Литейно-прокатный комплекс – это комплекс, имеющий в своём составе МНЛЗ, прокатный стан и другие устройства, которые обеспечивают прокатку не полностью остывших литых заготовок.
Основная цель создания ЛПК – это создание непрерывного поточного производства, характеризующегося небольшими расходами энергии при подготовке заготовок к прокатке. В состав ЛПК кроме МНЛЗ и прокатного стана может входить нагревательная (подогревательная) проходная печь.
Одной из важнейших научных проблем в металлургии является разработка технологии и оборудования для обеспечения прокатки сравнительно тонких заготовок после МНЛЗ без промежуточного подогрева.
Создание ЛПК обычно сопряжено с тремя проблемами (на примере разлива слитков среднего сечения 80-200 мм):
- несоответствием скорости выхода слитков (заготовок) из МНЛЗ (0,5-3,5 м/мин) и скорости входа в первую прокатную клеть (около 30 м/мин);
- недогруженностью почти в 10 раз прокатного стана при прямом совмещении с МНЛЗ;
- отсутствием промежуточного контроля состояния поверхности и макроструктуры заготовок после МНЛЗ.
Для решения первых двух проблем повышают до максимума по условиям кристаллизации скорость разливки, снижают скорость прокатки за счёт повышения степени деформации в первых прокатных клетях, переходят на разливку заготовок меньшего сечения, характеризующихся большой скоростью разливки. Проблема отсутствия промежуточного контроля решается только за счёт повышения качества жидкого металла. Для этого необходимо: а) проведение в обязательном порядке внепечной обработки; б) защита металла от вторичного окисления в кристаллизаторе, введение качественных порошковых добавок в кристаллизатор; в) точное соблюдение геометрии кристаллизатора; г) обязательный контроль уровня металла в кристаллизаторе.
Таким образом, идеальная линия ЛПК должна быть компактна, не содержать или иметь минимум промежуточных нагревательных устройств между МНЛЗ и станом, иметь одинаковые номинальные скорости в МНЛЗ и стане и оперировать с металлом высокого качества.
Для того чтобы снизить затраты на строительство ЛПК, его строят обычно на базе существующих сталеплавильных цехов, к которым пристраивают МНЛЗ и прокатный стан, или на базе прокатного стана, к которому пристраивают сталеплавильное отделение (включая внепечную обработку) и МНЛЗ. В первом варианте больше свободы выбора для разработки технологии и оборудования ЛПК. В любом случае центральным узлом ЛПК является МНЛЗ.
Использование ЛПК взамен традиционной технологии (МНЛЗ – остывание – осмотр – удаление дефектов поверхности – перевозка к прокатному стану – нагрев в печи – прокатка) позволяет экономить до 100 кг у.т./т проката, что составляет примерно 8 $/т. Если считать на среднюю производительность ЛПК около 200 тыс. тонн в год, то экономия только на топливе получается 1,6 млн. $/год. Сюда не включена экономия за счёт сокращения производственных площадей, за счёт уменьшения капитальных затрат на строительство нагревательной печи и др.
Пути совершенствования работы ЛПК:
- при производстве полосы из тонкого сляба (20-80 мм) размещение за МНЛЗ достаточно длинного термостата с использованием в качестве прокатного стана реверсивного стана Стеккеля (для справки: стан Стеккеля состоит из реверсивной клети, с обеих сторон которой установлены малогабаритные обогреваемые камеры, в которых размещаются печные моталки). ЛПК работает следующим образом: тонкий сляб выходит из МНЛЗ, проходит по термостату, обрезается по длине термостата и передаётся на стан Стеккеля при температуре 950-1050 °С. В стане сляб передаётся с одной моталки на другую и обратно несколько раз и, таким образом, обжимается в реверсивной клети до нужного сечения;
- использование отапливаемого термостата между МНЛЗ и прокатным станом в качестве буфера на случай кратковременных аварийных остановок линии ЛПК. Это позволит понизить потери энергии и металла;
- при производстве полосы из сляба толщиной до 35 мм размещение между МНЛЗ и станом Стеккеля компактной обогреваемой камеры с печными моталками. На эти моталки наматываются рулоны тонкого сляба, в дальнейшем перематываемые на моталки стана Стеккеля. Таким образом, получается компактный ЛПК с буферным устройством в виде малогабаритной подогревательной камерной печи.
