連鑄坯熱送裝技術(shù)的發(fā)展和前景

連鑄坯熱送裝技術(shù)的發(fā)展和前景

一、連鑄坯熱送熱裝技術(shù)的優(yōu)越性我國(guó)是一個(gè)能源消費(fèi)大國(guó)，有巨大的節(jié)約潛力，目前，萬(wàn)元國(guó)民生產(chǎn)總值耗能是世界平均水平的3．4倍，噸鋼能耗比世界先進(jìn)水平高25％-30％。節(jié)約能源是我國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要條件，一切節(jié)能降耗技術(shù)都應(yīng)當(dāng)重視、研發(fā)和推廣。在軋鋼采用的諸項(xiàng)新技術(shù)中，連鑄坯熱送熱裝技術(shù)是一項(xiàng)重大節(jié)能降耗技術(shù)，其主要優(yōu)點(diǎn)是：1．降低加熱爐燃料消耗。鋼坯入爐溫度每提高100℃，可降低燃料消耗6％左右，相對(duì)于冷裝工藝，采用一般熱送熱裝工藝可節(jié)能30％，采用直接熱送熱裝工藝可節(jié)能65％，采用直接軋制工藝可節(jié)能70％-80％。2．減少燒損量，提高成材率。500℃熱裝時(shí)，可減少燒損量0．5％-1．0％。3．縮短生產(chǎn)周期。在傳統(tǒng)熱連軋帶鋼廠熱軋產(chǎn)品生產(chǎn)周期可縮短80％，可降低板坯庫(kù)存20％-30％或更多。4．提高加熱爐生產(chǎn)率20％-30％。二、發(fā)展過(guò)程由于面臨嚴(yán)重的能源危機(jī)，日本率先開(kāi)發(fā)推廣連鑄坯熱送熱裝技術(shù)并取得顯著成績(jī)，到上個(gè)世紀(jì)90年代初期，日本連鑄板坯熱裝率已達(dá)到60％，平均熱裝溫度為650℃。日本在傳統(tǒng)熱連軋帶鋼機(jī)上，有的鋼鐵廠還實(shí)現(xiàn)了熱裝和直接軋制相結(jié)合(直接軋制即高溫?zé)徇B鑄坯不經(jīng)連續(xù)加熱爐，而經(jīng)感應(yīng)加熱器加熱板坯邊部后直接送經(jīng)軋鋼機(jī)軋制)。日本福山廠5號(hào)連鑄機(jī)生產(chǎn)板坯熱裝率為65％，還有35％為直接軋制。有的鋼鐵廠雖未實(shí)現(xiàn)直接軋制，但直接熱裝率甚高(所謂直接熱裝即是由板坯連鑄機(jī)用輥道直接送連續(xù)加熱爐爐后輥道入爐，不下線在板坯庫(kù)堆存或保溫)，如鹿島廠3號(hào)板坯連鑄機(jī)熱裝率為85％，其中直接熱裝的占57％，直接熱裝板坯溫度大于850℃。歐美國(guó)家鋼鐵企業(yè)到上個(gè)世紀(jì)90年代中期以后也廣泛采用熱送熱裝技術(shù)，但限于原來(lái)的總圖布置和運(yùn)輸條件難以實(shí)現(xiàn)直接熱裝，如美國(guó)美鋼聯(lián)加里廠因連鑄車(chē)間和熱軋車(chē)間相距2km，只能用火車(chē)運(yùn)送，熱裝溫度200-400℃。英國(guó)英鋼聯(lián)蒂賽德廠因同樣原因熱裝率20％，熱裝溫度400℃。法國(guó)索拉克福斯廠連鑄車(chē)間和熱軋車(chē)間相距約1000m，板坯熱裝率為30％-50％，熱裝溫度為450℃。