Введение
ОАО НЛМК – одна из крупнейших компаний в мире металлургических компаний. Будучи предприятием с полным металлургическим циклом, НЛМК производит чугун, слябы, холоднокатаную, горячекатаную, оцинкованную, динамную, трансформаторную сталь и сталь с полимерным покрытием, а так же широкий ряд сортового проката.
В 2012 году компания осуществила поставки в более чем 70 стран мира. Российские активы группы НЛМК производят около 20% всей российской стали.
Посещая здешние места, Петр I узнал о больших запасах железной руды близ Липецка, и тогда по указу царя на реке Липовке было начато строительство Верхних Липских заводов. Чуть позже строятся Нижние Липские железоделательные заводы. Располагались они прямо у реки Воронеж, там где теперь шумят вековые липы Нижнего парка.
На железоделательных заводах выпускали пушки, ядра, якоря, бердыши, штыки, гранаты и т.д. Затем Липские заводы пришли в упадок и в конце 18-го века были закрыты. Последующее развитие металлургия получила здесь уже только в наше время со строительством сначала Сокольского завода, а затем Новолипецкого металлургического завода (НЛМЗ), 60-летие которого отмечается в 1994 году. 60 лет... Много это или мало? Для истории — срок короткий, для человека — целая жизнь, наполненная разнообразными событиями.
На пороге юбилейного рубежа закономерно желание оглянуться на пройденный путь, чтобы оценить и осмыслить его, заглянуть вперед, в будущее. Трудными, но интересными были эти 60 лет для Новолипецкого металлургического комбината. А начиналось все 25 февраля 1931 года, когда Совнарком СССР принял Постановление о сооружении в городе Липецке па базе местных железорудных месторождений нового металлургического завода. В марте этого же года началось его строительство.
Основной продукцией завода в довоенные годы был литейный чугун, который поставлялся на машиностроительные предприятия Центра и Юга
страны. В послевоенные годы завод пережил "вторую молодость" и в 1951 году достиг довоенного уровня производства. Дальнейшее развитие НЛМЗ. превращение его в предприятие с закопченным металлургическим циклом началось в 1957 году. Базой для этого явились богатые железорудные месторождения КМА и уголь Печорского и Кузнецкого бассейнов.
Завод строится на основе новейших достижений науки и техники, передовой технологии, как предприятие нового типа. Впервые в мире вся сталь
выплавляется в кислородных конверторах и электропечах с разливкой на
установках непрерывной разливки стали (УНРС).
На предприятии сооружается комплекс цехов по производству холоднокатаной электротехнической стали в составе электросталеплавильного цеха, цехов горячей и холодной прокатки. Построены мощные агрегаты по производству агломерата, чугуна, стали и проката с высокой степенью механизации и автоматизации технологических процессов. Особенность дальнейшего развития — строительство и ввод в эксплуатацию экономичных агрегатов большой единичной мощности — аглолент, доменных печей, конвертеров с высокопроизводительными У НРС криволинейного типа, непрерывных широкополосных станов горячей и холодной прокатки большой производительности.
Создание новых производственных мощностей, интенсификация технологических процессов, широкое внедрение автоматизированных систем управления — все это позволило коллективу предприятия непрерывно наращивать темпы производства, повышать качество металла, расширять сортамент выпускаемой продукции, выйти на передовые позиции отечественной металлургии.
Цех холодной прокатки
Характерными особенностями цеха (рис.1) производства холоднокатаной широкополосной стали являются: применение современных технологии и оборудования, автоматизация и механизация производственных процессов, наличие термической обработки полос и оборудования для нанесения покрытий на полосу, К таким цехам относится и цех холодной прокатки Новолипецкого металлургического комбината (НЛМК) (Россия). Объем производства этого цеха составляет 2,5 млн. т листа в год. В общем объеме производства горячекатаный товарный травленый лист составляет ~ 29%, холоднокатаный лист без покрытий ~ 49%, листы с горячим цинкованием ~12%, электролитически оцинкованный ~6%, с полимерными покрытиями ~ 4%. На непрерывном пятиклетевом стане 2030 прокатывают полосы толщиной 0,4 – 2,5 мм, шириной 900 – 1800 мм. Общая схема производства листовой продукции в рассматриваемом цехе выглядит следующим образом.
