ПРОИЗВОДСТВО СОРТОВОГО МЕТАЛЛА

Сортопрокатные станы

Прокатные станы по назначению можно разделить на две группы: общего назначения, производящие сортовую продукцию широкого сортамента для всех отраслей машиностроения и строительства;

станы специализированные, предназначенные для производства сортового металла сравнительно узкого, специализированного сортамента, используемого только в отдельных отраслях промышленности.

Станы общего назначения, в свою очередь, по сортаменту бывают: крупносортными, производящими крупные круги диаметром выше 50 мм, равновеликие по площади поперечного сечения квадраты, уголки, полосы, швеллеры и другие профили, специализированные и общего назначения;

среднесортными, в сортамент которых входят круглые профили от 30 до 50 мм, и равновеликие по площади другие профили;

мелкосортными, производящими круглый прокат диаметром ог 10 до 30 мм, и другие равновеликие профили; к этой же группе иногда относят специализированные проволочные станы, производящие круглый покат (катанку) диаметром 5,0—8,0 мм.

Заметим, что границы разделения профилей между станами приблизительны. Понятно, что при существующей системе сдачи продукции в тоннаже, на каждом стане выгодно прокатывать профили более тяжелые, чем мелкие, поэтому верхние границы профилеразмеров часто переходят на более мелкие станы. С другой стороны, потребности промышленности некоего конкретного региона могут потребовать пересмотреть также нижние границы типоразмеров стана.

Станы второй группы, предназначенные для производства более узкой и специализированной продукции, как правило, характеризуются их названием: рельсо-балочные, выпускающие кроме рельсов и балок другие крупные сортовые простые и сложные профили;

полосовые или штрипсовые, производящие полосу (штрипс) для трубосварочных станов;

проволочные (напомним, что проволочные станы производят не проволоку, а катанку, которая служит заготовкой для производства проволоки волочением).

Сортовые станы достаточно полно характеризуются диаметром валков. По диаметру можно определить примерные габариты стана, мощности привода его клетей, технологические возможности и многое другое. Поэтому диаметр валков последней клети стана (с округлением) определяет его название. Станы 900—500 относятся к крупносортным, 550—300 — к среднесортным и 330— 250 — к мелкосортным станам. Проволочные станы имеют диаметр валков последних клетей в пределах 150—280 мм.

Как видно, диапазон изменения диаметров валков на станах перекрывается. Имеется только одно исключение из правила: стан 450 Западно-Сибирского металлургического комбината назван так по сортаменту производимой продукции, характерному для среднесортных станов, хотя последняя клеть его имеет диаметр 630 мм, и стан должен был бы называться крупносортным станом 600.

Прокатные станы классифицируют также по типу расположения оборудования. От этого зависят его технологические возможности. Рассмотрим основные типы станов.

На рис. 13.1 представлена схема расположения оборудования типового крупносортного стана 550 последовательного типа (диаметр валков черновых клетей 650 мм, чистовых — 570 мм). На нем прокатывают круглую сталь диаметром 50—105 мм, квадраты со стороной 50—105 мм, полосу толщиной 10—50 мм и шириной 100—200 мм, угловую равнобокую сталь размером от 75x75x8 до

Рис. 13.1. Расположение оборудования крупносортного стана 550 последовательного типа:

/— склад заготовок; //— печной пролет; III — машинный зал; IV— пролет стана; V — склад готовой продукции;

I — сборочные карманы; 2— нагревательные печи; 3— клети дуо 570; 4— черновые клети дуо 660; 5— подготовительные клети дуо 570; 6— пилы; 7— холодильник; 8— правильные машины

125x125x16 мм, неравнобокую — от 100x63x18 до 140x90x16 мм, периодические профили, швеллеры № 12—18 (соответственно высотой 120—180 мм), двутавровые балки № 12—14, рельсы узкой колеи из углеродистых низколегированных и ряда легированных марок стали. Как видно, сортамент стана весьма разнообразен. Возможность прокатать профили широкого сортамента и самой сложной формы — это первое преимущество станов такой конструкции. Кстати, поэтому на выходе стана установлены пилы для разрезки раската на мерные длины, а не ножницы.

