Как делают сталь на ОЭМК

В 2019 году Оскольскому электрометаллургическому комбинату (входит в компанию «Металлоинвест») исполнилось 45 лет.

Начало

В начале 1970-х годов потребности советской промышленности в высококачественной стали резко возросли. Поэтому было решено построить новый металлургический комбинат, основанный на бескоксовом производстве стали. Из четырех технологий, зарекомендовавших себя на Западе («Хил»; «Армко»; Пурофер» и «Мидрекс») по технико-экономическим соображениям выбрали процесс «Мидрекс».

21 марта 1974 г. Министерство внешней торговли СССР и группа западногерманских фирм подписали Соглашение о сотрудничестве по созданию в СССР металлургического комбината на базе процесса прямого восстановления железа «Мидрекс». 

Пуск первой очереди комбината состоялся 10 ноября 1982 года. В этот день цех окомкования выдал первую партию окисленных окатышей. 7 октября 1984 года проведена первая промышленная плавка в дуговой сталеплавильной печи № 1.

Сегодня ОЭМК - одно из самых современных металлургических предприятий России. На комбинате внедрена бездоменная технология прямого восстановления железа MIDREX и электродуговая плавка, позволяющая получать металл высокого качества с низким содержанием вредных примесей и остаточных элементов, что обеспечивает стабильно высокий спрос на него как в России, так и за её пределами. 

Сталь

В электросталеплавильном цехе комбината (ЭСПЦ) сталь выплавляется в четырех печах ДСП-150 емкостью 150 т. Около 80% шихты, загружаемой в печь, составляют металлизированные окатыши, остальное - металлический лом и ГБЖ (горячебрикетированное железо).

В отличие от чугуна, который используется в традиционных технологиях (конвертерное или мартеновское производство), металлизированные окатыши производятся методом прямого восстановления железа из рудных материалов без использования кокса. Поэтому они содержат гораздо меньше примесей углерода, серы, цветных металлов и используются для получения уникальных сортов стали.

Окатыши транспортером доставляются из цеха металлизации в бункеры ЭСПЦ, а оттуда по трактам дозирования и подачи материалов подаются в сталеплавильные печи. Металлолом привозят автотранспортом в шихтовый пролет цеха. Там его грузят в бадьи, содержимое которых затем заваливают в печи. 

Длительность одной плавки стали, включая загрузку печи, составляет 80 - 90 минут. Для контроля и управления процессом используется автоматизированная система управления, что гарантирует стабильность свойств стали от плавки к плавке.одъём сталеразливочного ковша мостовым краном со сталевоза. Он будет доставлен по транспортному пролету к агрегату комплексной обработки стали

По завершении плавки сталь выпускается из печи в сталеразливочный ковш, который устанавливается под нее на сталевозе. Затем ковш вывозится в распределительный пролет цеха.

Далее выполняется внепечная обработка стали (вакуумирование, продувка аргоном, обработка порошковыми реагентами и газами), которая доводит химические свойства сплава до необходимых показателей. 

Когда необходимые свойства стали достигнуты, ковш направляется на разливочную машину.

Разливка

Вся сталь, выпускаемая комбинатом, разливается на пяти машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).

Сталь из сталеразливочного ковша переливается в промежуточный ковш МНЛЗ. Из него выходит четыре канала, каждый из которых ведет к кристаллизатору (устройству, в котором формируется литая заготовка). Канал от промежуточного ковша к кристаллизатору защищен от воздействия внешней среды. Это исключает вторичное окисление струи металла и повышает качество литой заготовки.

По мере охлаждения заготовка вытягивается из кристаллизатора, а освободившееся в нем место заполняется новой сталью из промежуточного ковша. Управление потоком металла осуществляется системой автоматического поддержания уровня металла в кристаллизаторе.

В промежуточный ковш сталь подается из сталеразливочных ковшей. Непрерывность подачи стали обеспечивается подъемно-поворотным стендом.

Непрерывнолитой ручей разрезается на заготовки (длиной до 12 м.), которые отправляются в печи замедленного охлаждения.

Затем заготовки подвергаются дробеструйной очистке и абразивной зачистке, проходят контроль качества и передаются на склад сортопрокатного цеха №1. Там они раскладываются по ячейкам, заготовки каждой плавки в отдельную ячейку. 

Прокат

Прокатное производство комбината включает в себя стан-700 и стан-350.

Стан-700 расположен в сортопрокатном цехе №1 (СПЦ-1). Он выпускает сортовой прокат, трубную заготовку и заготовку квадратного сечения, а также заготовку квадратного сечения (170 мм) которая является подкатом для стана-350.

Прокат заготовки начинается с ее нагрева в методической печи (три печи для разогрева стальной заготовки перед прокатом, при температуре до 1280 градусов). 

После выдачи из печи для удаления окалины образующейся в процессе нагрева заготовка проходит через установку гидросбива окалины. Затем она подается на обжимную реверсивную клеть, которая за несколько проходов обжимает нагретую литую заготовку в раскат квадратного сечения. 

