連鑄坯熱送裝技術的發(fā)展和前景

連鑄坯熱送裝技術的發(fā)展和前景

一、連鑄坯熱送熱裝技術的優(yōu)越性我國是一個能源消費大國，有巨大的節(jié)約潛力，目前，萬元國民生產(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水平高25％-30％。節(jié)約能源是我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要條件，一切節(jié)能降耗技術都應當重視、研發(fā)和推廣。在軋鋼采用的諸項新技術中，連鑄坯熱送熱裝技術是一項重大節(jié)能降耗技術，其主要優(yōu)點是：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，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％，可降低板坯庫存20％-30％或更多。4．提高加熱爐生產(chǎn)率20％-30％。二、發(fā)展過程由于面臨嚴重的能源危機，日本率先開發(fā)推廣連鑄坯熱送熱裝技術并取得顯著成績，到上個世紀90年代初期，日本連鑄板坯熱裝率已達到60％，平均熱裝溫度為650℃。日本在傳統(tǒng)熱連軋帶鋼機上，有的鋼鐵廠還實現(xiàn)了熱裝和直接軋制相結(jié)合(直接軋制即高溫熱連鑄坯不經(jīng)連續(xù)加熱爐，而經(jīng)感應加熱器加熱板坯邊部后直接送經(jīng)軋鋼機軋制)。日本福山廠5號連鑄機生產(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，不下線在板坯庫堆存或保溫)，如鹿島廠3號板坯連鑄機熱裝率為85％，其中直接熱裝的占57％，直接熱裝板坯溫度大于850℃。歐美國家鋼鐵企業(yè)到上個世紀90年代中期以后也廣泛采用熱送熱裝技術，但限于原來的總圖布置和運輸條件難以實現(xiàn)直接熱裝，如美國美鋼聯(lián)加里廠因連鑄車間和熱軋車間相距2km，只能用火車運送，熱裝溫度200-400℃。英國英鋼聯(lián)蒂賽德廠因同樣原因熱裝率20％，熱裝溫度400℃。法國索拉克福斯廠連鑄車間和熱軋車間相距約1000m，板坯熱裝率為30％-50％，熱裝溫度為450℃。雖然歐美國家在傳統(tǒng)熱帶軋機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)線設計方面幾乎100％采用了熱裝和直接軋制技術。我國于上個世紀80年代后期開始在武鋼進行熱送熱裝試驗，90年代寶鋼、鞍鋼等都逐步采用了熱送熱裝技術，武鋼1700熱連軋在沒有直接熱裝條件下采取多種措施已達到熱裝率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，加之開發(fā)了計算機管理軟件，正常情況下，直接熱裝率可達95％，板坯溫度高于700℃。90年代中期以后我國許多連續(xù)棒材和線材軋機也陸續(xù)采用熱送熱裝工藝，和歐美國家一樣，在我國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。三、采用鋼坯熱送熱裝工藝的條件和要求1．穩(wěn)定地供應合格質(zhì)量連鑄坯是應用熱送熱裝技術的前提條件。如連鑄坯質(zhì)量不合格，那么軋制出來的便是廢品，回顧歷史，當開始實現(xiàn)全連鑄時，全部都是冷裝，要嚴格檢查鋼坯表面質(zhì)量加以清理后才能送人加熱爐，有時需要進行熱清理即將熱連鑄坯表面用火焰清理機全部燒掉一層以保證質(zhì)量。從全連鑄發(fā)展到熱送熱裝的過程實際上也是煉鋼和連鑄技術進一步發(fā)展提高的過程，據(jù)日本的經(jīng)驗，當板坯的無缺陷率達到90％以上時才具備熱送熱裝的條件。因此要創(chuàng)造應用熱送熱裝技術的條件，首先要抓煉鋼、連鑄技術的提高，保證供應合格質(zhì)量的連鑄坯。2．在煉鋼、精煉、連鑄、熱軋的生產(chǎn)能力、周期時間、生產(chǎn)順序等方面能相互配合和銜接。如上游某個工序小時生產(chǎn)能力大于下游就會形成熱鋼坯的積壓，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)熱軋帶鋼機中，工藝上對寬、窄帶鋼軋制順序和時間有一定要求，而連鑄機生產(chǎn)板坯寬度變化不能過于頻繁，因而如在軋機組成上設有定寬壓力機，做到使用同一寬度板坯能軋制出不同寬度帶鋼，這對采用熱送熱裝技術十分有利。為此在新建或改建傳統(tǒng)熱軋帶鋼機時，許多鋼鐵廠采用定寬壓力機技術。3．