РАЗВИТИЕ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ММК

08.07.1933 - на мартеновской печи (м.п.) № 1 выдана первая плавка магнитогорской стали. В 1936 - закончено строительство мартеновских цехов № 1 и 2 в составе 12 печей садкой по 150 т.

В мартеновском цехе

1940 - начало перевода печей на удвоенную садку (300 т) с выпуском металла в два сталеразливочных ковша.

1941 - впервые в мировой практике на печи № 3 с основным подом выплавлена броневая сталь.

1942 - построена мартеновская печь № 13.

1939-50 - построен мартеновский цех № 3 в составе 12 пе­чей.

1957 - мартеновские цехи № 1 и 2 объединили в один.

1954-1964 - построен мартеновский цех № 1 в составе 10

печей: № 26, 27, 28 - 200-тонные (до 1959); Г* 29, 30, 31, 32

- 600-томные (1959-1960); N* 33. 34, 35 - 900-тонные (1961-

1964).

1965-мартеновская печь № 29 реконструирована в двухван­ный сталеплавильный агрегат.

1971-72 - реконструированы в двухванный вариант печи

№30, 31, 32.

1973 - реконструкция в двухванную м.п, № 35. В 1964 в трех мартеновских цехах комбинат» действовали 35 мартеновских печей садкой 300,420,600,900 т. В последующие годы, до пуска в 1990 ККЦ, сталеплавильное производство раз­вивалось только за счет совершенствования технологии, реконструкции и интенсификации действующих печей, оборудования. Объем выплавки стали в эти годы вырос с 10,71 млн. т (19t>4) до 16,138 млн. т (1988).

Наибольший эффект, кроме указанных уже здесь мер, при­несли освоение нового способа создания и восстановления набивных подин, внедрение испарительного охлаждения печей, использование высококалорийного топлива, перевод трехканальных мартеновских печей на одноканальный вариант, интенсифи­кация плавки продувкой ванны кислородом, внедрение двухстопорной разливки стали, повышение скорости разливки, увеличе­ние массы слитков и др. Наибольший прирост производства стали получен за счет освоения двухванных печей_, доля кото­рых в общем объеме выплавки составила около 40%. В 1985 по распоряжению Совмина СССР на ММК началось возведение кис­лородно-конвертерного цеха. Строительство шло параллельно с проектированием (генеральный проектировщик - Магнитогор­ский Гипромез). Через 5 лет на ККЦ выдали первую плавку. В 1996 перекрыта проектная мощность первой очереди цеха (5 млн. т двумя конвертерами). В 2001 при работе трех 370-тонных конвертеров и 4 машин непрерывного литья заготовок в ККЦ выплавлено 7,916 млн. т стали.

В 1993 на ММК выведен из работы мартеновский цех N9 3, в 1995 - мартеновский № 2, в 1996 остановлена половина печей м. ц. № 1. В 2001 в общей сложности (ККЦ и 5 печей м. ц. № 1) на комбинате выплавлено 10,34 млн. т стали, на 3,7 млн. т больше, чем в худшем по производству 1996.

Наиболее ценный вклад в развитие сталеплавильного произ­водства комбината внесли в разные периоды его директора Г.И. Носов, Ф.Д* Воронов и И.Х. Ромазан. В 1939-51, в годы дирек­торства ПИ. Носова, сталеплавильщика по специальности, было построено 13 мартеновских печей, а производство стали увели­чилось в 3 раза. В первые два года своей работы Носов провел "генеральную уборку" мартенов: за два года из-под печей уда­лено 4 тыс. т застывшего металла и шлака и созданы условия для квалифицированной выплавки качественных сталей. Одно­временно персонал овладевал культурой руководства, эксплу­атации оборудования, В годы войны Магнитка была стальной опорой фронта; были освоены выплавка и прокатка броневой и снарядной стали.

В 50-е и 60-е годы, когда Ф.Д. Воронов был главным инже­нером и директором ММК, по его инициативе и под его руковод­ством были заложены практически все основные направления технического прогресса в сталеплавильном производстве, начи­ная с перехода на двойную садку, одноканальные печи, высо­кокалорийное топливо, кислород и кончая строительством цеха № 1 и созданием и освоением двухванной печи.

