重鋼鐵水“一罐制”條件下的國(guó)產(chǎn)板坯連鑄機(jī)高效生產(chǎn)
2014-07-24 15:33:23
1、背景
重鋼煉鋼新流程處于“三座高爐-三座轉(zhuǎn)爐-三臺(tái)板坯連鑄機(jī)-三臺(tái)軋機(jī)”鋼鐵生產(chǎn)流程的中間環(huán)節(jié)，因其流程短、剛性強(qiáng)、生產(chǎn)斷面規(guī)格多、品種復(fù)雜。要保證流程順暢難度大，尤其是連鑄機(jī)為連澆生產(chǎn)，一旦出現(xiàn)故障，上可能影響高爐正常生產(chǎn)、下可能導(dǎo)致軋鋼生產(chǎn)計(jì)劃兌現(xiàn)困難，自主集成的3臺(tái)國(guó)產(chǎn)板坯連鑄機(jī)能否正常運(yùn)行就成了影響全流程生產(chǎn)順行的關(guān)鍵。2012年下半年一開(kāi)始，當(dāng)全流程即將準(zhǔn)備推行高效生產(chǎn)之際，連鑄系統(tǒng)就暴露出較多的問(wèn)題，造成當(dāng)月高爐休風(fēng)事故3次、非計(jì)劃斷澆事故17次，嚴(yán)重影響全流程高效生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)，探索連鑄高效生產(chǎn)技術(shù)迫在眉睫。
2、高效生產(chǎn)體系的建立與完善
2.1、雙流大板坯及多斷面條件下連澆生產(chǎn)的保證
為了更好地滿(mǎn)足用戶(hù)需求，連鑄機(jī)生產(chǎn)斷面17個(gè)且更換頻繁，如2#機(jī)換斷面18.1次/月（停機(jī)后冷調(diào)寬），即1.66天更換一次斷面，曾經(jīng)一周換過(guò)8次；3#機(jī)換斷面7.2次/月，即4.17天更換一次斷面，曾經(jīng)一周換過(guò)5次。過(guò)于頻繁的換斷面將影響連鑄機(jī)作業(yè)率，因此，只有通過(guò)連鑄機(jī)高爐數(shù)的多爐連澆，來(lái)保證高作業(yè)率和高產(chǎn)量，從而實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)。
2.1.1、雙流大板坯連鑄機(jī)及寬厚板多斷面快換中間包技術(shù)的開(kāi)發(fā)
雙流直弧型連鑄機(jī)比單流全弧形連鑄機(jī)換中間包操作在控制過(guò)程時(shí)間和板坯變形方面難度增大，而寬厚板連鑄機(jī)由于斷面寬度和厚度相差較大，更存在過(guò)程時(shí)間長(zhǎng)，鑄坯收縮嚴(yán)重，接痕銜接不好等直接影響生產(chǎn)順行的致命缺陷。根據(jù)新工藝的特點(diǎn)，先對(duì)系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行了相應(yīng)的整改，縮短換中間包時(shí)設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，在中間包末期尾澆時(shí)進(jìn)行模擬操作，抓好操作配合，控制坯殼收縮量的特別方法，使得換包時(shí)間能夠保證在4min內(nèi)，鑄坯接合部位銜接良好，實(shí)現(xiàn)了換中間包的正常作業(yè)。2013年4月底，3#連鑄機(jī)300mm厚度斷面成功實(shí)現(xiàn)中間包換包，標(biāo)志著所有斷面單雙流大板坯鑄機(jī)已實(shí)現(xiàn)了多斷面生產(chǎn)條件下同鋼種或異鋼種換包連澆，連澆爐數(shù)可達(dá)到60爐。
2.1.2、提高鋼水可澆性
因鋼包座磚清洗不當(dāng)，鋼包自動(dòng)底吹氬接取裝置的公榫與母榫漏氣率高，造成底吹氬效果差，夾雜物上浮不足；生產(chǎn)節(jié)奏滯后造成CAS、LF、RH處理時(shí)間不足，影響其對(duì)鋼水夾雜物的去除效果；CAS直走工藝路線時(shí)，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)硫含量偏高，CAS因溫度低無(wú)法鈣處理，生產(chǎn)節(jié)奏緊張無(wú)時(shí)間鈣處理，鋼水流動(dòng)性差；轉(zhuǎn)爐出鋼或精煉過(guò)程溫降大導(dǎo)致RH被迫吹氧升溫等原因?qū)е落撍疂崈舳炔�。采取相�?yīng)的技術(shù)措施后，可澆性問(wèn)題導(dǎo)致連鑄順行的事故率大大降低。
2.1.3、加強(qiáng)耐火材料及中間包控流裝置的質(zhì)量穩(wěn)定控制
連鑄生產(chǎn)順行、質(zhì)量穩(wěn)定達(dá)標(biāo)與耐火材料的質(zhì)量穩(wěn)定密不可分。引進(jìn)在國(guó)內(nèi)210t轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)線及以上級(jí)別連鑄機(jī)已投入大生產(chǎn)的耐材生產(chǎn)廠家供貨，按月對(duì)各供貨廠家的耐火材料使用情況進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)，按優(yōu)勝劣汰原則，制定嚴(yán)格的結(jié)算與考核制度，充分保證了連鑄耐火材料的穩(wěn)定。
