журналы подразделения новости подписка контакты home

архив
2001 год
2002 год
2003 год
2004 год
рубрики
РЕКОНСТРУКЦИЯ

ПРОФИЛЬ

НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ

РЫНОК ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ

РЫНОК ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

ЦЕНОВАЯ ИНФОРМАЦИЯ

гостям
Агентство "Стандарт" предлагает вам подписаться на экномические журналы – лидеры в своей области.
























"Металлы мира" – №9, 2002

РЕКОНСТРУКЦИЯ

Созидательная реконструкция

Характерные примеры успешной модернизации сталелитейных заводов

Вместо вложения значительных инвестиций в строительство новых металлургических заводов очень часто существенного повышения производительности можно достичь за счет избирательной модернизации действующих предприятий. Реконструкция существующих линий по выпуску стальной продукции может содействовать адаптации многих производственных процессов к современным технологическим требованиям и условиям. Благодаря этому растут ценность и качество выпускаемой на таких линиях продукции, которая может успешно конкурировать на сегодняшнем перенасыщенном рынке стали. Эту тенденцию уловили производители оборудования для сталелитейных заводов, предлагающие сегодня своим клиентам ряд проектов, разработанных специально для модернизации действующих линий.

Технологические пакеты от Danieli

Модернизация производственной линии на сталелитейном заводе, как правило, направлена на достижение таких целей как увеличение выпуска продукции и ее качества, снижение потребления электроэнергии и вредных выбросов в атмосферу, более строгое соблюдение правил экологической безопасности.

По данным итальянской компании Danieli – одного из ведущих европейских производителей оборудования для металлургических заводов, этих целей можно достичь за счет установки специального нового оборудования на уже действующих производственных линиях, в частности, цинкования, лужения и травления стальных изделий, а также на дрессировочных станах и станах холодной прокатки.

В интересах оптимизации данных параметров Danieli использует два различных, но взаимосвязанных метода: разработка пакетов полностью автоматических систем и внедрение новых технологических решений.

По мнению специалистов компании, для получения максимальных результатов в части повышения качества и количества выпускаемой продукции автоматические системы и оборудование должны поставляться на предприятие единым технологическим пакетом. Так, на стане холодной прокатки, например, могут одновременно располагаться новые установки по травлению с технологией Turboflo, окалиноломатели и натяжные правильные машины, дрессировочные установки, кромкообрезные ножницы, аппаратура контроля плоскостности, траверсы для быстрой смены валков, гидравлические тигли, эмульсионные системы и оборудование для проверки и контроля.

Благодаря использованию гидравлических тиглей существенно улучшаются показатели по допуску на толщину стальной полосы, уменьшается вероятность ее разрыва, достигается высокое качество рулона и повышается производительность предприятия в целом. Установка данного технологического пакета требует остановки линии на 2-3 недели, а сам он, по оценкам руководства Danieli, окупается через 1-1,5 года.

Другой технологический пакет для станов холодной прокатки включает установки по быстрой смене опорного и рабочего валков, применение которых тоже позволяет значительно повысить эффективность производственного процесса при низких расходах. При их монтаже линия обычно останавливается на две недели.

По оценкам представителей компании Danieli, самым привлекательным технологическим пакетом для производства нержавеющей и углеродистой стали может стать система травления Turboflo, при использовании которой применяются не обычные глубокие ванны для травления, а новые специальные турбулентные ванны с тонкими стенками. Эта система позволяет сократить время травления, повысить термический к.п.д., уменьшить выброс вредных веществ в атмосферу и улучшить заправку полосы. Технология Turboflo уже используется на ряде европейских заводов и характеризуется положительными отзывами.

На линии непрерывного травления возможна также замена обычных кромкообрезных ножниц новыми – револьверного типа, а их автоматическая система среди прочих операций может регулировать зазоры и перекрытие ножей кромкообрезных ножниц, зазоры ножей ножниц для рубки обрези и контроль кромки полосы встроенными автоматическими устройствами.

В результате таких действий появляется возможность регулировать головку кромкообрезных ножниц в соответствии с различными вариантами ширины полосы в течение одной минуты; за это же время можно сменить ножи ножниц. Данные операции, по оценкам экспертов Danieli, позволяют уменьшить количество обрези на 15% и более. Установка данного оборудования требует остановки линии на 4-5 недель.