Далее раскат поступает на непрерывно-заготовочный стан, состоящий из двух групп, каждая из которых в свою очередь состоит из четырех клетей. Клеть представляет собой агрегат с парой прокатных валков. 

В конце стана на пилах горячей резки происходит деление раската, полученного при прокатке заготовки на прутки заказанной длины. Для получения необходимых свойств металла прутки проката могут быть подвергнуты термической обработке (для этого используются три печи для термообработки проката). В дальнейшем прутки проката в зависимости от предъявляемых к прокату требований поступают на участок отделки металла, где подвергаются правке, обточке, неразрушающему контролю поверхностных и внутренних дефектов, дробемётной обработке, абразивной зачистке. 

Стан-350 производит средне- и мелкосортный прокат. 

Подкатом для стана-350 является квадратная катаная заготовка, поступающая со стана-700, а также квадратная литая заготовка, поступающая железнодорожными платформами из ЭСПЦ. Сначала заготовки нагреваются в методической печи (две печи для разогрева заготовки перед прокатом, при температуре до 1220 градусов). После выдачи из печи нагрева заготовка проходит через установку гидросбива окалины. Далее заготовку подают в черновую группу клетей (6 клетей). Выходящий из черновой группы раскат через разделительную стрелку направляют на мелкосортную или среднесортную линии стана. 

Среднесортная линия стана включает в себя две группы клетей: промежуточную (4 клети) и чистовую (6 клетей), а также редукционно-калибровочный блок (РКБ), обеспечивающий точность геометрических размеров проката в зависимости от величины диаметра проката от +/-0,15 мм до +/-0,20 мм. 

Мелкосортная линия стана включает в себя три группы клетей: две промежуточные группы (4 и 8 клетей соответственно) и чистовую группу (6 клетей), а также калибрующий блок, обеспечивающий точность геометрических размеров проката в зависимости от величины диаметра проката от +/-0,15 мм до +/-0,18 мм.

В потоке мелкосортного стана используется оборудование для контроля качества поверхности горячего проката. 

На обеих линиях стана-350 для получения требуемых механических свойств и микроструктуры проката применяется ускоренное охлаждение.

Продукция стана 350 поставляется в прутках и мотках.

Для получения необходимых свойств металла прутки и мотки проката могут быть подвергнуты термической обработке. Для этого используются три печи для термообработки проката в потоке стана и две печи для термообработки проката (прутков) в защитной атмосфере азота.

Отделка

Завершает технологическую цепочку комбината цех отделки проката (ЦОП). Здесь оборудовано три линии отделки прутков проката, две из которых обрабатывают прокат, поставляемый потребителю в горячекатаном состоянии и одна линия обрабатывает прокат, поставляемый потребителю в обточенном состоянии. 

Обработка проката на линии (с обточкой проката) начинается с того, что прутки проката подвергаются обработке на установке для очистки от окалины. Выходящие из установки для очистки от окалины прутки передаются на пятнадцативалковую правильную машину. 

Затем прутки транспортируются к бесцентрово-токарным станкам, где осуществляется их обточка. При наличии требования по кривизне проката (0,1-0,3 мм/м) прутки обрабатывают на двух правильно-полировальных машинах. 

Далее прутки передаются на участок резки для их порезки на заказную длину. Затем прутки подаются к установкам неразрушающего контроля поверхностных и внутренних дефектов, после чего осуществляется формирование и упаковка пакетов проката. Пакеты проката со специальной отделкой поверхности упаковываются в защитные от коррозии материалы. 

Процесс обработки проката на остальных двух линиях аналогичен обработке проката на линии отделки с обточкой за исключением того, что на этих линиях не используются бесцентрово-токарные станки и правильно-полировальные машины.

Прутки, прошедшие контроль, упаковываются и отгружаются потребителям.

Продукция

За 37 лет, прошедшие со дня запуска производства, ОЭМК отгрузил клиентам 325 млн. тонн продукции: окисленные и металлизированные окатыши, сталь в непрерывнолитых заготовках, крупно-, средне- и мелкосортный прокат и SBQ (special bar quality - стальные прутки с улучшенными характеристиками и точным соблюдением геометрии).

Свою продукцию оскольские металлурги поставляют как на отечественные предприятия, так и за рубеж: в Германию, Францию, Польшу, Словакию, Италию, Турцию, Египет и многие другие страны. Сортовой прокат ОЭМК используют такие автогиганты как: «Volkswagen», «Volvo», «Peugeot», «Mercedes», «Renault». 

Технологии, применяемые на комбинате, позволяют выпускать сталь с низким содержанием вредных примесей и высокими эксплуатационными показателями. С 1990 г. ОЭМК освоил производство более 180 марок стали, из них более 100 соответствуют зарубежным стандартам AISI, ASTM (США), DIN (Германия).

Наряду с этим комбинат наращивает выпуск SBQ, попутно модернизируя производство и внедряя технологии, повышающие качество этого вида продукции.