Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Технологические системы производства горячекатаной листовой стали и проблемы получения проката для сварных труб большого диаметра 7
1.1. Толстолистовые станы 7
1.2. Станы Стеккеля 9
1.3. Литейно-прокатные агрегаты 12
1.4. Широкополосные станы горячей прокатки 15
1.5. Сортамент труб большого диаметра и требования к качеству листового проката для их изготовления 21
1.6. Технологические особенности и возможности увеличения объемов производства листового проката для труб большого диаметра на отечественных металлургических заводах 24
1.7. Исходное состояние технологической системы производства широкополосной горячекатаной стали и постановка задачи работы 28
Глава 2. Математическое моделирование технологической системы «широкополосный стан горячей прокатки — листоотделочиое отделение» 35
2.1. Моделируемая система и структура модели 3 5
2.2. Влияние процесса обработки горячекатаных полос на агрегате поперечной резки на механические свойства металла 46
2.3. Исследование реологических свойств стали 10Г2ФБЮ 50
2.4. Оценка адекватности модели процессу прокатки 56
Выводы 59
Глава 3. Оценка технологических возможностей ШСПТ 2500 по про катке трубной заготовки 60
3.1. Технологические возможности стана 2500 при прокатке металла для труб большого диаметра 61
3.2. Оценивание возможности реализации режимов контролируемой прокатки с учетом нагрузочной способности главного привода реверсивной универсальной клети 68
3.3. Производительность ШСГП 2500 при контролируемой прокатке металла для труб большого диаметра 73
Выводы 80
Глава 4. Разработка и внедрение мероприятий по совершенствованию технологической системы широкополосной горячей прокат ки на базе ШСГП 2500 84
4.1. Проблема реконструкции участка нагревательных печей 84
4.2. Совершенствование участка охлаждения полос на отводящем рольганге 86
4.3. Проблема реконструкции моталок 92
4.4. Совершенствование оборудования для резки полос толщиной до 14 мм . 95
4.5. Разработка технологии и компоновки оборудования для отделки полос толщиной более 16 мм 99
Выводы 104
Заключение 107
Список использованных источников
- Широкополосные станы горячей прокатки
- Влияние процесса обработки горячекатаных полос на агрегате поперечной резки на механические свойства металла
- Оценивание возможности реализации режимов контролируемой прокатки с учетом нагрузочной способности главного привода реверсивной универсальной клети
- Совершенствование участка охлаждения полос на отводящем рольганге
Введение к работе
Производство горячекатаной листовой и полосовой стали как в настоящее время, так и в будущем будет весьма актуально. Во-первых, значительно возросли темпы потребления листа и для изготовления товаров народного потребления, и для производства оборудования. Это относится прежде всего к странам Юго-Восточной Азии, но касается также США и Европы. Во-вторых, внедрение новых, конкурирующих с традиционными технологий прокатки и обработки обусловили появление возрастающего давления на производство как по себестоимости выпускаемой продукции, так и по ее сортаменту. К этому можно добавить ужесточающиеся требования потребителей в отношении гибкости поставок и качества проката.
Проблемы производства горячекатаных листов и полос на конкретном агрегате характеризуются следующими основными показателями: сортаментом по типоразмерам и маркам стали, технологическими возможностями оборудования и необходимыми затратами на его модернизацию, себестоимостью готовой продукции.
По размерному сортаменту агрегаты, выпускающие листовой и полосовой горячекатаный металл, условно можно разделить на три группы по ширине готовой продукции (700-1500; 1000-2500; 2500-4500 мм) и на четыре группы по толщине (0,8-12,0; 1,2-20,0; 6,0-30,0; 20-150 мм).
Анализ производства и последующего использования горячекатаной широкополосной стали в Европе с точки зрения марочного сортамента позволил выделить следующие группы: низкоуглеродистая нелегированная сталь для последующей холодной деформации — 75-78% от общего объема; свариваемая конструкционная общего назначения — 9-12%; углеродистая повышенной прочности - 1,5-2,0%; микролегированная для производства труб большого диаметра — 6-7%; коррозионностойкие стали — 3,0-3,5% и электротехнические — 1,8-2,1%. В основу этой оценки положено суммарное производство горячекатаной полосы свыше 40 млн т [1]. Примерно аналогичная картина наблюдается и
5 у других производителей металлопроката в странах СНГ, на Американском
континенте и в Юго-Восточной Азии.
