W dniu 15.01.2005 roku w ramach zajęć laboratoryjnych z Procesów i Technik Produkcyjnych byliśmy z wycieczką w Hucie Katowice. Podczas pobytu w hucie zwiedziliśmy: wydział wielkopiecowy, wydział ciągłego odlewania stali (COS), wydział konwertorowy i walcownię
Huta Katowice jest najmłodszą zintegrowaną hutą w polskim przemyśle metalurgicznym. Rozwiązania techniczne oraz systemy sterowania procesami produkcyjnymi stawiają Hutę Katowice wśród najnowocześniejszych tego typu zakładów nie tylko w Europie.
Nowoczesne rozwiązania techniczne, stosowane technologie, komputerowe sterowanie procesami produkcji, pozwalają na produkowanie wyrobów gotowych o standardzie światowym. Podstawowe surowcowe jednostki produkcyjne Huty Katowice to Zakład Wielkopiecowy i Zakład Stali i Półwyrobów. Huta Katowice dysponuje zdolnościami produkcyjnymi około 5 mln ton stali rocznie.
Historia huty
We wrześniu 1971 roku Prezydium Rządu podjęło decyzję w sprawie rozpoczęcia prac przygotowawczych do budowy surowcowego zakładu hutniczego, a już 15 kwietnia 1972 roku na terenie istniejącego kompleksu leśnego - głównego placu budowy - rozpoczęto prace ziemne i budowlane.
W maju 1976 roku powstało przedsiębiorstwo państwowe Kombinat Metalurgiczny Huta Katowice w Dąbrowie Górniczej, w skład którego włączono nowobudowany zakład hutniczy, Hutę im. F. Dzierżyńskiego ( dawniej i obecnie Huta Bankowa ) oraz Zakłady Koksownicze im. Powstańców Śląskich w Zdzieszowicach .
Po czterech latach prac budowlanych i montażowych nastąpił rozruch walcowni półwyrobów (30 września 1976 r. ); 3 grudnia 1976 roku miał miejsce pierwszy spust surówki z wielkiego pieca, a w kilka dni później - pierwszy wytop stali z konwertora tlenowego. Od tego czasu trwa ciągły proces rozbudowy i modernizacji. Obecnie w Hucie Katowice istnieją trzy jednostki wielkopiecowe i trzy konwertory, a także pracują dwie linie ciągłego odlewania stali i dwie walcownie finalne.
Zastosowanie wlewków z pierwszej maszyny ciągłego odlewania do produkcji szyn kolejowych pozwoliło na spełnienie wymagań EURONORM-y, która nie przewiduje walcowania szyn ze wsadu uzyskiwanego inną metodą. Produkowane obecnie szyny kolejowe spełniają wszystkie wymagania klientów i mogą być stosowane w torowiskach przystosowanych do prędkości jazdy pociągów powyżej 200 km/h.
Wlewki ciągłe z drugiej maszyny przeznaczone są jako materiał wsadowy dla własnej Walcowni Średniej oraz dla walcowni w kraju i za granicą.
Pozostałe kształtowniki o wysokości powyżej 450 mm są produkowane z wlewków odlewanych klasycznie.
Stosowana w cyklu technologicznym pozapiecowa obróbka stali, polegająca na obróbce kadziowej, argonowaniu, modyfikacji drutami rdzeniowymi wapniowo - krzemowymi, wdmuchiwaniu reagentów proszkowych, a także próżniowym odgazowaniu stali i pełnej ochronie strumienia stali podczas odlewania, gwarantują wysoką jakość metalurgiczną stali.
W 1987 roku w Hucie KATOWICE powstało Biuro Handlu Zagranicznego. Potrzebny był czas na okrzepnięcie i nawiązanie niezbędnych kontaktów dla prowadzenia właściwych działań na trudnym terenie wyrobów hutniczych, w warunkach mocnej konkurencji. Obecny Pion Handlowy HK SA to jeden z największych krajowych eksporterów.
Budowa COS nr 3 zamknie cykl produkcyjny.
- kwiecień 1972 Rozpoczęcie budowy Zakładu Hutniczego pod roboczą nazwą Huta CENTRUM
- maj 1976 Utworzenie Kombinatu Metalurgicznego Huta KATOWICE
- 30 września 1976 Rozruch walcowni półwyrobów.