雖然歐美國(guó)家在傳統(tǒng)熱帶軋機(jī)板坯熱送熱裝和直接軋制方面趕不上日本，但在薄板坯和中等厚度板坯連鑄連軋生產(chǎn)線設(shè)計(jì)方面幾乎100％采用了熱裝和直接軋制技術(shù)。我國(guó)于上個(gè)世紀(jì)80年代后期開(kāi)始在武鋼進(jìn)行熱送熱裝試驗(yàn)，90年代寶鋼、鞍鋼等都逐步采用了熱送熱裝技術(shù)，武鋼1700熱連軋?jiān)跊](méi)有直接熱裝條件下采取多種措施已達(dá)到熱裝率55％，板坯人爐前溫度為550℃的水平，寶鋼一熱軋也已達(dá)到熱裝率60％，平均溫度550℃-600℃；武鋼2250熱連軋由于具有直接熱裝條件，加之開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)管理軟件，正常情況下，直接熱裝率可達(dá)95％，板坯溫度高于700℃。90年代中期以后我國(guó)許多連續(xù)棒材和線材軋機(jī)也陸續(xù)采用熱送熱裝工藝，和歐美國(guó)家一樣，在我國(guó)新建的薄板坯和中等厚度板坯連鑄連軋生產(chǎn)線都100％地采用直接熱裝和直接軋制技術(shù)。三、采用鋼坯熱送熱裝工藝的條件和要求1．穩(wěn)定地供應(yīng)合格質(zhì)量連鑄坯是應(yīng)用熱送熱裝技術(shù)的前提條件。如連鑄坯質(zhì)量不合格，那么軋制出來(lái)的便是廢品，回顧歷史，當(dāng)開(kāi)始實(shí)現(xiàn)全連鑄時(shí)，全部都是冷裝，要嚴(yán)格檢查鋼坯表面質(zhì)量加以清理后才能送人加熱爐，有時(shí)需要進(jìn)行熱清理即將熱連鑄坯表面用火焰清理機(jī)全部燒掉一層以保證質(zhì)量。從全連鑄發(fā)展到熱送熱裝的過(guò)程實(shí)際上也是煉鋼和連鑄技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展提高的過(guò)程，據(jù)日本的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)板坯的無(wú)缺陷率達(dá)到90％以上時(shí)才具備熱送熱裝的條件。因此要?jiǎng)?chuàng)造應(yīng)用熱送熱裝技術(shù)的條件，首先要抓煉鋼、連鑄技術(shù)的提高，保證供應(yīng)合格質(zhì)量的連鑄坯。2．在煉鋼、精煉、連鑄、熱軋的生產(chǎn)能力、周期時(shí)間、生產(chǎn)順序等方面能相互配合和銜接。如上游某個(gè)工序小時(shí)生產(chǎn)能力大于下游就會(huì)形成熱鋼坯的積壓，從而減少熱裝率或降低熱裝溫度。在直接熱裝過(guò)程中，任何一方出現(xiàn)故障。馬上影響到另一方正常生產(chǎn)。此外在傳統(tǒng)熱軋帶鋼機(jī)中，工藝上對(duì)寬、窄帶鋼軋制順序和時(shí)間有一定要求，而連鑄機(jī)生產(chǎn)板坯寬度變化不能過(guò)于頻繁，因而如在軋機(jī)組成上設(shè)有定寬壓力機(jī)，做到使用同一寬度板坯能軋制出不同寬度帶鋼，這對(duì)采用熱送熱裝技術(shù)十分有利。為此在新建或改建傳統(tǒng)熱軋帶鋼機(jī)時(shí)，許多鋼鐵廠采用定寬壓力機(jī)技術(shù)。3．對(duì)生產(chǎn)管理水平提出更高的要求。