Технология запатентована. Патенты RU2498878 от 20.11.2013, RU 2502579 от 27.12.2013. Инновационная технология и мобильность обеспечивают высокую энергоэффективность и существенные конкурентные преимущества по отношению к известным способам производства стального сортового проката.
Мобильный металлургический комплекс судового базирования
Мобильный металлургический комплекс судового базирования предназначен для производства мелкосортного проката из металлолома. Технологическая линия мобильного металлургического комплекса размещена на плавучей транспортной платформе, с возможностью перемещения по речным и морским транспортным магистралям к местам концентрации металлолома с последующим быстрым развертыванием комплекса для металлургической переработки металлолома в металлопрокат.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СУДОВОЙ ПЛАТФОРМЫ
Класс судна:
КМ Л3 11А2 Российского Морского Регистра судоходства.
Тип судна:
Двухвинтовой сухогрузный теплоход с носовым подруливающим устройством.
Назначение судна:
Перевозка генеральных, навалочных грузов.
Район плавания:
Теплоходы данного проекта эксплуатируются из портов Северного и Балтийского морей по Волге, Дону в Азовское, Черное, Средиземное моря и в обратном направлении.
Теплоходы построены:
Завод «Красное Сормово» (г. Нижний Новгород», Россия)
№ | Техническая характеристика | Значение |
---|
1 | Длина наибольшая, м | 140 |
2 | Длина между перпендикулярами, м | 134,02 |
3 | Ширина габаритная, м | 16,65 |
4 | Ширина расчетная, м | 16,4 |
5 | Высота борта, м | 6,7 |
6 | Осадка в пресной воде, м | 4,4 |
7 | Габаритная высота в балласте, м | 13,2 |
8 | Автономность, сут. | 20 |
9 | Скорость судна при полной загрузке, узл. | 10 |
10 | Грузоподъёмность, тн | 5500 |
11 | Вместимость грузовых трюмов, м3/фут3 Трюм №1 Трюм №2 Трюм №3 Трюм №4 | 6843/241626,33 1642/57979,02 1701/60062,31 1814/64052,34 1686/59532,66 |
12 | Дедвейт, тн | 5845 |
13 | Размеры трюмов в свету, м | 21,45х11,82 |
14 | Экипаж, чел | 14 |
15 | Энергетическая установка Главный привод, 2дизеля 6NVDS48A3U мощностью, КВт Вспомогательные двигатели, 3 дизель-генератора ДГР2А 160/750 мощностью, КВт Аварийный дизель-генератор АДГФ 100/1500 мощностью, КВт | 970 150 100 |
ПАРАМЕТРЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБОРУДОВАНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА
№ | Наименование параметра | Значение |
---|
1 | Сортамент выпускаемой продукции: Арматура кл.А1,2,3 ГОСТ 5781-82, Р52544-2006, № Круг ГОСТ 2590-88, 535-88, 19281-89, мм Квадрат ГОСТ 2591-88, 535-88, мм Полоса ГОСТ 103-76, 535-88, мм Уголок ГОСТ 8509-93, 535-88, 19281-89, мм Швеллер ГОСТ 8240-89, 535-88, № | 12,14,16,18,20,25
12-:-24 10-:-20 40-:-150х4-:-12 25,32,40,50,63 6,5 |
2 | Производительность, тыс. тн/год | 50,0 |
3 | Режим работы, смен | 3 |
4 | Годовой фонд рабочего времени, час | 6500 |
№ | Техническая характеристика | Значение |
---|
1 1.1. 1.2. | Сталеплавильное отделение Индукционная сталеплавильная печь, Количество плавильных узлов, шт. Ёмкость плавильного узла по жидкой стали, тн Часовая производительность печи, тн/час Устройство загрузки шихты в печь Ёмкость приёмного контейнера, м3 |
2 5 8,5 6,0 |
2 2.1. 2.2. 2.3. | Отделение разливки и прокатки Литьевая машина Частота вращения кольцевого кристаллизатора,сек-1 Диаметр кольцевой заготовки, мм Ширина кольцевой заготовки, мм Толщина кольцевой заготовки, мм Темп выдачи кольцевой заготовки из литьевой машины, сек Правильно-деформирующая машина Гидравлические ножницы усилием, тн Диаметр прокатных валков, мм Мощность привода прокатных валков, КВт Величина деформации правки прокаткой, % Прокатный стан, тип - непрерывный Чистовая группа прокатных клетей Количество прокатных клетей, шт Диаметр бочки валка, мм Мощность привода прокатной клети, КВт Скорость прокатки на выходе из последней прокатной клети, м/сек |
30-:-40 1200-:-1350 120-:-200 16-:-30
30
100 350 125 10-:-12
4 320 250 6-:-8 м/сек |
3 3.1. 3.2. | Отделение охлаждения проката Линия ускоренного охлаждения, длина, м Расход охлаждающей жидкости, м3/мин Холодильник, длина, м | 6 3,0-:-3,5 12,0 |
ОСОБЕННОСТИ НОВОЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Новый подход и принципиальное отличие рассматриваемой металлургической технологии, состоит в том, что исходная заготовка отливается на специализированной центробежной литьевой машине в виде кольца. Каждому размеру готового проката соответствует свой размер разливаемой кольцевой заготовки. Отлитое кольцо при температуре 1150-:-1200 ˚С выдаётся из литьевой машины без остановки вращения кристаллизатора, с темпом 60-:-180 шт./час, режется и правится прокаткой в правильно деформирующей машине в прямолинейную полосу, которая затем, без предварительного подогрева прокатывается в чистовой группе клетей в прокат требуемой длины.