Непрерывные травильные агрегаты (НТА) 2 используют солянокислотное травление, позволяющее получить высокие производительность и качество травления. В НТА используются мелкие ванны, в которых полоса движется по дну на кислотной
Рис.1. Схема расположения оборудования в цехе холодной прокатки с пятиклетевым станом 2030: 1 – конвейер горячекатаных рулонов; 2 - непрерывный травильный агрегат; 3 – пятиклетевой стан бесконечной прокатки; 4 – дрессировочный стан травленых горячекатаных полос; 5 – колпаковые отжигательные печи; б -колпаковые печи для отжига распушенных рулонов; 7 – агрегат для распушивания рулонов перед отжигом; 8 – одноклетевой дрессировочный стан 2030; 9 – агрегаты продольной резки с линиями упаковки; 0,11,12,25,26,27 – агрегаты поперечной резки; 13,14,28,29 – агрегаты продольной резки; 15,17,18,19,
30,31 – агрегаты упаковки; 16 – агрегат электролитической очистки; 20-
агрегат непрерывного отжига; 21- агрегат горячего цинкования; 22- агрегат электролитического цинкования; 23- агрегат покрытия полимерной пленкой; 32,33,34,37 – передаточная тележка грузоподъемностью 80 т (3 шт); 35 – ножницы; 36 – ножницы для вырезки проб; 38 – весы подушке.
Предусмотрены меры для быстрого слива кислотного раствора из ванн в специальные циркуляционные емкости. На входе и выходе НТА предусмотрены петлевые накопители, обеспечивающие непрерывное прохождение полосы в травильной части агрегата, при остановках его головной и хвостовой частей для осуществления операции резки, сварки и т.п. Управление агрегатами ведется от вычислительных машин, определяющих оптимальные режимы травления. Все технологические операции механизированы и автоматизированы.
Пятиклетевой стан 3 предназначен для бесконечной и порулонной прокатки полос из углеродистой стали. Для обеспечения бесконечной прокатки входная часть стана снабжена двумя разматывателями, оборудованием для обрезки и стыковой сварки полос, петлевым накопителем; на выходной стороне имеются ножницы для резки полосы и две моталки. Проводковая арматура обеспечивает автоматическое задание полосы в моталку. Для порулонной прокатки имеется отдельный разматыватель. Клети стана имеют гидравлические нажимные устройства, установленные над подушками верхних опорных валков, гидрооборудование для изгиба рабочих валков, оборудование для автоматической перевалки рабочих валков без удаления полосы из стана (время перевалки трех клетей 5 мин; пяти – 10 мин). Стан снабжен датчиками для измерения основных технологических параметров: толщины, натяжений, усилий и т.п. во всех клетях или межклетевых промежутках. Имеются системы автоматического регулирования: толщины, натяжений, плоскостности, подачи эмульсии на валки, замедления и ускорения стана в области шва и в конце прокатки. Для координации действий локальных систем автоматического регулирования, расчета уставок для
них, слежения за полосой, расчета начальной настройки стана, коррекции
настройки, динамической перестройки, сбора информации, для адаптации
моделей и решения ряда других задач используются УВМ, работающие в
замкнутом режиме. Стан имеет производительность порядка 2,5 млн. т в год, максимальная скорость прокатки достигает 28 м/с.
В термическом отделении цеха установлены колпаковые печи 5 и агрегат непрерывного отжига 20. Отжиг рулонов в распушенном состоянии (агрегат 7) позволяет повысить равномерность и уровень физико-механических свойств металла. Агрегат непрерывного отжига за счет глубокого секционирования позволяет реализовать сложный температурный режим и обеспечить получение полос, удовлетворяющих по свойствам категориям сложной и особо сложной вытяжки. В линии агрегата непрерывного отжига установлен дрессировочный стан, так что на выходе получается готовая
продукция. На входе агрегата имеется петлевой накопитель. Управление агрегатом, выбор оптимального режима термообработки на заданные свойства осуществляются с помощью УВМ.
Отделение покрытий включает агрегаты горячего цинкования 21 производительностью 500 тыс. т, электролитического цинкования 22 производительностью 250 тыс.т, покрытия полимерной пленкой 23 и окраски – 150 тыс. т.
Дрессировочный стан 2030 имеют одну клеть 8, снабженную моталками, разматывателем, натяжными станциями, гидроизгибом валков, гидронажимным устройством, проводковой системы для автоматической задачи полосы, системой подачи эмульсии или технологической смазки, системами автоматической стабилизации основных технологических параметров, уставки, для которых рассчитывает УВМ, предназначенная для управления и контроля процесса дрессировки.
Листовая продукция поставляется цехом либо пачками листов длиной 2500 и 4000 мм, либо рулонами. Поэтому в цехе предусмотрены одиннадцать агрегатов резки, включая семь агрегатов резки листа без покрытия и четыре агрегата с покрытием (9 – 15 и др.). Все агрегаты автоматизированы и снабжены системами автоматической сортировки. Агрегаты резки полос с покрытием обеспечивают качественный рез покрытого металла и исключаю
щий нарушение сплошности между покрытием и основным металлом. Упа ковка продукции в виде рулонов и пачек осуществляется на агрегатах упаковки 17 – 19, установленных вблизи агрегатов резки.