Объем производства, размерный и марочный сортамент листов и полос определяют технологию, необходимый состав оборудования и его технические характеристики.
В настоящее время выпуск горячекатаных листов и полос указанного сортамента обеспечивается следующими агрегатами:
широкополосными станами горячей прокатки (в том числе непрерывными, ^непрерывными и полунепрерывными);
станами Стеккеля;
толстолистовыми станами;
тонкослябовыми литейно-прокатными агрегатами.
Такое разнообразие агрегатов обусловлено рядом взаимосвязанных факторов: во-первых, требуемой для производства данного вида продукции технологией, во-вторых, потребностями в конкретном размерном и марочном сортаменте продукции, в-третьих, уровнем развития металлургических и металлопо-требляющих производств, а также требованиями потребителей к изделиям из металлопроката и, в-четвертых, жесткой конкурентной борьбой на рынке производителей металлопроката.
Современной тенденцией развития сортамента горячекатаной листовой стали является увеличение доли полос толщиной менее 2,5 мм. Поэтому реальная производительность действующих широкополосных станов горячей прокатки (ШСГП) объективно будет снижаться как за счет увеличения машинного времени на прокатку тонких полос, так и за счет исключения из сортамента подобных профилеразмеров и передачи их производства на более эффективные тонкослябовые литейно-прокатные агрегаты. Таким образом, сегодня обозначилась и в ближайшем будущем обострится проблема рационального использования уже существующих мощностей по производству широкополосной горячекатаной стали, что особенно актуально для станов, построенных в 60-70-е годы прошлого века, к которым относится и ШСГП 2500 ОАО «ММК».
Указанная проблема может быть разрешена выполнением заказов на высоколиквидный прокат большой ширины толщиной свыше 5-6 мм. В условиях российского рынка металлов в этом отношении наиболее перспективен листовой прокат для труб большого диаметра. Долгосрочные прогнозы развития топливно-энергетического комплекса показывают, что в будущем спрос на такие трубы составит около 1,5 млн т/год. При этом основная проблема заключается в обеспечении трубных заводов горячекатаной листовой и полосовой сталью шириной 1900-2600 мм со свойствами категории прочности К60 (Х70 по стандарту API-5L).
Решения о возможности и целесообразности производства подобного проката на действующем стане должны приниматься с позиций системного подхода — с учетом взаимосвязи стана с другими агрегатами в соответствии с потоками металла и особенностями технологических режимов его обработки. В связи с трудностями проведения исследований в рамках действующих технологических систем результаты для принятия решений могут быть получены в основном с применением математического моделирования.
В настоящей работе1 представлена математическая модель технологической системы широкополосной горячей прокатки, отображающая взаимосвязь стана и л исто отделочных агрегатов (система СЛО). На основе применения этой модели выполнена оценка и предложены технические и технологические разработки по совершенствованию системы СЛО с широкополосным станом горячей прокатки 2500 ОАО «ММК». Указанное позволяет освоить производство в системе СЛО высоколиквидных широких полос толщиной 6-14 мм из стали категории прочности К52-К60 для труб большого диаметра. Были также найдены эффективные решения по модернизации ряда агрегатов исследованной технологической системы.
Диссертация выполнена при научной консультации доцента, кандидата технических наук М. И. Румянцева.
Широкополосные станы горячей прокатки
Несмотря на стремительное развитие технологии непрерывного литья и прокатки тонких слябов основным агрегатом для производства горячекатаных полос остается широкополосный стан горячей прокатки.
Компоновка ШСГП включает последовательно расположенные элементы: нагревательные печи, черновую группу, промежуточный рольганг, чистовую группу, отводящий рольганг и моталки для смотки полосы [23, 24]. С момента появления широкополосных станов состав и параметры оборудования, а также показатели их работы претерпели существенные изменения (табл. 1.1).