Поскольку размеры сечения исходной заготовки максимально приближены к размерам готового проката, это обеспечивает минимальные металлоёмкость и энергоёмкость оборудования комплекса, повышает энерго эффективность технологического процесса, приводит к снижению производственных затрат на 20-:-25%.
СХЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ПЛАН РАЗМЕЩЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ КОМПЛЕКСА
Обозначение позиций по Таблице 2
Рис.2 Специализированная центробежная литьевая машина
1. Сталеразливочный ковш, 2.Корпус, 3.Кристаллизатор, 4.Кольцевая заготовка, 5. Опускающаяся стенка кристаллизатора, 6. Привод вращения опускающейся стенки кристаллизатора, 7. Привод вертикального перемещения опускающейся стенки кристаллизатора, 8. Опорные ролики привода вращения кристаллизатора, 9. Кольцевая канавка капле видной формы, 10. Трубчатый питатель, 11. Направляющий желоб, 12. Камера замедления, 13. Замедлители из стальных цепей.
Рис.3 Правильно деформирующая машина
1. Рама роликовой проводки, 2. Приводные ролики роликовой проводки, 3. Ролики гидравлического разгиба, 4. Гидроцилиндр гидравлического разгиба, 5. Гидравлические ножницы, 6. Консольные прокатные валки, 7. Входная проводка, 8. Выходная проводка, 9. Исходная кольцевая заготовка, 10. Промежуточная заготовка С-образной формы, 11. Прямолинейная полоса, 12. Шестерённая клеть, 13. Первая прокатная клеть чистовой непрерывной группы, 14. Гидропривод поворота на 90˚ рамы роликовой проводки.
ОПИСАНИЕ РАБОТЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА
Мобильный металлургический комплекс (Рис. 2) на плавучей транспортной платформе 5 по водной транспортной магистрали подходит к месту скопления металлолома или к металлоёмкому объекту подлежащему демонтажу и переработке. В случае если металлоёмкий объект — остановленное производственное предприятие, электростанция и т.д., имеет причал, то транспортная платформа 5 пришвартовывается непосредственно к причалу объекта. В случае если причала с требуемой глубиной нет, то к берегу 11 пришвартовывается баржа-причал 8 с малой осадкой, а к барже – причалу 8 пришвартовывается плавучая транспортная платформа 5 мобильного металлургического комплекса ( Рис. 2). Проводится обустройство береговой территории с развертыванием складов временного хранения и подготовки металлолома 6, склада готовой продукции 7 и подъездных дорог, производится приведение оборудования металлургического комплекса в рабочее положение. Время развертывания мобильного металлургического комплекса занимает от одной до двух недель, в зависимости от подготовленности прилегающей береговой территории. Предварительно до подхода и развертывания мобильного металлургического модуля начинается демонтаж металлоёмкого объекта и первичное накопление металлолома на причале и, в дальнейшем, на складе временного хранения и подготовки металлолома 6. По окончании развертывания мобильного металлургического комплекса перед началом работы проводится испытание всех основных агрегатов комплекса, по завершении испытаний даётся разрешение на начало работы. На складе временного хранения и переработки металлолома 6 производится загрузка подготовленного металлолома с требуемой крупностью и насыпной плотностью 0,7-:-0,9 тн/м3 в технологическую тару- короба. Объём загружаемого в короб металлолома равен объёму приёмного бункера устройства загрузки металлолома в сталеплавильную печь 12. Короб с металлоломом подается краном 9, установленным на барже-причале 8 на приёмный участок устройства загрузки 13 сталеплавильного отделения 2.