2.2、“一罐制”條件下大爐機(jī)節(jié)奏的優(yōu)化
針對(duì)鐵水“一罐制”下的高效生產(chǎn)特點(diǎn)，在以“冶煉為基礎(chǔ)、連鑄為中心、設(shè)備為保障”的方針指導(dǎo)下，優(yōu)化生產(chǎn)管理模式和大爐機(jī)節(jié)奏的管理，滿(mǎn)足公司的高效化生產(chǎn)要求。大爐機(jī)節(jié)奏的優(yōu)化和完善，保證了各工序過(guò)程處理時(shí)間、鋼水成分、溫度的精準(zhǔn)控制，確保鋼水有節(jié)奏地、均衡地輸送至連鑄機(jī)澆注，保證了各工序的生產(chǎn)順行及產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。
2.3、推動(dòng)板坯熱送
在鐵水“一罐制”條件下，為了保障鋼-軋界面物流通暢，鑄坯的熱送是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為推進(jìn)鑄坯熱送工作，1#、3#連鑄機(jī)實(shí)現(xiàn)了鑄坯表面質(zhì)量在線檢測(cè)大生產(chǎn)應(yīng)用；同時(shí)開(kāi)發(fā)了無(wú)缺陷坯控制技術(shù)，如采用高堿度保護(hù)渣、大倒角結(jié)晶器、電磁攪拌、動(dòng)態(tài)二冷配水和動(dòng)態(tài)輕壓下等關(guān)鍵技術(shù)，強(qiáng)化非穩(wěn)態(tài)狀況下的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)等，2013年5月3臺(tái)連鑄機(jī)均打通了熱送路線，全廠板坯熱送率48.22%，2#機(jī)82.54%，供1780產(chǎn)線板坯熱送率82.51%。
3、連鑄高效生產(chǎn)技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用
3.1、高拉速條件下無(wú)漏鋼體系的建立
提出建立無(wú)漏鋼保證體系的構(gòu)想，通過(guò)控制鋼水、耐火材料、保護(hù)渣質(zhì)量，抓好設(shè)備精度保持（特別是結(jié)晶器的組裝質(zhì)量穩(wěn)定可靠），提高操作責(zé)任心和操作技能，推行穩(wěn)態(tài)操作和非穩(wěn)態(tài)操作的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，做好漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng)的維護(hù)和參數(shù)的不斷優(yōu)化，確保其功能的正常發(fā)揮，以防止漏鋼事故的發(fā)生。
3.2、非穩(wěn)態(tài)下標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，降低漏鋼風(fēng)險(xiǎn)
漏鋼事故絕大多數(shù)都是在“非穩(wěn)態(tài)澆鑄”時(shí)發(fā)生的。降低“非穩(wěn)態(tài)澆鑄”的機(jī)率是減少漏鋼發(fā)生的前提，煉鋼流程穩(wěn)定順行是防漏鋼發(fā)生的基礎(chǔ)；連鑄機(jī)實(shí)現(xiàn)“恒穩(wěn)澆鑄”是防漏鋼發(fā)生的必要條件。推行非穩(wěn)態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，以“恒穩(wěn)澆鑄”為重點(diǎn)，強(qiáng)化過(guò)程監(jiān)督檢查，不僅減少了粘結(jié)漏鋼的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)非穩(wěn)態(tài)下的接痕與縱裂廢品也相對(duì)減少。
3.3、優(yōu)化連鑄工藝，降低粘結(jié)風(fēng)險(xiǎn)
結(jié)晶器流場(chǎng)溫度的穩(wěn)定和均勻是防止粘結(jié)發(fā)生的關(guān)鍵，在水口設(shè)計(jì)上進(jìn)行思維創(chuàng)新，改進(jìn)了設(shè)計(jì)思路，縮小結(jié)晶器液面上溫度的不均勻性，強(qiáng)化水口浸入深度的控制，為保護(hù)渣的良好熔化創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)條件；在保護(hù)渣結(jié)晶性能的設(shè)計(jì)方面通過(guò)一系列研究和試驗(yàn)，找到了堿度在1.60-1.80之間的含特定成份的高堿度保護(hù)渣具有良好的傳熱和潤(rùn)滑平衡性，通過(guò)強(qiáng)化保護(hù)渣結(jié)晶性能的檢驗(yàn)和監(jiān)控，確保粘結(jié)預(yù)防和縱裂紋控制上的平衡穩(wěn)定。