В целом на действующих сегодня ШСГП прокатывают полосы толщиной от 1,2-1,5 до 10-25 мм шириной 700 -2350 мм при широком марочном сортаменте, который включает самые разнообразные стали: мягкие нелегированные стали для холодной штамповки и дальнейшего переката в цехах холодной прокатки, свариваемые конструкционные, высокопрочные углеродистые, микролегированные конструкционные и трубные свариваемые с мелкозернистой структурой, нержавеющие, кремнистые электротехнические.
В качестве решения задачи высокопроизводительной прокатки полос широкого сортамента при более или менее приемлемых затратах на строительство и эксплуатацию к 70-м годам прошлого века оформилась концепция станов «3/4», черновые группы которых включают реверсивную и две-три нереверсивные мощные клети. Так, например, стан 2250 этого вида, введенный в эксплуатацию в 1971 году (Оита, Япония), прокатывает литые слябы массой до 45 т в полосы толщиной 1,2-16,0 мм. Расчетная производительность его при полном развитии составляет 6 млн т в год. Некоторые ведущие зарубежные фирмы и сегодня рассматривают стан «3/4» как одну из наиболее эффективных разновидностей высокопроизводительных ШСГП [25].
К середине 90-х годов прошлого века, в связи с широким развитием станов Стеккеля и ЛПА, концепция ШСГП претерпела заметные изменения, что получило свое отражение в виде двух типовых компоновок: компактный стан с низкими капитальными затратами, но ограниченной производительности (не более 2,5 млн т/год) и высокопроизводительный стан (до 4-5 млн т/год) с относительно высокими капитальными затратами (рис. 1.5). Типовой состав оборудования высокопроизводительного ШСГП включает [1,26,27]: - участок непосредственного соединения с МНЛЗ для максимального использования тепла горячих слябов; - печи с шагающими балками с холодным и горячим посадом; - горизонтальный пресс для уменьшения ширины сляба до 300 мм; - черновую двухвалковую реверсивную клеть; - реверсивную универсальную четырехвалковую клеть; - промежуточный рольганг с теплоизолирующими устройствами; - ножницы для резки раската толщиной до 60 мм; - систему гидросбива окалины водой высокого давления; - роликовые проводки на входе в первую клеть чистовой группы; - непрерывную семиклетевую чистовую группа с регулированием потока массы, толщины, профиля и плоскостности полосы; — выходной (отводящий) рольганг с установкой ламинарного охлаждения полосы; — две универсальные моталки.
Для сохранения конкурентоспособности на рынке горячекатаной листовой стали действующие ШСГП подвергаются постоянной модернизации. До середины 80-х годов прошлого столетия основное направление модернизации действующих станов заключалось в повышении производительности, реализуемом за счет увеличения массы используемых слябов и скорости прокатки. Так, с середины шестидесятых до конца восьмидесятых годов удельная масса сляба (на метр ширины) возросла с 8-10 до 25-36 т/м.
Увеличение массы слябов происходило в соответствии с концепцией технического перевооружения конкретного предприятия. Так, например, на ОАО «ММК» после ввода в эксплуатацию комплекса кислородно- конвертерного цеха были выведены из работы два мартеновских цеха и слябинг. В результате толщина отливаемых слябов была увеличена до 250 мм, а масса - в 1,3-2,0 раза [25]. Для нагрева массивных непрерывнолитых слябов был реконструирован участок нагревательных печей действующего стана 2500 ОАО «ММК». Реконструкция заключалась в увеличении тепловой мощности пяти существующих печей до 69 МВт каждой, усилении каркаса и несущих конструкций, замене печных толкателей на более мощные, строительстве новой (шестой) нагревательной печи.
