Проектирование автоматизированного электропривода кристаллизатора МНЛЗ

Эксперименты по изучению качества слябов для труб большого диаметра показали, что после перехода со струйного вторичного охлаждения на водовоздушное скорость зачистки слябов из-за уменьшения количества дефектов поверхности удалось повысить с 12 до 18 м/мин. После внедрения «сухой разливки», т. е. режима охлаждения через ролики, от машины огневой зачистки удалось полностью отказаться. Оставшиеся потери (0,3 %) приходятся на обрезь и участки, на которых проводились испытания. Доля труб с дефектами поверхности сократилась с 33 (струйное охлаждение) до 10 (водовоздушное охлаждение) и далее до 1 % (при «сухой разливке»), вследствие чего затраты на абразивную зачистку удалось значительно уменьшить.

 

Перспективными с точки зрения энерго- и материалосбережения являются технологии отливки полупродукта, близкого по сечению к готовому прокату, в частности тонких слябов и ленты. Эти технологии ориентированы на прямую прокатку. Оценки показывают, что отливка тонких слябов обеспечивает рост экономии энергоресурсов в переделе сталь — прокат на 50—60 %, снижение капитальных затрат на 30—40 %, сокращение цикла металлургического производства в 2—2,5 раза, повышение в 2—2,2 раза выработки готовой продукции на одного работающего (с 7,5—7,8 тыс. до 13,3—13,6 тыс. т/год), возможность высокой степени автоматизации, компактность технологической линии и снижение количества вредных выбросов в 1,8—2,0 .раза .

Промышленные УНРС для отливки тонких слябов построены фирмами «Шлёман Зимаг» и «Маннесман Демаг хюттентехник» (обе ФРГ); «Даниели» (Италия). Промышленные испытания показали перспективность данной технологии . Еще большей-эффективности позволяет добиться отливка лбнты толщиной 1—4 мм, однако агрегаты для широкого промышленного использования пока не построены .

Таблица 4.2.2.

Сравнение затрат энергии и материалов при отливке слябов на обычной и

тонкослябовой УНРС

Сравнительный анализ эксплуатационных показателей (табл. 4.2.2.и 4.2.3.) обычной слябовой УНРС и УНРС для отливки тонких (45 мм) слябов (одно- и двухручьевой) показывает, что средний выход годного при отливке тонких слябов возрастает с 93 до 96 %, отходы в обрезь уменьшаются с 4,9 до 2,8, %, расход электроэнергии снижается со ПО до 40 кВт-ч/т, а расход топлива с 1,1 до 0,1 МВт/т. С учетом капиталовложений стоимость изготовления 1 т ленты толщиной

 

6,3 мм из слябов толщиной 225 мм (годовая производительность  УНРС—2 млн. т) составляет 100,5 долл., а из тонких слябов толщиной 45 мм 08.1 и 74,6 долл. для одно- и днухручьевых УНРС с производительностью соответственно 400 и 800 тыс т/год .

Таблица4.2.3.

Сравнение капитальных и эксплуатационных затрат при отливке слябов на обычных и тонкослябовых УНРС

 

Значительную экономию энергии при непрерывной разливке позволяют получить технология горячего посада слитков в нагревательные печи и прямая прокатка. Так, если при производстве 1 т проката после обычной непрерывной разливки требуется 1280 кДж/т, то

Таблица 4.2.4. Расход энергии при различных схемах металлургического производства

при схеме непрерывная разливка — горячий посад 840 кДж/т, а непрерывная разливка — прямая прокатка 320 кДж/т (табл. 4.2.4.). По сравнению с традиционной схемой последний вариант наиболее эффективный и позволяет таким образом сократить энергетические затраты в 4 раза.

Осуществление технологии горячего посада, а особенно прямой прокатки, требует выполнения ряда условий: повышение температуры слябов (т. е. увеличение скорости разливки), приближение УНРС к прокатному стану, производство бездефектных слябов, согласование работы УНРС и прокатных станов.

