестыватель;

Ш сниматель рулонов;

Ш контаватель рулонов;

Ш отводящий конвейер; конвейер-накопитель.

4.2.2 Дрессировка холоднокатаных полос на станах 2500 и 1700

Назначение дрессировки - предотвращение появлений линий сдвига в процессе штамповки изделий у потребителя, окончательная правка, отделка поверхности холоднокатаных полос после отжига и улучшение механических свойств металла.

5. Цех покрытий

5.1 Технология производства оцинкованной полосы

В цехе покрытий имеется три агрегата поперечной резки (АПР). Они выполняют резку металлических рулонов на мерные длины, в зависимости от заданных параметров.

Металлические рулоны транспортируют к началу АНГЦ железнодорожными вагонами полуоткрытого типа. После они транспортируются к разматывателю мостовым краном. Затем устанавливаются на подвижную платформу, которая перемещается, уже непосредственно к барабану разматывателя и за счет гидроцилиндра поднимает, металлический рулон так чтобы оператор зафиксировал его на разматывателе. После полоса подается к началу тянущего валка, он затягивает ее, благодаря стыкосварочной машине начало полосы соединяется с концом предыдущей полосы. После металл проходит обработку щелочами CaOH и соляными кислотами, для того чтобы обеспечить равномерное нанесение цинка на поверхность листа. Цинковые слитки плавятся в печи, а так как при покрытии выделяются вредные вещества, то на поверхности цинка образуется осадок, который периодично убирают в виде слитков. Затем оцинкованная полоса поднимается вверх по накопителю, который представляет собой барабаны установленные сверху и снизу, и когда полоса проходит между ними она выравнивается. Далее уже оцинкованная полоса подводится к воздуходувной машине благодаря которой полоса высыхает, и подводится ко второму накопителю, который двигается вверх и вниз обеспечивая плавное соединение полос к машине, которая центрирует полосу, и излишки металла находящиеся по краям срезаются ножами, обрезь по конвейеру транспортируется в ковш металлического мусора, который затем краном отгружается в вагоны на отгрузку. Далее полоса подводится к стыкосварочной машине для разреза полосы, в случае если оператором замечен брак. После рулон наматывается на барабан наматывателя и обжимается ме­таллическими полосками для надежной транспортировки, после подвижная платформа укладывает готовый рулон на стол и на него прикрепляется заметка: о марки стали, массе, номере рулона. Далее кран зацепляет рулон за крюк и транспортирует к центру упаковки.

На АНГЦ имеется два разматывателя и две моталки для того чтобы процесс шел непрерывно. Если оцинкованная полоса пошла бракованная оператор срезает часть брака, а рулон забракованный транспортируется на поддоны с браком. Оцинкованные рулоны упаковывают бумагой и пакетом, одевают по бокам металлические заготовки и закрывают металлическим листом. Все это делается для того чтобы готовую продукцию было удобнее транспортировать потребителю. Затем рулоны краном грузятся на трансферкару и транспортируют к железнодорожным вагонам. На трансферкару краном загружают рулоны и перевозят. Так же на АНГЦ изготовляют листы для упаковки готовой продукции. Для этого служит АПР-3.

Во втором пролете необработанные металлические рулоны, доставляются в вагонах. Затем краном они подводятся к разматывателю (агрегата подготовки полосы) АПП, оператор срезает часть металла и запускает полосу по направляющим. Полоса проходит через отражательную поверхность, которая обеспечивает видимость различных поверхностных дефектов на металле. Далее благодаря наличию механизма центровки, полоса выравнивается, а металлическая обрезь сматывается в рулоны и скапливается в ковше. Далее имеется стыкосварочная машина, которая соединяет конец прошедшей полосы с началом новой. После соединения полоса сматывается в рулон и транспортируется краном в место отгрузки. АП нужен для того чтобы полоса соответствовала стандартам по ширине и длине. На АНГЦ подобной машины нет так как, там производиться полноценный цикл. С мест отгрузки подготовленные рулоны транспортируются к (агрегату электро-лужения) АЭЛ. К разматывателю и далее стыкуется с предыдущей полосой, выравнивается в накопителе за счет прохождений через верхние и нижние валки. После этого с поверхности полосы удаляют жировые загрязнения и окислы, препятствующие нанесению качественного оловянного покрытия.

