23 ноября 1981 года выдал первую пробную плавку электросталеплавильный цех Орско – Халиловского металлургического комбината. ЭСПЦ представляет сложный инженерный проект, выполненный по последним технологиям, с использованием техники и уникальных механизмов. Все основания под фундаменты были выполнены из буронабивных свай. ЭСПЦ оснащен двумя дуговыми электропечами. Дуговые печи для ЭСПЦ ОХМК изготавливались в объединении “Сибэлектротерм “. Они оснащены сверхмощными трансформаторами, которые позволяют расплавить 100 твердой шихты за полтора часа. С 1987 года в ЭСПЦ работают с технологией продувки стали смесью порошков извести и плавкого шпата, которая значительно увеличивает качество металла.
В состав электросталеплавильного цеха (ЭСПЦ) входят следующие производственные объекты:
· главное здание (сблокированное с термоотделочным отделением);
· отделение первичной переработки шлака;
· шихтовый пролёт;
· скрапоразделочное отделение;
· совмещённый склад ферросплавов и сыпучих.
Электросталеплавильный цех оснащён двумя дуговыми электропечами типа ДСП - 100 И 6 мощностью трансформатора 75 МВт. Ёмкость печей - 100 тонн. В разливочном пролёте имеются площадки для разливки стали в изложницы и порционный вакууматор. Разливку стали производят на двух блюмовых четырёхручьёвых установках непрерывной разливки стали (УНРС) радиального типа с сечением 300 X 450 мм (около 80% всего металла) и в изложницы. Весь металл, выплавляемый в цехе, подвергают внепечной обработке, включающей в себя: ввод в ковш твёрдой шлакообразующей смеси, продувку металла в ковше инертным газом через фурму в скоростном режиме. Разливку стали на УНРС производят с защитой струи металла от вторичного окисления. Разработана технология, позволяющая в стали содержание таких вредных примесей, как сера и фосфор до 0,02% и менее каждого, а также довести содержание водорода и кислорода до уровня, который может быть обеспечен только вакуумной обработкой. Эта технология гарантирует получение проката с механическими свойствами, превышающими требования отечественных (ГОСТ) и зарубежных (DIN) стандартов.
Электросталеплавильный цех отличается высоким уровнем автоматизации и механизации производственных процессов.
Рис. 5 - Печь ДСП-12
1 — механизм поворота ванны; 2 — корпус; 3 —свод; 4 — полупортал; 5 —газоотвод; 6 — электрод; 7 — электрододержатель; 8 —гибкий кабель; 9— механизм отворота свода; 10 — плунжер подъема свода; 11 — гидроцилиндры механизма наклона печи
В цехе выплавляются две категории стали:
· листовая (углеродистая обыкновенного качества; судостроительная; низколегированная для котлов и сосудов, работающих под давлением; низколегированная толстолистовая и широкополосная универсальная);
· сортовая (углеродистая обыкновенного качества; углеродистая качественная конструкционная и трубная; легированная конструкционная и трубная; трубная низколегированная).
· Основные достоинства электропечей заключаются в возможности:
· быстро нагреть металл, что позволяет вводить в печь большие количества легирующих добавок
· иметь в печи восстановительную атмосферу и безокислительные шлаки, что предопределяет малый угар легирующих элементов;
· плавно и точно регулировать температуру металла, более полно, что в других печах раскислять металл, получая его с низким содержанием неметаллических включений, получать сталь с низким содержанием серы.
Дуговая электропечь состоит из рабочего пространства с электродами и токоподводами и механизмов, обеспечивающих наклон печи, удержание и перемещение электродов и загрузку шихты.
Плавку ведут в рабочем пространстве, ограниченным сверху куполообразным сводом, снизу сферическим подом и с боков стенками. Огнеупорная кладка пода и стен заключена в металлический кожух. Объёмный свод набран из огнеупорных кирпичей, опирающихся на опорное кольцо. Через три симметрично расположенных в своде отверстия в рабочее пространство введены три токоподводящие электроды, которые с помощью спецмеханизмов могут перемещаться вверх и вниз. Печь питается трёхфазным током. Шихтовые материалы загружают на под печи после их расплавления в печи образуется слой металла и шлака. Плавление и нагрев осуществляется за счёт тепла электрических дуг, возникших между электродами и жидким металлом или металлической шихтой. Выпуск готовой стали и шлака осуществляется через выпускное отверстие и желоб путём наклона рабочего пространства. Рабочее окно, закрываемое заслонкой, предназначено для контроля за ходом плавки ремонта пода и загрузки материалов.
