圖為東海特鋼三流板坯連鑄工程。 （中冶南方 提供）
本報(bào)通訊員 南方
合理科學(xué)的板坯鑄機(jī)整體設(shè)計(jì)方案，是實(shí)現(xiàn)鑄坯高質(zhì)、高效生產(chǎn)的最基本條件。然而，要在設(shè)計(jì)上做到合理科學(xué)，并不簡(jiǎn)單。為此，中冶南方連鑄公司通過個(gè)性化設(shè)計(jì)，提供了板坯鑄機(jī)整體設(shè)計(jì)方案，贏得了市場(chǎng)的決勝“秘籍”。
板坯鑄機(jī)定制兩大難點(diǎn)
一個(gè)難點(diǎn)，從鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)到出坯輥道工藝布置，鑄機(jī)的設(shè)計(jì)覆蓋鋼鐵從液態(tài)凝固成鑄坯的各道工藝環(huán)節(jié)，是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，因鋼廠生產(chǎn)鋼種、鑄坯規(guī)格、冶煉條件等不同，導(dǎo)致鑄機(jī)在設(shè)計(jì)上存在顯著的個(gè)性化、多樣化需求特征。
另一個(gè)難點(diǎn)，相對(duì)方坯而言，板坯因其寬厚比大的形狀特性，在生產(chǎn)時(shí)鑄坯溫度分布更不均勻、夾雜物與氣泡的控制要求更嚴(yán)格，更易產(chǎn)生表面裂紋、角部裂紋等缺陷，對(duì)鑄坯質(zhì)量精準(zhǔn)控制提出了更高要求。
破題，從方案開始
基于連鑄領(lǐng)域40年的技術(shù)沉淀和經(jīng)驗(yàn)積累，中冶南方連鑄公司圍繞生產(chǎn)工藝的流暢順行、設(shè)備通用性與高壽命設(shè)計(jì)、鑄坯質(zhì)量保證等共性需求，探索總結(jié)出了一套具有普適性的板坯連鑄設(shè)計(jì)理念和方案。
該方案根據(jù)中間包與結(jié)晶器流場(chǎng)模擬，給出最佳的中間包控流裝置形式與浸入式水口形狀；根據(jù)全流程溫度場(chǎng)仿真，算出表層溫度場(chǎng)變化規(guī)律，進(jìn)而給出合適的二冷水配方與幅切形式；基于電磁場(chǎng)與溫度場(chǎng)耦合計(jì)算，得到最佳的結(jié)晶器電磁攪拌參數(shù)以及板坯液芯形狀與凝固終點(diǎn)，進(jìn)而給出最佳的輥式電磁攪拌位置和參數(shù)。
立足以上設(shè)計(jì)理念，中冶南方連鑄公司堅(jiān)持客戶需求導(dǎo)向，以鑄機(jī)的安全平穩(wěn)順行為前提，聚焦高質(zhì)量、高效益、高可靠性目標(biāo)持續(xù)發(fā)力，聚焦細(xì)分客戶的多樣化需求，“量身定制”配套技術(shù)與工藝，實(shí)現(xiàn)鑄機(jī)通用設(shè)計(jì)與個(gè)性化需求的平衡。
板坯鑄機(jī)設(shè)計(jì)典型實(shí)例
為適應(yīng)高品質(zhì)、超低碳IF系列汽車板生產(chǎn)需求，武鋼有限三煉鋼2號(hào)鑄機(jī)改造工程項(xiàng)目要求將原R10.5米雙流弧形多點(diǎn)矯直鑄機(jī)就地改造為R9.5米雙流直弧形板坯鑄機(jī)。為此，中冶南方連鑄公司重點(diǎn)針對(duì)熱調(diào)寬結(jié)晶器、全板簧液壓振動(dòng)、輥列布置、扇形段、輥縫遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、二冷動(dòng)態(tài)配水輕壓下系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等配套裝備，做出個(gè)性化的改造提升。