Представляет интерес опыт реконструкции ШПС 1700 «August Thyssen Hutte» (ФРГ), аналогичного по составу оборудования черновой группы и раскатным полям стану 2500 ОАО «ММК». Стан был пущен в 1955 году (удельная масса сляба 9 т/м, ширина полос до 1500 мм, скорость прокатки 10,0-11,7 м/с). Задача реконструкции - перейти на прокатку сляба с удельной массой до 18 т/м, шириной до 1300 мм, со скоростью до 17,6 м/с, повысить качество полос, увеличить производительность с 2,2 до 2,9 млн т/год. До реконструкции использовали слябы размерами 200x600-1500x6000 мм, после 200x600-1300x11500 мм. В ходе реконструкции осуществили следующие мероприятия:
1) установили две новые печи для нагрева слябов длиной до 11500 мм, сохранив две старые (для слябов длиной 6000 мм, производительностью 250 т/ч);
2) в черновой группе заменили горизонтальный окалиноломатель «дуо» реверсивной более мощной универсальной клетью «дуо»; третью универсальную клеть «кварто» усилили мощными эджерами, новым двигателем и повысили скорость прокатки до 4 м/с;
3) остальные черновые клети демонтировали, перенеся четвертую универсальную клеть «кварто» в чистовую группу вместе с эджерами;
4) на последних трех чистовых клетях поставили более мощные приводы, в результате чего чистовая группа стала работать с ускорением до 0,125 м/с2 [29].
Переход на непрерывнолитые слябы обострил проблемы энергосбережения при производстве горячекатаных полос и усложнил процесс формирования монтажных партий. Поэтому все металлургические предприятия пошли по пути уменьшения требуемого количества типоразмеров слябов по ширине. Для этого в черновых группах стали устанавливать мощные реверсивные клети, эджеры или прессы для бокового обжатия слябов [30-35].
Влияние процесса обработки горячекатаных полос на агрегате поперечной резки на механические свойства металла
Скоростной режим черновой прокатки задается с учетом динамических возможностей главных приводов и раскатных полей в черновой группе клетей. При этом учитывается вариант одновременной прокатки раската в двух последовательно расположенных клетях, по компоновке стана не являющихся непрерывной подгруппой. Скоростной режим в чистовой группе задается из условия постоянной скорости прокатки всего раската с возможностью последующей необходимой корректировки с использованием ускорения и замедления главных приводов.
Блок определения энергосиловых параметров также построен на известных методиках расчета усилия, момента и мощности прокатки [80]. За основу была взята апробированная и адаптированная к условиям станов 2000 и 2500 ОАО "ММК" модель расчета энергосиловых параметров контролируемой широкополосной прокатки при производстве штрипсов, описанная в работе Денисова СВ. [78]. В нашей работе модель была дополнена и расширена. Для оценки сопротивления металла пластической деформации были введены эмпирические зависимости для стали 10Г2ФБЮ, полученные в результате пластометри-ческих испытаний образцов из металла ОАО "ММК" (см. п. 2.3). Кроме того, для более детального исследования возможностей оборудования стана и последующей разработки сквозной технологии получения подката для производства магистральных труб большого диаметра в модель были внесены эмпирические зависимости для определения сопротивления деформации сталей 08Г2, 08Г2ФБЮ, 08Г2МФБ, 09Г2ФБ, 14Г2АФ, 14Г2ФБ, 17Г1СУ. В соответствии с методом термомеханических коэффициентов эти зависимости можно представить в общем виде:[86]: ?sc = &иаЄЬ QXp(ct). (2.7)
Для перечисленных сталей коэффициенты приведены в табл. 2.1. При расчете температуры полосы в модели учитываются следующие факторы, влияющие на ее тепловое состояние: излучение, конвекция, теплопереда ча, энергия деформации, представленные в работах [87-89]. Важной составляющей теплового баланса проката в линии ШСГП является учет потерь при его транспортировке по промежуточному рольгангу. Опыт эксплуатации широкополосных станов показывает, что температурные потери на промежуточном рольганге ограничивают сортамент стана. При этом в условиях контролируемой прокатки, с одной стороны, на этом рольганге необходимо подстудить полосу для достижения требуемой температуры начала чистовой прокатки, с другой стороны, поддержать температуру полосы в требуемом диапазоне при передаче раската пониженной толщины из черновой группы в чистовую, что характерно для условий контролируемой прокатки.
