Блюминг – прокатный обжимной стан для выпуска блюмов

1 Блюминг – что он собой представляет?

В прокатный цех из сталеплавильного металл приходит с агрегатов непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) в виде литых заготовок или же в слитках, которые отливались в изложницы. На блюминге указанные слитки (заготовки) обжимаются в так называемые "черновые изделия". Они представляют собой своеобразный металлургический полуфабрикат, из коего впоследствии (после прокатки) получают конечную продукцию.

Блюм – это квадратная по своему сечению заготовка, прошедшая обработку на обжимном стане. Производительность такого стана, как правило, описывается сечением валков, используемых для прокатки стали.

Он может иметь три либо два валка. На большинстве отечественных предприятий работают станы с двумя валками. В мировой металлургической практике описываемые нами обжимные станы сейчас практически не используются. Это обусловлено тем, что на них отмечаются большие потери металла с окалиной, а также потери при обрезании донной и головной части стального слитка.

При этом на российских комбинатах, оснащенных конвертерными и мартеновскими печами, где выплавляют углеродистые стали, мартенситные стали и другие виды сталей, обойтись без цеха, где производится прокатка блюма, нельзя. Суть в том, что в названных печах выплавляется огромный тоннаж стали. И отливать в этом случае слитки в 1–2 тонны (по меркам металлургии – это мелкие изделия) получается технически сложно, а экономически – полностью нецелесообразно. Обычно блюм имеет массу от 5 до 25 тонн и квадратное сечение размерами до 40 на 40 сантиметров.

Конструктивно стандартный стан состоит из двух чугунных станин, соединенных на высоком уровне жесткости в единую систему. В станинах, как было сказано, монтируется несколько валков сечением 1–1,5 метра. Верхний валок за счет наличия электрического механизма может опускаться и подниматься. Это дает возможность прокатывать на стане слитки различной толщины.

2 Первый этап прокатки стальных блюмов

Когда слитки поступают на обжимной станок из сталеплавильного цеха (а именно из его стрипперного участка), перед прокаткой их требуется обязательно прогреть. Данная операция выполняется в специальных нагревательных камерах, именуемых металлургами колодцами. В такие колодцы заготовки подаются в вертикальном положении клещевым колодцевым краном. Необходимость именно вертикальной подачи обусловлена двумя факторами:

• возможностью забирать слитки после прогрева все тем же краном (не нужно конструировать и вводить в процесс дополнительные машины и механизмы);
• достигаемой равномерностью нагрева стали.

В обжимном цехе может быть смонтирован один большой колодец, но чаще применяется схема с двумя камерами. На очень крупных металлургических предприятиях можно увидеть и больше колодцев, которые обычно объединяются в группы по 2–4 камеры.

Описываемые нами колодцы имеют садку от 100 до 200 тонн, относятся они к категории рекуперативных сооружений, которые подогреваются комбинацией коксового и доменного газа сверху либо снизу. В камеры следует подавать предварительно нагретые до 800–900 градусов заготовки. Если загружать колодцы холодным металлом, время на его подогрев в таких сооружениях значительно увеличивается (до 3 раз), что приводит к увеличению себестоимости металлургической продукции.

Снятие с железнодорожных платформ заготовок, поступающих из сталеплавильного цеха, их посадка в рекуперативные камеры, выемка из колодцев и загрузка в слитковоз осуществляется при помощи кранов мостового типа, которые способны работать с грузами до 50 тонн.

3 Прокатный обжимной стан – технология его работы

После колодцев слитки по челночному пути на железнодорожном слитковозе доставляют к приемному рольгангу. На него заготовки подаются горизонтально, а затем следуют на весовой рольганг для установления его точной массы и (если требуется) для поворота слитка на 180 градусов. Далее выполняются следующие действия:

• заготовка идет на рабочую клеть, где с ее широких граней убирают окалину и добиваются заданной толщины блюма;
• производится кантовка (на 90 градусов) слитка;
• начинается процесс прокатки на определенной скорости (не более 7,2 м/с) и температурном режиме (до 1250°).

За один проход в процессе прокатки обжимается от 40 до 120 миллиметров слитка. Для придания заготовке требуемых параметров обычно требуется от 11 до 19 проходов. Отметим, что прокатка может сопровождаться неоднократной кантовкой слитка при помощи специального манипулятора.

Затем сталь проходит выборочную либо сплошную зачистку со скоростью от 0,3 до 0,6 м/с на специальном агрегате. Зачищенный раскат направляется на безупорную резку, где, во-первых, осуществляется обрезка его концов, во-вторых, выполняется резка слитка на блюмы с нужными геометрическими размерами. После этого на блюмы ставят клеймо, и они поступают к уборочным механизмам, откуда прокатная продукция попадает на стол для штабелирования.

На современных станах, где выполняется прокатка блюмов, валки рабочей камеры, расположенные горизонтально, имеют несколько калибров, что позволяет обрабатывать разные заготовки. Кроме того, на таких станах имеются:

• комплексные системы, предназначенные для автоматического выполнения различных прокатных операций;
• системы охлаждения и подачи смазочных составов на рабочие механизмы;
• электрические приводы (отдельные для разных устройств);
• специальные пневматические и гидравлические механизмы.

Добавим – при обрезке концов проката теряется до 15 процентов металла. В связи с этим металлургическая отрасль пытается отказаться от описанной технологии, используя вместо нее более экономные схемы прокатного производства. Но не стоит при этом забывать, что полученный по такому методу прокат отличается действительно высоким качеством.

4 Несколько слов об истории создания обжимных станов

Американец Холлей в начале 1870-х годов впервые использовал станы с тремя валками для обжатия заготовок, выплавленных по бессемеровской технологии. Впоследствии он улучшил свою прокатную методику и запустил в работу трио-станы с высоким уровнем механизации. На них можно было прокатывать заготовки с относительно малым весом.

А вот британец Рамсботом создал в 1880 году реверсивный стан с двумя валками, на котором была реализована схема вращения валков в переменных направлениях. На таком оборудовании можно было обрабатывать металлургические полуфабрикаты до 5–6 тонн. В 1902-м дуо-методика стала особенно востребованной за счет того, что Ильчнер создал реверсивный электропривод, который в разы повышал эффективность прокатных операций.

В Советском Союзе первый обжимной стан появился в 1933 году на меткомбинате в Макеевке. Его построили по чертежам немецких специалистов. А собственный стан советские инженеры создали лишь после второй мировой войны. Авторы этого проекта (А. Истомин и А. Целиков), а также коллектив специалистов, работавших с ними, даже получили премию имени Сталина за свою разработку.