Исходная заготовка для прокатки поступает с непрерывно-заготовочного стана после ее охлаждения, осмотра, контроля и ремонта. На приемном рольганге нагревательных печей происходит подготовка заготовки к нагреву, осмотр ее, проверка соответствия заданной марке стали, ввод информации о заготовке в систему автоматизированного слежения за металлом, используемой по ходу дальнейшего технологического процесса. Далее с помощью толкателя заготовка загружается в методическую печь для нагрева. При загрузке одной заготовки также одна нагретая заготовки выдается из торцевого окна на отводящий рольганг, по которому она движется к клетям прокатного стана. При прокатке раскат находится только в одной клети стана и не испытывает воздействия со стороны других клетей. По мере уменьшения площади поперечного сечения и увеличения длины раската расстояние между клетями увеличивается, чтобы раскат умещался между клетями. При таком расположении оборудования практически после каждой клети можно осуществить кантовку полосы (если между клетями установлен кантователь). Каждая клеть имеет свой независимый привод. Независимая прокатка в каждой клети обеспечивает ее независимую настройку и регулировку и, как следствие, высокую точность получаемых профилей. Это второе преимущество последовательных станов.

Завершая описание общей технологии, отметим, что после горячей резки пилами прокат поступает на холодильники и после охлаждения правится на роликоправильной машине и разрезается на требуемые по заказу длины на ножницах холодной резки. Далее следуют операции контроля качества продукции, маркировки и подготовки металла к отгрузке заказчику.

К недостаткам последовательных станов следует отнести большую протяженность прокатной линии. Чем длиннее раскаты, тем длиннее стан. Для сокращения длины цеха стан располагают в три линии со шлегшерной передачей раската с одной линии на другую. Из-за высокой протяженности стана температура металла к концу прокатки быстро падает. Поэтому такие станы могут быть в основном только крупносортными. На средне- и мелкосортных станах количество клетей больше, длины раскатов также выше, поэтому уложиться в требуемый температурный интервал прокатки не представляется возможным (напомним, что при горячей прокатке, например, доэвтектоидных сталей температура начала прокатки на 50-100 °С ниже линии солидуса, а температура конца прокатки на 50 °С выше линии А_с}).

Несколько сокращают протяженность цеха станы шахматного типа. На среднесортном стане 350 с шахматным расположением клетей (рис. 13.2) черновые клети расположены в первых двух линиях последовательно, а чистовые клети смещены друг относительно друга и вращаются в разные стороны. Между клетями установлены косые рольганги, двигаясь по которым полоса перемещается как

Рис. 13.2. Расположение прокатных клетей стана 350 шахматного типа:

• 1—11— рабочие клети; 12— шестеренные клети;
• 13— редукторы; 14— двигатели

вдоль оси прокатки, так и в поперечном направлении, становясь на линию прокатки следующей клети. Задача в нее осуществляется путем реверса вращения роликов рольганга. Потери температуры по клетям на таких станах меньше, чем на последовательных, но в целом основные недостатки последовательного стана здесь сохраняются.

Мелкосортный стан (рис. 13.3) в некоторой степени противоположен последовательному. Здесь клети собраны в непрерывные группы с минимальным расстоянием между клетями. От первой до последней клети потери температуры незначительны. Суммарная степень деформации может быть увеличена за счет установки большого числа клетей.

Но у такого стана имеются свои недостатки: точность проката ниже, чем на последовательном стане из-за того, что раскат находится одновременно в нескольких клетях и прокатка ведется в две нитки. При непрерывной прокатке имеется воздействие на полосу со стороны соседних клетей: полоса испытывает либо натяжение, либо подпор, а на мелких станах за счет подпора образуется петля между клетями. Чтобы устранить натяжение или петлю, в каждой /'-й клети необходимо строго выполнять условие постоянства секундного объема металла: FjV. = const. Однако в силу разных причин эго условие не всегда выполняется, и полоса либо испытывает натяжение, либо образует между клетями петлю. Сложные профили невозможно прокатывать при наличии петли или натяжения, так как размеры и форма их сечения искажаются. Непрерывные станы предназначены для прокатки только простых профилей — круглого, квадратного, прямоугольного, шестигранного сечения. На современных мелкосортных станах освоена прокатка еще мелких угловых профилей и швеллеров, но с некоторыми послаблениями по точности. Более сложные профили прокатывать нельзя.

