Цех испытаний и обеспечения технологии производства
ЦИОТП (бывш. ЦЗЛ) работает непосредственно в системе производства, являясь самостоятельным подразделением, подчиняется главному инженеру предприятия. ЦИОТП обеспечивает подготовку:
- планов научно-исследовательских работ;
- освоение новых видов продукции;
- разработку стандартов и технических условий на готовую продукцию;
- разработка научно-технических мер по экономии материалов, энергоресурсов, металла.
- Разработка технологии и инструкции по освоенному производству;
- Подготовку материалов к аттестации продукции, работы в области реализации и производства;
- Производство контрольных испытаний, анализ химического состава, технологических свойств продукции и многое другое.
Эти задачи ЦИОТП решает на основе изучения и внедрения отечественных и зарубежных достижений науки и техники, а также собственных разработок.
Структура ЦЗЛ составляет 2 части:Исследовательская часть Контролирующая часть
Исследовательская часть состоит из 3-х групп лабораторий: исследовательно-технологических, контрольно-исследовательных и исследовательских лабораторий общего назначения. Контрольная часть – химическая лаборатория с экспресс-лабораториями. Лаборатория контрольных испытаний (ЛКИ) имеет лабораторию при ТКЦ. Объём и виды работ ЛКИ определяется сортаментом продукции, количеством контрольных плавок и требованиями к качеству. В состав ЛКИ входят участки: подготовительный (с печами отжига для приёмки от цеховых ОТК); отжига металла; раскроя проб и заготовок; изготовления образцов; складирования проб; термический участок; механических испытаний; макроконтроля и металлографии.
Отдел макроконтроля
Макроанализ – это определение строения металла невооружённым взглядом или через лупу. Сущность в том, что возможно определение дефектов в строении металла. Метод определяет вид излома, нарушение сплошности, химическая неоднородность состава.
Отдел термической обработки.
При контроле с большой структурной неоднородностью и повышенной твёрдостью нужно производить термообработку. Производят нагрев металла при определённой температуре и определённое технологией время. Охлаждение образцов осуществляется в воде. Термообработка производится в камерных электропечах и соляных ваннах. Максимальная температура нагрева – 1500oC.
Отдел металлографии
Предназначен для обеспечения проведения всех закреплённых видов испытаний в соответствии с государственными и отраслевыми стандартами, методами контроля и другой нормативной документации.
Отдел подразделяется на 2 отделения:
1)шлифовальное – готовит образцы для металлографического контроля;
2)металлографическое (определение содержания включений, величины аустенитного зерна и действительного зерна, глубины обезуглероженного слоя, определение стойкости материала против коррозии, оценки микроструктуры и твёрдости по Роквеллу. Отдел физики – механических испытаний: механические испытания выявляют способность материала противостоять воздействию нагрузки, деформациям или деформироваться под действием нагрузки в определённых пределах.
Отдел занимается изучением свойств образцов, таких как временное сопротивление нагрузке, текучесть, удлинение, разрыв, ударная вязкость, твёрдость.
Вспомогательные цехи
К группе цехов, обслуживающих сталеплавильное производство, следует отнести:
- огнеупорный цех – подготовка порошкообразных огнеупорны кирпичей, раскислителей, экзосмесей, экзобрикетов, экзовтулок, вертикулита, а также производство ограниченного сортамента огнеупорных изделий для разливки стали.
- литейный цех – производство изложниц для разливки стали (до 20 тыс. тонн в год), а также отлива заготовок запасных частей – для цехов завода
- известково-обжиговый участок для производства извести мартеновского и электросталеплавильного производства в объёме до 55 тыс. тонн в год, а также обожжённого доломита; оборудован тремя обжиговыми печами шахтного типа.
Копровый цех является вспомогательным цехом, предназначенным для подготовки шихты для ЭСПЦ и мартеновских цехов. Шихта, поступающая из вторчурмета сортируется по группам сталей в соответствии с технологическими инструкциями. Маркируется, при необходимости разделывается для крупногабаритной шихты или прессуется для стружки. Перед маркировкой проводится спектральный анализ шихты. По результатам которого проводится маркировка и выписывается сертификат. В разделку включаются операции:
- резки металла
- разбивка чугунных болванок с предварительным просверливанием отверстий и дроблением на шарообразной дробилке.
- Прессование осуществляется с помощью 50 тонного пресса типа БА-642. Копровый цех имеет 17 козловых и дизельных крана.
Развитие непрерывной разливки стали
на Челябинском Металлургическом Комбинате
В 1991 году вступил в строй электросталеплавильный цех № 6, предназначенный для получения непрерывнолитых заготовок (НЛЗ) из коррозионностойких сталей. В технологической линии ЭСПЦ–6 были задействованы электродуговая печь ДСП-100И7, агрегат аргоно-кислородного рафинирования (АКР), установка доводки металла (УДМ), две одноручьевые слябовые машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ–1 и МНЛЗ–2) производства «Уралмаш».
