寶鋼湛江高效板坯連鑄機設(shè)計實踐
2018-01-02 12:02:17
寶鋼羅涇兩臺單流2300mm連鑄機分別于2007年、2009年建成投產(chǎn)，2012年停產(chǎn)。2013年，寶鋼決定將寶鋼羅涇已停產(chǎn)的這兩臺單流連鑄機扇形段主體設(shè)備搬遷到寶鋼湛江鋼鐵基地，合并改造為一臺雙流連鑄機，改造后連鑄機的主要技術(shù)性能參數(shù)見表1，中冶賽迪承擔總體設(shè)計和主要設(shè)備供貨。本搬遷改造項目的目標是將該連鑄機改造為高效率、低成本的高品質(zhì)連鑄機。2013年5月項目啟動，經(jīng)歷了3年的設(shè)計、設(shè)備拆除、設(shè)備改造、設(shè)備安裝、設(shè)備調(diào)試過程，于2016年5月15日一次性熱負荷試車成功。
表1寶鋼湛江2300mm連鑄機的主要技術(shù)性能參數(shù)
|
項目名稱
|
工藝參數(shù)
|
|
連鑄機流數(shù)/流
|
2－2
|
|
連鑄機機型
|
垂直彎曲型、連續(xù)彎曲矯直
|
|
生產(chǎn)鋼種
|
管線鋼、壓力容器鋼、結(jié)構(gòu)鋼、船板鋼、特殊專用鋼等
|
|
引錠桿裝入方式
|
上裝引錠桿
|
|
板坯斷面尺寸/(mm×mm)
|
200/230/250×(1200～2300)
|
|
連鑄機生產(chǎn)能力/(萬t·a－1)
|
275
|
1、高效率技術(shù)
1.1、結(jié)晶器在線熱調(diào)寬技術(shù)
在拉速穩(wěn)定的前提下，提高連鑄機產(chǎn)能最有效的方式是提高連鑄機的連澆爐數(shù)。但是在傳統(tǒng)連鑄生產(chǎn)中，更換鑄坯寬度規(guī)格時，不得不中斷澆鑄，更換結(jié)晶器或停機在線調(diào)整結(jié)晶器寬度，重新裝引錠，重新開澆，因此生產(chǎn)效率低，勞動強度大，金屬損耗大。
中冶賽迪經(jīng)過多年研發(fā)，成功開發(fā)了結(jié)晶器在線熱調(diào)寬技術(shù)，可在全拉速條件下快速、安全、穩(wěn)定地完成結(jié)晶器寬度調(diào)整，以滿足連續(xù)生產(chǎn)條件下調(diào)整板坯寬度規(guī)格的要求，從而提高金屬收得率和作業(yè)率，提高連鑄機生產(chǎn)能力。中冶賽迪深入研究了調(diào)寬過程中連鑄坯殼應(yīng)變及氣隙產(chǎn)生的機理，為實現(xiàn)快速、安全、穩(wěn)定的在線熱調(diào)寬技術(shù)奠定了理論基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上成功開發(fā)了高精度結(jié)晶器調(diào)寬裝置，包括控制精度高、自鎖能力強的調(diào)寬驅(qū)動裝置，以及保證澆鋼安全的寬邊軟夾緊裝置和實現(xiàn)調(diào)寬要求的結(jié)晶器本體。調(diào)寬方式為電動伺服驅(qū)動，結(jié)晶器兩個窄邊的4套蝸桿伺服馬達傳動裝置驅(qū)動兩個窄邊相向或反向同速運行，實現(xiàn)調(diào)寬所要達到的寬度和錐度。其具有調(diào)寬精度高、穩(wěn)定性好等特點，可有效抑制生產(chǎn)過程中窄面寬度和錐度漂移。
寶鋼湛江2300mm連鑄機采用了中冶賽迪結(jié)晶器在線熱調(diào)寬技術(shù)，投產(chǎn)以來一直穩(wěn)定運行，平均每天調(diào)寬2次以上，調(diào)寬調(diào)錐精度在±0.2mm以內(nèi)，用戶畫面如圖1所示。
圖1：湛江2300mm連鑄機結(jié)晶器熱調(diào)寬用戶畫面
1.2、鑄流雙跟蹤技術(shù)
在拉速穩(wěn)定、連澆爐數(shù)確定的前提下，減少澆鑄準備時間可有效提高連鑄機產(chǎn)能。如果采用下裝引錠桿方式，必須待尾坯運出引錠桿存放區(qū)域后，才能開始進行下一澆次的裝入引錠桿作業(yè)，準備時間長達80min左右。減少準備時間的有效措施是采用上裝引錠桿技術(shù)，待尾坯出扇形段后即可開始下一澆次裝入引錠桿作業(yè)，可將準備時間縮短到50min左右。寶鋼湛江2300mm連鑄機采用了上裝引錠桿技術(shù)，并且采用了鑄流雙跟蹤技術(shù)，如圖2所示。
