В прокатных цехах на нагревательных колодцах обжимных станов установлены местные системы автоматизации нагрева, транспортировки и управления резкой слитков. Программные автоматические устройства обеспечивают требуемую последовательность работы рольгангов и других транспортных механизмов, подающих металл к валкам клетей, ножницам, пилам, холодильникам. Широко внедряются системы автоматического рационального раскроя проката с применением специализированных ЭВМ.
Автоматизация также позволяет решить ряд социальных задач — улучшает условия труда, изменяет социальный состав трудящихся в отрасли, труд малоквалифицированных работников уступает место труду высококвалифицированных специалистов, уменьшается число рабочих мест с тяжелыми условиями труда, работа металлургов становится более привлекательной. К примеру, при уровне механизации доменных цехов, характерном для 20–30-х годов, обслуживание печи объемом 3200 кубических метров потребовало бы 2500 человек только на подаче и загрузке шихтовых материалов и уборке продуктов плавки.
Несмотря на рост количества ЭВМ в металлургическом производстве у нас и за рубежом, в последние годы металлурги стали смотреть более трезво на возможности автоматизации агрегатов. Когда-то, в эпоху кибернетического бума, казалось сравнительно легким, а главное возможным автоматизировать любые агрегаты. Стоит лишь оснастить их достаточным количеством быстродействующих машин — и все проблемы решены. На практике дело оказалось сложнее. Приходится более углубленно изучать особенности использования вычислительной техники на заводах, памятуя о том, что… “каждый раз, когда автоматизация в том или ином случае достигает уровня применения управляющих машин… данная отрасль промышленности, транспорта, сельского хозяйства или другой какой-либо сферы человеческой деятельности захвачена научно-технической революцией” [7].
Главное в том, что автоматизация в традиционной металлургии затрудняется смешанным характером производства — здесь мы сталкиваемся с непрерывными, цикличными и дискретными (прерывистыми) процессами. Исходя из интересов технологии, включающей непрерывные процессы, металлургия развивается в направлении максимального увеличения единичной мощности рабочих машин (станов) и агрегатов (печей), а с точки зрения технологии, имеющей дискретные процессы, — в направлении роста номенклатуры, повышения гибкости процессов и оборудования при относительно малом увеличении его мощности.
Недостаточное изучение металлургических процессов, представляющих собой сложный комплекс химических и физических явлений, снижает эффективность от использования ЭВМ. Выход из положения лежит на пути лучшего изучения процессов, углубления теории автоматизации, в создании так называемого эвристического программирования, когда учитываются индивидуальные особенности каждой решаемой задачи, ранее приобретенный опыт. Достижения на этом пути приведут к более эффективному использованию традиционных процессов. И все-таки их дискретность и цикличность едва ли позволит достичь результатов, соизмеримых с достижениями автоматизации в машиностроении (многократное увеличение производительности агрегатов). Традиционные процессы имеют свой предел. Путь к его преодолению — переход на новые технологические основы, позволяющие вести прямое и непрерывное получение металла.
Прямые и непрерывные процессы
Наряду с совершенствованием традиционной технологии все устойчивее ведется поиск новых перспективных способов получения металла, прежде всего прямыми и непрерывными процессами. Повышенный интерес к проблемам прямого получения железа из руд связан с уменьшением запасов коксующихся углей, открытием новых богатых месторождений дешевого природного газа, необходимостью получения чистого полупродукта для выплавки специальных сталей и для нужд порошковой металлургии, а также стремлением развивать производство на местном сырье.
Во многих странах получены тысячи патентов на различные способы прямого восстановления железа из руд. Опробовано свыше 70 способов, но лишь немногие из них осуществлены и при том в небольшом промышленном масштабе. Пока не один из них не может конкурировать с доменным производством по объему производительности и себестоимости продукции. Однако работы в этой области неудержимо развиваются.
Процессами прямого получения железа называют такие химические, электрохимические или химико-термические процессы, когда, минуя доменную печь, непрерывно получают из руды металлическое железо в виде губки, крицы или жидкого металла. Эти процессы можно вести, не расходуя кокс, и металл выходит высокой чистоты.
На территории Курской магнитной аномалии, в руде которой содержится 60–65% металла, ведется строительство Оскольского электрометаллургического комбината — первенца бездоменной металлургии в нашей стране. Это будет предприятие с производственным циклом, основанным на прямом восстановлении железа без применения кокса и проплавкой его в электропечах. С пуском комбината на полную мощность он будет производить окисленные и металлизованные окатыши, высококачественные стали, сортовой и листовой прокат высшего качества для изготовления подшипников, котлов, автомобильных рессор, пружин.
В сооружении комбината принимают участие фирмы ФРГ. Они ведут разработку части проектно-технической документации и осуществляют поставки основного оборудования.
Комбинат, который строится здесь, не знает аналогов по масштабам. Необычность Оскольского электрометаллургического — в принципиальной новизне технологии для нашей страны. Близость Курской атомной электростанции и сырьевой базы КМА обеспечит стабильность работы всех подразделений, гарантирует качество конечной продукции.
Концентрат с содержанием железа до 70% “потечет” от ГОКа по трубопроводам и под давлением 10 МПа быстро преодолеет 26-километровое расстояние. Полученные из концентрата окатыши пройдут обжиг, а затем подвергнутся металлизации. Эту операцию проделает нагретый до 1000° С и преобразованный в смесь водорода и окиси углерода природный газ.
И вот они — невзрачные на вид серые шарики, отличные заменители металлолома и чугуна. Их можно непрерывно загружать в электрические печи и выплавлять редкую по своим достоинствам сталь. Послушные воле человека, мощные станы превратят литые заготовки в нужные профили проката с микронным допуском. Предприятие будет поставлять заготовки точного профиля, почти не требующие обработки на металлорежущих станках.
Окидывая взглядом все звенья металлургического передела: окомкование руды, доменный процесс, разливку и прокатку стали, можно видеть, что здесь либо уже использованы непрерывные процессы, либо эти звенья непрерывны по своей сути и могут быть на них переключены. Поэтому перевод разделяющего их сталеплавильного передела на непрерывный процесс революционизирует не только сам передел, но и металлургическое производство в целом, открывая путь к созданию сквозной поточной линии завода-автомата.
Металлургам хорошо известно, как преобразилось производство, увеличилось время получения металла и облегчился труд людей, когда в 1958 году на горьковском заводе “Красное Сормово” впервые в стране внедрили машину непрерывного литья заготовок МНЛЗ. Не случайно сейчас такие машины установлены на многих заводах страны. За одиннадцатую пятилетку намечено довести разливку стали на них до 35–37 миллионов тонн в год.
Технологические процессы производства профилей методом непрерывного литья считают одним из самых крупных достижений в черной металлургии второй половины XX века. Строительство МНЛЗ сейчас — основной фактор увеличения эффективности и производительности сталеплавильного цеха, обеспечивает возможность расширения объема производства.
Преимущества выражаются в сокращении производственного цикла, повышении качества заготовок вследствие большей их однородности, что дает в свою очередь снижение технологических отходов на последующей стадии и обеспечивает постоянное свойство металла, предусмотренное существующими технологическими условиями.