Модернизация производственных линий по цинкованию и лужению может проводиться за счет монтажа натяжных правильных машин и установок с пропуском в дрессировочной клети с целью повышения качества продукции. За последние четыре года компания Danieli уже поставила 15 комплектов такого оборудования для линий цинкования (включая новые) ряду европейских государств. Данный технологический пакет обеспечивает высокую плоскостность полосы, равномерную и чистую обработку ее поверхности, улучшает механические свойства стали и повышает качество продукции в целом. Этот вид модернизации требует остановки линии всего на две-три недели.

Реконструкция станов горячей прокатки по методике Siemens

Своевременная модернизация может привести к полному обновлению индустриального предприятия, благодаря чему его жизненный цикл начинается заново. По мнению специалистов германской компании Siemens, наряду с использованием новейших технологий важнейшая задача для всех операторов металлургического завода заключается в практической реализации концепции общей модернизации и организации профессионального управления разработкой и сопровождением проектов.

Это дает возможность минимизировать сроки переоборудования предприятия и вновь запустить производство без каких-либо отсрочек и задержек, поскольку принцип "время – деньги" не утрачивает своего смысла даже в ходе работ по реконструкции. Ниже приводится пример, когда компании Siemens понадобилось всего 17 дней для проведения монтажных и пусконаладочных работ в ходе модернизации привода черновой (обжимной) клети полосового стана горячей прокатки компании Aceralia (сейчас входит в состав Arcelor) в Испании.

В марте 1999 года компания Siemens получила от Aceralia заказ на замену функционирующего в черновой клети двойного привода постоянного тока аналогичной установкой переменного тока, увеличивающей вдвое выходную мощность (2х10 МВт). На полную замену системы привода, включая повторный пуск в эксплуатацию, отводилось всего 20 дней.

В течение этого периода требовалось также полностью демонтировать старый привод постоянного тока и подготовить опоры для двигателя. Несмотря на плотный график работ специалистам Siemens удалось сэкономить три дня за счет профессиональной организации управления разработкой и сопровождением проекта, а также различного рода подготовительных мероприятий. Система управления приводом, например, прошла строгие функциональные проверки в Германии, а сами двигатели тщательно тестировались на собственном заводе в Берлине.

Компания Aceralia была более чем удовлетворена такой быстрой модернизацией черновой клети, о чем свидетельствует то, что в конце 2000 года она вновь направила Siemens заказ стоимостью в $10,1 млн. на реконструкцию чистовой (отделочной) клети, за счет чего планировалось увеличить мощность стана горячей прокатки в целом.

Реализуя этот проект, Siemens в два этапа модернизирует линию чистовой клети, предусматривая оснащение ее четырьмя синхродвигателями переменного тока, новыми конверторами и цифровой системой управления. Питание приводов переменного тока осуществляется с помощью циклонных конвертеров, а каждый из приводов имеет мощность 8 МВт.

Установка такого оборудования в сочетании с применением цифровой системы управления типа Simadyn D дала возможность увеличить производительность предприятия и сократить расходы на техническое обслуживание. Предполагается, что за счет проводимых Siemens мер по реконструкции мощность стана горячей прокатки широкой полосы компании Aceralia возрастет на 40%, кроме того, существенно повысится надежность его работы. Siemens осуществляет проект в сотрудничестве с испанской региональной компанией Siemens SA. Его первый этап в соответствии с графиком был завершен в июле 2001 года, а окончание второго этапа запланировано на август текущего года.

Высококлассная машина для литья круглых заготовок

За счет модернизации своей четырехленточной машины для литья круглых заготовок китайская корпорация Tianjin Pipe Corp планировала увеличить ее производительность от 560 тыс. до 900 тыс. т в год, а также существенно улучшить качество продукции в соответствии с новыми, более строгими требованиями рынка. Этот проект предполагалось осуществить с минимально возможными вложениями инвестиций и остановкой предприятия на самый короткий срок. Германской компании SMS Demag было предоставлено лишь 40 дней, чтобы успешно провести реконструкцию китайского сталелитейного завода.