ОПИСАНИЕ РАБОТЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА
В случае неудовлетворительного качества металлолома по влажности и мусору, перед пересыпкой в приёмный бункер производится его нагрев в коробе до температуры 300-:-450оС через донные подводы отводимыми от сталеплавильной печи 12 печными газами, имеющими температуру 750-:-850 оС. Нагрев металлолома до 300-:-450оС удаляет влагу и происходит выгорание органического мусора, остатков краски и смазочных материалов на его поверхности, что снижает уровень загрязнения жидкой стали вредными примесями серой и фосфором. Из короба просушенный и нагретый металлолом пересыпается в приёмный бункер устройства загрузки 13 сталеплавильной печи 12. Устройство загрузки 13 установлено на рельсовом пути с возможностью перемещения по рабочей площадке сталеплавильной печи 12. Устройство загрузки 13 с приёмным бункером, заполненным металлоломом, перемещается из приёмного участка в положение завалки металлолома в сталеплавильную печь 12. Подаётся команда на начало завалки, включается вибро- привод конвейера устройства загрузки и металлолом начинает поступать в тигель индукционной сталеплавильной печи 12. Включается рабочая электрическая мощность печи 12. По мере расплавления и осадки металлолома в печи 12 производится его периодическая под завалка. По достижении в печи12 жидкой стали требуемого веса плавки, производится отбор пробы для экспресс — анализа на химический состав. По результатам экспресс — анализа проводится корректировка хим. состава жидкой стали при её сливе в сталеразливочный ковш, подачей в ковш ферросплавов и шлакообразующих. Для выравнивания температуры в ковше и снижения содержания неметаллических включений на сталеразливочном стенде перед началом разливки стали производится донная продувка жидкой стали аргоном. Подготовленная в сталеразливочном ковше к разливке жидкая сталь по команде оператора подаётся в центробежную литьевую машину 16.
В составе литейно-прокатного комплекса предложена центробежная литьевая машина ЦЛМ с вертикальной осью вращения кристаллизатора. В центробежной литьевой машине 16 производится получение исходных кольцевых заготовок. Конструкция центробежной литьевой машины 16 позволяет извлекать кольцевую заготовку из кристаллизатора при температуре заготовки 1150-:-1250 ˚С, без остановки вращения кристаллизатора в непрерывном режиме – 60-:180 шт/минуту. После выдачи кольцевой заготовки из ЦЛМ она поступает по рольгангу к правильно деформирующей машине 18, на которой осуществляется резка исходной кольцевой заготовки гидравлическими ножницами с получением промежуточной заготовки с-образной формы и правка прокаткой промежуточной заготовки в прямолинейную полосу. Полученная полоса передающим рольгангом задается в непрерывную группу прокатного стана 19, где прокатывается на требуемое сечение арматуры, причем прокатка ведется с продольным разделением полосы на 4-:-6 стержней. Размер исходной кольцевой заготовки выбирается так, чтобы после прокатки длина стержней проката была 11,8-:-12 метров.
Рис.6 Многониточная прокатка в чистовой группе клетей
Технология многониточной прокатки разработана фирмой Даниели Италия и с успехом применяется в современных мелкосортных прокатных станах.
Целесообразность прокатки в несколько линий обусловлена достижением требуемого оптимального веса заготовки 45-:-50 кг, соответствующего запрашиваемому объёму производства 50 тыс. тонн мелкосортного проката, и требуемой длиной проката Lпр , находящейся в интервале 6-:-12 метров.
Рис.7 Схема калибровки валков в чистовой группе клетей
После прокатки в последней клети прокатного стана 19 металл тянущими роликами подается в блоки ускоренного охлаждения 20, между которыми и за последним установлены тянущие ролики. В зависимости от технологии прокатки в указанных блоках производится интенсивное охлаждение движущегося металла сплошным попутным высоко турбулентным потоком воды в закрытом объеме, при этом транспортирование проката производится тянущими роликами. Если интенсивное охлаждение не требуется, прокат транспортируется рольгангами блоков охлаждения. Устройства, расположенные в блоках ускоренного охлаждения, предназначены для охлаждения проката до 450-500С (иногда до 350- 400С) с целью термического упрочнения металла, понижения глубины обезуглероженного слоя и исключения образования цементитной сетки на поверхности металла.
Прутки, длиной до 12 м, поступают на цепной холодильник 21 для охлаждения. Охлаждение металла происходит естественным образом на воздухе при перемещении раскатов по холодильнику. После охлаждения прутки сбрасываются на передающий рольганг, передаются на участок ножниц холодной резки 22 для обрезки концов и порезке на требуемую длину 11,7; 9,0; 6,0 метров. Порезанный на мерные длины прокат передается на участок сборных карманов 23 для обвязки. Карманы установлены на весах, для взвешивания отгружаемых пакетов проката.