2013年下半年后已經(jīng)實(shí)現(xiàn)300萬(wàn)t無(wú)漏鋼，17個(gè)月以上未發(fā)生粘結(jié)漏鋼。2011年后漏鋼發(fā)生率變化如圖1所示。
圖1：2011年后漏鋼情況
4、連鑄設(shè)備“功能、精度”專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)及設(shè)備功能精度保持長(zhǎng)效機(jī)制的建立與完善
煉鋼生產(chǎn)素有：“三分冶煉、七分澆注”，“三分澆鑄，七分設(shè)備”的說(shuō)法，可見(jiàn)設(shè)備對(duì)連鑄生產(chǎn)影響較大，為了確保板坯連鑄機(jī)不再成為“短板”，連鑄機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)采用了一系列新技術(shù)，生產(chǎn)后還必須充分發(fā)揮這些技術(shù)的功能并達(dá)到對(duì)它的精度要求，才能有效保證高效生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)，為此圍繞“精度恢復(fù)、功能投用”開(kāi)展一系列鑄機(jī)設(shè)備專(zhuān)題攻關(guān)。
4.1、降低軸承故障
通過(guò)抓好“精度、潤(rùn)滑、冷卻”等基礎(chǔ)工作，雖然有多次停電事故對(duì)輥?zhàn)虞S承壽命的影響，輥?zhàn)虞S承垮塌頻率明顯下降，鑄機(jī)機(jī)架輥?zhàn)涌逅鷱闹暗?/span>2012年的平均15.92次/月，降低為平均2013年，6.00次/月，2014年1-2月2.50次/月。
4.2、提高機(jī)架修復(fù)質(zhì)量
做好機(jī)架“精度、潤(rùn)滑、冷卻、偏載”等基礎(chǔ)工作，強(qiáng)化線外檢修設(shè)施進(jìn)行基準(zhǔn)校準(zhǔn)及精度保證、加強(qiáng)機(jī)架組裝標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)及過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控，機(jī)架達(dá)到目標(biāo)壽命下線比例從攻關(guān)前的52.3%提高到攻關(guān)后的63.1%。
4.3、降低液壓系統(tǒng)故障和漏油
連鑄機(jī)漏油嚴(yán)重污染了濁環(huán)水水質(zhì)，給鑄坯質(zhì)量帶來(lái)了重大隱患。通過(guò)對(duì)機(jī)架液壓管網(wǎng)改造、保證密封元件質(zhì)量、強(qiáng)化過(guò)程組裝檢驗(yàn)質(zhì)量等工作，液壓設(shè)備漏油故障有了明顯好轉(zhuǎn)，3臺(tái)鑄機(jī)發(fā)生漏油從2012年的17次（109桶），2013年的11次（56桶），2014年1-2月的1次（2桶）。
4.4、改進(jìn)結(jié)晶器系統(tǒng)質(zhì)量
4.4.1、結(jié)晶器漏水
通過(guò)對(duì)總成框架、銅板背板、各種密封進(jìn)行了整改，基本解決結(jié)晶器漏水問(wèn)題。
4.4.2、弧度調(diào)校
年修時(shí)采用經(jīng)緯儀對(duì)彎曲段的外弧基準(zhǔn)和垂直度校正，結(jié)晶器與彎曲段�；±щy得到改善。
4.4.3、跑錐度
將1#、3#機(jī)調(diào)寬機(jī)構(gòu)改為無(wú)間隙滾珠絲桿調(diào)節(jié)裝置，2#機(jī)3個(gè)月定期對(duì)調(diào)寬調(diào)節(jié)裝置解體檢修以消除相應(yīng)的間隙，結(jié)晶器跑錐問(wèn)題得到有效控制。
4.4.4、寬面夾緊
將上口油缸（2#機(jī)油缸活塞加長(zhǎng)25mm）和活塞進(jìn)行改型，并改變碟簧排列組數(shù)，同時(shí)將油缸的修復(fù)夾緊力和位移標(biāo)準(zhǔn)多次修訂，結(jié)晶器鑲縫夾鋼問(wèn)題得到有效控制。
4.4.5、倒角結(jié)晶器側(cè)板角部露銅
足輥支架配套足輥加工、強(qiáng)化足輥與銅板調(diào)校，改進(jìn)300mm斷面的倒角足輥角度、軸長(zhǎng)、輥輪合理構(gòu)造，夾緊力的調(diào)整以適應(yīng)保護(hù)銅板的需要，效果良好。
4.5、線外備件修復(fù)改造
1）1#機(jī)結(jié)晶器總成
對(duì)已經(jīng)變形的1#機(jī)結(jié)晶器總成（10臺(tái)）制定了外送修復(fù)方案并進(jìn)行了修復(fù)。
2）3#機(jī)結(jié)晶器本體框架
3#機(jī)機(jī)架本體框架開(kāi)裂，進(jìn)行了相應(yīng)的修復(fù)。
3）1#機(jī)液壓軟管
1#機(jī)機(jī)架液壓軟管多次爆裂，進(jìn)行了硬管改造。
4.6、提高“三電”系統(tǒng)可靠性
4.6.1、結(jié)晶器振動(dòng)系統(tǒng)
