Внастоящее время сложилась достаточно сложная ситуация с обеспечением резко растущего спроса на строительный прокат в южных регионах РФ, особенно в Краснодарском крае. Особый интерес все это приобрело в связи с выигрышем России права проведения зимней Олимпиады в Сочи. Это, естественно, большие объемы строительных работ. Учитывая опыт создания мини-заводов, Афипское производственное предприятие пошло по пути создания вначале ресурсной базы сталеплавильного производства. В результате появилось независимое ломоперерабатывающее предприятие, использующее высокотехнологичное оборудование, привлекающее для ресурсного обеспечения небольших ломосборщиков. На территории Афипского производственного предприятия (ООО «АПП»), расположенного в поселке Афипский Северского района Краснодарского края, эксплуатируется комплекс по переработке металлического лома, который был введен в эксплуатацию в 2003 г. как первый этап строительства металлургического завода.
Переработка металлолома осуществляется:
● на шредерной установке производительностью около 200 тыс. т в год;
● на гидравлических пресс-ножницах с усилием реза 1000 т;
● на прессе для брикетирования стружки;
● на участках огневой резки и сортировки лома. Общая производственная мощность участков по переработке лома составляет 665 тыс. т в год. В 2007 г. ГП «Укргипромез» совместно со специалистами ООО «АПП» разработал проект развития предприятия, предусматривающий строительство комплекса металлургического завода. Производственная программа завода составляет 600 тыс. т в год арматурной стали диаметром 8–40 мм в прутках и товарной литой заготовки.
Особенностями площадки строительства, повлиявшими на формирование генплана завода (рис. 1) являлись:
● вытянутая с юга на север конфигурация с размерами по длине 1000 м и по ширине 300 м;
● граница площадки с запада определена по руслу ручья Ерик и имеет сложную геометрическую форму;
● через южную часть площадки с востока на запад проходит ЛЭП 110 к, которая подлежит сохранению при строительстве завода;
● в центральной части площадки расположена шредерная установка. Также усложняющими факторами при проектировании завода являлось то, что:
● строительство предусматривается в сейсмически опасном районе (сейсмичность 8 балов);
● район проектируемого строительства характеризуется сложными инженерно-геологическими и гидрогеологическими условиями. На площадке завода получили развитие такие опасные инженерно-геологические процессы, как подтопление (образование «верховодки», затопление, заболачивание). Установившийся уровень гидравлически связанных горизонтов находится на глубине около 2,5 м от поверхности земли. Прогнозный уровень в осенне-зимний период следует ожидать на глубине около 2,0 м. Строительство завода предусматривается поочередно: в первую очередь сооружается прокатный комплекс, работающий на привозной заготовке, во вторую очередь — электросталеплавильный комплекс. Основным объектом электросталеплавильного комплекса является электросталеплавильный цех (ЭСПЦ).
Производственная программа ЭСПЦ составляет 600 тыс. т в год непрерывнолитой заготовки, в том числе:
● квадрат сечением 125х125 мм, длиной 12 м – 572 тыс. т в год (для собственного прокатного цеха);
● квадрат сечением 150х150 мм, длиной 12 м – 28 тыс. т в год (товарная заготовка). Марочный сортамент — углеродистые и низколегированные стали. Для производства литой заготовки в ЭСПЦ предусматривается установка:
● дуговой сталеплавильной печи (ДСП) емкостью 95 т;
● установки ковш–печь (УКП);
● четырехручьевой машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Технические характеристики ДСП, УКП и МНЛЗ приведены в таблицах 1–3. Режим работы ЭСПЦ принят 365 суток в году по непрерывному четырехбригадному графику в 3 смены. Технологическая схема производства непрерывнолитых заготовок в ЭСПЦ приведена на рисунке 2. Технология производства стали реализуется в 2 стадии — получение в электродуговой печи полупродукта и рафинирование его в ковше на установке ковш–печь с получением стали заданного состава и температуры для последующей разливки ее на МНЛЗ.
Работа ДСП предусматривается по технологии с «жидким остатком», с использованием энергии электрической дуги, топлива (природный газ и углерод) и кислорода. Выплавка стали предусматривается из шихты, состоящей из 100% металлического лома с добавлением железосодержащих брикетов (продукт переработки отходов сталеплавильного и прокатного производств). Завалка в печь металлошихты производится завалочными корзинами емкостью 75 м3 в 2 приема — завалка и подвалка. Первая корзина содержит до 60% от общей завалки шихты, вторая — 40%. Для исключения попадания влаги в ДСП предусмотрена сушка лома в завалочных корзинах.
Слив шлака производится без использования шлаковых чаш — на пол в специально оборудованный отсек. В процессе выпуска металла в ковш подаются ферросплавы (на нижний предел заданного анализа по легирующим элементам), карбюризаторы (при необходимости повторного науглероживания металла), шлакообразующие для десульфурации и термоизоляции.