Блок расчета параметров листоотделки состоит из ряда взаимосвязанных алгоритмов (см. рис. 2.1): расчетов энергосиловых параметров смотки и обору дования моталок, энергосиловых параметров и оборудования агрегата поперечной резки, линии разделки средних листов. Энергосиловые параметры смотки, правки, резки и других отделочных операций, а также расчеты оборудования осуществляются по известным методикам, представленным в работах [90, 91]. Алгоритм расчета линии разделки средних листов (ЛРСЛ) позволяет определить необходимую технологическую длину, рассчитать параметры устанавливаемого оборудования и определить возможный состав оборудования. При создании этого алгоритма были приняты следующие допущения: оборудование ЛРСЛ размещается непосредственно за моталками стана с учетом его существующей компоновки, ЛРСЛ должна обеспечить получение листа мерной длины, правленного в горячем состоянии, с необрезанными кромками, с температурой, обеспечивающей его нормальное штабелирование.
Блок выбора компоновки стана обеспечивает корректировку плана взаимного расположения оборудования всего стана и его отдельных частей, изменение технологических параметров и состава оборудования. Новые параметры стана в качестве исходных данных поступают в первый блок и используются для разработки технологии контролируемой прокатки.
Блок расчета производительности позволяет по методикам, приведенным в работах [80, 83], определить производительность отдельных агрегатов, а также всей технологической линии с указанием узких мест.
Блок анализа результатов расчета реализует два алгоритма: анализа результатов расчета энергасиловых параметров прокатки и процесса листоотдел-ки.
Блок вывода результатов обеспечивает получение следующей информации: сортамент продукции по профилеразмерам и потребительским свойствам, производимой на существующем оборудовании с разбивкой по возможностям стана и агрегата поперечной резки; компоновку линии разделки средних листов; компоновку стана и агрегата резки для производства требуемого сортамента; необходимые характеристики реконструируемого оборудования; производительности агрегатов на различных сортаменте и схеме производства; режимы контролируемой прокатки, обеспечивающие получение требуемого вида продукции.
При производстве широкополосной горячекатаной листовой стали, поставляемой в листах, качество продукции является результатом не только прокатки на широкополосном стане (ШСГП), но и дальнейшей обработки металла в агрегате поперечной резки (АПР). В частности, вследствие изгиба толстой полосы при размотке рулона и ее правке в роликоправильных машинах происходят хотя и незначительные, но пластические деформации, которые могут сказываться на конечных механических свойствах.
Для оценки влияния обработки в АПР на механические свойства горячекатаного металла рассмотрели 58 партий стали 17Г1С толщиной 10 мм с химическим составом по ГОСТ 19281. При этом свойства металла каждой партии определяли как перед порезкой на агрегате, так и после порезки. Выборочные распределения свойств представлены в виде гистограмм на рис. 2.3, а их основные характеристики — в табл. 2.2.
Из сравнения средних значений можно предположить, что обработка в агрегате поперечной резки приводит к ухудшению пластических свойств металла (показатели удлинения и ударной вязкости снижаются).
Оценивание возможности реализации режимов контролируемой прокатки с учетом нагрузочной способности главного привода реверсивной универсальной клети
Также необходимо учесть повышенный нагрев двигателей из-за пульсаций выпрямленного тока, обусловленных работой тиристорных преобразователей. Как правило, практически такой нагрев учитывают увеличением эквивалентного тока на 15-20% относительно полученного расчетным путем значения.
Результаты расчета представлены в табл. 3.4.
Из режимов прокатки следует, что наиболее тяжелым режимом для электродвигателей является предварительная прокатка (см. рис. 3.1, 3.2, стадия I). С учетом 20% запаса эквивалентный ток определится на уровне 4,5 кА, что ниже номинального значения в 1,63 раза, откуда следует вывод о возможности реализации разработанных режимов прокатки. Кроме того, возможно увеличение нагрузки двигателей, а, следовательно, и увеличение скорости прокатки.
При этом увеличение скорости прокатки выше номинальной требуется в первых проходах завершающей прокатки (см. рис. 3.1, 3.2, стадия II). Расчетные величины эквивалентного тока для предлагаемых технологических режимов при скоростях выше номинального значения (т.е. с ослаблением магнитного потока двигателей главного привода) с учетом 20% запаса составляют не более 5,6 кА, что ниже номинального значения в 1,3 раза.