- 3 grudnia 1976 Pierwszy spust surówki w Hucie KATOWICE z wielkiego pieca Nr 1.
- 11 grudnia 1976 Rozruch stalowni - pierwszy wytop stali z konwertora Nr 1.
- 6 kwietnia 1977 Rozruch walcowni ciągłej kęsów.
- 26 września 1977 Gorący rozruch walcowni średniej - rusza produkcja wyrobów gotowych.
- 30 grudnia 1977 Uruchomienie wielkiego pieca nr 2.
- 24 czerwca 1978 Przekazanie do eksploatacji walcowni dużej - pierwszy etap budowy Huty KATOWICE został zakończony
- 23 grudnia 1986 Rozruch wielkiego pieca nr 3.
- 24 lipca 1991 Kombinat Metalurgiczny Huta KATOWICE zostaje przekształcony w jednoosobową spółkę Skarbu Państwa HUTA KATOWICE SA.
- 2 lipca 1995 Rozruch pierwszej maszyny ciągłego odlewania stali.
- 16 sierpnia 1995 Wręczenie certyfikatu na zgodność systemu zapewnienia jakości z wymaganiami normy ISO 9002
- 8 września 1995 Zakłady Koksownicze w Zdzieszowicach uzyskują certyfikat ISA 9002 na swoje produkty
- 1 września 1996 Powstaje Huta BANKOWA Spółka z o.o.
- 4 listopada 1996 Utworzenie spółki HK-GKI (Grupa Kapitałowo-Inwestycyjna) SA - pierwszy krok w docelowym procesie uwłaszczenia
- 6 luty 1998 Uruchomienie drugiej maszyny ciągłego odlewania stali - 90% wyprodukowanej stali jest rozlewana w sposób ciągły
- 14 października 1999 Wykonano pierwsze wytopy z wykorzystaniem instalacji odzysku gazu konwertorowego.
- 2 kwietnia 2001 Oficjalnie oddano do eksploatacji drugą część instalacji odzysku gazu konwertorowego.
- 15 października 2001 Huta Katowice otrzymała certyfikat stwierdzający, że w firmie działa system zarządzania środowiskowego, zgodny z normą ISO 14001. Zgodność z normą potwierdziły audity przeprowadzone przez niemiecką firmę TV Rheinland.
- 28 września 2001 Centralny Instytut Ochrony Pracy potwierdził certyfikatem, że w Hucie Katowice funkcjonuje System Zarządzania Bezpieczeństwem i Higieną Pracy zgodny z wymogami
normy PN-N-18001.
- 10 czerwca 2002 Polskie Huty Stali S.A.
Odwiedzone wydziały
Wielkie Piece
Dominującą metodą, przy pomocy której wytapiamy żelazo surowe z rud jest proces wielkopiecowy. Wieki piec jest piecem szybowym pracującym w sposób ciągły proces polega na zasadzie przeciw prądu. Tworzywami ładowanymi do wielkiego pieca są
- nośniki żelaza (spiek, brykiety, ruda żelaza)
- koks wielkopiecowy
- topniki (kamień wapienny, dolomit)
W Hucie Katowice istnieją trzy wielkie piece, każdy o użytkowej objętości wynoszącej 3.200 m3 i średnicy garu 12 m. Te rozmiary pozwalają uzyskać wydajność na poziomie 6.400 Mg surówki /dobę. Urządzenia namiarowe wielkich pieców wyposażone są w wagi automatycznie ważące i dawkujące wsad zasypywany do pieca systemem bezstożkowym typu Wurth z obrotową rynną zasypową. Układ zasypowy jest zhermetyzowany, a odzyskiwany gaz wielkopiecowy po oczyszczeniu kierowany jest do wewnętrznej sieci zakładu.
Proces wielkopiecowy jest zdalnie sterowany i zautomatyzowany z możliwością ingerencji operatorów śledzących poprawność działania układu. Stosowana technologia zapewnia produkcję surówki o obniżonej zawartości manganu i krzemu. Odbiór surówki w stanie płynnym realizowany jest przy pomocy surówkowozów o pojemności ok. 420 Mg. Przewozi się nimi surówkę wielkopiecową do stanowisk rozlewniczych w rejonie konwertorów stalowni lub na maszyny rozlewnicze.