При этом производится продувка стали аргоном через пористые пробки в днище ковша. На УКП осуществляется доводка стали по химсоставу и температуре в зависимости от выплавляемой марки с последующей передачей сталеразливочного ковша для разливки стали на МНЛЗ. Разливка стали производится открытой струей, для некоторых марок стали может использоваться разливка с погружным стаканом. Резка заготовок на мерные длины осуществляется машиной газовой резки (МГР). Строительство электросталеплавильного цеха (ЭСПЦ) предусматривается в непосредственной близости от прокатного цеха для возможности осуществления «горячего всада» непрерывнолитых заготовок для экономии энергоресурсов. Отрезанная мерная заготовка транспортируется рольгангом для «горячего всада» к загрузочной решетке нагревательной печи прокатного стана либо через холодильники МНЛЗ на склад непрерывнолитой заготовки прокатного цеха.
ЭСПЦ представляет собой четырехпролетное неотапливаемое здание в составе:
● пролета сыпучих;
● печного пролета;
● разливочного пролета;
● пролета отгрузки заготовок.
В состав ЭСПЦ также входит отдельно стоящее скрапное отделение. Объемно-планировочные решения по ЭСПЦ приведены на рисунках 3–5. Скрапное отделение предназначено для хранения подготовленного лома и загрузки его в завалочные корзины ДСП. Отделение представляет собой открытую бетонированную площадку площадью 8400 м2. Доставка лома в скрапное отделение осуществляется автотранспортом из существующих отделений подготовки лома. Проектом предусмотрена возможность доставки в отделение подготовленного лома со стороны автои железнодорожным транспортом.
Лом предусматривается хранить навалом и в закромах. Объем закромов — 3600 м3. Погрузочно-разгрузочные работы осуществляются фронтальными автопогрузчиками и автопогрузчиками, оснащенными лепестковыми грейферами. Завалочные корзины из печного пролета ЭСПЦ в скрапное отделение перевозятся двумя дизельными самоходными скраповозами, оборудованными весовыми устройствами. Загрузка завалочных корзин ломом осуществляется при помощи автопогрузчиков, оснащенных лепестковыми грейферами. К скрапному отделению примыкают установки сушки лома в завалочных корзинах ДСП, расположенные над путями скраповозов. Пролет сыпучих размещается в пролете Г/-Д. Длина пролета 24,0 м ширина 10,0 м, высота до уровня низа кранового пути +36,0 м. В пролете размещаются расходные бункера и оборудование механизированной системы дозированной подачи сыпучих материалов и ферросплавов, обеспечивающее автоматическое дозирование и подачу материалов из расходных бункеров в ДСП, сталеразливочный ковш при выпуске стали и УКП.
Подача материалов в расходные бункера осуществляется при помощи вертикального конвейера с узла приема материалов, примыкающего к пролету в осях 6/2–7 по ряду Г. Пролет обслуживается мостовым электрическим подвесным однобалочным краном грузоподъемностью 5 т. Печной пролет размещается в рядах В/Г. Длина пролета 182,0 м, ширина 28,0 м, высота до уровня головки подкранового рельса +23,0 м. В пролете установлены ДСП (отметка рабочей площадки +6,500 м), установка ковш–печь (отметка рабочей площадки +5,200 м), поворотный стенд МНЛЗ, оборудование для ремонта сталеразливочных ковшей, свода, корпуса и подины ДСП. Слив шлака из ДСП производится «под себя» в специально оборудованный отсек, без использования шлаковых чаш.
Стены и свод отсека облицованы водоохлаждаемыми панелями для снижения температурного воздействия расплавленного шлака на металлоконструкции рабочей площадки и оборудование в районе ДСП. Пол отсека выполнен из жаростойкого бетона с армированием рельсами для исключения «задиров» бетона ковшом автопогрузчика. Вдоль стен отсека до уровня водоохлаждаемых панелей насыпаются откосы из мелкого щебня, а на границе между отсеками насыпается бруствер высотой не менее 500 мм – для исключения высокотемпературного воздействия на стены участка и растекания шлака.
Для подсыпки используется шлаковый щебень мелкой фракции, поступающий из закромов для складирования шлакового щебня. Возможно также применение отходов огнеупорных материалов. Слив шлака производится через рабочее окно печи. По мере скачивания и растекания шлака по отсеку происходит его охлаждение с образованием застывшей корочки. Уборка шлака из отсека осуществляется с помощью шлакоуборочного агрегата. Перед началом уборки жидкий печной шлак перемешивают со шлаковым щебнем, имеющимся на участке. Для предотвращения на участке аварийной ситуации в уборочном отсеке установлена камера видеонаблюдения, монитор которой расположен в ПУ ДСП. Слив ковшевых остатков шлака осуществляется на пол в специально оборудованный отсек, размещенный в осях 2–3 по ряду Г. Вывозится шлак спецтранспортом.