Процесс подготовки осуществляется без подогрева электролита. В случае превышения снятия черной жести по дефектам «грязь» и «кромочный дефект» свыше 50 т в сутки концентрация серной кислоты поддерживается не менее 40 г/л. Отбор проб электролита очистки осуществляет аппаратчик АЭЛ. Результаты анализа фиксируются в технологическом журнале АЭЛ.

5.2 Технология очистки полосы

Очистка полосы производится в трех ваннах электролитическим способом.

В первой ванне подача тока производится контактным способом. При контактной подаче тока подвод его осуществляется через токовые ролики, при этом полоса является катодом, в качестве анодов применяют свинцовые пластины. В ванне должно быть не менее четырех анодных мостов. Сила тока на первой ванне устанавливается: при скорости не более 3,5 м/с - от2,0 до 4,0 кА, при скорости более 3,5 м/с-от 4,0 до 8,0кА.

В двух других ваннах очистка поверхности производится электрохимическим бесконтактным способом. При этом электроды второй ванны подключаются к отрицательному полюсу источника тока, а электроды третьей ванны - к положительному полюсу источника тока. Соответственно полоса поляризуется во второй ванне положительно, в третьей - отрицательно.

Электролит комбинированной очистки готовится следующим образом: в бак циркуляции заливается 8-10 м3 воды, после чего заливается концентрированный раствор Na2SO4. Концентрированный раствор Na2SO4 готовится в отделении приготовления растворов. Затем из бака-мерника тонкой струей приливается серная кислота.

Так как производство непрерывное, то второй накопитель работает в качестве натяжителя, который предотвращает разрыв полосы в момент стыкования. И двигаясь вдоль центрирующего механизма, полоса сматывается в рулон.

Следующая стадия заключается в разрезке металла на мерные длины, которая обеспечивает (агрегат поперечной резки) АПР-1. Рулон фиксируется на сегменте барабана, и полоса проходя через стыкосварочную машину разрезается на мерные длины. Длину указывает оператор следящий за процессом. Проходя по конвейеру разрезанные листы укладываются на деревянные поддоны. После на них крепят памятку с данными (о длине, ширине, весе, количеству листов, маркировке металла и номера сорта листов). Погрузчиком поддон с листами транспортируется к (агрегату инспекции) АИ. Где листы проверяются и укладываются в ямы из которых, проверенные листы на поддонах выезжают и отправляются в места упаковки.

Так как производство работает непрерывно, имеется второй АПР-2, на котором рулоны доставляются с мест отгрузки краном.

В третьем пролете находятся механизмы и агрегаты для подготовки материалов для упаковки. А так же подготовки рабочих валков и роликов, которые используются во всем цеху. Имеется и механические мастерские в которых изготовляются различный сортамент и проходит ремонт механического оборудования.

После того как продукция подготовлена ее транспортируют в склад готовой продукции. Где непосредственно ее грузят в вагоны и перевозят к потребителю.

6. Центральная лаборатория контроля (ЦЛК)

В ЦЛК осуществляются исследования и контроль производимой продукции.

В состав ЦЛК входят следующие лаборатории: прокатная, сварочная, рентгеноструктурного анализа, металлографическая, огнеупорная и химическая.

Металлографическая лаборатория, в свою очередь, включает в себя термическую лабораторию, механическую лабораторию и чисто металлографическую лабораторию.

Термическая лаборатория занимается разработкой режимов термообработки различных изделий и внедрением наиболее оптимальных режимов в производство.

Чисто металлографическая лаборатория осуществляет макро- и микроанализ готовой продукции.

Макроанализ - определение дефектов в стальных изделиях при визуальном осмотре. К методам макроанализа относятся: определение дефектов по излому, определение дефектов на макро-темплетах (вырезанных из деталей и отшлифованных образцах), определение распределения серы в деталях и слитках путем снятия отпечатков по Бауману.