Для реализации данного проекта SMS Demag разработала план модернизации, включавший следующие операции, нацеленные на повышение производительности и улучшение качества продукции: реконструкция или замена головки машины, состоящей из литейной формы, устройства для электромагнитного перемешивания и колебательной системы; усовершенствование секции для гибки и правки заготовок; адаптация разгрузочного и транспортного оборудования; расширение первого уровня автоматизации и инсталляция второго уровня автоматизации.

Наряду с модернизацией машины для непрерывного литья круглых заготовок реконструкции подверглись и другие производственные участки завода. В частности, были предусмотрены новые системы фильтрования для электродуговой печи и установок для предварительного нагревания лома. С целью наращивания производительности литейной машины ее скорость во время литья всех видов заготовок была увеличена на 40% за счет удлинения литейной формы от 700 до 800 мм, монтажа интегрированного устройства для электромагнитного перемешивания и новой колебательной системы.

Вследствие значительного расстояния между лентами установка системы для электромагнитного перемешивания могла быть осуществлена только при изготовлении всей головки машины по индивидуальным размерам. В этом случае действующее колебание классического рычажного типа было заменено резонансным, разработанным и запатентованным компанией SMS Demag. Такая "неупругая" система обеспечивает необходимую для движений осциллятора точность. По данным специалистов SMS Demag, новая методика установки колебательной рамки только на одной стороне машины позволяет быстро и легко заменять старое колебание рычажного типа и существенно снижать нагрузку, приходившуюся ранее на машинную головку.

Возросшая скорость литья позволила сократить продолжительность цикла. Это, в свою очередь, потребовало: модификации и адаптации разгрузочного и отделочного оборудования, в частности, переориентации газорезательной машины по направлению литья; увеличения быстродействия передаточных установок и оборудования перекрестной транспортировки; сокращения продолжительности цикла работы действующего поворотного холодильного агрегата.

Параллельно с установкой нового и модернизированного оборудования SMS Demag оснастила первый уровень автоматизации завода новыми операционными и визуальными системами. В дополнение к программному обеспечению управления эксплуатацией машины непрерывного литья SMS Demag также поставила специальный компьютер для второго уровня автоматизации с целью координации и оптимизации работы электродуговой и ковшовой печей, а также непосредственно литейной машины.

Базовые и производственные автоматические системы оснащены адаптированными моделями для управления технологическим процессом, мониторинга и оценки качества продукции. По данным экспертов SMS Demag, в сочетании с заводским компьютером такая платформа обеспечивает полную автоматизацию операций с высокими качественными показателями.

Интегрированная автоматизированная система включает следующие компоненты:

базовую автоматическую систему;

визуальную систему "интерфейс взаимодействия человека с аппаратурой";

программируемые логические контроллеры (Programmable Logic Controllers – PLCs);

устройства интеграции действующих PLCs с модификациями программного обеспечения;

систему управления технологическим процессом;

аппаратуру интегрирования лаборатории завода в автоматизированную систему управления производством (АСУП).

В ходе обновления АСУП было проведено более 10 тыс. новых соединений и создано 40 коммуникационных узлов. Системы управления технологическим процессом для плавильного цеха и литейной машины были полностью переоснащены благодаря новому компьютерному оборудованию и математическим моделям, включая модернизацию центральной базы данных для хранения информации о технологических и исторических процессах.

Для обеспечения плавной и целенаправленной интеграции SMS Demag посчитала целесообразным внедрить обычную диалоговую систему на базе применения интерфейсов взаимодействия человека и аппаратуры. Структура новой системы представляет собой комбинацию современного интерфейса пользователя от SMS Demag и старых диалоговых программ, хорошо знакомых персоналу завода. Она была выбрана потому, что хорошо поддерживала отображение китайского шрифта и позволяла быстро и легко переключаться с английского языка на китайский и наоборот.

В итоге модернизация машины для литья круглых заготовок на заводе китайской корпорации Tianjin Pipe Corp позволила улучшить качество поверхности стали для прямой загрузки и микроструктуру материала, сократить количество обрези на протяжении всего производственного цикла, повысить производительность предприятия за счет уменьшения сбоев в технологических процессах, увеличить скорость литейной машины, обеспечить надежность производства и точность параметров литья за счет модернизации первого и второго уровней автоматизированных систем управления.