可以實現(xiàn)邊拉尾坯、邊送引錠桿，尾坯離開弧形區(qū)扇形段后，即可開始下個澆次裝引錠桿作業(yè)，可將準備時間進一步壓縮到35min左右。鑄機生產(chǎn)更靈活，并有效提高連鑄機產(chǎn)能。
1.3恒拉速生產(chǎn)工藝
傳統(tǒng)連鑄生產(chǎn)中，受前工序鋼水成分、溫度、鋼水供應(yīng)節(jié)奏的制約，以及受后工序軋鋼對鑄坯斷面、鋼種需求變化的影響，連鑄澆鑄鋼種、斷面頻繁變化，為了實現(xiàn)爐機匹配，拉速時常大幅波動，鑄機生產(chǎn)節(jié)奏和鑄坯質(zhì)量都不穩(wěn)定。
寶鋼湛江連鑄以熱軋定寬側(cè)壓技術(shù)為基礎(chǔ)，連鑄機按少數(shù)幾個典型的鑄坯寬度組織生產(chǎn)，熱軋通過大側(cè)壓技術(shù)實現(xiàn)對所有寬度規(guī)格的需求，連鑄機不需頻繁更換鑄坯寬度，從而可以實現(xiàn)單個寬度規(guī)格鑄坯更多的連澆爐數(shù)。另外連鑄前工序配置了充足的精煉設(shè)施，能夠按連鑄需求的節(jié)奏提供成分、溫度穩(wěn)定的合格鋼水，真正實現(xiàn)以連鑄為中心組織生產(chǎn)。連鑄按恒拉速方式生產(chǎn)，通過穩(wěn)定的中間罐鋼水流場分布、穩(wěn)定的結(jié)晶器液面、穩(wěn)定的設(shè)備狀態(tài)，實現(xiàn)連鑄生產(chǎn)高效率，并達到生產(chǎn)鑄坯高質(zhì)量。
圖2雙跟蹤示意圖
2、低成本技術(shù)
2.1、獨立設(shè)置機械維修車間及公輔設(shè)施緊湊化布置
傳統(tǒng)設(shè)計中，連鑄機械維修設(shè)施布置于連鑄主廠房內(nèi)，而高壓電氣室、水處理站、空壓站等公輔設(shè)施不得不設(shè)置于離連鑄機本體更遠的區(qū)域。寶鋼湛江連鑄工程將所有連鑄機的機械維修設(shè)施集中布置，在連鑄主廠房外獨立建設(shè)輕量化的機械維修中心。一方面降低了機械維修設(shè)施本身的建設(shè)投資和運行成本；另一方面機修設(shè)施移出主廠房后，旋流池及水處理設(shè)施、二冷空壓站、高壓電氣室等有條件靠近連鑄機本體布置，不僅減少管道、電纜的長度，并且提高了公輔介質(zhì)對連鑄本體需求變化的響應(yīng)速度和靈敏度，有利于降低投資和運行成本，提高鑄坯質(zhì)量。
2.2冷卻水閥站和液壓閥站緊湊化布置傳統(tǒng)設(shè)計中，冷卻水閥站和液壓閥站分別布置在包括有地下管廊的多層平臺上。寶鋼湛江連鑄工程將所有冷卻水閥站集中布置在連鑄機兩旁的地坪層，所有液壓閥站布置在連鑄機兩旁的第二層平臺，不僅大幅減少了管道長度，而且縮短了調(diào)節(jié)閥到最終用戶的距離，提高了冷卻水和液壓介質(zhì)對設(shè)備需求變化的響應(yīng)速度和靈敏度，因此有利于降低投資和運行成本，并提高鑄坯質(zhì)量。
3.3冷卻水泵站露天布置
傳統(tǒng)設(shè)計中，連鑄冷卻水泵站多采用室內(nèi)布置方式。寶鋼湛江連鑄將所有冷卻水泵站均露天布置，投產(chǎn)一年來的生產(chǎn)實踐證明，泵站露天布置是成功的，不僅降低了工程建設(shè)投資，并且節(jié)省了廠房通風、照明等生產(chǎn)運行成本。
3、結(jié)語
寶鋼湛江連鑄工程通過采用結(jié)晶器在線熱調(diào)寬技術(shù)、上裝引錠桿技術(shù)、鑄流雙跟蹤和恒拉速等技術(shù)，實現(xiàn)了連鑄生產(chǎn)高效率。投產(chǎn)一年的生產(chǎn)實踐證明，雙流板坯連鑄機產(chǎn)能達到280萬t/a，鑄坯合格率在99%以上。批量穩(wěn)定生產(chǎn)900MPa以上超高強度厚板鋼，所有鋼種無角裂，中心偏析全部伏于C級。
通過獨立設(shè)置機械維修車間、公輔設(shè)施緊湊化布置、冷卻水閥站和液壓閥站緊湊化布置、冷卻水泵站露天布置等方式，實現(xiàn)了連鑄生產(chǎn)低成本。投產(chǎn)一年的生產(chǎn)實踐證明，湛江連鑄工序能耗比同類連鑄項目降低約30%。
來源：中國冶金(有刪節(jié))、TNC編輯部整理
