重鋼鐵水“一罐制”條件下的國產(chǎn)板坯連鑄機高效生產(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-三臺板坯連鑄機-三臺軋機”鋼鐵生產(chǎn)流程的中間環(huán)節(jié)，因其流程短、剛性強、生產(chǎn)斷面規(guī)格多、品種復雜。要保證流程順暢難度大，尤其是連鑄機為連澆生產(chǎn)，一旦出現(xiàn)故障，上可能影響高爐正常生產(chǎn)、下可能導致軋鋼生產(chǎn)計劃兌現(xiàn)困難，自主集成的3臺國產(chǎn)板坯連鑄機能否正常運行就成了影響全流程生產(chǎn)順行的關(guān)鍵。2012年下半年一開始，當全流程即將準備推行高效生產(chǎn)之際，連鑄系統(tǒng)就暴露出較多的問題，造成當月高爐休風事故3次、非計劃斷澆事故17次，嚴重影響全流程高效生產(chǎn)的實現(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
為了更好地滿足用戶需求，連鑄機生產(chǎn)斷面17個且更換頻繁，如2#機換斷面18.1次/月（停機后冷調(diào)寬），即1.66天更換一次斷面，曾經(jīng)一周換過8次；3#機換斷面7.2次/月，即4.17天更換一次斷面，曾經(jīng)一周換過5次。過于頻繁的換斷面將影響連鑄機作業(yè)率，因此，只有通過連鑄機高爐數(shù)的多爐連澆，來保證高作業(yè)率和高產(chǎn)量，從而實現(xiàn)高效生產(chǎn)。
2.1.1、雙流大板坯連鑄機及寬厚板多斷面快換中間包技術(shù)的開發(fā)
雙流直弧型連鑄機比單流全弧形連鑄機換中間包操作在控制過程時間和板坯變形方面難度增大，而寬厚板連鑄機由于斷面寬度和厚度相差較大，更存在過程時間長，鑄坯收縮嚴重，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，先對系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備進行了相應的整改，縮短換中間包時設(shè)備運行時間，在中間包末期尾澆時進行模擬操作，抓好操作配合，控制坯殼收縮量的特別方法，使得換包時間能夠保證在4min內(nèi)，鑄坯接合部位銜接良好，實現(xiàn)了換中間包的正常作業(yè)。2013年4月底，3#連鑄機300mm厚度斷面成功實現(xiàn)中間包換包，標志著所有斷面單雙流大板坯鑄機已實現(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)可達到60爐。
2.1.2、提高鋼水可澆性
因鋼包座磚清洗不當，鋼包自動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處理時間不足，影響其對鋼水夾雜物的去除效果；CAS直走工藝路線時，轉(zhuǎn)爐終點硫含量偏高，CAS因溫度低無法鈣處理，生產(chǎn)節(jié)奏緊張無時間鈣處理，鋼水流動性差；轉(zhuǎn)爐出鋼或精煉過程溫降大導致RH被迫吹氧升溫等原因?qū)е落撍疂崈舳炔�。采取相應的技術(shù)措施后，可澆性問題導致連鑄順行的事故率大大降低。
2.1.3、加強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)定達標與耐火材料的質(zhì)量穩(wěn)定密不可分。引進在國內(nèi)210t轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)線及以上級別連鑄機已投入大生產(chǎn)的耐材生產(chǎn)廠家供貨，按月對各供貨廠家的耐火材料使用情況進行質(zhì)量評價，按優(yōu)勝劣汰原則，制定嚴格的結(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”條件下大爐機節(jié)奏的優(yōu)化
針對鐵水“一罐制”下的高效生產(chǎn)特點，在以“冶煉為基礎(chǔ)、連鑄為中心、設(shè)備為保障”的方針指導下，優(yōu)化生產(chǎn)管理模式和大爐機節(jié)奏的管理，滿足公司的高效化生產(chǎn)要求。大爐機節(jié)奏的優(yōu)化和完善，保證了各工序過程處理時間、鋼水成分、溫度的精準控制，確保鋼水有節(jié)奏地、均衡地輸送至連鑄機澆注，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)。為推進鑄坯熱送工作，1#、3#連鑄機實現(xiàn)了鑄坯表面質(zhì)量在線檢測大生產(chǎn)應用；同時開發(fā)了無缺陷坯控制技術(shù)，如采用高堿度保護渣、大倒角結(jié)晶器、電磁攪拌、動態(tài)二冷配水和動態(tài)輕壓下等關(guān)鍵技術(shù)，強化非穩(wěn)態(tài)狀況下的標準化作業(yè)等，2013年5月3臺連鑄機均打通了熱送路線，全廠板坯熱送率48.22%，2#機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)的開發(fā)應用
3.1、高拉速條件下無漏鋼體系的建立