Krakowska firma Abis wykonała dla Huty Katowice system, oparty na sterownikach GE Fanuc 90-30, którego zadaniem jest komunikacja za pomocą złącza szeregowego RS485 ze sterownikiem ZPDA PSW-8 i wskaźnikiem cyfrowym Philips Digital 380. Urządzenia te są umieszczone przy wielkim piecu WP3. Sterownik PSW-8 realizuje lokalną regulację poziomu wody w walczaku, a Digital 380 wskazuje pomiary przepływów, temperatur i ciśnień. Gdy pojawiła się potrzeba przekazywania tych pomiarów do sterownika GE Fanuc, a następnie poprzez sieć Genius do InTouch'a, najlepszym rozwiązaniem okazało się zastosowanie modułu koprocesora PCM301. Moduł ten posiada niezależny od CPU procesor i pamięć, wielozadaniowy system operacyjny oraz dwa konfigurowalne porty szeregowe. Moduł PCM można programować w języku MegaBasic lub w języku C korzystając z kompilatora Microsoft C oraz ze specjalistycznych bibliotek, dostarczonych przez GE Fanuc.
Program obsługujący moduł PCM, zainstalowany przy Wielkim Piecu, zaprogramowany w języku C, wysyła odpowiednie komunikaty do sterowania PSW-8 i wskaźnika Digital oraz pobiera informacje od tych urządzeń. Otrzymywane dane są przetwarzane i zapisywane do rejestrów sterownika, a następnie zostają przekazane do oprogramowania InTouch, gdzie są wyświetlane i archiwizowane. W InTouch'u można także ustawiać wartość zadaną poziomu w walczaku, którym lokalnie steruje PSW-8. Operacja ta wykonywana jest w ten sposób, że InTouch przez sieć Genius przekazuje wartość zadaną do rejestrów PLC, PCM odczytuje ją i przez swój port RS485 wysyła odpowiedni komunikat do PSW-8.
Schemat układu komunikacji z rezerwacją.
Na załączonym rysunku przedstawiono schemat zastosowanego układu rezerwacji: połączeń i sterowników. Rezerwacja pozwala na ciągłą wymianę danych i na stałą komunikację na złączach RS485. W przypadku uszkodzenia kabla, awarii jednego z modułów PCM lub całego sterownika, program działający w rezerwowym PCM (w normalnym stanie tylko nasłuchuje przebieg transmisji) inteligentnie przełącza się i przejmuje funkcje uszkodzonego modułu w komunikacji ze sterownikiem PSW-8 lub wskaźnikiem Digital 380.
COS
Zakład Stali i Półwyrobów produkuje około 4,5 mln Mg stali rocznie w ponad 200 gatunkach, w tym stale nieuspokojone i stale uspokojone. Odlewanie stali przeprowadza się dwoma metodami: tradycyjną i ciągłego odlewania. Metodą tradycyjną odlewa się stal z kadzi odlewniczych jednocześnie do dwóch wlewnic. Wlewki przekazywane są na Walcownię Zgniatacz do dalszego przerobu lub na sprzedaż. Wśród stali uspokojonych znaczącą pozycję stanowią stale przeznaczone na szyny kolejowe. Obecnie cała produkcja stali szynowych odlewana jest na maszynie do ciągłego odlewania stali. Odlewanie na maszynie do ciągłego odlewania COS 1 rozpoczęto w lipcu 1995 r. Jest to maszyna sześciożyłowa, łukowa. Odlewa się na niej wlewki o przekroju 280 x300 mm i 280 x 400 mm z przeznaczeniem głównie dla Walcowni Dużej. Wydajność tej maszyny wynosi 1,6 mln Mg stali rocznie. Druga maszyna do ciągłego odlewania stali, o zdolności produkcyjnej 1,4 mln Mg wlewków rocznie została uruchomiona we wrześniu 1997 roku. Na maszynie tej odlewane są wlewki ciągłe o przekroju od 105 x 105 mm do 190 x 220 mm przeznaczone głównie dla Walcowni Średniej.
Stalownia konwertorowa.
Wyposażona w trzy konwertory tlenowe, każdy o pojemności 300 Mg i o zdolności produkcyjnej około 6.800 Mg stali w ciągu doby. Zakład posiada stanowiska do pozapiecowej obróbki stali ,w tym głębokiego odsiarczania SL, odgazowania próżniowego porcjowego typu DH oraz obiegowego typu RH, argonowania oraz piec kadziowy.
