Процессы полуторного поколения ISP (in line strip production - поточное производство полос), разработка фирмы Mannesmann Demag
Схема процесса показана на рисунке
Расположение основных производственных узлов на линии ISP (Arvedi, Италия)
Технологическая линия очень короткая: ее полная длина от МНЛЗ до подпольной моталки 180 м. На МНЛЗ сталь поступает в кристаллизатор через особоплоский погружной стакан, и сляб толщиной 60 мм уже в кристаллизаторе деформируется, приобретая криволинейную форму. Непосредственно на выходе из кристаллизатора сляб с незатвердевшей сердцевиной подвергается обжатию до толщины 40-45 мм. После полного затвердевания сляба с использованием его теплосодержания осуществляется редуцирование до толщины 15 — 30 мм в обжимном стане, скорость прокатки на котором весьма низкая, поскольку скорость сляба на входе в стан равна скорости разливки (4,0 — 5,0 м/мин) и на стане раскат сильно охлаждается. Поэтому на следующей стадии процесса перед входом в чистовую группу стана расположено нагревательное устройство с индукционными нагревателями. Раскат, подогретый до температуры прокатки, выдерживается в промежуточном перемоточном устройстве с подогревом (печной моталке «Cremona Box»), ожидая подачи в чистовую группу из четырех клетей для прокатки полос толщиной 1,7 мм, используемых в производстве сварных труб.
Параметры процесса должны удерживаться в более узком диапазоне, чем на оборудовании первого поколения, поэтому по эксплуатационным затратам процесс ISP менее выгоден, чем процесс первого поколения.
Но вместе с тем используемая технология разливки-прокатки обеспечивает получение стали с хорошими внутренним строением и с ограниченной сегрегацией примесей.
За счет использования теплосодержания стали и применения индукционного нагрева потребление энергии сокращается на 30% по сравнению с обычным циклом МНЛЗ - прокатка.
К сравнительным достоинствам технологии ISP по сравнению с CSP относятся меньшая установочная длина МНЛЗ, а также возможность дополнительного производства полосы для более толстых листов путем ответвления части потока металла после первой деформации.
Процессы второго поколения (отливка слябов средней и промежуточной толщины) с выпуском горячекатаной полосы толщиной до 1 мм
Схема расположения оборудования на заводе «Trico Steel» представлена на рисунке
Схема расположения оборудования агрегата на заводе «Trico Steel»: I — одноручьевая МНЛЗ, II — обжатие сляба с жидкой сердцевиной, III — ножницы для сляба, IV — туннельная печь, V — эджер (клеть прокатного стана для обжатия прокатываемого металла по боковым поверхностям), VI — однопроходный двухклетьевой обжимной стан, VII — окалиноломатель, VIII — пятиклетьевая чистовая группа
К основным отличительным особенностям МНЛЗ относятся прямоугольный кристаллизатор для литья сляба толщиной до 100 мм и вихретоковый измеритель уровня металла с точностью ±1,5 мм.
Одна из технических особенностей — использование «гибкой» МНЛЗ типа CSR второго поколения, включающая литье, обжатие и прокатку. Этот процесс получил название CPR (Casting-Pressing-Rolling). При этом если стандартная толщина сляба МНЛЗ типа CSP равнялась 50 мм, а расстояние между стенками кристаллизатора на уровне мениска — 170 мм, то на МНЛЗ типа CPR за счет обжатия сляба (максимальная толщина 80 мм) представляется возможным дополнительно увеличить толщину кристаллизатора на величину обжатия. Иначе говоря, сечение в зоне мениска кристаллизатора приближается к характерному для классических слябовых МНЛЗ. Благодаря большим размерам сечения заготовки уменьшаются эрозия стенок, захват шлакообразующей смеси в металл сляба, склонность к образованию поверхностных трещин и т. д.
За счет мягкого обжатия валками полузатвердевшей заготовки непосредственно под кристаллизатором получают сляба толщиной <35 мм, что позволяет уменьшить число клетей стана горячей прокатки и создать весьма компактное производство.
Далее сляб подвергается нагреву в туннельной печи и не имеет холодных участков. Кроме того, в составе оборудования предусмотрено промежуточное перемоточное устройство, обеспечивающее практически одинаковую температуру по длине подката, и все это позволяет прокатывать тонкие полосы высокой точностью размеров и формы.
Другой вариант процесса второго поколения – это совмещение МНЛЗ для слябов средних толщин (от 100 до 125 мм) с одноклетевым станом Стеккеля.
Толщина до 125 мм позволяет исключить из схемы производства обжимной стан, но достаточна для обеспечения хорошего качества поверхности.
Для выравнивания температуры поверхности и сердцевины сляб помещают в нагревательную печь. За 12,5 мин температура сляба выравнивается и достигает 1250 °С. Из-за короткой продолжительности нагрева окалинообразование в печи сведено к минимуму.
Центральным узлом данного ЛПК является современный одноклетевой прокатный стан Стеккеля. На этом стане в реверсивных проходах выполняют как черновую, так и чистовую прокатку. Сразу же после обжатия полосы до толщины примерно 20 — 25 мм ее сматывают на печных моталках, расположенных по обе стороны прокатной клети с целью сохранения температуры полосы. Затем осуществляют реверс полосы. В общей сложности обычно требуются три черновых и шесть чистовых проходов с использованием печных моталок для обжатия сляба толщиной 125 на минимальную готовую толщину 1,5 мм.
Сравнение по разным показателям тонко- и среднеслябовых МНЛЗ (производительность, качество металла, капитальные и эксплуатационные затраты и т.д.) показывает, что ЛПК с МНЛЗ для литья слябов средней толщины обеспечивают минимальные удельные капитальные затраты (по сравнению с тонкослябовыми МНЛЗ и слябами обычной толщины 150 — 300 мм). Это наряду с показателями качества металла позволяет говорить о высокой конкурентоспособности среднеслябовой МНЛЗ.