В качестве железосодержащих шихтовых материалов для получения металла в электропечах используются окатыши, металлический лом, чугун. В качестве шлакообразующих применяют известь, известняк, боксит, шамотный бой, плавиковый шпат. Для легирования применяю практически все известные ферросплавы и легирующие.
Плавка металла в электропечи состоит из следующих периодов:
· Заправка печи;
· Загрузка шихты;
· Плавление;
· Окислительный период;
· Восстановительный период;
· Выпуск стали.
Заправка печи - исправление изношенных и повреждённых участков пода, удаление с подины остатков металла и шлака после очередной плавки. На повреждённые места подины и откосов забрасывают магнезитовый порошок. Длительность заправки 10 - 15 минут. При загрузке печи в центральную её часть (ближе к электродам) загружают крупные куски лома (40%), ближе к откосам - средний лом (45%), на подину и на верх - мелкий лом (15%). После окончания загрузки шихты электроды опускают почти до касания с шихтой и пускают ток. Под действием высокой температуры дуг (с выше 30000С) шихта под электродами плавится, жидкий металл стекает вниз, накапливаясь в центральной части подины. Электроды постепенно опускаются, проплавляя в шихте «колодцы», и достигая крайнего нижнего положения. В дальнейшем по мере увеличения количества жидкого металла электроды поднимаются. Во время плавления происходит окисление и восстановление составляющих шихты. Плавка металла сопровождается многократным откачиванием шлака. После завершения плавки металл выдаётся из печи и машиной непрерывного литья заливается в изложницы. Разлитый металл поступает на стрипперный участок, где из изложниц выбивают готовые заготовки. Затем заготовки отгружаются в прокатные цеха.
“Сорок лет прошло со дня пуска первого прокатного стана на ОХМК. 30 марта 1960 года прокатали первую сталь. Так начиналась история листопрокатного производства на ОХМК.
Прокатное производство
В состав прокатного производства входят Обжимной цех, Листопрокатные цеха №1 и №2, Сортопрокатный цех, Цех штампованных изделий.
Обжимной цех
Стан 1250 предназначен для прокатки сортовых и листовых слитков массой 8,3-13,0 т в блюмы сечением 300х320, 330х510 мм и слябы толщиной 130-300мм, шириной 600-1150 мм, длиной 1300-6000 мм. В состав цеха входят: отделение нагревательных колодцев, прокатный стан 1250; скрапной пролет; участок зачистки и вырубки металлов.
Листопрокатный цех №1
Листопрокатный цех №1 ОХМК является единственным среди подобных цехов страны, где доля низколегированных марок стали составляет 95% от общего производства проката, а доля термообработанного листа – около 85%.Назначение листопрокатного цеха - прокат слябов в листы толщиной 8-50 мм, шириной 1500-2500 мм. и длинной 5000-18000 мм. из углеродистых и низколегированных сталей.
В состав цеха входят:
· пролёт нагревательных печей;
· пролёт толстолистового стана 2800;отделение термической обработки металла;
· листоотделка.
Нагрев слябов производится в четырёх разрядных и в четырёх донных печах. Стан 2800 имеет в своём составе вертикально-реверсную клеть 1000, горизонтально - реверсивную клеть "ДУО" 2800 (черновая), реверсивная клеть "Кварто" 2800 (чистовая). Поток стана располагает листоправильными машинами, стилажами, холодильниками, листоукладчиками, гильотинными ножницами для поперечной и продольной резки листов, установками ультразвукового контроля качества листов. В термоотдлении установлены четыре печи с роликовыми подами для нагрева листов под закалку, нормализацию и отпуск, и восемь печей для отжига и замедленного охлаждения.
Горизонтальная клеть "ДУО" предназначена для разбивки ширины листа и подготовки раската к чистовой прокатке. Перед клетью "ДУО" и за ней установлены рабочие рольганги для разворота сляба на 900 и манипуляторы для центрирования слябов по оси прокатки и замера ширины проката.
Чистовая клеть "Кварто" предназначена для прокатки листов на заданные размеры.
На потоке установлены две листоправильные машины: 9-ти роликовая ЛПМ 30|200 и 7-ми роликовая ЛПМ 50|2800 для правки горячих листов, стилажи - холодильники с рычажными контователями, листоукладчики, гильотинные ножницы для поперечной и продольной резки листа.