提出建立無漏鋼保證體系的構(gòu)想，通過控制鋼水、耐火材料、保護渣質(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)操作的標準化作業(yè)，做好漏鋼預報系統(tǒng)的維護和參數(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)下標準化作業(yè)，降低漏鋼風險
漏鋼事故絕大多數(shù)都是在“非穩(wěn)態(tài)澆鑄”時發(fā)生的。降低“非穩(wěn)態(tài)澆鑄”的機率是減少漏鋼發(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)；連鑄機實現(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)下的標準化作業(yè)，以“恒穩(wěn)澆鑄”為重點，強化過程監(jiān)督檢查，不僅減少了粘結(jié)漏鋼的風險，同時非穩(wěn)態(tài)下的接痕與縱裂廢品也相對減少。
3.3、優(yōu)化連鑄工藝，降低粘結(jié)風險
結(jié)晶器流場溫度的穩(wěn)定和均勻是防止粘結(jié)發(fā)生的關(guān)鍵，在水口設(shè)計上進行思維創(chuàng)新，改進了設(shè)計思路，縮小結(jié)晶器液面上溫度的不均勻性，強化水口浸入深度的控制，為保護渣的良好熔化創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)條件；在保護渣結(jié)晶性能的設(shè)計方面通過一系列研究和試驗，找到了堿度在1.60-1.80之間的含特定成份的高堿度保護渣具有良好的傳熱和潤滑平衡性，通過強化保護渣結(jié)晶性能的檢驗和監(jiān)控，確保粘結(jié)預防和縱裂紋控制上的平衡穩(wěn)定。
2013年下半年后已經(jīng)實現(xiàn)300萬t無漏鋼，17個月以上未發(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”專項技術(shù)攻關(guān)及設(shè)備功能精度保持長效機制的建立與完善
煉鋼生產(chǎn)素有：“三分冶煉、七分澆注”，“三分澆鑄，七分設(shè)備”的說法，可見設(shè)備對連鑄生產(chǎn)影響較大，為了確保板坯連鑄機不再成為“短板”，連鑄機設(shè)計時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)的功能并達到對它的精度要求，才能有效保證高效生產(chǎn)的實現(xiàn)，為此圍繞“精度恢復、功能投用”開展一系列鑄機設(shè)備專題攻關(guān)。
4.1、降低軸承故障
通過抓好“精度、潤滑、冷卻”等基礎(chǔ)工作，雖然有多次停電事故對輥子軸承壽命的影響，輥子軸承垮塌頻率明顯下降，鑄機機架輥子垮塌從之前的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、提高機架修復質(zhì)量
做好機架“精度、潤滑、冷卻、偏載”等基礎(chǔ)工作，強化線外檢修設(shè)施進行基準校準及精度保證、加強機架組裝標準化作業(yè)及過程質(zhì)量監(jiān)控，機架達到目標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
連鑄機漏油嚴重污染了濁環(huán)水水質(zhì)，給鑄坯質(zhì)量帶來了重大隱患。通過對機架液壓管網(wǎng)改造、保證密封元件質(zhì)量、強化過程組裝檢驗質(zhì)量等工作，液壓設(shè)備漏油故障有了明顯好轉(zhuǎn)，3臺鑄機發(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、改進結(jié)晶器系統(tǒng)質(zhì)量
4.4.1、結(jié)晶器漏水
通過對總成框架、銅板背板、各種密封進行了整改，基本解決結(jié)晶器漏水問題。
4.4.2、弧度調(diào)校
年修時采用經(jīng)緯儀對彎曲段的外弧基準和垂直度校正，結(jié)晶器與彎曲段�；±щy得到改善。
4.4.3、跑錐度
將1#、3#機調(diào)寬機構(gòu)改為無間隙滾珠絲桿調(diào)節(jié)裝置，2#機3個月定期對調(diào)寬調(diào)節(jié)裝置解體檢修以消除相應的間隙，結(jié)晶器跑錐問題得到有效控制。
4.4.4、寬面夾緊
將上口油缸（2#機油缸活塞加長25mm）和活塞進行改型，并改變碟簧排列組數(shù)，同時將油缸的修復夾緊力和位移標準多次修訂，結(jié)晶器鑲縫夾鋼問題得到有效控制。
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、強化足輥與銅板調(diào)校，改進300mm斷面的倒角足輥角度、軸長、輥輪合理構(gòu)造，夾緊力的調(diào)整以適應保護銅板的需要，效果良好。
4.5、線外備件修復改造
1）1#機結(jié)晶器總成
對已經(jīng)變形的1#機結(jié)晶器總成（10臺）制定了外送修復方案并進行了修復。
2）3#機結(jié)晶器本體框架