對(duì)結(jié)晶器振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了改造，將位移與壓力檢測(cè)線路分別改為高溫阻燃電纜，外穿保護(hù)管，分別加裝可抗800℃高溫的晶須防護(hù)套，最大限度的避免鋼水高溫對(duì)線路的影響。對(duì)所有檢測(cè)線路的屏蔽重新對(duì)接。針對(duì)震動(dòng)干擾大的問(wèn)題加裝24V電源對(duì)位移傳感器檢測(cè)電源單獨(dú)供電，解決了波動(dòng)問(wèn)題。設(shè)立結(jié)晶器振動(dòng)系統(tǒng)的點(diǎn)巡檢制度，加大了對(duì)結(jié)晶器振動(dòng)設(shè)備的監(jiān)控力度。做到了定期對(duì)檢測(cè)設(shè)備和線路的定期更換并制定定期更換結(jié)晶器振動(dòng)系統(tǒng)位移、壓力傳感器和電纜的計(jì)劃，結(jié)晶器振動(dòng)系統(tǒng)可靠性明顯提高。
4.6.2、程序完善
根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，自主編程應(yīng)用于大生產(chǎn)。1#機(jī)生產(chǎn)的板坯熱送2700軋機(jī)因?qū)俟こ踢z留問(wèn)題，許多控制程序都與設(shè)計(jì)目標(biāo)相差較遠(yuǎn)，鑄坯定尺8.5m以下不能熱送，通過(guò)新編控制程序，加上多次調(diào)試修改，目前已實(shí)現(xiàn)規(guī)定長(zhǎng)度的鑄坯都能進(jìn)行熱送。3#連鑄機(jī)板坯切割后切割斷面易發(fā)生粘黏，通過(guò)新編控制程序，并多次修改后應(yīng)用于大生產(chǎn)，效果良好。
4.7、建立與完善連鑄相關(guān)設(shè)備功能精度達(dá)標(biāo)的長(zhǎng)效機(jī)制
4.7.1、健全質(zhì)保體系、促進(jìn)設(shè)備管理規(guī)范化
為實(shí)現(xiàn)鑄機(jī)功能精度達(dá)標(biāo)，相關(guān)各單位進(jìn)行了過(guò)程質(zhì)量保證體系的整改與完善，由品質(zhì)部牽頭對(duì)各單位質(zhì)保體系進(jìn)行定期檢查，為關(guān)鍵環(huán)節(jié)把關(guān)，針對(duì)相關(guān)問(wèn)題限期整改，同時(shí)加強(qiáng)復(fù)查工作。
4.7.2、全面推進(jìn)設(shè)備檢修標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)
以“為什么做？做什么？怎么做？”分層次對(duì)連鑄機(jī)系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、管理制度進(jìn)行全面梳理，健全完善檢修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢修作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)連鑄機(jī)關(guān)鍵設(shè)備提出了“在線使用標(biāo)準(zhǔn)、下線維修標(biāo)準(zhǔn)、線外修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)”。按照“做所寫(xiě)，寫(xiě)所做”的原則不斷完善標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程作業(yè)和記錄。對(duì)關(guān)鍵部件（如結(jié)晶器銅板、結(jié)晶器總成、彎曲段）、工器量具（如電動(dòng)板手、平尺、測(cè)量用弧板等）的管理、各崗位檢測(cè)和監(jiān)督作業(yè)的人員技能素質(zhì)進(jìn)行了規(guī)范，以保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
5、高效生產(chǎn)效果
5.1、產(chǎn)量與作業(yè)率
板坯產(chǎn)量與作業(yè)率如表1所示。
表1：連鑄機(jī)產(chǎn)量與作業(yè)率
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項(xiàng)目
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月平均產(chǎn)量，萬(wàn)t
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鑄機(jī)作業(yè)率，%
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月最高產(chǎn)量，萬(wàn)噸
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鑄機(jī)月最高作業(yè)率，%
