Блюминг¶

Блюминг — это крупный прокатный стан для обжатия стальных слитков большого сечения в заготовку квадратного или близкого к нему профиля (блюм). Относится к классу обжимных станов и является первым звеном в технологической цепочке передела слитка в сортовой прокат. Блюминг предназначен для разрушения литой структуры металла, уплотнения его и придания формы, пригодной для последующей прокатки на сортовых станах или заготовочных станах.

¶История

¶Возникновение и развитие

Потребность в блюмингах возникла в конце XIX века с ростом производства стали и увеличением массы разливаемых слитков. Ручная ковка и первые паровые молоты не могли обеспечить необходимую производительность и качество обработки крупных заготовок. Первые блюминги появились в 1880-х годах в США и Европе. Они представляли собой двухвалковые реверсивные клети с приводом от паровой машины.

В России первый блюминг был установлен в 1892 году на Нижне-Тагильском металлургическом заводе. Однако массовое внедрение блюмингов в отечественной металлургии началось в годы первых пятилеток (1930-е годы). В 1933 году на Магнитогорском металлургическом комбинате (ММК) был введён в эксплуатацию блюминг № 1, спроектированный и построенный совместно с американскими фирмами. Это стало одним из символов индустриализации СССР.

¶Советский период

В послевоенные годы в СССР была создана собственная школа проектирования блюмингов. На Уралмашзаводе (г. Екатеринбург) и Новокраматорском машиностроительном заводе (НКМЗ, г. Краматорск, Украина) разрабатывались и изготавливались мощные блюминги для крупнейших металлургических комбинатов. К концу 1960-х годов в СССР действовало более 30 блюмингов, обеспечивавших основную массу заготовок для сортовых станов.

¶Современное состояние

С 1970-х годов в мире начался переход от блюмингов к более производительным и экономичным машинам непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). МНЛЗ позволяют получать заготовку непосредственно из жидкой стали, минуя стадию обжатия слитка. Тем не менее, блюминги продолжают использоваться на предприятиях, где перерабатываются крупные слитки (например, для производства особо ответственных марок стали, крупных поковок или при ремонтных работах). В России блюминги эксплуатируются на ММК, «Северстали», Нижнетагильском металлургическом комбинате (НТМК) и других заводах, хотя их доля в общем объёме производства заготовок неуклонно снижается.

¶Классификация и устройство

¶Типы блюмингов

По конструкции и назначению блюминги делятся на:

• Реверсивные двухвалковые — классический тип, где слиток прокатывается в одном направлении, затем валки реверсируются (меняют направление вращения), и прокатка продолжается в обратном направлении. Обеспечивают высокую степень обжатия за один проход.
• Непрерывные — многоклетьевые станы, где слиток последовательно проходит через несколько клетей, расположенных одна за другой. Используются реже, обычно для массового производства заготовок стандартных размеров.
• Универсальные — могут работать как в режиме блюминга (обжатие слитка), так и в режиме слябинга (прокатка слябов — плоских заготовок).

¶Основные узлы

Блюминг состоит из следующих ключевых элементов:

1. Приёмный рольганг — транспортёр, подающий нагретый слиток из нагревательных колодцев к валкам.
2. Рабочая клеть — основная часть стана, в которой установлены два (или более) валка. Валки имеют специальные калибры (ручьи) для придания заготовке необходимой формы. Диаметр валков современных блюмингов может достигать 1,2–1,5 метра.
3. Привод — электродвигатель (обычно постоянного тока) мощностью от 5 до 15 МВт, соединённый с валками через редуктор и шестерённую клеть. Реверсивный привод позволяет менять направление вращения валков.
4. Манипулятор — механизм для поворота слитка вокруг оси и перемещения его вдоль валков для прокатки в разных калибрах.
5. Ножницы — устройство для резки полученного блюма на мерные длины (обычно 4–12 метров).
6. Отводящий рольганг — транспортёр для передачи готовой заготовки на склад или на последующие станы.

¶Технологический процесс

Процесс прокатки на блюминге включает несколько этапов:

1. Нагрев слитка в нагревательных колодцах до температуры 1200–1300 °C (для обеспечения пластичности стали).
2. Подача слитка на приёмный рольганг.
3. Прокатка — слиток пропускается через валки несколько раз (обычно 9–15 проходов). С каждым проходом сечение слитка уменьшается, а длина увеличивается. Валки реверсируются, и слиток перемещается вперёд-назад до достижения заданных размеров.
4. Резка — полученный блюм разрезается ножницами на заготовки требуемой длины.
5. Охлаждение и складирование.

¶Характеристики и параметры

Основные технические характеристики блюмингов:

• Размеры исходного слитка — масса от 2 до 25 тонн (иногда до 50 тонн), сечение от 500×500 мм до 1200×1200 мм.
• Размеры получаемого блюма — сечение от 150×150 мм до 400×400 мм (квадрат) или прямоугольник.
• Скорость прокатки — до 6–8 м/с при последних проходах.
• Производительность — от 1 до 6 млн тонн в год (в зависимости от размеров и режима работы).
• Мощность привода — 5–15 МВт.

¶Применение и значение

¶Роль в металлургии

Блюминг является ключевым звеном в производстве сортового проката. Полученные на нём заготовки (блюмы) затем направляются на:

• Сортовые станы — для производства арматуры, круга, уголка, швеллера, балки и других профилей.
• Заготовочные станы — для дальнейшего обжатия в заготовки меньшего сечения (например, для проволочных станов).
• Кузнечно-прессовое производство — для изготовления крупных поковок (валы, роторы, оси).

¶Достоинства и недостатки

Достоинства:

• Высокая степень обжатия (до 90–95 %), что позволяет эффективно разрушать литую структуру слитка.
• Возможность переработки слитков любых марок стали, включая легированные и специальные.
• Гибкость — можно получать заготовки разных размеров на одном стане.

Недостатки:

• Высокая энергоёмкость и металлоёмкость оборудования.
• Необходимость нагрева слитков, что требует дополнительных энергозатрат.
• Меньшая производительность по сравнению с современными МНЛЗ.
• Образование окалины (до 1–2 % от массы слитка).

¶Интересные факты

• Самый мощный в мире блюминг (по массе слитка) был установлен в 1960-х годах на заводе «Криворожсталь» (Украина) — он мог перерабатывать слитки массой до 50 тонн.
• В 1930-е годы в СССР блюминги считались символом индустриальной мощи. Их строительство широко освещалось в прессе, а рабочие-сталевары были героями социалистического труда.
• Блюминг часто называют «сердцем» металлургического завода, так как от его работы зависит ритмичность всего последующего передела.
• Некоторые старые блюминги, построенные в 1930-х годах, продолжают эксплуатироваться до сих пор, хотя их КПД значительно ниже современных аналогов.

¶Источники

• Металлургические машины и оборудование: учебник для вузов / под ред. А. И. Целикова. — М.: Металлургия, 1988.
• Прокатное производство: справочник / под ред. В. И. Зюзина. — М.: Металлургия, 1982.
• История развития металлургии в России / под ред. В. А. Кудрина. — М.: Наука, 2005.
• Технология прокатного производства / В. А. Романов, В. И. Зюзин. — М.: Металлургия, 1991.
• Данные с сайтов ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат» и ПАО «Северсталь» (раздел «Оборудование»).