В осях 3–5 по ряду Г к пролету примыкает мастерская по подготовке и ремонту шиберных затворов. Пролет обслуживается мостовым электрическим завалочным краном грузоподъемностью 150+32 т, мостовым электрическим литейным краном грузоподъемностью 150+32 т и мостовым электрическим краном общего назначения грузоподъемностью 80+20 т. Разливочный пролет размещается в рядах Б–В. Длина его — 84,0 м, ширина 34,0 м, высота до уровня головки подкранового рельса +23,0 м.
В пролете размещено оборудование для формирования непрерывнолитой заготовки (кристаллизаторы, секции вторичного охлаждения, роликовые секции, формирующие ручьи МНЛЗ), тянуще правильная машина, машины газовой резки и оборудование для транспортировки непрерывнолитых заготовок к холодильнику МНЛЗ. В осях 4–6/1 расположен участок ремонта и обслуживания промежуточных ковшей. В осях 1–2 находится участок настройки и гидроиспытаний кристаллизаторов МНЛЗ. Пролет обслуживается мостовым электрическим краном общего назначения грузоподъемностью 55/16 т. Пролет отгрузки заготовок размещается в рядах А–Б. Длина пролета 66,0 м, ширина 36,0 м, высота до уровня головки подкранового рельса +11,0 м.
В пролете размещен холодильник МНЛЗ и рольганги для передачи заготовок в прокатный цех. Пролет обслуживается мостовым электрическим краном грузоподъемностью 25(12,5+12,5) т. Для обеспечения метеорологических условий и поддержания чистоты воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне технологических пролетов электросталеплавильного цеха предусматривается локализация и отвод отходов, выделяющихся при проведении технологических процессов от четвертого отверстия ДСП, подкрышного зонта, крышки УКП, механизированных систем подачи сыпучих и ферросплавов, установки ломки футеровки сталеразливочных ковшей и др. Для защиты атмосферного воздуха от пыли предусматривается очистка уловленных запыленных газов в высокоэффективном рукавном фильтре с импульсной системой регенерации рукавов сжатым воздухом до конечной концентрации 10 мг/м3.
Отличительными особенностями проектируемого ЭСПЦ являются:
● торцевая схема подачи скрапозавалочных корзин в печной пролет цеха;
● механизация подачи извести и кокса в завалочные корзины ДСП;
● минимизация внутрицеховых перевозок за счет совмещения печного и раздаточного пролетов (ДСП, УКП и поворотный стенд МНЛЗ размещаются в одном пролете), а также склада непрерывнолитой заготовки ЭСПЦ со складом непрерывнолитой заготовки и готовой продукции прокатного цеха;
● подача сыпучих материалов в расходные бункера ДСП и УКП предусмотрена вертикальным конвейером через приемный узел;
● организация «горячего всада» непрерывнолитой заготовки в нагревательную печь прокатного стана
● бескрановая передача непрерывнолитой заготовки в прокатный цех. Технико-экономические показатели ЭСПЦ приведены.
Проектом также предусмотрена утилизация всех образующихся производственных отходов, для чего предусмотрено строительство:
● отделения переработки шлака и боя огнеупоров. Извлеченный скрап возвращается в сталеплавильный передел в шихтовку ДСП, фракционированный шлаковый щебень отгружается потребителям;
● установки брикетирования железосодержащих отходов (пыли газоочисток, металлсодержащих шламов, окалины сталеплавильного и прокатного производств). Металлсодержащие брикеты возвращаются в сталеплавильный передел в шихтовку ДСП. ВЫВОДЫ 1. Разработанный проект Афипского электрометаллургического сталепрокатного завода показал возможность и экономическую целесообразность строительства мини-завода в Краснодарском крае. Срок окупаемости капитальных затрат 1-й очереди строительства (от начала эксплуатации) составляет 3,5 года, полного развития 2,7 года. 2. Принятые в проекте технические решения позволяют в короткий срок (расчетная продолжительность 1 и 2 очередей составляет по 24 месяца) и с минимальными капитальными затратами построить завод, выпускающий конкурентоспособную востребованную продукцию, отвечающую мировым стандартам. 3. Принятые технические решения минимизируют воздействие предприятия на окружающую среду (замкнутая система водоснабжения, применение газоочисток обеспечивающих очистку дымовых газов до конечной концентрации 10 мг/м3, строительство объектов по утилизации отходов и др.). 4. Проведенные расчеты показали экономическую целесообразность строительства завода в один этап, что позволит сократить продолжительность строки, снизит капитальные затраты и уменьшит срок окупаемости вложенных средств (от начала строительства).
metallolom 