Для проверки двигателя по перегрузочной способности достаточно выполнения условия: г ут диНка Н0М где X — перегрузочная способность двигателя. Так как для рассматриваемых режимов при ускорении а = 2 м/с динами ческий ток 1дш = не превышает значения 1ном 2 7,35 кА — 14,7 кА, кФ то можно сделать вывод, что установленные двигатели проходят также и по перегрузочной способности. Кроме того, проведенные исследования показывают, что при ослаблении магнитного потока на двигателях реверсивной клети скорость прокатки можно увеличить до 2,8 м/с. При этом совместные расчеты энергосиловых параметров прокатки и приводов на нагрев по эквивалентному току показали, что по перегрузочной способности главного привода реализация этих режимов, возможно, повлечет за собой появление пиковых нагрузок в отдельных проходах.
Производительность стана при производства металла для труб большого диаметра определяется пропускной способностью черновой группы клетей и продолжительностью операции подстуживания.
При прокатке полос толщиной 8-10 мм стадия I контролируемой прокатки выполняется в черновой группе, а стадии II и III реализуются в чистовых клетях. С учетом обжимной способности чистовой группы толщина раската после предварительной прокатки h{ =20-25 мм. Подстуживание до температуры начала завершающей стадии прокатки производится на отводящем рольганге и длится, в среднем, 52 с. В черновой группе обжатие осуществляется в клетях 1, 2 и 3 по схеме Клеть 1 (3) Клеть 2 (7) - Клеть 3 (1), где в скобках указано число проходов в каждой из клетей.
Прокатка на раскат толщиной 25 мм для полос толщиной 10 мм осуществляется с уменьшением частных обжатий в трех последних проходах. Чтобы обеспечить размещение раската на раскатных полях, прокатку приходится производить из слябов длиной 2,7 м. При размерах поперечного сечения 250x2300 мм масса такого сляба составляет 12Д т.
Соответствующие циклограммы прокатки в черновой группе приведены нарис. 3.5. Процесс осуществляется с перекрытием, равным циклу прокатки в клети 1 (30,8 с). Поэтому ритм прокатки (130-120 с) меньше общей продолжи-—ЇЛЬНОСТИ предварительной прокатки и подстуживания (150-162 с), что обес-зчивает производительность 332-370 т/ч.
Для контролируемой прокатки полос толщиной 12-14 мм толщина раската эсле стадии I должна быть 30-50 мм, что больше допустимой по ограничениям " і обжимную способность чистовой группы. Поэтому подстуживание до тем пературы начала завершающей прокатки осуществляется в черновой группе после достижения толщины 32-35 мм и длится 64-68 с. Затем металл обжимается в клетях 2 и 3, после чего передается в чистовую группу. Как и в предыдущем случае, используются клети 1, 2 и 3, но схема прокатки выглядит следующим образом: Клеть 1 (3) — Клеть 2 (5) —»Подстуживание — Клеть 2 (2) — Клеть 3 (1). С учетом ограничений по длине раскатных полей используются слябы длиной 3,3-3,4 м массой 14,5-15,2 т. Соответствующие циклограммы приведены нарис. 3.6.
Так как длина раската в последних черновых проходах (26-30 м) и длина раската после последнего прохода в клети 1 (около 4 м) в сумме меньше, чем расстояние между клетями 1 и 2 (см. рис. 1.8), процесс, как и в предыдущем случае, осуществляется с перекрытием, равным циклу прокатки в клети 1 (30,8 с). Тем самым обеспечивается ритм прокатки 142-147 с, при котором достигается производительность черновой группы 367-343 т/ч.
Совершенствование участка охлаждения полос на отводящем рольганге
Одним из наиболее значимых факторов контролируемой прокатки является низкотемпературный нагрев слябов. Металл из сталей традиционных марок нагревают до температур 1180-1250С, а для формирования требуемого уровня потребительских свойств готовой продукции из трубных сталей температура нагрева должна находиться в диапазоне 1150-1180С, что создает дополнительные предпосылки для обеспечения мелкозернистой структуры готовых листов и повышенных их вязких свойств.
