Азовсталь — футеровка конвертера 350 т с защитными трубами и SEN

Задача на «Азовстали» охватывала две дисциплины огнеупоров одновременно: рабочий слой 350-т кислородного конвертера и расходные элементы защиты струи на двухручьевой слябовой МНЛЗ. Обычно их закупают раздельно и оптимизируют раздельно; выигрыш завода получился из того, что расходные элементы разливки рассматривались как задача длительности серии, а не как задача цены за единицу.

Клиент и условия работы завода

Двухручьевая слябовая МНЛЗ на конвертерном маршруте работает сериями, измеряемыми в плавках, и любое вмешательство внутри серии — замена защитной трубы, регулировка стопора, замена стакана — стоит времени разливки и, что дороже, нарушает установившийся режим, от которого зависит качество стали. Поэтому работа огнеупоров разливки на «Азовстали» проявляется в двух местах: удельный расход расходных элементов на тонну и число случаев прерывания серии.

Диагностика проблемы

По итогам разбора работы выявились две проблемы. На разливке требование предварительного нагрева защитных труб и погружных стаканов было отдельной операцией планирования, отнимавшей время при каждом запуске и при спешке создававшей риск термоудара по элементам, которые не были равномерно прогреты. На конвертере износ следовал привычной картине комбинированной продувки: шлаковая линия и зона металла определяли кампанию, а донный продувочный узел отрабатывал более короткий цикл, чем сам агрегат.

Инженерное решение

• Защита струи — стопоры-моноблоки, защитные трубы и погружные стаканы, подобранные как не требующие предварительного нагрева, чтобы запуск больше не ждал операции прогрева, а элемент не получал термоудара из-за неравномерного нагрева. Каждый подбирался под разливаемую марку стали: геометрия канала погружного стакана, состав пояса на уровне шлаковой линии и противозарастающая конструкция следуют за маркой, поскольку зарастание глинозёмом, эрозия канала и разрушение шлакового пояса — разные механизмы, требующие разных решений.
• Шиберный затвор — плиты и верхние дозирующие стаканы поставлялись под механизм с протоколами размеров, чтобы плита садилась на место правильно, а не водворялась силой.
• Рабочий слой конвертера — зонный по механизму: ударопрочные марки на запорной части, стойкие к окислению марки высокочистого MgO-C в шлаковой линии и зоне металла с антиоксидантным комплексом, настроенным под основность шлака и FeO, и низкоуглеродистый арматурный слой для защиты чистоты стали.
• Донная продувка — пробка, гнездовой кирпич и гнездо как один согласованный, механически обработанный комплект, проверенный по размерам до отгрузки, чтобы срок службы узла был согласован с агрегатом, а не сокращал его.

Поставка, документация и логистика

Расходные элементы защиты струи поставлялись под программу разливки с прослеживаемостью по партиям, чтобы элемент, поведший себя неожиданно, можно было проследить до партии и даты изготовления. Сертификаты анализа сопровождали материал конвертера в том же формате, а по плитам шиберного затвора выдавались протоколы размеров. Расходные элементы упаковывались по позициям разливки, а не по коду изделия, чтобы бригада МНЛЗ брала нужный элемент без пересортировки.

Монтаж и ввод в эксплуатацию

Первый запуск без предварительного нагрева проводился под надзором: проверялись обращение с элементами, посадка и режим аргона на первой плавке, поскольку элементы без прогрева меняют один шаг, но не дисциплину вокруг него, — расход аргона, защищающий трубу от подсоса воздуха, значит больше, а не меньше, когда нет прогрева, за счёт которого можно было бы компенсировать. Продувочные узлы конвертера устанавливались с проверкой посадки, а первые плавки велись по проектному профилю.

Результаты

Устранение операции прогрева сократило время оборота МНЛЗ и, что важнее, убрало переменную: тепловое состояние при запуске перестало зависеть от того, насколько тщательно был проведён нагрев. Расходные элементы защиты струи, подобранные под марку стали, сократили число вмешательств внутри серии, — а это и есть показатель, который был важен заводу. На конвертере согласование срока службы продувочного узла с кампанией устранило определяющую позицию, которая прежде завершала кампании досрочно.

Как измерялся результат

Работа МНЛЗ отслеживалась по трём показателям, а не по одному: удельный расход расходных элементов на тонну разлитой стали, число вмешательств внутри серии на одну серию и достигнутая длительность серии по маркам стали. Третий из них и есть коммерчески значимый, и именно его чаще всего не хватает, поскольку завод, отслеживающий только расход, купит самый дешёвый стакан, который вынудит вмешательство на шестой плавке, и никогда не увидит этой затраты. Работа конвертера отслеживалась как остаточная толщина по зонам в каждое ремонтное окно относительно зонного прогноза, выданного вместе с предложением, чтобы отклонение можно было отнести к конкретному механизму, а не к «футеровке». Оба набора показателей разбирались через установленные интервалы с инженерами завода, — именно это и превращает отношения поставки в инженерные.

Что применимо на других заводах

Огнеупоры разливки следует подбирать под длительность серии, а не под цену за единицу. Стакан, который стоит дороже и выдерживает полную серию, дешевле того, который стоит меньше и вынуждает вмешательство на шестой плавке, потому что вмешательство стоит времени разливки, температуры и качества. Та же логика применима и к конвертеру: продувочный узел, купленный как согласованный комплект, служит дольше, чем купленный как отдельная пробка.

Полный системный обзор защиты струи приведён на странице промежуточный ковш и защита струи, а конвертерная часть — на странице футеровка кислородного конвертера.