И.Х. Ромазан, приняв в 1985 руководство комбинатом, про­вел большую работу по его выводу из кризиса, восстановлению производственной и технологической дисциплины. Добился в правительстве решения о начале строительства ККЦ, руководил этой стройкой в 1985-90 и освоением нового производства до выпуска первого миллиона т стали. В 1990-91 организовал пе­реход на новые экономические формы работы; обеспечил улуч­шение условий труда и материального положения рабочих и ИТР.

Сталеплавильное производство

Сталеплавильное производство функционирует в составе двух цехов: кислородно-конвертерного цеха и электросталеплавильного цеха. На ММК первая плавка в мартеновской печи состоялась в 1933 г. В 1990 г. была зафиксирована рекордная производительность жидкой стали – 17,5 млн. тонн.

В 1990 г. на ММК был запущен кислородно-конвертерный цех. Его годовая мощность по проекту составляет 9 млн. тонн литой заготовки. В настоящее время производится более 10 млн. тонн литой заготовки. вместимость конверторов составляет 370 т. Количество конверторов – 3, которые работают в классическом режиме (в работе 2 конвертора). разливка стали производится на МНЛЗ (машина непрерывного литья заготовок). Сечения получаемой слябовой литой заготовки составляет 250 × 750 – 2350. Длинна 4,8 – 12 м. Количество МНЛЗ – 7, из них работают только 4. Имеется внеагрегатная обработка стали:

- Вакууматор

- Печь – ковш

- Агрегат доводки стали

- Установка усреднительной продувки металла

- Установка электродугового нагрева металла

Структура цеха:

1. конверторное отделение

2. ОНРС

3. отделение первичной переработки шлака

4. отделение приемных бункеров сыпучих материалов и ферросплавов

5. отделение дымососа

6. центральная газоочистная станция

Состояние и развитие кислородно-конвертерного процесса

Кислородные конвертеры пришли на смену воздушным конвер­терам и мартеновским печам и очень быстро получили широкое распространение благодаря ряду технико-экономических преиму­ществ, главными из которых являются высокая производительность по сравнению с мартеновскими печами, способность пере­плавлять скрап и давать сталь лучшего качества по сравнению с воздушными конвертерами. В настоящее время кислородные конвертеры являются наиболее распространенными и перспектив­ными сталеплавильными агрегатами в мире. Использование кисло­родного дутья открыло новые перспективы для развития конвер­терного передела стали, так как позволило использовать наиболее распространенные мартеновские чугуны с меньшим содержанием примесей и переплавлять стальной скрап.

В настоящее время в эксплуатации находятся кислородные конвертеры с верхней, наклонной, донной и комбинированной продувкой ванны кислородом. Наибольшее распространение полу­чили конвертеры с верхней продувкой. В этих конвертерах, рабо­тающих на мартеновских чугунах, получают сталь достаточно хорошего качества. Они способны переплавлять около 25 % стального скрапа в завалку. Скорость выхода кислорода из фурм в этих конвертерах в 2 – 2,5 раза превышает скорость звука. Увеличение доли скрапа сверх 25% невозможно, так как оксид углерода, образующийся при окислении углерода, дожигается за пределами рабочего пространства конвертера. Это является существенным недостатком данных конвертеров, так как требует специальных, весьма крупных и дорогостоящих устройств для дожигания СО и улавливания выделившегося при этом тепла. Эти устройства, среди которых главным является большой котел-утилизатор, располагаются над конвертером, что требует строи­тельства специальных цехов большой высоты. Это обстоятельство несколько сдерживает распространение конвертеров с верхней продувкой, так как они не могут быть размещены в существующих и подлежащих реконструкции мартеновских цехах. Тем не менее эти конвертеры в настоящее время являются наиболее распростра­ненными.