Микроанализ - это изучение микроструктуры металла с помощью микроскопа на специально приготовленных образцах - микрошлифах. Кроме микроструктуры металла при микроанализе можно определить распределение и количество неметаллических включений, дать более точную оценку качеству металла.

Механическая лаборатория занимается определением механических свойств металла (прочностных и пластических).

Для определения механических свойств применяются: - разрывные машины с записью диаграммы растяжения, по которой определяются временное сопротивление разрыву, предел текучести (прочностные характеристики); относительное сужение, относительное удлинение (пластические характеристики металла);

- маятниковые копры, служащие для определения ударной вязкости металла при разрушении специально приготовленных стандартных образцов ударом ножа маятника по образцу.

Для испытания металла на твердость используют три метода:

испытание по Бринеллю - вдавливание в поверхность металла стального закаленного шарика определенного диаметра;

испытание по Роквеллу - вдавливание в поверхность металла алмазного конуса или стального закаленного шарика (диаметром значительно меньшим, чем при методе Бринелля), в зависимости от ожидаемой твердости;

испытание по Виккерсу - вдавливание в заранее подготовленный шлиф алмазной пирамидки.

Кроме перечисленных, в составе ЦЛК работают и многие другие лаборатории - неметаллических материалов, рентгенографических, рентгеноспектральных, фрактографических, электроно-графических исследований и пр.

7. ЗАО «Магнитогорский Завод Прокатных Валков»

7.1 Производственная характеристика ЗАО «МЗПВ»

Технические возможности оборудования позволяют изготавливать листопрокатные валки диаметром от 650 мм до 950 мм и длиной бочки валка до 3000 мм., а сортопрокатные валки диаметром от 300 мм до 600 мм и длиной бочки валка до 2000 мм, при этом возможно получение рабочего слоя валка до 120 мм с гарантированным спадом по твёрдости глубине рабочего слоя не более 3 -5 HRC.

При таком минимальном спаде твёрдости рабочего слоя валка по глубине уровень технологии позволяет в зависимости от фактического химического состава металла получать показатели твёрдости в зависимости от пожеланий заказчика от 45 до 86 HRC.

Наиболее востребованы прокатчиками, на сегодняшний день валки двух исполнений:

- «индефинит», данные валки имеют износостойкость на уровне 250 тыс. тонн проката на валок;

- «высокий хром» валки данного типа имеют износостойкость до 500 тыс. тонн проката на валок.

Валки полностью соответствуют импортным аналогам по своим показателям износостойкости и прочностным характеристикам и поставляются заказчику на взаимных условиях, с обеспечением гарантированной наработки на партию поставленных валков.

Освоено производство стальных валков исполнения 150ХНМ для сортовых станов.

7.2 Технология ковки и механообработки

Цех производит широкую номенклатуру стальных кованых и штампованных заготовок (свободной ковкой, в подкладных штампах, горячей и холодной штамповкой на прессах и молотах):

1. ковано - штампованные заготовки крановых крюков грузоподъемностью 30т, 50т и 80 т;

2. шестигранные гайки, способом горячей объемной штамповки;

3. буры цельнокованые с пером в виде «ласточкиного хвоста»; медные носки для фурменного прибора; крышки спекательной тележки;

4. лопатки эксгаустера, скобы чугунных локомотивных колодок, дуги пескомета, корпуса ковшей пескомета, пики для отбойных молотков и др.;

5. металлургические ножи для резки листового металла из специальных марок стали.

Характеристики основных видов поковок:

1. Прессовые поковки

Поковки типа «вал» круглого и прямоугольного сечения, гладкие и с уступами, буртами и фланцами. Диаметр (сторона сечения) до 720 мм, длина до 6000 мм, максимальная масса - 8400 кг.

Поковки типа «диск» (с отверстием и без). Наружный диаметр до 2000 мм, минимальная высота 320 мм, максимальная масса -7900 кг.

Поковки типа «раскатное кольцо». Наружный диаметр до 2700 мм, минимальная высота 380 мм.