首先在生產(chǎn)計(jì)劃的編制方面，要盡量使適于熱裝連續(xù)大批量生產(chǎn)的貨單集中安排，適當(dāng)兼顧小批量、多品種、難軋材的特殊性；二是要建立一整套按連鑄坯降溫情況進(jìn)行管理的計(jì)劃體系，及時(shí)進(jìn)行鑄坯出連鑄機(jī)后在各工序溫度的檢測(cè)記錄、調(diào)配和管理；三是搞好設(shè)備計(jì)劃維修，盡量減少計(jì)劃外停機(jī)時(shí)間和事故。4．采用計(jì)算機(jī)智能化管理。最近武鋼和國(guó)內(nèi)研究單位合作在2250mm熱連軋帶鋼機(jī)和三煉鋼板坯連鑄機(jī)上實(shí)施了熱送熱裝DHCR技術(shù)，取得了良好效果，在正常情況下熱裝率達(dá)到95％，熱裝溫度達(dá)700℃，從板坯產(chǎn)出至裝爐時(shí)間6-10分鐘，加熱爐小時(shí)產(chǎn)量提高，熱耗顯著降低。四、在總圖布置和運(yùn)輸方面為熱送熱裝創(chuàng)造良好條件1．隨著熱送熱裝技術(shù)的優(yōu)越性和重要性逐漸被人們認(rèn)識(shí)，在鋼鐵廠總圖布置和運(yùn)輸方面出現(xiàn)這樣一種趨勢(shì)，即改變連鑄機(jī)作為煉鋼車(chē)間的一部分盡量靠近煉鋼爐的傳統(tǒng)做法，而將連鑄機(jī)盡量靠近軋鋼機(jī)布置，縮短熱鋼坯從鑄機(jī)到軋鋼加熱爐的距離較縮短鋼水罐車(chē)運(yùn)送鋼水的距離更為重要，以下舉國(guó)內(nèi)外鋼鐵廠三個(gè)實(shí)例加以說(shuō)明。(1)美國(guó)阿姆科公司曼斯菲爾德廠原有2座100t電弧爐及一臺(tái)半連續(xù)熱軋帶鋼機(jī)，在進(jìn)行現(xiàn)代化技術(shù)改造時(shí)，它沒(méi)有將新增連鑄機(jī)安裝在電爐煉鋼車(chē)間附近，而是將其和軋鋼機(jī)聯(lián)合布置。其示意圖如圖1。從圖1可以看到新增連鑄機(jī)出坯輥道和軋鋼加熱爐裝料輥道直接相連，熱板坯可直接裝入加熱爐，從連鑄機(jī)送往加熱爐的輥道上設(shè)有保溫罩，實(shí)現(xiàn)了100％熱裝，熱裝溫度770℃—820℃，生產(chǎn)鋼種有碳素鋼、鐵素體不銹鋼和電工鋼。(2)我國(guó)本溪鋼鐵集團(tuán)公司熱連軋帶鋼機(jī)改用連鑄坯，新增連鑄機(jī)時(shí)也采用了連鑄機(jī)和軋鋼機(jī)聯(lián)合布置。如圖2所示。連鑄車(chē)間共有兩臺(tái)板坯連鑄機(jī)共4流，1號(hào)連鑄機(jī)出坯輥道直接對(duì)著軋鋼加熱爐裝料輥道，可以直接熱裝，另三流連鑄機(jī)出坯也可通過(guò)橫向鑄坯運(yùn)送車(chē)送至對(duì)準(zhǔn)加熱爐裝料輥道的運(yùn)輸輥道直接熱裝，與此同時(shí)2號(hào)連鑄機(jī)出坯輥道中心直接對(duì)準(zhǔn)熱連軋帶鋼機(jī)中心線，并預(yù)留直接軋制用運(yùn)坯輥道，當(dāng)條件成熟時(shí)增設(shè)這段輥道便可實(shí)現(xiàn)直接軋制，另三流連鑄機(jī)生產(chǎn)的鑄坯也可通過(guò)橫向運(yùn)坯輥道車(chē)將鑄坯送到與直接軋制輥道機(jī)連接。