Технология производства стали в ОАО НЛМК

Горячая прокатка начинается с предварительного нагрева слябов (в зависимости от их размеров, марки стали и назначения) в методических нагревательных печах, отапливаемых смешанным природно-доменным газом.

Нагретые слябы выдают на приёмный рольганг стана и транспортируют к черновой группе клетей. В черновой группе клетей сляб проходит, так называемую, «черновую» (начальную) обработку, прокатываясь последовательно в каждой клети до нужной промежуточной толщины. Для обжатия раската по ширине клети оборудованы вертикальными валками. Окалину с поверхности раската удаляют специальными приспособлениями (гидросбивами), которые струёй воды под давлением очищают поверхность металла.

Из черновой группы клетей раскат транспортируют по промежуточному рольгангу к чистовой группе клетей, где производят «чистовую» (окончательную) прокатку до конечной (заданной) толщины полосы.

После выхода из последней клети стана полосу транспортируют по отводящему рольгангу, где металл для обеспечения необходимых механических свойств и соблюдения температурного режима смотки охлаждается (душируется) водой с помощью установки ускоренного охлаждения полосы. После прокатки толщина металла составляет от 1,5 мм до 16 мм.

Прокатанные горячекатаные полосы сматываются на моталках. Часть продукции отправляется в отделение отделки, для порезки и подготовки к отгрузке, остальная продукция передаётся для дальнейшей обработки в цеха холодной прокатки.

Горячий прокат применяется при изготовлении нефтегазопроводов (включая трубопроводы, рассчитанные на эксплуатацию при низких температурах и под высоким давлением), в судостроении, строительстве и изготовлении сосудов, работающих под высоким давлением.

5.2 Производство холоднокатаного проката

Основными видами холоднокатаного проката, выпускаемого на комбинате и применяемого в различных отраслях промышленности, являются: холоднокатаный прокат без покрытия, холоднокатаный прокат оцинкованный, холоднокатаный прокат с полимерным покрытием, холоднокатаная электротехническая анизотропная (трансформаторная) сталь, холоднокатаная электротехническая изотропная (динамная) сталь.

Холоднокатаный прокат без покрытия используется для изготовления кузовов автомобилей, тракторов и комбайнов, металлоконструкций, штампованных изделий, корпусов электробытовых приборов, кровли и отделки.

Холоднокатаный оцинкованный прокат используется для производства гнутых профилей, строительных металлоконструкций, автомобильных деталей и компонентов электробытовых приборов.

Холоднокатаный прокат с полимерным покрытием, обладая высокой устойчивостью к атмосферной коррозии, имея декоративный вид и сочетая в себе прочность и пластичность, используется для изготовления строительных металлоконструкций, корпусов приборов, электробытовых приборов, кровельной черепицы и т.д.

Основной областью применения холоднокатаной электротехнической анизотропной (трансформаторной) стали является производство силовых трансформаторов. Холоднокатаная электротехническая изотропная (динамная) сталь предназначена для изготовления электрических машин с вращающимися магнитопроводами:

22

электродвигателей, генераторов. Качество и уровень магнитных свойств этих сталей определяет основные эксплуатационные характеристики электротехнических изделий. В процессе производства электротехнических сталей (анизотропной и изотропной), для получения требуемых свойств готовой электротехнической стали, горячекатаные рулоны проходят через несколько сложных этапов холодной прокатки, отжига и нанесения покрытий.

Все указанные виды холоднокатаного проката производятся в подразделениях комбината: Производстве холодного проката и покрытий (ПХПП), Производстве динамной стали (ПДС) и Производстве трансформаторной стали (ПТС).

5.2.1 Производство холодного проката и покрытий

Производство холодного проката и покрытий (ПХПП) представляет собой цех холодной прокатки углеродистых сталей, предназначенный для производства холоднокатаного проката стали без покрытия, а также с покрытием (оцинкованным, полимерным), являющимся товарной продукцией ОАО «НЛМК», отгружаемой потребителю.

Исходной заготовкой для производства холоднокатаного проката является горячекатаный подкат, поступающий из ПГП.

Процесс производства холоднокатаного проката состоит из последовательности переделов, таких как травление горячекатаного подката, холодная прокатка, термическая обработка холоднокатаного проката, нанесение цинкового покрытия, дрессировка, нанесение лакокрасочного (полимерного) покрытия, резка проката на агрегатах резки. Маршрут обработки металла на указанных переделах определяется в зависимости от вида конечного продукта.