На рассматриваемом стане 250 ЧерМК производят круглую сталь диаметром 10—30 мм, арматурную сталь № 10—20 (что соответствует ее среднему диаметру), квадратную сталь 16 мм, угловую равнобокую сталь 36x36x4 и 40x40x4 мм, швеллер № 4. Заготовка с НЗС имеет размеры поперечного сечения 100x100 мм, длину 10500—12000 мм. В настоящее время освоена прокатка всего сортамента профилей излитой заготовки сечением 150x150 и 120x120 мм после переката ее на квадрат 100 мм на среднесортном стане 350.

Рис. 13.3. Расположение оборудования двухниточного непрерывного мелкосортного стана 250:

/— загрузочные решетки; 2 — карманы для бракованной заготовки; 3— втаскиватель заготовок; 4 — нагревательная печь; 5— выталкиватель; 6 — распределительное и вытаскивающее устройство; 7— ножницы; 8— черновая группа клетей; 9 — ножницы; 10 — чистовая группа клетей; 11 — ножницы; 12— летучие ножницы; 13— сортовые моталки; 14— ленточные моталки; 15— пластинчатый транспортер; 16— бунтовязальная машина; 17— крюковой конвейер; 18— бунтосъемное устройство; 19— пакетировочная машина; 20— холодильник

реечного типа; 21 — ножницы холодной резки; 22— карманы

После осмотра, контроля и ремонта заготовку подают краном на загрузочные решетки нагревательной печи, на которых осуществляется заключительная отбраковка заготовок, индентификация по марке стали, ввод фактических данных в автоматизированную систему слежения за металлом. С помощью вгас- кивателя заготовка попадает в методическую нагревательную печь. Толкатель проталкивает всю садку на один шаг, и последняя нагретая заготовка оказывается напротив бокового окна выдачи печи. Распределительное и вытаскивающее устройство позволяет выдать сразу две заготовки по одной на каждую линию прокатки. Прокатка в черновой группе клетей ведется в две нитки.

Кривошипно-рычажные ножницы при необходимости обрезают разлохмаченный передний конец заготовки или, в случае аварии на стане, разрезают ее на части, удобные для удаления с линии стана. В чистовых клетях стана прокатка производится в одну нитку. Чистовые клети имеют чередующиеся горизонтальные и вертикальные валки, что полностью устраняет кантовку полосы при прокатке. Это способствует увеличению точности прокатанного профиля.

Готовый прокат либо сматывается в бунты с помощью моталок, либо в виде прутков поступает на холодильник. Бунты после смотки на бунтовязальных машинах обвязываются с двух сторон и поступают на крюковой конвейер для охлаждения. Охлажденные бунты пакетируются и отправляются на склад готовой продукции.

Прутки после охлаждения на холодильнике, длина которого 125 м, разрезаются на требуемые длины на ножницах холодной резки, затем поступают в накопительный карман, где вручную обвязываются, затем пакетом взвешиваются и доставляются на склад готовой продукции.

Чтобы расширить возможности непрерывных станов, на них стали устанавливать комбинированные и универсальные клети. Комбинированными называются такие клети, которые могут быть как с горизонтальным, так и с вертикальным расположением валков. Станины их изготовлены таким образом, что могут быть установлены на плитовине в двух положениях, каждая клеть может иметь либо горизонтальный, либо вертикальный привод валков. Это дает возможность в зависимости от калибровки профиля набирать требуемый состав горизонтальных и вертикальных клетей. Универсальными называются 4-валковые клети, в которых калибр образуется парой горизонтальных и парой вертикальных валков, оси которых расположены в одной плоскости. Такие клети позволяют прокатывать фланцевые профили типа швеллера, тавровой и двутавровой балки.

