Современные тенденции развития производства метизов

А произошло это благодаря  исторической случайности. Сразу после  второй мировой войны США разместили на соседнем Тайване производство крепежа  для нужд своей армии. Благодаря  этому Тайвань сейчас является, во-первых, главным разработчиком и производителем оборудования для изготовления крепежа, а во-вторых, главным поставщиком сложного, высокотехнологичного крепежа.

Что касается производства простых крепежных изделий, то оно  постепенно было перенесено в материковый  Китай, который Тайвань обеспечивает новейшей техникой и технологиями.

Для развития метизного  производства наверное, будет правильно принять мировую модель построения отрасли через создание малых и средних предприятий, которые способны использовать новые технологии и современное оборудование. В качестве примера можно взять крепежное производство в Китае, которое за короткий период, семь-десять лет, стало крупнейшим в мире с годовым объемом 4-4,5 млн т (мировое производство крепежа 14-15 млн т).

На Тайване доля малых и средних предприятий в выпуске метизов составляет около 80%, в США - 70%, в Европе приближается к 60%.

Сегодня рынок крепежа - это рынок производителя, то есть на нем спрос превышает предложение

Компании, успешно торгующие  крепежом, рассматривают возможность открытия собственного производства, а некоторые это уже осуществили.

При современной технологии себестоимость метизных изделий, выпускаемых  малыми предприятиями, оказывается  по крайней мере не выше, чем у  гиганта. Кроме того, малый бизнес имеет более высокую рыночную маневренность, чем индустриальные монстры.

Впрочем, в крепежном  ассортименте есть позиции, которые  малому бизнесу не по плечу. Это, например, производство гвоздей.

Действительно, фактически единственные поставщики стальной проволоки - сырья для изготовления гвоздей и крепежа - крупные заводы, которые сами производят и гвозди. Цена, запрашиваемая ими за проволоку, зачастую может оказаться выше, чем рыночная стоимость самих гвоздей. Рентабельным производство гвоздей может быть только в том случае, если продавать их вагонами.

 

2. Пути сокращения расходов энергетических и материальных ресурсов в процессе выплавки стали.

Повышение эффективности  производства через снижение материалоемкости и энергоемкости является важным направлением экономической стратегии.

 

2.1Энергосбережение в металлургии

Предприятия горно-металлургического  комплекса являются одними из крупнейших потребителей топливно-энергетических ресурсов, в частности, природного газа.

Министерство промышленной политики разработало ряд нормативно-правовых актов и отраслевых программ по реализации государственной политики в сфере энергоэффективности и энергосбережения.

Все мероприятия, направленные на снижение энергоемкости производимой продукции, включены в Госпрограмму реформирования и развития горно металургического комплекса на период до 2011 г. и отраслевую программу энергоэффективности и энергосбережения на период до 2017 г.

Достичь снижения потребления  природного газа можно за счет внедрения  технологий, как внепечная обработка  чугуна и стали, кислородное дутье; перевод технологических процессов гальванизации, мойки и сушки с пара на горячую воду; проведение реконструкции, унификации и автоматизации энергетического хозяйства.

Технический прогресс в  сталеплавильном производстве сопровождается сменой технологических процессов все более производительными, и созданием агрегатов и машин все более единичной мощности и емкости. Но чем сложнее рабочий металлургический процесс и чем больше производительность, размеры технологических агрегатов и машин, тем более необходима механизация и автоматизация технологических операций.

Первый этап: развитие сталеплавильного производства характеризовался механизацией отдельных операций (например, подачи дутья в печь, загрузки материалов, перевозка жидкого металла). Большую часть работы выполняли вручную.

Второй этап: характеризуется комплексной механизацией всего процесса труда, в результате чего рабочий только управляет машинами и механизмами. Такие условия созданы в современных сталеплавильных цехах, где имеются системы механизации не только основных технологических операций, но и вспомогательных, а также механизированные и не технологические операции.

К механизированным технологическим  системам относятся системы взвешивания, дозирования, транспортировки и  загрузки сыпучих средств шихтовых материалов.

Механизированы и не технологические  операции.