Obecnie pracują dwie sześciożyłowe maszyny ciągłego rozlewania stali o wydajności około 1,6 i 1,4 mln Mg stali rocznie, produkujące kęsy przeznaczone do dalszego przerobu we własnych walcowniach lub na sprzedaż. Nadwyżka stali rozlewana jest do wlewnic metodą "od góry".
Asortyment produkowanych stali obejmuje ponad 200 gatunków, w tym stale nieuspokojone (ok. 1,4%), półuspokojone ( ok. 41,8%) i stale uspokojone. Są to wysokowęglowe stale szynowe oraz średnio- i niskowęglowe stale konstrukcyjne o różnych parametrach technicznych i technologicznych.
Proces konwertorowy jest zautomatyzowany i wyposażony w autonomiczne systemy komputerowe współpracujące z jednostką centralną.
Walcownia Duża
W Walcowni Dużej produkuje się kształtowniki ciężkie o wysokości profilu powyżej 200 mm ,dwuteowniki, ceowniki, szyny kolejowe i tramwajowe, profile typu V, grodzice.
Walcownia Duża wyposażona jest w dwa piece pokroczne z dwustronnym nagrzewaniem, linię walcowniczą (z duo-nawrotną walcarką wstępną, dwoma walcarkami pośrednimi i dwoma walcarkami wykańczającymi), piły do cięcia na gorąco, chłodnie łańcuchowe oraz wykańczalnie szyn i kształtowników. Produkuje kształtowniki ciężkie: dwuteowniki, dwuteowniki szerokostopowe, ceowniki (w zakresie wysokości 200-550 mm), profile “V”, grodzice oraz szyny kolejowe i tramwajowe. Zdolność produkcyjna Walcowni Dużej wynosi około 900 000 ton rocznie. Konstrukcja klatek walcowniczych umożliwia szybką przebudowę i zmianę walcowanego asortymentu. Przedłużeniem linii są wykańczalnie kształtowników i szyn oraz prostownice rolkowe o prędkości prostowania do 5 m/s.
Wykańczalnia szyn wyposażona jest w piłowiertarki i prostownice stemplowe. Wymogi stuprocentowego odbioru jakościowego każdej szyny możliwe są do spełnienia tylko w warunkach usytuowania stanowisk kontrolnych w linii technologicznej przed stołami kontrolnymi. Stanowiska kontrolne w Hucie Katowice, to linia obejmująca defektoskop wiroprądowy EDDYTRON do wykrywania wad powierzchniowych i defektoskop ultradźwiękowy SONOTRON do wykrywania wad wewnętrznych, a także układ laserowej kontroli prostolinijności powierzchni jezdnej i geometrii szyn.
Ciąg walcowniczy jest skomputeryzowany i wyposażony w telewizję przemysłową. Istotnym elementem systemu kontroli jakości i odbioru szyn jest przechowywanie w pamięci komputerowej danych o każdej wyprodukowanej w Hucie szynie.
Najmłodszą inwestycją w Walcowni Dużej jest linia gięcia kształtowników typu "V" na elementy podatnych obudów chodnikowych dla górnictwa. Linia osiągnęła zdolność produkcyjną około 90 tys. Mg łuków obudów rocznie.
Uruchomione w 1996 roku stanowisko do parowania i spawania grodzic pozwala odbiorcom na zaoszczędzenie nakładów pracy na miejscu zabudowy grodzic.
Walcownia Średnia
Walcownia średnia jest również wyposażona w piece pokroczne, linię walcowniczą (z duo-nawrotną walcarką wstępną, dwoma walcarkami pośrednimi i 12 walcarkami wykańczającymi), cztero-korbową nożycę i wykańczalnię kształtowników. Produkuje kształtowniki średnie: kątowniki, dwuteowniki szerokostopowe, ceowniki i dwuteowniki o wysokości do 200 mm.
Walcownia wyposażona jest w linię technologiczną składającą się z walcarki wstępnej, dwóch walcarek pośrednich oraz dwunastu wykańczających. Przedłużeniem linii są wykańczalnie kształtowników oraz prostownice rolkowe o prędkości prostowania do 10 m/s i paczkarki.
System sterowania cięciem pasma na nożycy czterokorbowej oparty jest na sterowniku programowalnym z zastosowaniem modułów "inteligentnych", z raportowaniem i monitorowaniem zdarzeń w systemie.