王正剛， 楊錫紅

(南京凈環(huán)熱冶金工程有限公司 ， 江蘇 南京　210016)

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福建某鋼廠12 m長(zhǎng)連鑄坯直接軋制介紹*

王正剛， 楊錫紅

(南京凈環(huán)熱冶金工程有限公司 ， 江蘇 南京210016)

介紹了12 m長(zhǎng)連鑄坯直接軋制的成本分析、改造內(nèi)容、工藝布置、使用效果等內(nèi)容。

連鑄坯; 直接軋制; 保溫補(bǔ)熱裝置

引言

連鑄坯出連鑄機(jī)經(jīng)切斷后，不經(jīng)加熱爐加熱或只經(jīng)在線補(bǔ)償加熱，即直接送入軋機(jī)進(jìn)行軋制的工藝過(guò)程稱(chēng)為直接軋制。

在當(dāng)前環(huán)保要求高、鋼鐵產(chǎn)能過(guò)剩、市場(chǎng)低迷、競(jìng)爭(zhēng)激烈的情況下，國(guó)內(nèi)不少鋼廠為節(jié)能減排、降低生產(chǎn)成本，積極探索從連鑄到軋機(jī)的連鑄坯直接軋制生產(chǎn)工藝，一些生產(chǎn)6 m長(zhǎng)左右連鑄坯的鋼鐵企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，但12 m長(zhǎng)連鑄坯能成功采用直接軋制工藝軋制卻是極少數(shù)。

福建某鋼廠為短流程鋼鐵企業(yè)，規(guī)模為年產(chǎn)100萬(wàn)t鋼坯，成品為普通螺紋鋼，連鑄坯規(guī)格為150 mm ×150 mm×12000 mm，改造前的生產(chǎn)工藝流程為：連鑄→輥道→冷床→行車(chē)→爐前輥道→加熱爐→出爐輥道→軋機(jī)，加熱爐氣源為煤氣發(fā)生爐產(chǎn)生的臟煤氣，迫于環(huán)保要求和生產(chǎn)成本壓力，需要開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)12 m長(zhǎng)連鑄坯的直接軋制工藝。

1　成本分析

采用直接軋制工藝主要能降低兩方面的消耗：

1)加熱爐的煤耗：對(duì)連鑄坯加熱到約1100 ℃時(shí)，加熱爐平均煤耗按45 kg/t鋼計(jì)算，煤的單價(jià)按500元/t，取消加熱采用直接軋制則噸鋼能節(jié)省0.045×500=22.5元，每年能節(jié)省22.5×100×104=2250萬(wàn)元。

2)氧化燒損：采用直接軋制可至少減少1%的氧化燒損，鋼材單價(jià)按2000元/t，則每年能節(jié)省2000×1%×100×104=2000萬(wàn)元。

不計(jì)加熱爐的人工、電耗、大修停產(chǎn)、耐火材料、備件等費(fèi)用，僅僅以上兩項(xiàng)成本節(jié)約就已經(jīng)很可觀。

2　改造內(nèi)容

2.1設(shè)置在線保溫裝置

12 m長(zhǎng)的連鑄坯在3 m/min拉速條件下需要4 min才能從切割處到達(dá)定尺位置；無(wú)保溫措施情況下，坯料4 min的溫降大概在100 ℃，尤其是4個(gè)角部溫降更嚴(yán)重，不采取保溫措施根本不可能達(dá)到連鑄坯直接進(jìn)軋機(jī)的溫度要求。

保溫時(shí)機(jī)：在坯料切割后，坯料已經(jīng)全部凝結(jié)成固態(tài)，此時(shí)應(yīng)避免內(nèi)部熱量向外傳遞，同時(shí)由于前面的冷卻坯料的表面溫度低于內(nèi)部溫度約200 ℃，為減少內(nèi)部溫降，需要對(duì)外表面進(jìn)行保溫；在液壓剪到定尺機(jī)之間增加保溫措施顯得尤為重要。

本工程采用了獨(dú)特的專(zhuān)有專(zhuān)利技術(shù)：一種連鑄坯在線保溫補(bǔ)熱裝置(專(zhuān)利號(hào)201520367537.1)，裝置如圖1所示,上罩、輥?zhàn)印⑾抡肿龀梢粋€(gè)整體，能起到良好的保溫補(bǔ)熱效果，連鑄坯坯頭出保溫罩時(shí)溫度>1020 ℃。