3#機機架本體框架開裂，進行了相應的修復。
3）1#機液壓軟管
1#機機架液壓軟管多次爆裂，進行了硬管改造。
4.6、提高“三電”系統(tǒng)可靠性
4.6.1、結(jié)晶器振動系統(tǒng)
對結(jié)晶器振動系統(tǒng)進行了改造，將位移與壓力檢測線路分別改為高溫阻燃電纜，外穿保護管，分別加裝可抗800℃高溫的晶須防護套，最大限度的避免鋼水高溫對線路的影響。對所有檢測線路的屏蔽重新對接。針對震動干擾大的問題加裝24V電源對位移傳感器檢測電源單獨供電，解決了波動問題。設(shè)立結(jié)晶器振動系統(tǒng)的點巡檢制度，加大了對結(jié)晶器振動設(shè)備的監(jiān)控力度。做到了定期對檢測設(shè)備和線路的定期更換并制定定期更換結(jié)晶器振動系統(tǒng)位移、壓力傳感器和電纜的計劃，結(jié)晶器振動系統(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，自主編程應用于大生產(chǎn)。1#機生產(chǎn)的板坯熱送2700軋機因?qū)俟こ踢z留問題，許多控制程序都與設(shè)計目標相差較遠，鑄坯定尺8.5m以下不能熱送，通過新編控制程序，加上多次調(diào)試修改，目前已實現(xiàn)規(guī)定長度的鑄坯都能進行熱送。3#連鑄機板坯切割后切割斷面易發(fā)生粘黏，通過新編控制程序，并多次修改后應用于大生產(chǎn)，效果良好。
4.7、建立與完善連鑄相關(guān)設(shè)備功能精度達標的長效機制
4.7.1、健全質(zhì)保體系、促進設(shè)備管理規(guī)范化
為實現(xiàn)鑄機功能精度達標，相關(guān)各單位進行了過程質(zhì)量保證體系的整改與完善，由品質(zhì)部牽頭對各單位質(zhì)保體系進行定期檢查，為關(guān)鍵環(huán)節(jié)把關(guān)，針對相關(guān)問題限期整改，同時加強復查工作。
4.7.2、全面推進設(shè)備檢修標準化作業(yè)
以“為什么做？做什么？怎么做？”分層次對連鑄機系統(tǒng)技術(shù)標準、作業(yè)標準、管理制度進行全面梳理，健全完善檢修技術(shù)標準、檢修作業(yè)標準。對連鑄機關(guān)鍵設(shè)備提出了“在線使用標準、下線維修標準、線外修復標準”。按照“做所寫，寫所做”的原則不斷完善標準化過程作業(yè)和記錄。對關(guān)鍵部件（如結(jié)晶器銅板、結(jié)晶器總成、彎曲段）、工器量具（如電動板手、平尺、測量用弧板等）的管理、各崗位檢測和監(jiān)督作業(yè)的人員技能素質(zhì)進行了規(guī)范，以保證測量數(shù)據(jù)的準確性。
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：連鑄機產(chǎn)量與作業(yè)率
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項目
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月平均產(chǎn)量，萬t
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鑄機作業(yè)率，%
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月最高產(chǎn)量，萬噸
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鑄機月最高作業(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
|
53.025
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84.92
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5.2、質(zhì)量指標
質(zhì)量指標如表2所示。
表2：質(zhì)量指標完成及對比情況
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項目
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低倍評級≤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，%
|
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
重鋼一煉鋼廠經(jīng)過投產(chǎn)4年以來的不斷探索，建立與完善了連鑄高效生產(chǎn)體系，開展了設(shè)備功能精度達標的專項技術(shù)質(zhì)量攻關(guān)，構(gòu)建了以“設(shè)備功能實現(xiàn)精度保持管理體系”為核心的長效機制，“以連鑄為中心”的煉鋼生產(chǎn)秩序已經(jīng)形成，實現(xiàn)了重鋼“一罐制”條件下的國產(chǎn)板坯連鑄機高效生產(chǎn)目標。
收稿時間：2014年7月
來源：重鋼