Поковки типа «цилиндр с отверстием». Наружный диаметр до 700 мм, длина до 2500-3000 мм, минимальная толщина стенки - 100 мм.

2. Молотовые поковки

Поковки типа «вал» круглого и прямоугольного сечения, гладкие и с уступами, буртами и фланцами. Диаметр (сторона сечения) до 360 мм, длина до 6000мм, максимальная масса - 4500 кг.

Поковки типа «диск» (с отверстием и без). Максимальная масса - 1000 кг.

Поковки типа «раскатное кольцо». Наружный диаметр до 1000 мм, максимальная высота 290 мм, максимальная масса - 1000 кг.

Поковки типа «полумуфт» (с отверстием и без). Максимальная масса - 850 кг.

Механическая обработка:

Для механической обработки заготовок используются станки ЧПУ всех основных типов - расточные, фрезерные, строгальные, токарные, сверлильные, обрабатывающие центры.

Использование высокотехнологичного оборудования позволяет выпускать такие изделия, как зубчатые муфты, шестерни цилиндрические и конические с прямыми зубьями и косозубые, глобоидные и червячные пары, валы, крановые колеса, ролики и кристаллизаторы для машин непрерывного литья заготовок, ролики конвейерные, крепёжные изделия, фитинги и фланцы для трубопроводов, а также обрабатывать уникальные корпусные детали сложной геометрической формы и т.д.

7.3 Технология литейного производства

В литейном цехе изготавливают отливки из серого чугуна с пластинчатым графитом, высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, жаропрочного высокохромистого чугуна углеродистых и легированных сталей, цветных металлов и сплавов. Для получения нужных марок чугуна, стали и цветных сплавов используются электропечи. Для получения заготовок роликов для кристаллизаторов машин непрерывного литья заготовок используются печи электрошлакового переплава (ЭШП) с массой слитка до 2,5 тонн. Для получения литейных форм применяются следующие методы формовки: пескометная формовка, формовка на встряхивающих формовочных машинах. Масса отливок колеблется от нескольких килограммов до 30 тонн.

В качестве примера можно привести следующий далеко не полный перечень изготавливаемых отливок:

1. чугунные шлаковни объемом от 1,5 до 5 м³;

2. стальные шлаковые ковши типа КШШ;

3. стальные шлаковые чаши объемом 11 и 16 м³;

4. тюбинги для строительства метрополитена;

5. тюбинги для строительства шахт;

6. чугунная облицовка шахт (сегменты) с механической обработкой;

7. стальные детали засыпных аппаратов доменных печей (большие и малые конуса и чаши);

8. рейтеры из жаропрочного чугуна для подов нагревательных печей;

9. канализационные люки с крышками и решетками из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом по ГОСТ 3634-99;

10. противовесы для лифтов;

11. жаропрочное литье;

12. полугруза (пригрузы) для трубопроводов;

13. слитки из углеродистой и легированной стали;

14. зубья ковшей экскаваторов;

15. колосники;

16. холодильные плиты, колошниковые защиты доменных печей;

17. чугунные и стальные прокатные валки.

7.4 Производство металлоконструкций

Номенклатура производимых металлоконструкций из обычных и легированных марок сталей разнообразна:

· нестандартное оборудование для доменного и конверторного производства - кожуха доменных печей, кауперов, наклонные мосты, скиповые подъемники, кольцевые воздухопроводы и другие металлоконструкции для доменных печей; совки для загрузки шихты в конвертеры и т.д.;

· строительные металлоконструкции - колонны, 6алки, площадки, рамы производятся в соответствии с требованиями ГОСТ 23118-99.;

· ёмкости, с возможностью их гуммирования;

· металлоконструкции по чертежам заказчика и индивидуальным проектам.

Конкурентным преимуществом данного цеха является наличие в структуре предприятия проектно-конструкторского отдела. Отдел оснащен современной компьютерной техникой и новейшим программным обеспечением, что позволяет в короткие сроки и на высоком уровне разрабатывать техническую документацию КМ, КМД, выпускать чертежи технологической оснастки и специнструмента, а также оперативно решать любые инженерно-технические вопросы в процессе выполнения заказа.

...