Существующая конструкция нагревательных печей стана 2500 принципиально обеспечивает нагрев слябов в диапазоне температур 1050-1250С. В работе [109] отмечено, что нагрев слябов до температур 1100-1150С в условиях стана 2500 для реализации контролируемой прокатки в конечном счете позволяет получать требуемые потребительские свойства проката. Однако основная сложность заключается не собственно в возможностях печей, а в необходимости реализации различной технологии нагрева и последующей прокатки в условиях смешанного посада.
Прокатка металла для труб большого диаметра будет осуществляться монтажными партиями до 1000 т. В таких условиях нагревательные печи вынуждены будут работать в двух технологических режимах: нагрев слябов до температур 1200-1250С, а также их нагрев под контролируемую прокатку до температур 1100-1150С. Кроме того, основной сортамент стана составляют полосы шириной 1150-1250 мм, а ширина проката для труб большого диаметра 1680-2300 мм. Во-первых, это неизбежно приведет к нагреву части слябов из сталей не трубных марок до пониженных температур 1100-1150С и соответственно их последующей прокатке при пониженной температуре. Во-вторых, загрузка в печь узких слябов из сталей традиционного сортамента вместе с выдаваемыми на прокатку широкими из трубных сталей повлечет за собой увеличенный темп движения узких слябов вдоль печи. В результате возникает необходимость циклического изменения температуры нагрева слябов.
Существующая производительность нагревательных печей стана обеспечивает выполнение новой производственной программы системы СЛО. Однако общее состояние нагревательных печей, результаты опытно-промышленных прокаток и обозначенные выше проблемы показывают необходимость их реконструкции.
Разработка вариантов реконструкции нагревательных печей ШСГП 2500 не входит в объем нашей работы. Мы только обозначили проблемы и сформулировали задачу реконструкции участка нагревательных печей. Результатом явилось выполненное ОАО «Магнитогорский ГИПРОМЕЗ» «Техническое задание на разработку предложения на поставку оборудования для реконструкции нагревательных печей № 1-6 стана 2500 горячей прокатки листопрокатного цеха № 4 ОАО «ММК»» (МТ-16260). В настоящее время решение о реконструкции нагревательных печей не принято, однако на стане 2500 проводится поэтапная замена системы автоматического управления технологическим процессом. Модернизация АСУ ТП выполняется австрийской фирмой «VAI» в соответствии с указанным техническим заданием. Новая АСУ ТП обеспечивает заданный температурный режим нагрева слябов для всего прокатываемого на стане сортамента, в том числе и металла для труб.
Охлаждение полос на отводящем рольганге вносит существенный вклад в обеспечение уровня свойств прокатанного металла, а также их стабильности как в пределах одной полосы, так и в пределах партии полос. Указанные задачи могут быть решены в полной мере лишь при управлении процессом охлаждения с учетом фазовых превращений, происходящих в интервале температур конца прокатки и смотки [105]. Поэтому в связи с широким марочным сортаментом ШСГП установка ускоренного охлаждения (УУО) должна обеспечивать реализацию разнообразных стратегий охлаждения и обладать технологической гибкостью при необходимости оперативного перехода от одной стратегии к другой.
К моменту начала данной работы на отводящем рольганге ШСГП 2500 применялась автоматизированная УУО с максимальной подачей воды 12000 м3/ч, разработанная институтом ВНИИМЕТМАШ [106]. Установка была рассчитана на охлаждение до температур смотки 550-620С полос толщиной 2-14 мм, движущихся со скоростью 4,0-13,6 м/с. Она имела длину 94,5 м и состояла из двух примыкающих друг к другу участков, отличающихся способами подачи воды сверху.
На первом участке располагались 16 секций, в каждой из которых применялись щелевые баки (по две в секции, всего 32 шт.), подающие воду сплошной плоской струей типа водяной завесы. Второй участок состоял из 18 секций струйного охлаждения, содержащих баки-коллекторы с патрубками ламинарного истечения (по две в секции, всего 36 шт.). Расход воды через одну секцию щелевых и трубчатых баков регулировался соответственно в пределах 240-400 и 120—340 м3/ч.
