Сопоставление толстослябового модуля (в табл.18 обозначен цифрой 1), тонкослябового, разработанного Донниичерметом для ОАО ЕМЗ (обозначен цифрой 2) и ЛПА фирмы SMS, предложенного для Макеевского металлургического комбината (ныне ЗАО «Макеевский металлургический завод») (обозначен цифрой 3).

Таблица 18

Сопоставление основных технико-экономических показателей

ЛПА различного типа

Показатели	Тип ЛПА
	1	2	3
Длина модуля от оси МНЛЗ до оси моталки, м	296	273	348
Годовое производство, тыс.т	1600	1600	1600
Характеристика сляба:
толщина, мм	200	70	50
ширина, мм	900-1350	900-1350	900-1560
длина, мм	до 12	до 30	до 44
масса, т	до 25	до 21,4	до 25
удельная масса, т/м	до 22	до 16	до 16,9
МНЛЗ:
число ручьев	2	2	2
скорость разливки, м/мин	до 1,5	до 4	до 5,5
число кристаллизаторов	2	2	3
Тип нагревательного устройства	методическая печь с шагаю­щими балками	проходная роликовая печь	проходная роликовая печь
Расход энергоносителей (без МНЛЗ):
топливо, кг.у.т/т	27	15	16
электроэнергия на прокатку, кВтч/т	42	36	34
вода, м3/т	20	19	20
всего, МДж/т	1840	1110	1100
Масса основного оборудования, тыс.т	16,5	12,75	11

Проведенный анализ конкретного толстослябового ЛПА с тонкослябовым ЛПА того же сортамента и производительности показал, что при использовании толстослябового ЛПА несколько увеличиваются затраты электроэнергии (с 36 кВтч/т при использовании тонкослябового ЛПА до 42 кВтч/т), воды (соответственно с 19 до 20 м³/т), увеличивается масса оборудования с 12 тыс.т до 16,5 тыс.т (см. табл.18).

Схема толстослябового ЛПА может быть рациональной при реконструкции ШСГП 1-2 поколений, а особенно при переводе их с катаной на непрерывнолитую заготовку.

Кабмином Украины было принято постановление от 16 августа 1994 г. «О Государственной программе развития производства тары и упаковочных материалов на период до 2000 года», которым была предусмотрена организация производства электролитической и хромированной жести на ОАО «Енакиевский металлургический завод». Проект утвержден в Министерстве промышленной политики Украины, но из-за отсутствия средств пока не реализован.

Подводя общий итог опыту разработки и реализации листовых ЛПА следует отметить, что пока безусловно лидируют тонкослябовые ЛПА с непрерывной группой клетей. Расширяется применение в составе ЛПА станов Стеккеля. Не следует ожидать широкого применения в качестве прокатного агрегата планетарных и прокатно-ковочных станов. Постоянно расширяется сортамент полос и листов, производимых на ЛПА, как по размерам, так и по маркам стали.

Основными достоинствами ЛПА являются:

• создание возможности рентабельного производства полос и листов при объемах менее 1 млн.т в год (этот пункт был очень важен на первом этапе применения ЛПА, в настоящее время их годовое производство приближается к 2 млн.т);

• снижение примерно на 20-30% капитальных затрат на строительство и эксплуатационных затрат, а также энерго- и трудозатрат вплоть до 40-50%;

• обеспечение коротких сроков строительства (1-1,5 года);

• возможность производства сверхтонкого горячекатаного листа (достигнута толщина 0,8 мм, в перспективе – 0,6 мм);

• резкое сокращение сроков выполнения заказов.

В отношении конкуренции ЛПА и ШСГП нужно отметить следующее.

В 1994 г. только 2% горячекатаных полос было получено в ЛПА. Ожидалось, что к 2004 г. эта доля возрастет до 15%, но этого не случилось. На 2006 г. доля ЛПА составила около 10%. ШСГП продолжают строить. С 1990 г. по 2008 г. в мире введено в действие свыше 10 мощных традиционных ШСГП.

Причинами медленного замещения ШСГП ЛПА следует считать следующее: действующие ШСГП имеют высокую остаточную стоимость, а их замена требует также больших капитальных вложений; ЛПА пока не обеспечивают производство всего сортамента ШСГП по уровню качества, менее гибки по размерному сортаменту; производительность ШСГП в 2-3 раза выше производительности ЛПА.

В будущем на крупных предприятиях все более широко будут сочетать традиционные и новые технологии.

Пока ЛПА приносят быстрый успех там, где нет дешевого сырья кроме металлолома, где оборудование устарело и его быстро надо заменить, где нет крупных потребителей металлопродукции.

Перспективой для ЛПА является увеличение скорости разливки стали и более активное занятие сферы производства толстолистовой продукции.

4. Производство сверхтонких горячекатаных полос

Под сверхтонкими горячекатаными полосами понимают полосы толщиной 1,2 мм и менее. До создания ЛПА проблему получения таких полос пытались решить дважды.

Первый раз инициаторами были японцы. На ШСГП, построенных в 1969-1972 г.г. (станы 1780 фирмы «Ниппон Кокан», 2280 фирмы «Син Ниппон Сэйтэцу», 1780 фирмы «Сумитомо Киндзоку Когё»), практиковали прокатку полос толщиной 0,8-1 мм. Причем на последнем из упомянутых станов первая группа моталок была установлена на расстоянии 60-70 м от последней клети чистовой группы и служила для сматывания полос толщиной до 2 мм. Столь близкое расположение моталки к последней клети стана позволяло сократить время работы стана на заправочной скорости и предупредить чрезмерное снижение температуры полосы при смотке.