圖1　連鑄區(qū)連鑄坯在線保溫補(bǔ)熱裝置

2.2二冷區(qū)的優(yōu)化配水

原工藝采用的是人工手動(dòng)方式對(duì)二冷區(qū)進(jìn)行噴水；現(xiàn)根據(jù)拉速、溫度檢測(cè)反饋數(shù)據(jù)，建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)坯殼臨界厚度、二冷噴水量等進(jìn)行計(jì)算，優(yōu)化噴水段長(zhǎng)度和噴嘴設(shè)置，根據(jù)拉速自動(dòng)調(diào)整噴水量進(jìn)行噴水，做到分段控制，盡量減少噴水帶走連鑄坯熱量。

2.3其他措施

提高拉速至接近3 m/min；

根據(jù)拉速對(duì)冶金長(zhǎng)度(連鑄坯內(nèi)部無(wú)液芯)進(jìn)行重新計(jì)算，確定火焰切割機(jī)位置前移距離，節(jié)省連鑄坯在空氣中的暴露時(shí)間；

采用高速轉(zhuǎn)彎輥道、高速爬坡運(yùn)輸輥道、輸送輥道上設(shè)置密封式保溫罩。

3　總平面布置及工藝過(guò)程

在連鑄區(qū)輥道上設(shè)置升降封閉式保溫罩(連鑄事故狀態(tài)可以將保溫罩快速升起，不影響操作)，五流連鑄出來(lái)的連鑄坯經(jīng)液壓剪剪斷后，在連鑄坯保溫罩內(nèi)短暫停留做回溫處理，由計(jì)算機(jī)控制按軋鋼要求的時(shí)間間隔，依次經(jīng)過(guò)冷床輥道、轉(zhuǎn)彎輥道、熱送輥道(帶保溫罩)、上料輥道送至鏈?zhǔn)揭其摍C(jī)前，經(jīng)過(guò)測(cè)溫計(jì)算機(jī)自動(dòng)判別，溫度滿足軋機(jī)軋制要求的坯料由鏈?zhǔn)揭其摍C(jī)送至軋機(jī)前輥道進(jìn)入軋機(jī)，溫度不能滿足要求的坯料由剔廢裝置進(jìn)行剔廢，從連鑄到軋機(jī)的輸送時(shí)間約90 s。

由于受現(xiàn)場(chǎng)初始條件限制，從連鑄機(jī)先出來(lái)的坯頭到軋機(jī)處是后進(jìn)軋機(jī)的，所以對(duì)連鑄坯頭尾鋼坯溫度的均勻性要求比較高。

總平面布置如圖2所示。

連鑄區(qū)斷面圖如圖3所示。

圖2　工程平面布置圖

圖3　工程斷面布置圖

4　使用效果

該項(xiàng)目自2014年7月投產(chǎn)以來(lái)，已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行接近2年，使用效果良好，直接軋制率>92%；目前加熱爐處于完全停爐狀態(tài)，準(zhǔn)備拆除。

軋機(jī)前坯頭溫度(連鑄坯的低溫端)可達(dá)990 ℃以上，一定時(shí)間段內(nèi)連鑄坯的溫度統(tǒng)計(jì)圖如圖4所示。

鋼坯溫度如圖5所示，由圖5可見(jiàn)，連鑄坯頭尾幾乎無(wú)溫差。

圖4　溫度統(tǒng)計(jì)圖

圖5　鋼坯溫度顯示圖

5　結(jié)束語(yǔ)

節(jié)能降耗減排、降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益是鋼鐵生產(chǎn)的永恒主題。充分利用連鑄坯熱能直接軋制，代表著今后生產(chǎn)普通建筑用材的方向，這種免加熱的連鑄、連軋方法代表著今后鋼鐵生產(chǎn)的主流，國(guó)內(nèi)各普碳鋼生產(chǎn)廠能夠抓住這個(gè)方向，根據(jù)現(xiàn)有條件因地制宜適當(dāng)改造，實(shí)現(xiàn)連鑄、連軋的生產(chǎn)格局，既是一個(gè)創(chuàng)新之舉，而且也符合國(guó)家的產(chǎn)業(yè)政策，能夠給企業(yè)增效。

2016-03-25

王正剛(1979—)，男，工程師，電話：13951729928；E-mail：13951729928@163.com

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