На Западно-Сибирском металлургическом комбинате установлен непрерывный стан 450 с универсальными и комбинированными клетями (рис. 13.4). По проекту стан предназначен для выпуска тонкостенных балок и швеллеров высотой 100—300 мм, балок нормального типа высотой 100—180 мм, угловой стали 75x125 мм, круглой стали диаметром 30—56 мм, полосовой стали (штрип- са) шириной 125—200 мм и толщиной 4—16 мм. Как видно, по сортаменту это среднесоргно-балочный стан, хотя диаметр его последней клети составляет 600 мм (это единственное исключение, когда название сортового стана сделано не по диаметру последней клети, а по сортаменту). Однако построенный стан отличается от проектного: не была построена полосовая линия, включая

Рис. 13.4. Схема расположения оборудования среднесортно-балочного непрерывного стана 450 (по проекту):

/ — холодильник непрерывно-заготовочного стана; 2— загрузочная решетка; 3— подогревательная печь; 4 летучая стыкосварочная машина; 5— весы; 6— нагревательные печи; 7— проходная секционная печь; 8— летучие ножницы; 9— горизонтальные черновые клети; 10— комбинированные чистовые клети; 11— комбинированные (горизонтально-вертикальные) черновые клети; 12 универсальные клети; 13— моталки для штрипсов; 14— крюковой конвейер для рулонов штрипсов; 15, /6 — съемщик и пакетировщик рулонов штрипсов; 17— отводящий рольганг; 18— холодильник; 19— правильные машины оборудование для смотки и охлаждения полосовых рулонов, не реализована также идея бесконечной прокатки, поэтому отсутствует стыкосварочная машина и проходная секционная печь. Исходной заготовкой является прокат, полученный на НЗС, размерами 150x150, 200x200 и 200x250 мм. Нагрев заготовок осуществляется в методической печи, и далее они поступают на стан, состоящий из 16 рабочих клетей — горизонтальных, комбинированных и универсальных.

При прокатке балок и швеллеров применяют комбинированные клети и прокатку заканчивают в универсальной клети. При прокатке других профилей универсальные клети не используются. Все профили прокатывают без кантовки полосы между клетями. После стана установлены летучие ножницы, разрезающие прокат на длины, умещающиеся на холодильнике. Простые профили, а также швеллеры и балки после охлаждения разрезаются на мерные длины на ножницах. После этого прокат пакетируется, маркируется и направляется на отгрузку. Годовая производительность стана 1,5 млн. т/год.

Преимущества последовательной и непрерывной схемы расположения оборудования использованы на полунепрерывных станах. Рассмотрим схему расположения оборудования полунепрерывного среднесортного стана 350 ЧерМК (рис. 13.5). Четырнадцать клетей стана собраны в отдельные непрерывные группы по две-три клети в каждой. Имеются также отдельно стоящие клети. Расстояние между группами изменяется, как на последовательном стане, т. е. заготовка всегда умещается между группами клетей. С одной стороны, исключили воздействие на раскат со стороны соседних клетей, с другой — удалось достаточно компактно разместить необходимое количество клетей для обеспечения требуемой суммарной деформации при небольших потерях тепла.

На стане из углеродистых, низколегированных и некоторых легированных марок стали прокатывают круглый профиль диаметром 25—65 мм, периодический профиль для арматуры № 25—40, сталь угловую равнобокую 45x45x5; 50x50x5,6; 63x63x5,6 мм и полосовую сталь 105x28,5 мм. В последние годы на стане освоена прокатка швеллеров средних размеров. Исходная заготовка получается на НЗС и имеет сечение квадрата от 100 до 150 мм. Осваивается прокатка излитой квадратной заготовки 120 и 150 мм. Нагрев заготовки осуществляется в методических печах с двусторонним нагревом. Температура конца прокатки 950—1020 °С. В зависимости от профиля при прокатке используются от 10 до 14 клетей. После прокатки раскаты направляются на двусторонний холодильник длиной 90 м, перед которым установлены пилы горячей резки для отбора проб. После охлаждения прутки правятся на роликоправильных машинах и разрезаются ножницами холодной резки на длины 6—24 м.