Стремление дожечь оксид углерода в пределах рабочего про­странства и получить дополнительное количество тепла, необ­ходимое для использования большей чем 25 % доли скрапа в за­валку, послужило толчком для создания конвертера с подачей кислорода под углом к поверхности металлической ванны со ско­ростью, не превышающей 200 – 250 м/с. Конвертер расположен наклонно, имеет развитую поверхность металлической ванны и во время плавки вращается вокруг своей оси, что улучшает пере­мешивание металла и позволяет полезно использовать тепло, аккумулированное кладкой. Все это позволило обеспечить до­жигание СО в пределах рабочего пространства конвертера и под­нять долю скрапа в завалку до ~45 %. Впервые такой конвертер был построен в 1956 г. в шведском городе Домнарвете по предло­жению известного металлурга профессора Каллинга и получил название конвертера Кал-До. Распространение этих конвертеров серьезно сдерживается сложностью их строительства и эксплуата­ции. Конвертер Кал-До требует строительства специального цеха, так как в существующих мартеновских цехах размещен быть не может. В силу этих причин в настоящее время они не находят широкого распространения.

В настоящее время наметилось значительное расширение ис­пользования конвертеров с донным и с комбинированным (сверху и снизу) дутьем. Именно эти конвертеры во всем мире начинают теснить конвертеры с верхней продувкой. Например, в одной из наиболее развитых капиталистических стран – Японии в 1984 г. в эксплуатации находилось 84 кислородных конвертера в том числе 32 конвертера с верхней продувкой, 2 с донной продувкой и 48 конвертеров, на которых применялись различные варианты комбинированной продувки.

Первые конвертеры с донной продувкой за рубежом были построены в 1966 – 1967 гг. Необходимость создания такого кон­вертера обусловлена, в основном, двумя причинами. Во-первых, необходимостью переработки чугунов с повышенным содержанием марганца, кремния и фосфора, поскольку передел такого чугуна в конвертерах с верхней продувкой сопровождается выбросами металла в ходе продувки и не обеспечивает должной стабильности химического состава готовой стали. Во-вторых, тем что конвертер с донной продувкой является наиболее приемлемой конструкцией, позволяющей осуществить реконструкцию существующих бессе­меровских и томасовских цехов, и вписывается в здание существу­ющих мартеновских цехов. Этому конвертеру свойственно наличие большого числа реакционных зон, интенсивное окисление угле­рода с первых минут плавки, низкое содержание оксидов железа в шлаке. В силу специфики работы сталеплавильной ванны при донной продувке в конвертерах подобного типа выход годного несколько выше, чем в других конвертерах, а запыленность от­ходящих газов ниже.

В конвертерах с донной продувкой, имеющих большое число фурм, все технологические процессы протекают интенсивнее, чем в конвертерах с верхней продувкой. Однако общая производи­тельность конвертеров с донной продувкой не превышает значи­тельно таковую для конвертеров с верхней продувкой по при­чине ограниченной стойкости днищ. Стремление повысить произ­водительность агрегатов одновременно с необходимостью повы­сить однородность состава и температуры металла при возможно­сти изготовления сталей широкого диапазона привело к исполь­зованию комбинированной продувки при относительно небольшом (по сравнению только с донной продувкой) количестве газов, вду­ваемых через фурмы, установленные в днище конвертера. В по­следнее время появилось два основных варианта такого процесса, когда снизу подают кислород (10 – 12 % от общего расхода) или инертные газы (N₂ или Аr) с целью обеспечить интенсивное пере­мешивание ванны и ускорить процесс удаления примесей. При этом, как и при донной продувке, снизу вместе с газами может подаваться пылевидная известь. Важно отметить, что по такому важному показателю как возможный расход скрапа конвертеры с верхней, донной и комбинированной продувкой оказываются приблизительно на одном уровне, при несколько более высоком выходе годного при донной продувке.

В настоящее время наиболее распространенными в мире яв­ляются конвертеры с верхней продувкой кислородом как агрегаты весьма производительные и относительно простые в эксплуатации. Однако можно предположить, что дальнейшее развитие кисло­родно-конвертерного процесса будет связано с широким исполь­зованием комбинированной продувки. Повышение доли скрапа в завалке может быть достигнуто его более высокотемпературным подогревом, а в дальнейшем – его предварительным расплавле­нием. По-видимому, сложность конструкции и эксплуатации кон­вертеров Кал-До будет причиной их ограниченного использова­ния, не выходящего за пределы их настоящего количества.