Травление горячекатаного подката в кислотном растворе производят в агрегатах непрерывного травления (НТА) перед холодной прокаткой для очистки поверхности металла и удаления окалины.

Следующий после травления горячекатаного подката передел – холодная прокатка, осуществляемая на 5-ти клетевом стане 2030 бесконечной холодной прокатки, особенностью которой является непрерывность процесса, что достигается путём последовательного сваривания отдельных полос, смотанных в рулоны, в одну «бесконечную» полосу.

После холодной прокатки полосы, смотанные в рулоны, для приобретения пластичности и получения необходимых механических свойств подвергаются термической обработке – отжигу в колпаковых печах или в протяжных печах агрегата непрерывного отжига (АНО) и агрегатов непрерывного горячего цинкования (АНГЦ). Во время отжига структура холоднодеформированного металла перестраивается (рекристаллизуется). Общая продолжительность отжига в колпаковых печах может составлять несколько суток, в зависимости от массы рулонов, марки стали, толщины полосы. Отжиг в печах АНО и АНГЦ происходит по непрерывной технологии за счёт прохождения полосы через печь, состоящую из нескольких секций, в каждой из которых поддерживаются определённые тепловые режимы, длительность отжига одного рулона при этом составляет несколько десятков минут. При производстве оцинкованного проката в АНГЦ, после термической обработки металла в печи, на поверхность полосы наносится цинковое покрытие.

Для улучшения конечных свойств и качества поверхности, металл после отжига в колпаковых печах проходит обработку на дрессировочных станах,

24

а технология обработки отожжённого в АНО и оцинкованного в АНГЦ металла предусматривает дрессировку (холодная прокатка с небольшим обжатием) непосредственно в линии агрегатов.

Для придания декоративных свойств, а также дополнительной защиты проката от коррозии холоднокатаный или оцинкованный прокат обрабатывают в агрегатах полимерных покрытий (АПП), где на поверхность полосы наносят лакокрасочные (полимерные) покрытия.

Готовая продукция отгружается потребителям в рулонах, в листах и ленте. Для этого рулоны направляют на агрегаты продольной и поперечной резки, где они проходят обработку в соответствии с заказами потребителей.

5.2.2 Производство трансформаторной стали

Производство трансформаторной стали (ПТС) представляет собой цех холодной прокатки электротехнической стали, предназначенный для производства холоднокатаного проката электротехнической трансформаторной (анизотропной) стали, являющейся товарной продукцией ОАО «НЛМК», отгружаемой потребителю.

Для производства электротехнической трансформаторной (анизотропной) стали используют горячекатаный подкат из ПГП выплавки Конвертерного цеха №1.

В процессе сложного производства электротехнической трансформаторной (анизотропной) стали металл проходит последовательно несколько этапов различных видов обработки, некоторые из которых в Производстве динамной стали (ПДС).

Поступающий из ПГП горячекатаный подкат подвергают травлению в растворе соляной кислоты в агрегате травления проталкиванием (АТП) травильного комплекса ПТС (или ПДС), после чего протравленные горячекатаные полосы прокатывают на промежуточную толщину на 4-х клетевом стане 1400 ПДС (первая холодная прокатка).

Подготовленный после холодной прокатки на агрегатах подготовки холоднокатаных рулонов (ПДС) холоднокатаный прокат поступает на агрегаты непрерывного отжига АНО ПТС (или АНО ПДС) для обезуглероживающего отжига в увлажнённой азотно-водородной атмосфере, проводимого с целью снижения в стали содержания углерода, формирования требуемой структуры, химического состава поверхностного слоя металла. Процесс обезуглероживания совмещают с рекристаллизационным отжигом, проводимым для снятия напряжений в металле (возвращения пластичности) после холодной прокатки.

После обезуглероживающего отжига и последующей подготовки рулонов на агрегатах резки (ПТС или ПДС), заключающейся в обрезке боковых кромок, вырезке утолщённых участков, перемотке, проводят вторую холодную прокатку на конечную толщину (в зависимости от сортамента готовой продукции) на реверсивном стане или 20-ти валковом стане ПТС.

После второй холодной прокатки рулоны вновь проходят подготовку на агрегате резки (ПТС), заключающейся в удалении некондиционных по толщине концевых участков, стыковой сварке подмоток. Подготовленный на агрегатах резки после второй холодной прокатки металл поступает в агрегаты непрерывного отжига (АНО) (ПТС), где производят его обезжиривание и выпрямляющий отжиг.