Представляет интерес схема расположения рабочих клетей линейных станов. Рассмотрим один из цехов со среднесортным линейным станом (рис. 13.6). Средне-, крупносортные и рельсобалочные линейные станы имеют в своем составе малый блюминг, после которого установлены в линию две-три нереверсивные клети трио. Прокатка в клетях трио ведется в реверсивном режиме в одном направлении между верхним и средним, а в другом — между средним и нижним валками. Эти клети приводятся от одного, как правило, дешевого нереверсивного асинхронного двигателя. Передача раската из одной клети в другую осуществляется с помощью шлепперных транспортеров или обводных аппаратов. Последняя клеть в этой линии имеет два валка, приводимых от

Рис. 13.5. Расположение оборудования полунепрерывного стана 350:

/ — загрузочные решетки; 2— толкатели; 3— нагревательные печи; 4— карман для бракованной заготовки; 5— амортизатор у печей; 6 — рольганг; 7— ножницы; 8— кантователи; 9 — горизонтальные клети 530; 10 — вертикальные клети 420; 11 — горизонтальные клети 420; 12— вертикальные клети 370; 13— горизонтальные клети 370; 14— шлепперный транспортер; 15— переводная стрелка; 16— дисковые пилы; 17— двусторонний холодильник; 18— привод клапанов холодильника; 19— сортоправильная машина; 20— пакетирующие рольганги; 21 — ножницы холодной резки; 22— шлсппсры; 23— печь для термообработки проката; 24— уборочные карманы

Рис. 13.6. Расположение оборудования среднесортного стана 450 линейного типа:

/ — склад заготовки; //— печной пролет; ///— машинный зал; IV— пролет стана; V — склад готовой продукции;

• 1 — обжимная клеть трио 600; 2—4— черновые клети трио 450; 5 — чистовая клеть дуо 450; 6— загрузочная решетка; 7— подводящий рольганг; 8 — рабочий рольганг чистовой линии; 9— ножницы; 10— пилы; II— холодильник; 12— роликовая правильная машина;
• 13— ножницы холодной резки; 14—17— мостовые краны отдельного нереверсивного двигателя, поэтому в этой клети можно осуществить только один чистовой пропуск. После прокатки продукция на пилах или ножницах режется на мерные длины.

Более мелкие линейные станы могут иметь две или три линии (рис. 13.7), каждая из которых приводится от собственного двигателя. Передача проката из клети в клеть осуществляется с помощью специальных обводных аппаратов.

Принципиальным достоинством линейных станов является то, что полоса при прокатке не испытывает натяжения, можно организовать также прокатку без петли. Отсюда точность прокатки потенциально должна быть выше, а сортамент продукции разнообразнее, чем на непрерывных станах. Однако новых линейных станов не строят, так как они малопроизводительны и плохо механизируются и автоматизируются, а старые станы не обеспечивают ожидаемую точность и стабильность размеров проката из-за конструктивных недостатков.

Поскольку все типы станов имеют определенные преимущества и недостатки, построено много комбинированных станов, совмещающих возможности разных типов. Комбинированные станы бывают двух типов. Станы первого типа включают в себя несколько линий, каждая из которых предназначена для прокатки определенного сортамента продукции. Это позволяет значительно расширить количество производимых профилеразмеров на стане, обеспечить перевалку и настройку незадействованных линий без остановки процесса прокатки.

Черновая и промежуточная группы рабочих клетей полунепрерывного комбинированного мелкосортного стана 250-1 ММ К построена по непрерывному, а чистовая — по линейному типу (рис. 13.8). Это позволяет увеличить возможности стана по сортаменту и точности проката. На стане прокатывают круглую сталь диаметром 10—19 мм, арматурную сталь № 10, 12, 14, 16, сталь квадратную 14 и 16 мм, сталь угловую равнобокую 25x25x3—4, 28x28x3, 32x32x4 мм, полосовую 20—45x4—12 мм из сталей углеродистых, конструкционных, низколегированных, автоматных и других марок. Особенностью данного стана является групповой привод через общий редуктор и индивидуальные шестеренные клети на каждую непрерывную группу клетей. Это

Рис. 13.7. Схемы расположения клетей мелкосортных линейных станов

Рис. 13.8. Схема полунепрерывного комбинированного мелкосортного

стана 250-1 ММ К:

• 1 — нагревательная печь; 2— ножницы; 3— распределительная стрелка; 4 — черновая группа клетей; 5— промежуточные клети; 6— чистовая группа клетей;
• 7— моталки; 8— конвейер; 9— холодильник

значительно удешевляет привод, хотя не обеспечивает регулировку скоростей в широком диапазоне, что требуется при непрерывной прокатке.