Третий этап: характеризуется автоматизацией контрольных и простейших операций управления. Для этого системы управления агрегатами и машинами оснащают необходимыми приборами. Такие системы существуют практически в каждом современном сталеплавильном цехе.

Многочисленные приборы, собирающие и передающие информацию о ходе технологического процесса: различные средства автоматизации, сигнализирующие о положении  механизмов и характеризующие их перемещение.

Четвертый этап: можно охарактеризовать комплексной автоматизацией технологических процессов выплавки стали. Каждая машина должна иметь для своего управления компьютер, а если машина сложная, то систему компьютеров.

Однако внедрение комплексных автоматизированных систем с сталеплавильное производство затруднено из-за смешанного характера этого производства.

В доменном производстве одной из наиболее эффективных мер является переход на технологию выплавки чугуна с вдуванием пылеугольного топлива, которая позволяет сократить использование природного газа на 80% (или на 90 куб м на выплавку 1 т чугуна), сократить расход кокса при производстве чугуна на 20-25%.

Спад производства металлопродукции ускорил процессы структурных изменений в сталеплавильном производстве. Выводятся из эксплуатации мартеновские цехи, увеличиваются объемы стали, выплавляемой в конвертерах и электродуговых печах.

Наиболее перспективным является использование доменного, конвертерного и ферросплавного газов. До 90% образующегося доменного газа используется в качестве топлива, что составляет 20% общего объема потребленных энергоресурсов. Использование коксового газа предполагается в охладителях конвертерных газов или в когенерационных установках для выработки пара и электроэнергии. Ферросплавные газы можна использовать для подогрева шихты, а также для производства пара.

 

2.2 Повышение эффективности производства через снижение материалоемкости и энергоемкости.

 

Учитывая увеличивающийся  дефицит наиболее важных легирующих элементов (никеля, хрома, кобальта, вольфрама, молибдена и др.), основным направлением повышения механических и физических свойств продукта и снижение массы конструкций будет переход к сверхчистым углеродистым и низколегированным сталям или сталям, легированным недефицитными элементами при их более эффективном использовании управления структурой и свойствами посредством микродобавок, температурной и деформационной обработки.

Так, ученые предлагают заменить традиционную легирующую добавку в  нержавеющих сплавах – никель – на азот. В настоящее время взрывной рост цен на никель искажает структуру себестоимости нержавеющей стали. специалисты металлургического предприятия, указали азот повышает прочность стали, увеличивает ее эластичность, коррозионную и жаростойкость в агрессивных средах. Такую сталь можно использовать в авиации судостроении, в морском хозяйстве, нефтяной отрасли,  электроэнергетике, ж/д, пищевой, медицинской, химической промышленности. В 80−х годах производство высокоазотистой стали было налажено. Специалисты московского Института металлургии и материаловедения РАН совместно с ЦНИИ конструкционных материалов «Прометей» (г.Санкт-Петербург)получили сталь с содержанием азота 0,25 - 0,45%.

Таблица 1 Влияние концентрации азота (%) на показатели твердости и ударной вязкости изделия.

Показатели	0,015	0,025	0,035	0,045	0,055
Твердость, НВ	280	260	245	250	255
Ударная вязкость, КСU, (Дж/см2)	198	285	370	323	248

 

На внедрение энергосберегающих  технологий металлургическими предприятиями Донецкой области в 2008 г. было направлено 1148.52 млн грн. Благодаря этому сэкономлено 1173.35 млн куб м природного газа, 11.81 млн кВтч э/э, 1.32 тыс Гкал теплоэнергии на общую сумму 1537.31 млн грн.

В I полугодии 2009 г. металургические предприятия Донецкой обл. использовали 809.6 млн куб м природного газа, что на 1431.0 млн куб м, или на 63.9% меньше по сравнению с аналогичным периодом прошлого года. Такое снижение обусловлено не только спадом производства, но в значительной степени широким внедрением энергосберегающих технологий и энергоээфективного оборудования.

 

3 .Применение установок ускоренного охлаждения при производстве листовой стали.