Конструкция некоторых агрегатов АНО позволяет производить непосредственно в линии агрегата нанесение на поверхность полосы термостойкого покрытия, служащего для предотвращения сваривания витков рулона при последующем

26

высокотемпературном отжиге, а также для формирования грунтового слоя, который в дальнейшем, взаимодействуя с электроизоляционным раствором, образует электроизоляционное покрытие. Металл, обработанный на АНО без нанесения термостойкого покрытия, проходит дополнительную обработку в агрегатах защитных покрытий, где на поверхность полосы наносят термостойкое покрытие. В качестве термостойкого покрытия применяют водную суспензию оксида магния.

Далее металл, смотанный в рулоны, подвергают высокотемпературному отжигу, проводимому в колпаковых электрических печах в атмосфере чистого водорода или азотно-водородной смеси для формирования необходимой структуры и магнитных свойств готового проката.

Отожжённый в колпаковых печах металл поступает на агрегаты электроизоляционного покрытия, где производят очистку полосы от остатков оксида магния, нанесение и сушку электроизоляционного покрытия, и выпрямляющий отжиг металла для снятия рулонной кривизны (кривизны, копирующей форму рулона).

После обработки в агрегатах резки готовая продукция упаковывается и отгружается потребителям в рулонах, листах и ленте. При необходимости (наличии заказов от потребителей) производят обработку стали в линии лазерного технологического комплекса для улучшения магнитных свойств проката.

5.2.3 Производство динамной стали

Основной задачей Производства динамной стали (ПДС) является производство холоднокатаной динамной (изотропной) электротехнической стали для поставок на внутренний и внешний рынки.

Сырьём для производства динамной (изотропной) электротехнической стали являются смотанные горячекатаные рулоны выплавки Конвертерного цеха №1, поступающие из ПГП железнодорожным транспортом.

При производстве динамной (изотропной) электротехнической стали, с целью приобретения конечным продуктом требуемых механических и магнитных свойств, металл последовательно проходит несколько стадий обработки различных видов.

Схемы обработки металла выбирают в соответствии с химическим составом, геометрическими параметрами и требованиями заказчиков к свойствам готовой динамной стали.

Назначенные на обработку горячекатаные рулоны задают на агрегат подготовки горячекатаных рулонов для обрезки переднего и заднего концов, боковых кромок и удаления участков с дефектами предыдущих переделов.

Подготовленные горячекатаные полосы подвергают термической обработке в агрегате нормализации для улучшения магнитных свойств готового проката (часть проката - менее ответственного – обрабатывают без нормализации).

Далее горячекатаные рулоны, обработанные на агрегате нормализации и не подвергавшиеся нормализации, передают на непрерывно-травильный агрегат, на котором осуществляется очистка поверхности полос от окалины путём травления в растворе соляной кислоты.

Холодную прокатку на конечную толщину производят на 4-х клетевом стане 1400, после которой рулоны передают на агрегаты подготовки холоднокатаных рулонов для вырезки дефектных участков, обрезки концов и стыковой сварки отдельных полос.

28

Подготовленный холоднокатаный прокат задают в агрегат непрерывного отжига, где производят его термическую обработку (для достижения необходимых механических и магнитных свойств), а на поверхность наносят электроизоляционное лаковое покрытие, обладающее термо- и маслостойкостью, хладостойкостью, улучшающее штампуемость проката.

После получения результатов аттестационных испытаний магнитных и механических свойств, рулоны готовой динамной (изотропной) электротехнической стали подвергаются роспуску и обрезке кромок на агрегатах продольной резки на размеры в соответствии с заказами потребителей.

Помимо динамной стали, в ПДС производятся углеродистая и оцинкованная стали, в том числе с полимерным покрытием. Как было уже отмечено в предыдущем разделе, технология производства трансформаторной (анизотропной электротехнической) стали также предусматривает выполнение ряда технологических операций в ПДС.

6 РЕМОНТНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

В состав Ремонтного производства входят специализированные производственные цеха, выпускающие оборудование, запасные части для проведения ремонтов основных металлургических агрегатов, грузоподъёмных машин.

Целью создания централизованного Ремонтного производства является наладка, обслуживание и восстановление производственных агрегатов и технологической оснастки.

7 ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Энергетическое производство обеспечивает подразделения комбината электрической энергией, продуктами разделения воздуха (кислород, аргон, азот), теплоэнергией в паре и горячей воде, технической и питьевой водой, топливными газами, водородом и сжатым воздухом. В процессе производства используются следующие виды топлива: покупной природный и вторичные топливные газы металлургического производства (коксовый и доменный).