Обвязка пакетов производится вручную. После обвязки пакеты проката массой до 5 т отгружаются краном на склад готовой продукции.
Планировка судовой платформы.
Общий объём потребления электроэнергии оборудованием комплекса.
№ | Наименование оборудования | Потребляемая мощность, КВт |
---|
1 | Индукционная сталеплавильная печь, ИСТ-5 | 3500 |
2 | Литьевая машина | 150 |
3 | Правильно-деформирующая машина | 125 |
4 | Прокатный стан | 1200 |
5 | Линия ускоренного охлаждения проката | 250 |
6 | Рольганги, Холодильник | 120 |
7 | Вспомогательное оборудование | 150 |
| Итого: | 5495 |
Для обеспечения электроэнергией мобильного металлургического комплекса в нижней части трюмных отсеков установлен энергоблок дизель-генераторов, общей мощностью 6,0 МВт. В состав энергоблока входят шесть поршневых дизель-генератора мощностью 1,0 МВт каждый. Как пример, можно рассмотреть комплектацию энергоблока дизель-генераторными установками Atlas Copco QAC 2500.
Кроме того существует возможность обеспечения ММК электроэнергией от внешних береговых источников, которые предусматриваются при обустройстве причала для судовой платформы комплекса.
Дизельгенератор QAС 1250
Дизель-генераторная установка Atlas Copco QAC 125
Преимущества
-Сверхнизкий уровень шума.
-Сверхнизкий расход топлива - 0,071 кг/кВтч.
- Максимальное количество встроенных опций.
№ | Название параметра | Значение |
---|
1 | Напряжение | 400 В |
2 | Мощность при постоянной нагрузке (PRP) при 50 Гц Мощность при резервной нагрузке (LTP) при 50 Гц | 1250 кВА / 1000 кВт 1375 кВА / 1100 кВт |
3 | Коэффициент мощности | 0,8 |
4 | Номинальный ток при постоянной нагрузке | 1804 А |
5 | Способность мгновенного приема нагрузки | |
6 | - с падением частоты более 5% | 100% |
7 | - с падением частоты не более 5% | 65% (650 кВт) |
8 | Емкость топливного бака | 1500 л. |
9 | Топливная автономность при максимальной загрузке | 6,2 часа |
10 | Уровень звукового давления на расстоянии 7 метров при 75% нагрузке | 72 дБА |
11 | . | |
12 | Расход топлива | |
13 | 0% мощности | 21,1 кг/час |
14 | 50% мощности | 107,3 кг/час |
15 | 75% мощности | 159,0 кг/час |
16 | 100% мощности | 207,3 кг/час |
17 | Удельное потребление топлива при 100% загрузке | 0,207 кг/кВт ч |
18 | . | |
19 | Двигатель | Cummins |
20 | Модель | KTA50 |
21 | Число цилиндров | 16 |
22 | Мощность | 1097 |
23 | Подача воздуха в камеру сгорания | турбонаддув с воздушным охлаждением |
24 | Рабочий объем двигателя Управления скоростью вращения Система впрыска топлива | 50,3 л. электронное прямой впрыск |
25 | Охлаждение Емкость масляной системы | Жидкостное 140 л. |
26 | Емкость системы охлаждения | 300 л. |
27 | Обороты двигателя | 1500 об/мин |
28 | Расход масла двигателя | 0,83 л/час |
29 | . | |
30 | Генератор | |
31 | Модель | Leroy Some LSA 50.2 M6 |
32 | Степень защиты | IP23 |
33 | Класс изоляции обмоток статора | Н (высший) |
34 | Класс изоляции обмоток ротора | Н (высший) |
35 | . | |
36 | Габаритные размеры и вес | |
37 | Длина | 6060 мм |
38 | Ширина | 2440 мм |
39 | Высота | 2590 мм |
40 | Вес сухой/рабочий | 15780 / 17608 кг |
41 | . | . |
42 | Условия эксплуатации | . |
43 | Максимальная рабочая температура окружающей среды | + 45°C |
44 | Минимальная температура гарантированного запуска с системой "зимний пакет" | - 25°C |
45 | Максимальная высота эксплуатации над уровнем моря | 4000 м |
| | |
Новая металлургическая технология позволяет снизить производственные затраты на 20-:-25% . Снижение производственных затрат достигнуто за счет: — применения заготовки с размерами максимально приближенными к размерам готового проката; — исключения предварительного нагрева исходной заготовки перед прокаткой; — отсутствием избыточной прокатной деформации, при формировании готового профиля; — повышением процента мерности проката и выхода годного до 0,985; — сокращением численности производственного персонала и вспомогательных служб; -исключением или существенным снижением транспортной составляющей затрат по перевозке исходного сырья и готовой продукции.