Во Франции в 1973 г. на заводе фирмы «Solmer» начал работать ШСГП 2285, предназначенный для прокатки полос толщиной 1-17,7 мм. Были планы создания ШСГП, в сортаменте которых должны были быть сверхтонкие полосы. Однако выяснилось, что основной причиной расширения сортамента ШСГП в сторону производства полос толщиной 0,8-1 мм явилось то, что в Японии был недостаточный парк станов холодной прокатки. Поэтому в дальнейшем от такой практики отказались по следующим причинам:

• производство полос толщиной менее 2 мм существенно снижало производительность ШСГП;

• действовавшие в тот период времени автоматические системы регулирования толщины и поперечного профиля полосы не позволяли обеспечить точность прокатки, предъявляемую к холоднокатаным листам;

• в начале 70-х годов стоимость сырья, энергоносителей и труда была достаточно низка, а дефицит продукции высок, поэтому заниматься кропотливой и трудоемкой работой как в металлургии, так и в машиностроении не хотелось.

В связи с этим на ШСГП были даже сокращены объемы производства продукции тоньше 2 мм.

Обширный комплекс работ по замене холоднокатаного листа горячекатаным проведен сотрудниками Донниичермета. Работы выполнили на Львовском автобусном и Горьковском автомобильном, на Волгоградском и Харьковском тракторных заводах, Ростсельмаше. В результате выполненных исследований достигнута замена около 10% (от общего потребления) холоднокатаной стали горячекатаной толщиной 2 мм.

Второй раз проблема замены холоднокатаного листа горячекатаным встала в 90-х годах прошлого века. Конечная цель решения этой проблемы – снижение себестоимости изделий из металла, что обусловлено всё более дорожающим сырьем, энергоресурсами, трудозатратами. Базой для успешного решения проблемы на первом этапе стало общее совершенствование технологии металлургического производства – получение высококачественного чугуна; выплавки, внепечной обработки и разливки стали; оборудования и систем автоматики ШСГП.

Выполненный в США и Европе и представленный анализ рынков показал, что от 30 до 50% низкоуглеродистой холоднокатаной стали толщиной 0,7-1,2 мм может быть успешно заменено горячекатаной листовой продукцией. В связи с этим доля продукции ШСГП толщиной 1,2-1,5 мм была увеличена. Однако это сопровождалось падением производительности станов, сложностями транспортировки передних концов полос по отводящему рольгангу и необходимостью захвата полосы моталкой на скорости не более 12,5 м/с.

В дальнейшем эту проблему решали двумя основными путями.

По первому пути пошли специалисты Японии. Ими были созданы и введены в эксплуатацию ШСГП бесконечной прокатки. Нами эти станы отнесены к пятому поколению ШСГП.

Особенностями станов бесконечной прокатки является установка перед чистовой группой клетей машины для сварки раскатов, в комплекс которой входят ножницы, механизмы для центрирования и удержания концов подкатов, индуктор, механизм сжатия концов подкатов и гратосниматель. За счет этой машины реализуется процесс бесконечной прокатки и обеспечивается прокатка полос минимальной толщины 0,8 мм. Сварка полос в бесконечную плеть позволяет поддерживать высокую и постоянную скорость прокатки, что в свою очередь, исключает ускорение и замедление чистовой группы клетей, обеспечивает постоянство толщины полосы в продольном направлении (отсутствуют утолщенные передние и задние концы полос), сводит к минимуму аварийные ситуации при захвате и выходе полосы из валков.

Наряду с этими достоинствами, станы бесконечной прокатки имеют и существенные недостатки, заключающиеся в следующем:

• высокая стоимость стана – свыше 1 млрд. долларов США;

• ограниченное число полос, прокатываемых в бесконечном режиме (не более 15) из-за трудностей регулирования теплового профиля валков;

• необходимость начинать прокатку с толщины полос 2-1,6 мм и только потом поэтапно переходить на прокатку полос 0,8-1 мм, что обусловливает получение ступенчатого по толщине раската и дальнейшую рассортировку листов.

Нигде, кроме Японии, станов бесконечной прокатки нет и, по нашему мнению, не будет.

Во многих странах современные ШСГП прокатывают полосы толщиной 1,2-1,5 мм, хотя потери производства при этом имеются.

В Украине прокатка полос толщиной 1,5 мм освоена на стане 1700 ОАО «ММК им.Ильича».

Безусловно, кардинальным решением проблемы получения горячекатаных полос толщиной 1 мм и менее является второй путь – использование ЛПА. Это хорошо видно из материалов, представленных в этом разделе. Считается, что ЛПА могут производить горячекатаные полосы в наиболее ёмком секторе холоднокатаного листа толщины 0,7-1,2 мм, однако стоит задача обеспечения требуемых механических свойств и качества поверхности, в том числе и за счет применения технологической смазки.

Таким образом, можно смело утверждать, что проблема производства горячекатаных полос решена и дальнейшие исследования должны быть направлены на достижение механических свойств горячекатаного металла на уровне свойств холоднокатаного или близких к ним, а также качества поверхности не ниже II группы отделки поверхности.