該項(xiàng)目?jī)H停機(jī)60天就完成了鑄機(jī)全部改造，當(dāng)月即達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)。改造后，其鑄坯質(zhì)量大幅提高，汽車板改判率由3.91%降到1.64%；最高連續(xù)澆注258爐，月產(chǎn)20.2萬噸，年產(chǎn)能可達(dá)235萬噸。
為解決東海特鋼三流板坯連鑄工程爐機(jī)匹配、生產(chǎn)斷面及產(chǎn)量相互制約的矛盾，中冶南方連鑄公司以傳統(tǒng)雙流板坯鑄機(jī)的設(shè)備組成及結(jié)構(gòu)形式為基礎(chǔ)，在借鑒的基礎(chǔ)上打破常規(guī)，針對(duì)中間罐流場(chǎng)、液壓振動(dòng)單元布置、輥列布置等配套裝置進(jìn)行革新與優(yōu)化，設(shè)計(jì)出三機(jī)三流直弧型連續(xù)彎曲/矯直板坯鑄機(jī)，為國(guó)際首創(chuàng)，實(shí)現(xiàn)了與大型轉(zhuǎn)爐快速冶煉周期的靈活匹配。該項(xiàng)目建成后，長(zhǎng)期處于滿負(fù)荷生產(chǎn)狀態(tài)，工作拉速達(dá)1.70米/分鐘，日產(chǎn)量超過9500噸，超設(shè)計(jì)能力15%，通過中間罐熱換操作，連澆周期達(dá)170小時(shí)，與大型轉(zhuǎn)爐快速冶煉周期完美匹配。同時(shí)，其鑄坯表面無缺陷、內(nèi)部質(zhì)量?jī)?yōu)良可達(dá)1級(jí)，實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)帶鋼的穩(wěn)定輸出。
在承德鋼鐵四流寬扁坯連鑄工程建設(shè)中，基于多流小型板坯的高效、高質(zhì)量生產(chǎn)需求，中冶南方連鑄公司集成傳統(tǒng)板坯、大方坯連鑄機(jī)的優(yōu)勢(shì)，首次開發(fā)出一種新型直弧形多流小板坯連鑄機(jī)機(jī)型——直弧型寬扁坯鑄機(jī)，為國(guó)際首創(chuàng)。該機(jī)型創(chuàng)造性采用一體式大容量中間罐、板式組合結(jié)晶器，以及整體快換特殊設(shè)計(jì)的弧形段，既大幅提升設(shè)備維護(hù)便捷性，又為多爐連澆生產(chǎn)提供硬件支持，兼具鋼種、斷面適應(yīng)性和靈活性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。該鑄機(jī)平均小時(shí)產(chǎn)量為161.55噸，平均連澆爐數(shù)30.39爐/澆次；鑄坯合格率為99.97%，內(nèi)部質(zhì)量良好，主要生產(chǎn)鋼種為65Mn、Q235BB、低硅Q345BV、354QBV、加鈦C510L等，產(chǎn)品規(guī)格為165毫米×400毫米/450毫米/525毫米。
在印尼德信雙流板坯連鑄工程建設(shè)中，因地理位置和自然條件帶來的種種限制，中冶南方連鑄公司基于經(jīng)濟(jì)性、功能性、穩(wěn)定性、科學(xué)性原則，開展優(yōu)化設(shè)計(jì)。同時(shí)，他們采取結(jié)晶器機(jī)器人加渣技術(shù)、結(jié)晶器漏鋼預(yù)報(bào)等系列技術(shù)，為鑄機(jī)的高質(zhì)、高效生產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。該項(xiàng)目投產(chǎn)即達(dá)產(chǎn)，實(shí)際產(chǎn)能可達(dá)220萬噸/年，超設(shè)計(jì)產(chǎn)能19%，產(chǎn)品規(guī)格為210毫米/230毫米×1630毫米。
《中國(guó)冶金報(bào)》（2023年10月10日 05版五版）