Есть более сложные комбинированные станы, производящие в очень широком диапазоне различные профили малыми партиями. Например, мелко- сортно-проволочный и штрипсовый стан в Милане (Италия — рис. 13.9) включает в себя, по сути, несколько станов для прокатки мелкосортного металла, катанки и шгрипса. Имеется также возможность прокатки более сложных профилей. Катанка после клетей группы 4 поступает на бунтовые моталки и далее

/'

Рис. 13.9. Комбинированный мелкосортно-проволочный и штрипсовый стан: I — печи; 2— черновые непрерывные группы клетей; 3— линейная группа клетей; 4— чистовые клети для катанки; 5— чистовые клети для сорта; 6— чистовая линия для шгрипса; 7— холодильник; 8— моталки на охлаждение. По этой же схеме производятся некоторые сортовые профили и полоса. Мелкий сорт прокатывается в клетях 3—5 в виде прутков и направляется на холодильник 7. Дополнительная группа клетей 6 предназначена для прокатки штрипса, однако может быть настроена также на прокатку других профилей.

В Дортмунде установлен комбинированный мелкосортный стан второго типа (рис. 13.10). Он содержит сдублированные труппы клетей. Это позволяет быстро переходить с одной линии прокатки на другую, меняя набор клетей и режим обжатия. Можно строить много различных вариантов прокатки. Один и тот же раскат может быть получен на разных линиях по разным схемам прокатки. Когда ведется прокатка на одной линии, клети на другой линии готовятся к прокатке других профилей. Стан предназначен для прокатки малотоннажных партий среднего и мелкого сорта.

Все комбинированные станы дороги, так как содержат большое количество малоиспользуемых клетей, поэтому могут быть оправданы только на минизаводах, обеспечивающих по приемлемой цене самым разнообразным прокатом потребителей какого-то компактного региона.

В настоящее время комбинированные станы уже не строят. Найдены новые конструктивные решения, позволяющие собирать конструкцию стана из небольшого набора унифицированных клетей по модульному принципу. Модули (клеть или группа клетей вместе с арматурой) перед прокаткой настраиваются на стенде, оборудованном специальными приборами и приспособлениями, и устанавливаются на специальной платформе. Затем собранная на платформе конструкция задвигается на линию прокатки, замещая платформу с отработанными клетями. Переход с одного профиля на другой осуществляется за 5 мин. Время перенастройки стана практически не влияет на производительность стана. Можно в широких пределах варьировать сортаментом проката. Особенно эффективны такие станы при производстве мелких профилей. За счет высокой жесткости клетей и стабилизации условий прокатки удается резко повысить скорости прокатки до 100—120 м/с и выше, тогда как обычные станы имеют скорости прокатки 30—45 м/с.

В последние годы в мировой практике наметились вполне устойчивые тенденции развития производства сортового проката. Во многих промышленно развитых странах сортовой прокат производят из стали, выплавляемой в элек- тро-дуговых печах на мини-заводах с объемом производства 0,8—2,0 млн. т/год. Высокое качество металла достигается методами ковшовой обработки жидкой

Рис. 13.10. Схема расположения комбинированного стана с дублирующим оборудованием стали, вакуумной дегазации, глубокого рафинирования, ограничения содержания примесей (Си, Бп, РЬ и др.), попадающих в сталь из загрязненного лома. При прокатке на новых станах исходным материалом практически на 100 % является непрерывно-литая заготовка квадратного или круглого сечения размером 120—260 мм. При ее отливке применяют защиту струи от окисления нейтральным газом и интенсивное электромагнитное перемешивание металла в кристаллизаторе, оптимизируют скорость и температуру разливки и кристаллизации металла.

На ММК в 2004 г. началась реконструкция сортопрокатного производства: будет создан современный комплекс на 2 млн. т/год в составе проволочного мелко- и среднесортного станов с использованием унифицированной непрерывно-литой заготовки 150x150 мм. На ЗСМК в 2002 г. пущена сортовая НЛМЗ с полным отказом от прокатки на блюминге, закончено строительство нового мелкосортного стана 250-2.