 

Для получения высокотемпературных слябов и хорошего согласования работы УНРС с работой высокопроизводительного стана скорость разливки должна быть не менее 2 м/мин. Так, на УНРС фирмы «Ниппон кокан» в Фукуяме (Япония) повысить скорость разливки позволили подбор соответствующих шлакообразующих смесей, изменение конструкции кристаллизатора и режима его качания . Использование новой смеси, содержащей LizO, позволило довести расход смеси до 0,3 кг/м2 [т. е. увеличить на 0,1—0,15 кг/м2) при скорости разливки 2,2 м/мин.

Температура поверхности стенок кристаллизатора повышается с увеличением скорости разливки, однако для предотвращения прорывов она не должна превышать 320 °С. Фирмой был разработан кристаллизатор с щелевым охлаждением, который отвечает этому требованию при скорости разливки до 2,5 м/мин. Медные стенки этого кристаллизатора испытывают незначительные деформации и имеют стойкость между ремонтами более 600 разливок.

Для еще большего увеличения скорости разливки был опробован несинусоидальный режим качания кристаллизатора, при использовании которого увеличиваются силы сжатия оболочки слитка при отпускании кристаллизатора; создаются благоприятные условия для проникнования шлакообразующей смеси в газовый зазор между коркой слитка и стенкой кристаллизатора вследствие увеличения времени подъема кристаллизатора; уменьшаются силы растяжения в оболочке слитка в результате сокращения скорости подъема кристаллизатора. При несинусоидальном режиме качания расход шлакообразующей смеси составляет более 0,3 кг/м2 при скорости разливки 2,5 мин. При этом уменьшаются силы трения при подъеме кристаллизатора, что объясняется повышенным расходом шлакообразующей смеси и сокращением относительной скорости перемещения слитка и кристаллизатора при подъеме последнего.

При прямой прокатке непрерывнолитых слитков к режиму вторичного охлаждения предъявляются более высокие требования, чем при обычной непрерывной разливке. Эти требования можно суммировать следующим образом:

температура поверхности слябов должна, с одной стороны, обеспечивать их полное затвердевание в заданной точке конца металлургической длины УНРС, с другой — быть достаточно высокой, чтобы предотвратить образование трещин;

при нестабильных условиях разливки нельзя допускать переохлаждения слитка в зоне вторичного охлаждения; следует обеспечивать оптимальные условия охлаждения, особенно головной и хвостовой частей и зоны, соответствующей периоду замены промежуточного ковша и изменению скорости разливки, а также переходных зон при серийной разливке.

На УНРС фирмы «Син ниппон сэйтэцу» (Япония) для удовлетворения требований, предъявляемых к вторичному охлаждению, используют мягкое водовоздушное охлаждение, регулируют распределение воды по форсункам, применяют специальный детектор для определения конца лунки жидкого металла и т. д. . Подобные мероприятия позволяют повысить температуру поверхности слябов примерно на 180 "С по сравнению с обычной непрерывной разливкой.

 

ЛИТЕРАТУРА

1.Справочник под редакцией  А.А. Робинович «Крановое электрооборудование».

Москва «Энергия» 1979

2.Справочник  под  редакцией  В.М.   Перельмуттер  «Комплектные  тиристорные

электроприводы». Москва «Энергоатомиздат» 1988

З.М.Г. Зимменков «Справочник по наладке электрооборудования промышленных

предприятий». Энергоиздат. Москва. 1983

4.Справочник «Реле зашиты и автоматики» Л.И. Какуевицкий. Москва. «Энергия»

1979

5.В.В. Москаленко «Электрический  привод». Москва. «Высшая школа». 1991

6.С.Н'. Вишневский «Характеристика  двигателей в электроприводе».

7.ПУЭ. Главэнергоиздат  России - Москва. 1998

8.А.Ф.     Зюзин     «Монтаж,     эксплуатация     и     ремонт     электрооборудования

промышленных предприятий и установок» Москва. «Высшая школа» 1980

9.В.В.     Поляков     «Ресурсосбережение     в     черной     металлургии»     Москва

«Машиностроение». 1993

10.Ш.М. Марюлин «Электропривод  МНЛЗ» Москва. «Металлургия». 1987

П.И.К.Попандопуло«Непрерывная разливка стали»Москва. «Металлургия». 1990