Металлопрокат
Металлоконструкции
Обработка металла
В работах приведены схемы традиционной и новой технологии производства холоднокатаных полос (рис. 130). Новая схема базируется на технологии валковой разливки полосы и совмещенных технологий травления подката, холодной прокатки, очистки поверхности, отжига и разделки полосы.
Из рисунка видны большие преимущества новой схемы. До ее реализации металлурги прошли долгий путь, основными этапами которого были: замена слиткового передела непрерывной разливкой, переход на выплавку стали в кислородных конвертерах или дуговых печах вместо мартеновского производства, перенос части операций по доводке стали из сталеплавильных агрегатов в ковш, совмещение непрерывной разливки и прокатки металла, совмещение операций: травления - прокатки; прокатки - очистки поверхности; очистки поверхности - отжига - дрессировки и разделки.
Пока для реализации схемы рис. 130 б нельзя считать решенным вопрос освоения промышленного производства полос в валковых ЛПМ. Ho действующие в настоящее время мини-заводы эффективнее интегрированных заводов, что видно из табл. 22, 23.
Выигрывают мини-заводы с ЛПМ и ВЛПМ при сравнении занимаемой ими площади: традиционные металлургические комбинаты производительностью около 4 млн.т/год занимают площадь не менее 2000 га. Мини-заводы, производящие около 2 млн.т/год - 200 га. Предприятие, базирующееся на валковом литье стали производительностью 500 тыс.т/год - 20 га.
Еще одним веским доводом в пользу мини-заводов является снижение выбросов в атмосферу парниковых газов, прежде всего CO2, по сравнению с интегрированными заводами. Основными источниками выбросов CO2 являются аглофабрики и коксохимические заводы. В работе сообщается, что при работе завода с полным металлургическим циклом суммарная величина выбросов CO2 на тонну стали составляет 1712 кг, а на мини-заводе 1090 кг. В работе отмечено, что при работе мини-завода в составе электросталеплавильного и прокатного производства загрязнение воздушной среды снижается на 86%, а водной - на 76% по сравнению с деятельностью интегрированного предприятия.
Наиболее интенсивно создание мини-заводов идет в США. Так, с начала 70-х годов прошлого века на интегрированных заводах США выведено из эксплуатации мощности на объемы производства 50 млн.т/год (к этому следует добавить и то, что в США много предприятий, построенных в начале прошлого века, хотя оборудование на них и модернизировали). Одновременно к 1996 г. было введено новых мощностей на 22 млн.т/год с ориентацией на мини-заводы (без доменных печей). За последние 10 лет в мини-заводы вложено более 60%, а в предприятия с полным циклом менее 40% общих инвестиций в отрасль.
Одним из последних введен в действие в США мини-завод фирмы «СеверКорр» в Колубусе, штат Миссисипи. Это совместное предприятие ОАО «Северсталь» (Россия) и фирмы «СеверКорр» (США). Основная специализация предприятия - производство холоднокатаной листовой стали, в том числе и для изготовления кузовов автомобилей. В составе завода действуют дуговая печь постоянного тока, установки ковш-печь и вакууматор, ЛПМ фирмы «SMS-Демаг» и цех холодной прокатки полос с возможностью производства травленых горячекатаных полос, холоднокатаных полос и листов, в том числе и горя-чеоцинкованных. На первом этапе годовое производство завода 1,36 млн.т с дальнейшим расширением до 1,8 млн.т.
Украина значительно отстает в развитии электросталеплавильного производства (рис. 131). Уход от мартеновского производства стали будет происходить главным образом за счет увеличения выплавки стали в конвертерах и в меньшей степени за счет выплавки в дуговых печах (рис. 132).
Получит развитие и технология непрерывной разливки стали. По данным ПХО МЕТАЛЛУРГПРОМ, ее доля увеличится с 34% (2007 г.) до 80% (2015 г.).
На период 2007-2008 г.г. известно о пяти проектах, предполагающих строительство новых электросталеплавильных производств. Некоторые из них уже находятся в стадии реализации.
Вблизи Кременчуга компания «Феррэкспо» начала строительство завода «Ворскла Сталь» проектной мощностью 3 млн.т стали в год (установка двух дуговых печей емкостью по 150 т и МНЛЗ). Продукцией завода будут непрерывнолитые слябы.
В Белой Церкви (Киевская обл.) компания «Еврофинанс» предполагает построить завод с годовым производством проката 1,8 миллиона тонн (продукция - арматурные профили, мелкий сорт, катанка).
Корпорация «ИНТЕРПАЙП» планирует к концу 2009 г. запустить на производственной площадке Нижнеднепровского трубопрокатного завода сталеплавильное предприятие «ИНТЕРПАЙП Сталь» мощностью 1,32 млн.т заготовки в год.
Компания «Азовэлектросталь», созданная на базе сталеплавильного производства концерна «Азовмаш», предполагает строительство электропечи емкостью 60 тонн с объемом производства жидкой стали 400 тыс.т/год и установку МНЛЗ для отливки сортовой заготовки. Эти предприятия будут по своей структуре мини-металлургическими заводами.
Одной из важных проблем, которая все более обостряется, является снабжение мини-металлургических заводов качественным металлоломом в требуемых объемах. Это относится и к Украине. Заготовка металлолома в Украине снижалась на протяжении ряда лет и стабилизировалась в 2005-2007 г.г. на уровне 7,7 млн.т (рис. 133).
По данным УКРПРОМВНЕШЭКСПЕРТИЗЫ, с учетом увеличения выплавки стали в Украине и развитием электрометаллургии, к 2012 году потребность Украины в металлоломе может возрасти до 19,6 млн.т. Поскольку метал-лофонд страны постоянно уменьшается из-за слабого развития промышленности и коммунальной инфраструктуры, Украина должна быть готова к импорту больших объемов металлолома.
К этому следует добавить и тот факт, что увеличение объемов непрерывной разливки стали резко сократит объемы оборотного лома металлургических предприятий, который формируется в значительной мере обрезью при слитковом переделе.
Опыт ЗАО «ММЗ «ИСТИЛ (Украина)» свидетельствует о том, что можно организовать как дробление, так и пакетирование металлолома, хотя и то, и другое требует затрат. Главное, что в металлоломе, чем дальше, тем больше содержится вредных примесей цветных металлов - меди, никеля, хрома, молибдена и олова, наличие которых значительно ухудшают показатели прочности, пластичности и вязкости металла и обусловливают появление поверхностных дефектов на прокате.
По степени чистоты стали, в зависимости от содержания вредных примесей цветных металлов, вся продукция может быть разделена на три класса (табл. 24). Из приведенных в таблице данных следует, что при конвертерном производстве стали она значительно чище, чем при электросталеплавильном, так как доля лома при конвертерном производстве не превышает 30%. Причем и динамика по III классу стали для конвертерного производства лучше, чем при электросталеплавильном.
Выход из положения для электросталеплавильного производства по снижению содержания в стали цветных металлов (вторая задача, требующая решения) заключается в добавлении жидкого металла - чугуна или железа прямого восстановления. Следовательно, возможно применение схемы завода «Салдана Стил», описанного выше (см. рис. 129). на котором используется агрегат «Корекс». Его достоинство состоит в использовании в качестве энергоносителя угля, а не природного газа. Процессы прямого восстановления железорудного сырья с применением природного газа рациональны лишь в регионах с дешевым природным газом.
Возможно также применение процесса «Ромелт», разработанного в России. Его достоинства состоят в том, что в шихте используют необогащенные руды и обычные энергетические угли.