Выработку электроэнергии, теплоэнергии в паре и горячей воде, химически очищенной воды осуществляют Теплоэлектроцентраль и Утилизационная теплоэлектроцентраль.

Передачу и распределение электроэнергии, произведённой на комбинате и полученной отвнешних источников, осуществляет Центр электроснабжения.

Кислородный цех обеспечивает подразделения металлургического производства сжатым воздухом и продуктами разделения воздуха. Газоочистку и транспортировку доменного, коксового и природного газа осуществляетГазовый цех.

Передачу теплоэнергии в паре и горячей воде подразделениям комбината и производство химически очищенной воды осуществляетТеплосиловой цех.

Цех водоснабжения обеспечивает комбинат питьевой и технической водой, осуществляет водоотведение.

29

ГЛОССАРИЙ

АГЛОМЕРАТ м. 1.Кусковойматериал, продуктагломерации, сырье для чернойицветной металлургии. 2. Соединенные в более крупные образования частицы порошков, получаемые путёмадгезии,межчастичного схватывания илиагломерацииииспользуемыедляулучшениятехнологическихсвойствпорошков,например,прессуемости.

АНИЗОТРОПНАЯ (ТРАНСФОРМАТОРНАЯ) СТАЛЬ ж. Сталь с высоким содер-

жанием кремния и минимальным содержанием углерода и других примесей, обладает высокой однородностью магнитных свойств по различным направлениям в материале, служит для изготовления магнитопроводов, трансформаторов и других электрических устройств.

ГОРЯЧАЯПРОКАТКАж.Деформацияпритемпературевышепорогарекристаллизации. ДОМЕННАЯ ПЕЧЬ м. Вертикально расположенная плавильная печь шахтного ти-

па для выплавки чугуна из железорудного сырья.

ДРЕССИРОВКАж.Холоднаяпрокаткаотожженногометалласмалымобжатием(0,5-5%). ЖЕЛЕЗО с. Химический элемент, Fe, с атомной массой 55,84; относится к группе

чёрных металлов, tm 15390С; важнейший металл современной техники, основа сплавов примерно 95% металлической продукции.

ИЗВЕСТНЯКм.Горная порода, состоящая главным образомиз кальцита, сырье для производстваизвести,флюсующаядобавка.

ИЗОТРОПНАЯ (ДИНАМНАЯ) СТАЛЬ ж. Сталь с содержанием кремния в пределах 1,3-1,8% и минимальным содержанием углерода и других примесей. Обладает низкой однородностью магнитных свойств по различным направлениям в материале,служитдляизготовлениямагнитопроводовэлектрическихмашин.

КОВШм.:

промежуточный. Ковш небольшого объёма, используемый для регулирования скорости разливки металла из основного разливочного ковша; устанавливается между разливочнымковшомиформой,изложницейиликристаллизатором.

сталеразливочный. Ковш, предназначенный для приема жидкой стали из металлургического агрегата,транспортированияиразливкиеевизложницыиливкристаллизаторУНРС.

чугуновозный. Ковш, предназначенный для транспортирования жидкого чугуна от доменнойпечидомиксераилиотмиксерадосталеплавильногоагрегата.

шлаковозный. Ковш, предназначенный для транспортирования жидкого шлака от плавильногоагрегатавшлаковыйотвал,напереработкуит.д.

КОКС м. Твердый углеродистый остаток, получаемый при коксовании природных топлив (главным образом каменного угля), а также некоторых нефтепродуктов; используетсякактопливоивкачествевосстановителяметаллическихруд.

КОКСОВАНИЕ с. Химическая переработка природных топлив с нагревом без доступа воздуха для получения кокса, коксового газа и жидких побочных продуктов, являющихсяценнымхимическимсырьем.

КОКСОВЫЙ ГАЗ м. Горючий газ, образующийся в процессе коксования каменного угля. В состав газа кроме водорода, метана, оксидов углерода входят пары каменноугольной смолы, бензола, аммиака, сероводорода и др. Парогазовая смесь выделяющихся летучих продуктов отводится через газосборник для улавливания и переработки. Конденсаты объединяют и отстаиванием выделяют надсмольную воду (аммиачная вода) и каменноугольную смолу. Затем сырой коксовый газ последовательно очищают от аммиака и сероводорода, промывают поглотительным маслом (для улавливания сырого бензола и фенола), серной кислотой (для улавливания пиридиновых оснований). Очищенный коксовый газ используют в качестве топливадляобогревабатареикоксовыхпечейидлядругихцелей.

30