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2012年
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43.875
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68.93
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50.966
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81.05
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2013年
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44.705
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73.30
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53.025
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84.92
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5.2、質(zhì)量指標(biāo)
質(zhì)量指標(biāo)如表2所示。
表2：質(zhì)量指標(biāo)完成及對(duì)比情況
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項(xiàng)目
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低倍評(píng)級(jí)≤B1.0，%
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表面原始合格率，%
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鋼坯內(nèi)裂率，%
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鋼坯大縱裂紋率，%
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鋼板探傷綜合合格率，%
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2012年
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96.73
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90.09
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0.045
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0.131
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98.33
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2013年
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98.83
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91.61
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0.015
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0.028
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98.44
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6、結(jié)語(yǔ)
重鋼一煉鋼廠經(jīng)過(guò)投產(chǎn)4年以來(lái)的不斷探索，建立與完善了連鑄高效生產(chǎn)體系，開(kāi)展了設(shè)備功能精度達(dá)標(biāo)的專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)質(zhì)量攻關(guān)，構(gòu)建了以“設(shè)備功能實(shí)現(xiàn)精度保持管理體系”為核心的長(zhǎng)效機(jī)制，“以連鑄為中心”的煉鋼生產(chǎn)秩序已經(jīng)形成，實(shí)現(xiàn)了重鋼“一罐制”條件下的國(guó)產(chǎn)板坯連鑄機(jī)高效生產(chǎn)目標(biāo)。
收稿時(shí)間：2014年7月
來(lái)源：重鋼