Предварительный аудит

Модернизация действующих проволочных прокатных станов – одно из основополагающих условий поддержания этих установок в конкурентоспособном состоянии еще со времен введения в эксплуатацию первого такого объекта. Одним из главных специалистов в проведении такого рода модернизации считается американская компания Morgan Construction Co, основанная в 1888 году и осуществившая за свою историю сотни реконструкций проволочных прокатных станов.

Хотя внедрение новых технологий стало ключевым элементом в модернизации любых типов станов, история свидетельствует о том, что успешная реализация проектов по реконструкции таких установок зависит от выполнения ряда дополнительных мероприятий, в частности, расширенного предварительного планирования и подготовки персонала, что, безусловно, следует учитывать и в ходе строительства новых станов.

Именно с таких позиций действовала Morgan Construction Co при проведении коренной модернизации проволочного прокатного стана № 3 на одном из заводов южнокорейской компании Posco, успешно завершенной в начале текущего года. Этот двухклетевой стан – самый мощный из трех действующих проволочных станов корпорации Posco. Он способен изготовлять проволоку при температуре 750°C и со скоростью 100 м/с. Диаметр проволоки – 5-22 мм. После модернизации производительность обеих клетей возросла от 700 тыс. до 820 тыс. т в год.

Участие Morgan Construction Co в реализации этого двухлетнего проекта началось еще до того, как компания получила заказ на его осуществление в октябре 2000 года. Как говорит Марк Шор, президент Morgan Construction Co, для исключения любых неожиданностей было решено провести предварительный аудит стана корпорации Posco для выявления возможных препятствий, способных помешать установке современных операционных систем. Задача такого рода аудита, по словам Брайана Аллена – директора службы сервиса Morgan Construction Co, заключалась в модернизации стана таким образом, чтобы он осуществлял нужные клиенту операции с использованием самых последних технологий и инженерных ноу-хау компании.

В ходе проведения аудита были обнаружены существенные дефекты в системе смазки, куда поступала охлаждающая вода от действующего стана, что могло создать серьезные проблемы для проведения общей реконструкции. Поэтому было принято решение установить независимую систему смазки. Хотя это потребовало дополнительных финансовых затрат и устройства вспомогательных трубопроводов, реализация данного решения исключала риск загрязнения водой нового оборудования. В результате проведенного аудита эта проблема была исчерпана, благодаря чему улучшилась производительность стана.

Идея самой модернизации заключалась в использовании проволочного редукционно-калибровочного стана (reducing/sizing mill – RSM) типа Tekisun™, операционные преимущества которого заключаются в высоких скоростях прокатки в чистовой (отделочной) клети, допусках на толщину изделия в пределах ±0,1мм, прокатке свободных размеров и др. RSM был установлен между проволочным станом без кантовки раската (No-Twist® Mill – NTM), протяжным роликом и виткообразователем с целью обеспечения для Posco операционной гибкости при эксплуатации стана.

Прочие примененные в ходе модернизации инновации включали:

1. Систему мониторинга состояния подшипников, осуществляющую непрерывный мониторинг температуры подшипников для NTM, RSM, протяжных роликов и виткообразователей и предупреждающую оператора о возникновении ситуаций, ведущих к поломке подшипников.

2. Систему мониторинга вибраций, которая ведет постоянный мониторинг уровня вибраций селективных компонентов NTM, RSM, протяжных роликов и виткообразователей и информирует оператора о вероятности возможных поломок.

3. Систему управления температурой, поддерживающую требуемый уровень и единообразие температуры при прокатке. Она также обеспечивает автоматическое (без вмешательства оператора) достижение нужной температуры (±10°C) на выходе виткообразователей.

Модернизация проволочного стана

№ 3 компании Posco проводилась в два этапа с целью исключения сбоев в производственном процессе. На первом этапе (август 2001 года) стан был остановлен на 8 дней для замены водяных баков статическими желобами. Вторая фаза реконструкции была завершена в декабре 2001 года.

Олег Зайцев,
по материалам Metal Bulletin Monthly

 
© агенство "Стандарт"