這樣的布置可以提高直接熱裝率，也為將來(lái)實(shí)現(xiàn)直接軋制創(chuàng)造條件，當(dāng)然，對(duì)于不具備熱裝條件的鑄坯也可在鋼坯跨卸下堆存以后再送至爐后裝料輥道入爐。(3)我國(guó)三明鋼鐵公司連鑄和棒材軋機(jī)組聯(lián)合布置示意圖如圖3。由于地形限制，兩臺(tái)連鑄機(jī)與棒材軋制線垂直布置，鑄坯經(jīng)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)90°后對(duì)準(zhǔn)熱送地坑輥道以2m／s的速度送至棒材車(chē)間，于提升機(jī)前計(jì)數(shù)稱(chēng)重后，由鏈?zhǔn)教嵘龣C(jī)將熱坯垂直提升至6．25m標(biāo)高滑入輥面標(biāo)高為+5．75m的人爐輥道，送人步進(jìn)式加熱爐均熱，若軋制中有短時(shí)間停機(jī)，熱送方坯可進(jìn)入保溫爐存貯以減緩降溫，經(jīng)過(guò)測(cè)定，直接熱裝時(shí)熱鑄坯經(jīng)輥道送至加熱爐進(jìn)料，測(cè)其表面溫度約850℃，芯部溫度為1050℃；若經(jīng)保溫爐存放30-60min后，送出鋼坯平均溫度為420-600℃。2．當(dāng)沒(méi)有條件用輥道直接輸送熱連鑄坯時(shí)，最通常的辦法是火車(chē)輸送。由于火車(chē)輸送需時(shí)間較長(zhǎng)，保溫及其他措施就顯得特別重要。如我國(guó)武鋼二煉鋼及三煉鋼均距離1700熱連軋帶鋼機(jī)甚遠(yuǎn)，用火車(chē)運(yùn)送熱板坯，他們抓住提高連鑄機(jī)出坯溫度，縮短板坯在庫(kù)內(nèi)時(shí)間，在板坯庫(kù)保溫，及時(shí)裝車(chē)輸運(yùn)，在輸送過(guò)程中采取保溫罩等措施，使得鑄坯年平均熱裝率達(dá)到55％，熱板坯人爐溫度550℃；，熱板坯平均在庫(kù)時(shí)間6．7h，重油消耗量降至26．5kg／t鋼水平。3．以專(zhuān)用汽車(chē)運(yùn)送熱鑄坯是在沒(méi)有輥道輸送條件下加強(qiáng)熱送熱裝的重要措施之一。最近濟(jì)南重汽集團(tuán)專(zhuān)用汽車(chē)公司生產(chǎn)的鋼坯熱送車(chē)在投入濟(jì)鋼、鞍鋼等鋼廠使用后效果良好，該車(chē)可根據(jù)用戶(hù)運(yùn)輸鋼坯長(zhǎng)度及規(guī)格進(jìn)行設(shè)計(jì)，裝坯重量可達(dá)60-70t，能承受熱坯溫度達(dá)850-900℃，在半小時(shí)運(yùn)輸過(guò)程中，溫降不大于100℃，行駛狀態(tài)整車(chē)最大寬度小于2．5米。五、前景1．連鑄坯熱送熱裝技術(shù)將進(jìn)一步發(fā)展，今后在傳統(tǒng)熱連軋帶鋼機(jī)、厚板軋機(jī)及棒材、型材軋機(jī)等新建和技術(shù)改造項(xiàng)目中，會(huì)盡可能將連鑄機(jī)和軋機(jī)聯(lián)合布置，創(chuàng)造直接熱裝條件，直接軋制也將得到進(jìn)一步發(fā)展。2．在沒(méi)有用輥道輸送熱連鑄坯條件的工廠，采取專(zhuān)用汽車(chē)保溫?zé)崴褪且粋€(gè)有益