Доменный цех
Доменная печь производит передельный чугун для кислородно-конвертерных цехов. Чугун выплавляется из смеси отсеянного от мелочи офлюсованного агломерата и окатышей с ГОКов, с добавлением флюса конвертерного шлака местного производства.
В настоящее время компания имеет наиболее современную производственную базу в российской металлургии - около 95% стали выплавляется в кислородных конвертерах, остальное - в электродуговых печах. Вся производимая сталь разливается на установках непрерывной разливки. НЛМК производит 14% российской стали, 24% плоского проката и является крупнейшим в Европе производителем электротехнических сталей.
НЛМК крупнейший в России производитель товарных слябов и один из крупнейших производителей штрипсов (заготовки для производства труб).
В структуре производства листового проката НЛМК имеет самую высокую долю холоднокатаного проката среди металлургических компаний России.
Доля НЛМК на российском рынке листовой стали - 18%, стали с полимерным покрытием - 65 %. Доля компании на российском рынке горячекатаного проката достигает 17%, холоднокатаного проката - 24%, оцинкованного проката - 14 %.
На НЛМК завершен монтаж основных конструкций нового производственного комплекса доменной печи №7 производственной мощностью 3,4 млн. т в год. На сегодняшний день выполнено более 30% всех работ. Смонтированы кожух печи с опорной системой, система газоотведения, загрузочное устройство, корпуса воздухонагревателей.
Сооружение доменной печи №7 ведется с 2008 года. Проект осуществляется НЛМК совместно с компаниями Paul Wurth (Люксембург) и УЗТМ (г. Екатеринбург) в рамках второго этапа Программы технического перевооружения НЛМК.
В соответствии с графиком строительства начат монтаж бункерной эстакады для приема и подачи рудных и коксовых материалов, а также укладка огнеупоров. В течение 2010 года планируется выполнить монтаж основного технологического оборудования. К середине 2011 года – установку оборудования автоматизированной системы управления технологическим процессом и приступить к горячим испытаниям агрегата.
Комплекс новой доменной печи и связанных с ней агрегатов разместится на площади 78 гектаров в южной части производственной площадки НЛМК. Для его возведения потребуется 75 тыс. тонн металлоконструкций, 25 тыс. тонн огнеупоров, 40 тыс. тонн технологического оборудования. Инфраструктура комплекса будет также включать около 50 км новых железнодорожных путей и автомобильных дорог.
Ввод в эксплуатацию печи позволит Компании в 2012 году увеличить объемы выплавки стали на основной производственной площадке в Липецке до 12,4 млн. т или на 40%.
Агломерационное производство
Агломерат - сырьё для доменной печи, производимое из железорудных концентратов. В обогащенной железной руде содержание железа 52 - 53%, в концентрате - 65%. Агломерация - примитивный процесс. Создают шихту, добавляют топливо и зажигают. Исходное сырьё - железорудные концентраты (Лебедянские, Губкинские и т.д.). Топливо - мелкая фракция кокса. Для создания флюсов добавляют доломит и известняк. Отходы перерабатываются повторно (окалина, брикеты шлама, колошниковая пыль и т.д.). Доставка сырья происходит в полувагонах. На территории фабрики есть 5 технологических цехов: цех шихтоподготовки №1 - основная задача: выгрузить и заложить на склады каждый вид сырья отдельно друг от друга. Выгрузка механизирована. Вагон поступает в ротор и переворачивается. Система конвейеров подаёт сырьё на склады. Т.к. концентрат влажный, то зимой в гаражах размораживания сжигается природный газ, для размораживония.
Цех шихтоподготовки №2 - основная задача: подать из складов сырьё, топливо и флюсы и измельчить до размеров от 0 до 3 мм. Сырьё дробят дробилками. Здесь есть ленточные конвейеры и экскаватор.
агломерационный цех №1 и №2 - задача: из исходных материалов создать шихту. Материалы загружаются в бункера, не смешиваясь, затем рассчитывают дозировку и смешивают компоненты в смесителе, который крутится на опорных роликах, после смесь подаётся в агломерационные корпуса площадью спекания 312 м2. При спекании создаётся воздуходувный слой, затем происходит зажигание, а после спекание (самостоятельный процесс). После разгрузки производят отсев кусков на грохоте, затем охлаждение до 60-80 0С и повторный отсев. Дальше отправление в цех шламопереработки - здесь устанавливают зонд и производят отсос воздуха. Через центральные аспирационные системы воздух очищается в электрофильтрах, а затем выходит в трубу. Пыль смывается водой и получаются шламовые воды в цехе замкнутый цикл водоснабжения. Здесь есть 4 радиальных отстойника, 6 вакуумных фильтра и 8 горизонтальных отстойника.
Функционируют и вспомогательные цеха для ремонта оборудоваия.