В потоке термоотделения установлены две листоправильные машины и закалочные прессы, 5 гильотинных ножниц, устройство для отбора проб, клеймовочная и маркировочная машина. Маркированные листы поступают на листоукладчик, который укладывает их в карманы. Из карманов листы магнитным краном передаются на склад готовой продукции.
В процессе прокатки листов большое внимание уделяется своевременному удалению с поверхности проката печной и воздушной окалины. Иначе окалина вдавливается в верхние слои листа, что резко ухудшает его качество. Удаление окалины осуществляется гидросбивом.
В чистой клети установлено сопло для подачи струи воды под определённым углом (75-80 0) к поверхности листа. При прокатке вода под давлением 15 МПа периодически подеётся на поверхность листа, что обеспечивает хорошее удаление окалины.
В процессе прокатки листы подвергают правки на роликовых машинах. Перед сдачей на склад листы подвергают тщательной отделке.
К основным видам отделки относятся:
· осмотр и зачистка верхней и нижней поверхностей листов;
· разметка и разрезка;
· клеймение и маркировка;
· взвешивание;
· сортировка.
Со склада готовой продукции листы отгружают потребителю.
Листопрокатный цех №2
ЛПЦ-2 предназначен для производства горячекатаной полосовой стали толщиной 4-25мм, шириной 150-600мм и длинной 3500-12000мм из углеродистых и низколегированных марок сталей.
Заготовки передают в ЛПЦ-2 после укладки их в штабели на складе заготовок. Подачу металла на загрузочные устройства производят кранами обжимного цеха.
Заготовки на загрузочных устройствах укладывают на широкую сторону. С загрузочных устройств заготовки сталкивают по одной на загрузочные рольганги и подают к нагревательным печам ЛПЦ-2. нагрев заготовок перед прокаткой осуществляют в двух методических печах с шагающими балками. Перед прокаткой с поверхности нагретых заготовок удаляют печную окалину при помощи гидросбива. Прокатку в черновой клети производят по режимам обжатий в вертикальных и горизонтальных валках за 7-11 проходов. В процессе прокатки раскат очищают от окалины при помощи устройства гидросбива воздушной окалины.
На барабанных летучих ножницах производят обрезку переднего и заднего концов раската и при необходимости порезку раската на две части, если готовый раскат получается более 60 м в длину. Порезку раската производят при температуре не менее 9500С.
Перед прокаткой в чистовой группе клетей производят удаление воздушной окалины с поверхности подката гидросбивом предварительно разрушив её в чистовом окалиноломателе. Прокатка в непрерывной группе клетей ведётся на постоянной скорости с минимальным натяжением. При необходимости раскат подвергают ускоренному охлаждению в установке водо-воздушного охлаждения (ВВО).
Дальнейшее охлаждение полос производят во время их перемещения по транспортным рольгангам и стелажу-холодильнику.
Прокатанная на стане полосовая сталь правится на листоправильных машинах №1 и №2.
На гильотинных ножницах производят порезку полос на мерные и кратные длинны с припуском для отбора проб, вырезку дефектных мест и порезку переднего и заднего концов раската.
Затем готовый прокат клеймят на клеймовочных машинах. На штабелирующих столах полосы набирают в пакеты высотой 150-500 мм.
После формирования пакетов и получения удовлетворительных результатов испытаний производят сдачу металла на склад готовой продукции.
Термическую обработку полосовой стали производят с целью обеспечения механических свойств в соответствии с требованиями технических условий и стандартов, а также для исправления неудовлетворительных механических свойств после горячей прокатки.
Сортопрокатный цех
Крупносортно-заготовочный стан 950/800/850 предназначен для прокатки круглой стали диаметром 90–250 мм, квадратной заготовки со стороной 90–250 мм и целого ряда фасонных профилей: сталь двутавровая, угловая, специальный профиль и др.
Исходной заготовкой для получения сортового проката служат блюмы, поставляемые с ОБЦ и литая заготовка производства ЭСПЦ.
Стан 950/800/850 производит прокат из следующих классов стали:
— углеродистые стали ст 0 – ст 80, которые предназначены для производства трубных заготовок, осевой заготовки, фланцевых профилей;
— низколегированные стали, например, 15Х – 50Х, 10ХСНД – 15ХСНД, 30ХГСА – 35ХГСА и других, предназначенные для производства изделий ответственного назначения.
Объём производства сортопрокатного цеха составляет около 1,6 млн.т.