 

3.1Отделка листовой стали

Все операции, которым  подвергается листовая сталь после прокатки для придания ей требуемых свойств и товарного вида, называются отделочными. К отделочным операциям при горячей прокатке листовой стали относятся: правка, охлаждение, термическая обработка, травление, дрессировка, резка, удаление поверхностных дефектов и др. В зависимости от состава оборудования стана и назначения готовой продукции листы проходят все операции или часть из них. На современных листопрокатных станах отделочные операции производятся в технологическом потоке металла и на складе готовой продукции.

Правка листовой стали  производится для придания ей ровной поверхности, так как листы после  прокатки особенно толщиной до 20 мм, получаются неровными и не удовлетворяют  требованиям ГОСТа. Толстолистовую сталь правят в горячем состоянии (700—900° С), так как при этом требуются меньшие усилия и снижаются остаточные напряжения в металле. Правильные машины располагаются за чистовой клетью на расстоянии 30—60 м от нее, при этом металл сохраняет высокую температуру.

Холодная правка применяется для листов, не выправленных на машинах горячей правки, а также ставших неровными при охлаждении и после термической обработки. На непрерывных станах правку листовой стали производят в холодном состоянии, для чего используют многороликовые правильные машины (с опорными роликами). Скорость правки определяется производительностью машины и составляет 1—5 м/с.

Охлаждение толстолистовой стали происходит на воздухе при  транспортировке по рольгангам, роликовым  цепным транспортерам и на стеллажах-холодильниках. Транспортеры — роликовые, цепные со скоростью движения цепей 0,3—0,5 м/с. Стеллаж-холодильник состоит из настила плит, механизма поперечного перемещения (шлепперы), подводящего и отводящего рольгангов. После охлаждения листы осматривают с обеих сторон, при этом они кантуются на 180°.

Исключительно важное значение имеет регулируемое и ускоренное охлаждение горячекатаных широких  полос в потоке непрерывных и  полунепрерывных станов.

Значение быстрого охлаждения полос с температуры конца  прокатки 850—900° С, обеспечивающей мелкозернистую структуру, до 550—600° С при сматывании их на, моталках увеличивается с повышением скорости про-;; катки. Сматывать листовую сталь, особенно мало- и среднеуглеродистую, при температуре 850—900°С нельзя из-за очень медленного охлаждения рулонов, приводящего к росту ферритных зерен и выделениям по их границам третичного цементита, вызывающего хрупкость стали. Ускоренное охлаждение горячекатаных полос после выхода их из последней клети стана способствует получению пластичного металла с равномерными свойствами по длине листа. В охлаждающих системах на отводящем рольганге длиной 150—200 м применяют душирующие устройства в виде труб с отверстиями диаметром 3—6 мм, через которые на движущийся готовый раскат сверху и снизу подается вода под давлением. Отдельная система предусматривается для охлаждения роликов рольганга. Система охлаждения имеет оборотный цикл.

Регулируемое и ускоренное охлаждение полос на отводящем рольганге  высокоскоростных широкополосовых  станов, работающих с ускорением, может быть осуществлено только при высоком уровне автоматизации процесса, так как необходимо учитывать температурные перепады по длине и толщине листа. Все современные отечественные широкополосовые станы в ближайшие годы должны быть оборудованы линиями ускоренного охлаждения полос.

В настоящее время  для обеспечения требуемого охлаждения металла наметилась тенденция использовать на этих станах две группы моталок: первая — на расстоянии 60—150 м от последней клети для свертывания  тонких полос, вторая — на расстоянии до 200— 250 м от последней клети для свертывания полос толщиной до 14—16 мм. Моталки ролико-барабанного типа, работающие при скорости прокатки 20 м/с и более, масса рулонов до 40 т. Для получения плотных рулонов правильной формы при свертывании осуществляется небольшое натяжение полосы.

В цехах горячей прокатки толстых листов широко применяют  нормализацию, с помощью которой  снимается наклеп и повышается пластичность стали. В ряде случаев печи для  нормализации толстых листов устанавливаются  сразу за правильной машиной параллельно основному рольгангу. По выходе из печи листы правятся на роликовой правильной машине, установленной за печью, и далее подаются в общий поток металла. На многих станах нормализационные печи расположены вне основного технологического потока.