Машины предназначались для литья заготовок из коррозионностойких сталей сечением 150÷170×1050÷1550 мм. Отличительные особенности МНЛЗ–1, 2 ЭСПЦ–6 – наличие вертикального участка 2,5 м, участка загиба, радиальной части (радиус 6 м), участка многоточечного разгиба заготовки. Металлургическая длина МНЛЗ–1 и МНЛЗ–2 составляет 16,9 м. Порезка заготовок на первоначальном этапе на обеих МНЛЗ осуществлялась гидравлическими ножницами. При этом мощность гидравлической станции позволяла обслуживать во время разливки только одну из машин, что не давало возможности повысить производительность цеха. Зона вторичного охлаждения (ЗВО) обеих машин состояла из четырех зон водовоздушного охлаждения.
Работа по освоению технологии выплавки и разливки стали производилась под руководством начальника ЭСПЦ–6 А.Н. Волкодаева, В.И. Антонова, Д.С. Булгакова и других специалистов. Большой вклад в освоение производства коррозионностойких и углеродистых сталей в ЭСПЦ–6 внесли специалисты, кандидаты технических наук А.В. Токарев, М.В. Корнеев, С.Н. Прокофьев.
Освоение технологии выплавки и разливки стали на МНЛЗ–1 и МНЛЗ–2 шло с большими трудностями и сопровождалось высокой аварийностью. В связи с недостаточным объемом заказов на коррозионностойкие стали в ЭСПЦ–6 дополнительно начали производить углеродистые стали.
Для снижения аварийности разливки, повышения качества НЛЗ и расширения сортамента разливаемых сталей была изменена технологическая цепочка и внедрены следующие новаторские технические решения:
1. Разработан технологический процесс разливки коррозионностойких сталей аустенитного и ферритного классов, а также углеродистых и кремнемарганцовистых сталей. Для сталей всех марок рассчитаны амплитуда и частота качания кристаллизатора в зависимости от скорости разливки и времени опережения кристаллизатора. С целью снижения вторичного окисления металла усовершенствована конструкция металлопровода. В промежуточном ковше (ПК) установлена перегородка с пористой пробкой для продувки металла аргоном. Для ПК применили торкретированную футеровку. Сконструирован и установлен водяной подбой под кристаллизатором. Изменена конструкция кристаллизатора, увеличен расход воды на первичное охлаждение слитка с 240 до 360 м3/ч.
2. Разработаны составы шлакообразующих смесей (ШОС) для кристаллизатора и ПК применительно к разливке коррозионностойких сталей аустенитного и ферритного классов на основе плавленой фритты, а также для углеродистых, кремнемарганцовистых и низколегированных сталей. В ОАО ЧМК создан участок по производству указанных смесей, полностью обеспечивающий потребности цеха. В Центральной аналитической лаборатории отработаны методики химического анализа ШОС. Работы велись под руководством инженеров Исследовательско-технологического центра Д.С.Булгакова и В.И.Хяккинена.
3. Совместно специалистами ЭСПЦ–6 и Исследовательско-технологического центра разработано программное обеспечение для ведения разливки стали и порезки заготовок на МНЛЗ в полуавтоматическом режиме.
4. В 1998 году была реализована схема доставки сталеразливочных ковшей с металлом по железнодорожным путям из кислородно-конвертерного цеха (ККЦ) в ЭСПЦ–6. Была разработана технология выплавки и обработки конвертерного металла для непрерывной разливки.
5. В 2000 году пущен в работу агрегат комплексной обработки стали (АКОС); на МНЛЗ–2 установлена машина газовой резки фирмы Ge-Ga (Германия), что позволило разливать металл одновременно на двух МНЛЗ и повысить качество металла.
В результате проведенных мероприятий в 4 раза снижена аварийность разливки на МНЛЗ, производительность увеличена с 200 до 700 тыс. т НЛЗ в год. Расширены марочный сортамент разливаемых сталей и размерный диапазон слябов. Зачистка литых заготовок коррозионностойких сталей, стабилизированных титаном, снижена с 12 – 14 до 5 – 7 %.
В то же время остались нерешенными проблемы низкой стойкости роликов радиальной зоны МНЛЗ (800 – 1000 плавок) из-за отсутствия средних опор и большого количества окалины. Конструкция МНЛЗ производства «Уралмаш» не позволяет решить данные проблемы. В связи с этим руководством стальной группы «Мечел» принято решение о реконструкции ЭСПЦ–6 с заменой двух МНЛЗ производства «Уралмаш» одной слябовой МНЛЗ компании Danieli производительностью 1200 тыс. т в год. Пуск новой машины намечен на 2008 г.