В России научились перемешивать расплавы магнитным полем

Инновационный метод позволяет получать сталь высокого качества.

Россия — один из лидеров мирового рынка черных металлов, доля которых в структуре отечественного экспорта демонстрирует стабильную положительную динамику. Так, в первом полугодии 2018 г. объем поставок российских металлургических комбинатов за рубеж вырос на 33,1 % в стоимостном выражении и на 13,8 % в натуральном. Спрос на отечественный металл обусловлен в числе прочих факторов его стабильным качеством, для поддержания которого используются такие современные технологии, как контролируемое перемешивание расплава. Одной из последних инноваций в этой области стала разработанная специалистами «Данфосс» и «Норд Индастриз» система электромагнитного перемешивания Electromagnetic stirring (EMS).

В течение длительного времени для управления перемешиванием применялись традиционные аналоговые системы на тиристорах. Однако такое решение отличается высокой инерционностью управления, требует участия операторов и не обеспечивает необходимой для современного производства точности.

«Мы разработали программное обеспечение привода для преобразователей частоты серии Vacon NXP, которое позволило полностью автоматизировать работу системы и исключить необходимость в постоянном контроле оператора», – рассказывает Андрей Попов, заместитель директора по R&D компании «Данфосс», ведущего мирового производителя энергосберегающего оборудования.

По словам Кирилла Смирнова, руководителя проектов компании «Норд Индастриз», решение идеально работает на малых скоростях, необходимых для перемешивания расплава. Специалисты смогли добиться реверса мешалки до 8–10 раз за час, что повысило эффективность технологического процесса, а также качество и однородность металла.

Технология EMS основана на магнитных свойствах расплава стали, который выступает в качестве ротора. Статором является трехфазный дроссель, управляемый преобразователем частоты. Метод универсален и может использоваться как для производства различных металлов и сплавов, так и разных марок одного и того же металла. При этом максимальная эффективность достигается при дуговом нагреве и вакуумной обработке раскаленной стали. В отличие от тиристорных систем, новая технология обеспечивает поддержание заданных характеристик тока и стабилизирует геометрические параметры ковша, в результате чего растет КПД установки. Использование EMS позволяет получать металл с запланированными техническими параметрами, ускоряет подготовку следующего цикла при смене задания, увеличивает срок службы технологического оборудования и улучшает условия работы персонала.

Одним из первых российских предприятий, на которых была внедрена инновация, стало ООО «ОМЗ-Спецсталь», где основой производства является сверхмощная электропечь ДСП-120. В год она выпускает 121 тысячу тонн стали, которая проходит дополнительную доводку в установках вакуумирования и рафинирования. Здесь, в ковше, и происходит перемешивание металла.

«Все рабочие места и технологические узлы были включены в состав общей системы управления по единой промышленной шине интерфейса. В результате мы получили оборудование EMS на современной элементной базе, поддерживаемое производителем, что значительно упрощает его обслуживание», – добавляет Сергей Колосов, начальник лаборатории по техническому обслуживанию систем базовой автоматики ЦБА ООО «ИжораРемСервис».

Новое применение преобразователей частоты на сталелитейном производстве позволяет оптимизировать технологический процесс, повысить качество продукции и производительность труда.