Качество выплавляемой стали определяется точностью соблюдения заданного химического состава, уровнем содержания примесей и качеством слитка. Далее рассмотрены некоторые современные способы получения стали высшего качества.
Глубокое обезуглероживание стали. Содержание углерода в нелегированной стали на уровне ?0,002 % (20 ppm) достигается только при наличии в технологической линии процессов окислительного вакуумирования (VOD или RH). Причем непосредственно после вакуумного обезуглероживания содержание углерода в металле должно быть на уровне 0,001 % (10 ppm), так как в дальнейшем при обработке плавки на установке печь-ковш и главным образом при непрерывной разливке содержание углерода в металле неизбежно возрастает. Для уменьшения прироста углерода используется также схема, по которой плавка вначале доводится по температуре на установке печь-ковш, а затем подвергается окислительному вакуумированию. Для аналитического обеспечения такой технологии используется новое поколение анализаторов углерода, способных уверенно определять его содержание в стали ниже 0,001 % (10 ppm).
Комплекс состоит из механизированного приемного стола с устройством резки заготовок, нагревательного устройства, министана винтовой прокатки 25–45, двух министанов винтовой прокатки 10–30, стана (блока) клетей продольной прокатки, карманов для пакетирования прутков, отрезной пилы, стенда для упаковки проката, камеры охлаждения, стола контроля качества проката с устройством резки прутков. Масса оборудования не превышает 20 т. Скорость прокатки на станах винтовой прокатки достигает 200 мм/с, а при продольной прокатке — 800 мм/с.
Министаны винтовой прокатки имеют характерную особенность, которая отличает их от традиционных: поперечное смещение двухопорных чашевидных валков за пределы контура геометрического очага деформации и осевая настройка валков с использованием больших углов подачи. Основу процесса составляет принципиально новый высокоэффективный способ обработки металлов давлением — радиально-сдвиговая прокатка сплошных заготовок и прутков. Сущность нового процесса заключается в том, что при увеличении угла подачи вместо разрыхления осевой зоны металла при винтовой прокатке происходит его уплотнение по всему объему.
Явление глобализации затронуло все сферы хозяйственной деятельности человека, не исключая и промышленное производство. Известная формула «спрос рождает предложение» в современном мире практически утратила свою актуальность. В эпоху глобализации спрос формируется маркетинговой политикой крупных компаний. Транснациональные корпорации больше не занимаются «подстраиванием» под нужды рынка, они сами формируют рынки, подстраивая их под себя.
Металлургия по своей природе всегда была связана с машиностроением. Действительно, то, что признается конечным продуктом в металлургии (слитки, полосовой и сортовой прокат, поковки), является, по существу, только полуфабрикатом, ничего не стоящим без дальнейшей обработки на предприятиях смежных отраслей. В бывшем СССР взаимоотношения между металлургическими предприятиями и предприятиями-потребителями металлургической продукции координирова лись с помощью Государственного плана. В настоящее время на Западе отношения между отраслями строятся подобным же образом, только вместо государства в роли организатора-планировщика выступают соответствующие подразделения мегакорпораций, так как и металлургические, и машиностроительные предприятия, как правило, являются собственностью одних и тех же компаний.
Капитальные и эксплуатационные затраты замены природного газа доменных печей на энергетическое твердое топливо (уголь, промпродукт), мазут и коксовый газ неравноценны. Затраты на подготовку мазута и твердого топлива для ТЭЦ и доменных печей примерно равны. Замена же природного газа коксовым приведет к значительным дополнительным затратам электроэнергии на его компримирование (0,05–0,06 кВт.ч/м3 с учетом амортизационных затрат и использования потенциальной энергии колошникового газа в утилизационных турбинах) и косвенным выбросам вредных веществ в электроэнергетике до 0,7 кг/т у. т. (при 7 г/кВт .ч в электроэнергетике).
Использование коксового газа в доменных печах не исключает его тонкой очистки (<10 мг/м3) от пыли, нафталина и смол, оседающих на рабочих поверхностях компрессоров. При этом необходимо подчеркнуть, что очистка коксового газа от Н2S и сероорганических соединений до 0,5–1,0 г/м3 в коксохимическом производстве почти в 2 раза дешевле, чем нейтрализация серы в доменных печах. Только при более глубокой очистке от сероводорода (до 0,1–0,3 г/м3) в сочетании с очисткой от цианистых соединений энерго-экономические затраты в коксохимическом производстве выше, чем в доменном.
Совершенствование металлургических процессов идет в направлении повышения качества продукции, уменьшения ее стоимости, расширения сырьевой базы, снижения энергозатрат и воздействия на окружающую среду.
В современных условиях при оценке прогрессивности различных технологий особая роль уделяется энерго-экологическим показателям (ЭЭП), определяемым количеством использованной энергии и экологической чистотой ее получения и применения.
В настоящее время общепризнанный принцип учета затрат энергии и образовавшихся отходов, не противоречащий основным законам природопользования, при оценке ЭЭП строится на максимально полном их учете. При этом рассматриваются не только затраты энергии и образовавшиеся отходы при добыче сырья, его подготовке и доставке, производстве и реализации продукции, переработке и захоронении отходов, но и амортизационные энергозатраты и отходы. То есть в основе интегральной оценки ЭЭП производства лежат два основных параметра: полная энергоемкость и экологическая ущербоемкость (количество выбросов и других отходов) произведенной продукции.