對生產(chǎn)管理水平提出更高的要求。首先在生產(chǎn)計劃的編制方面，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行管理的計劃體系，及時進行鑄坯出連鑄機后在各工序溫度的檢測記錄、調(diào)配和管理；三是搞好設備計劃維修，盡量減少計劃外停機時間和事故。4．采用計算機智能化管理。最近武鋼和國內(nèi)研究單位合作在2250mm熱連軋帶鋼機和三煉鋼板坯連鑄機上實施了熱送熱裝DHCR技術，取得了良好效果，在正常情況下熱裝率達到95％，熱裝溫度達700℃，從板坯產(chǎn)出至裝爐時間6-10分鐘，加熱爐小時產(chǎn)量提高，熱耗顯著降低。四、在總圖布置和運輸方面為熱送熱裝創(chuàng)造良好條件1．隨著熱送熱裝技術的優(yōu)越性和重要性逐漸被人們認識，在鋼鐵廠總圖布置和運輸方面出現(xiàn)這樣一種趨勢，即改變連鑄機作為煉鋼車間的一部分盡量靠近煉鋼爐的傳統(tǒng)做法，而將連鑄機盡量靠近軋鋼機布置，縮短熱鋼坯從鑄機到軋鋼加熱爐的距離較縮短鋼水罐車運送鋼水的距離更為重要，以下舉國內(nèi)外鋼鐵廠三個實例加以說明。(1)美國阿姆科公司曼斯菲爾德廠原有2座100t電弧爐及一臺半連續(xù)熱軋帶鋼機，在進行現(xiàn)代化技術改造時，它沒有將新增連鑄機安裝在電爐煉鋼車間附近，而是將其和軋鋼機聯(lián)合布置。其示意圖如圖1。從圖1可以看到新增連鑄機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，從連鑄機送往加熱爐的輥道上設有保溫罩，實現(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)我國本溪鋼鐵集團公司熱連軋帶鋼機改用連鑄坯，新增連鑄機時也采用了連鑄機和軋鋼機聯(lián)合布置。如圖2所示。連鑄車間共有兩臺板坯連鑄機共4流，1號連鑄機出坯輥道直接對著軋鋼加熱爐裝料輥道，可以直接熱裝，另三流連鑄機出坯也可通過橫向鑄坯運送車送至對準加熱爐裝料輥道的運輸輥道直接熱裝，與此同時2號連鑄機出坯輥道中心直接對準熱連軋帶鋼機中心線，并預留直接軋制用運坯輥道，當條件成熟時增設這段輥道便可實現(xiàn)直接軋制，另三流連鑄機生產(chǎn)的鑄坯也可通過橫向運坯輥道車將鑄坯送到與直接軋制輥道機連接。這樣的布置可以提高直接熱裝率，也為將來實現(xiàn)直接軋制創(chuàng)造條件，當然，對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)我國三明鋼鐵公司連鑄和棒材軋機組聯(lián)合布置示意圖如圖3。由于地形限制，兩臺連鑄機與棒材軋制線垂直布置，鑄坯經(jīng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)90°后對準熱送地坑輥道以2m／s的速度送至棒材車間，于提升機前計數(shù)稱重后，由鏈式提升機將熱坯垂直提升至6．25m標高滑入輥面標高為+5．75m的人爐輥道，送人步進式加熱爐均熱，若軋制中有短時間停機，熱送方坯可進入保溫爐存貯以減緩降溫，經(jīng)過測定，直接熱裝時熱鑄坯經(jīng)輥道送至加熱爐進料，測其表面溫度約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．當沒有條件用輥道直接輸送熱連鑄坯時，最通常的辦法是火車輸送。由于火車輸送需時間較長，保溫及其他措施就顯得特別重要。如我國武鋼二煉鋼及三煉鋼均距離1700熱連軋帶鋼機甚遠，用火車運送熱板坯，他們抓住提高連鑄機出坯溫度，縮短板坯在庫內(nèi)時間，在板坯庫保溫，及時裝車輸運，在輸送過程中采取保溫罩等措施，使得鑄坯年平均熱裝率達到55％，熱板坯人爐溫度550℃；，熱板坯平均在庫時間6．7h，重油消耗量降至26．5kg／t鋼水平。3．以專用汽車運送熱鑄坯是在沒有輥道輸送條件下加強熱送熱裝的重要措施之一。最近濟南重汽集團專用汽車公司生產(chǎn)的鋼坯熱送車在投入濟鋼、鞍鋼等鋼廠使用后效果良好，該車可根據(jù)用戶運輸鋼坯長度及規(guī)格進行設計，裝坯重量可達60-70t，能承受熱坯溫度達850-900℃，在半小時運輸過程中，溫降不大于100℃，行駛狀態(tài)整車最大寬度小于2．5米。五、前景1．連鑄坯熱送熱裝技術將進一步發(fā)展，今后在傳統(tǒng)熱連軋帶鋼機、厚板軋機及棒材、型材軋機等新建和技術改造項目中，會盡可能將連鑄機和軋機聯(lián)合布置，創(chuàng)造直接熱裝條件，直接軋制也將得到進一步發(fā)展。2．在沒有用輥道輸送熱連鑄坯條件的工廠，采取專用汽車保溫熱送是一個有益