При использовании литой заготовки коренным образом меняется структура современного сортопрокатного производства. Применяются МНЛЗ радиального типа. Есть опыт использования более дешевых МНЛЗ горизонтального типа. Отлитая заготовка режется на мерные длины и поступает в накопительные печи, назначение которых — выровнять температуру металла по сечению заготовки на температуре начала прокатки (на 50—100 °С ниже солидуса). Заготовка поступает непосредственно на непрерывный стан, построенный по блочному принципу и имеющий конструктивные средства для быстрой перевалки и перенастройки клетей.

Такая технология значительно дешевле традиционной, поэтому более конкурентоспособна на мировом рынке, но при условии обеспечения надлежащего качества металла. Помимо тщательной очистки исходного металла, требуется обеспечить надлежащую проработку (уков) сечения заготовки при прокатке. Количественной характеристикой укова является отношение площадей поперечного сечения литой заготовки и готового профиля. Опыты показали, что при укове меньше 8—15 в центральной части готового профиля сохраняются фрагменты лигой структуры, возможны неуплотненные рыхлые зоны, величина зерна неравномерна по сечению, качество металла существенно ниже, чем при обычной технологии прокатки (через блюминг — НЗС). По новой технологии прокатывают в основном мелкосортную продукцию и катанку. При производстве среднего и крупного сорта имеются проблемы, связанные с недостаточным уковом.

На ОАО “Северсталь” установили минимальный уков для формирования требуемой микроструктуры сортового проката, полученного из литой заготовки: для углеродистой качественной низколегированной — 7, для металлокордовых и канатных сталей —11, для шарикоподшипниковых — 15. Оценка прорабатываемое™ сечения оценивалась по карбидной сетке, центральной пористости, осевой ликвации, ликвационным полоскам и трещинам и точечным краевым загрязнениям.

Следует иметь в виду, что в описанной технологии практически отсутствует возможность проконтролировать качество металла по трещинам, пузырям и т. п. по всей технологической цепочке. Только контроль готовой продукции недостаточен и трудно организуем. Необходимо разрабатывать и внедрять датчики качества горячего металла, установленные на всех основных этапах производства, что пока вызывает определенные трудности.

Чтобы увеличить уков, можно воспользоваться опытом Оскольского электрометаллургического завода (ОЭМЗ). На этом заводе сталь получают, минуя доменный передел, непосредственно в электрических печах из обогащенных металлизованных окатышей, поэтому сталь имеет высокую чистоту, хотя и значительно дороже металла, получаемого из доменного чугуна. Размеры разливаемого квадрата 260x260 мм. Это обеспечивает высокий уков даже при производстве среднесортной продукции. Для этого перед среднесортным станом 350 установили четыре клети непрерывно-заготовочного стана, в которых отлитую исходную заготовку перекатывают на требуемую для среднесортного стана заготовку 100x100, 120x120 и 150x150 мм.

С 1990 по 1995 г. во всем мире введено в эксплуатацию новых или кардинально модернизированных 33 проволочных, 23 мелкосортных и 96 прочих сортовых станов. На этих станах удалось заметно улучшить технологию прокатки и повысить требования по точности и качеству проката. Приоритетная роль в настоящее время отводится экономии энергии на 1 т производимой продукции.

Основные направления развития прокатного производства в современных условиях сводятся к следующему:

сокращение длительности обработки металла за счет применения непрерывных процессов литья и прокатки, использования непрерывно-литой заготовки требуемого сечения;

повышение гибкости производства за счет гибкого планирования производства, непрерывного моделирования технологического процесса, автоматизации управления процессом;

повышение качества проката, достигаемого за счет применения средств контроля точности размеров и состояния поверхности проката, компьютерного моделирования и оптимизации технологии, разработки моделей для управления микроструктурой и свойствами металла при прокатке;

повышение производительности и снижение энергозатрат за счет совершенствования мониторинга производства, совершенствования оборудования;

улучшение экологии за счет целого комплекса мероприятий как по совершенствованию технологии, так и по улучшению состояния складов, установок утилизации отходов, очистных сооружений и т. д.