重钢“一罐制”条件下国产板坯连铸机生产实践

重钢的钢铁生产流程为“3座高炉—3座转炉—3台板坯连铸机—3台轧机”，炼钢工序的流程短、刚性强、生产断面规格多、品种复杂，要保证流程顺畅难度大，尤其是连铸机为连浇生产，一旦出现故障，上可能影响高炉正常生产、下可能导致轧钢生产计划兑现困难。因此，自主集成的3台国产板坯连铸机能否正常运行就成为影响全流程生产顺行的关键。

 

2012年下半年起，当全流程即将准备推行高效生产之际，连铸系统就暴露出较多问题。如当年7月份发生高炉休风事故3次、非计划断浇事故17次，严重影响了全流程高效生产的实现，探索连铸高效生产技术迫在眉睫。经过一段时间的探索，重钢通过建立高效生产体系，开发高效生产技术，构建“设备功能精度达标”的质量保证长效机制，专项攻关解决设备功能精度方面存在的问题等措施，完成了连铸“恒稳浇铸”，实现了铁水一罐制度条件下国产板坯连铸机的高效生产。

 

高效生产体系的建立与完善

 

根据实践，重钢高效生产体系的建立与完善主要包括3个方面：

 

双流大板坯及多断面条件下保证连浇生产———为了更好地满足用户需求，重钢连铸机生产断面有17个，且更换频繁。如2号机换断面频度达到18.1次/月（停机后冷调宽），即1.66天更换一次断面，曾经一周换过8次。而过于频繁地更换断面，会影响连铸机作业率。因此，只有通过连铸机高炉数的多炉连浇，才能保证高作业率和高产量，从而实现高效生产。为此，重钢技术人员主要做了双流大板坯连铸机及宽厚板多断面快换中间包技术的开发、提高钢水可浇性、加强耐火材料及中间包控流装置的质量稳定控制3个方面的改进。

 

双流直弧型连铸机比单流全弧形连铸机换中间包操作在控制过程时间和板坯变形上带来更大难度，而由于断面宽度和厚度相差较大，宽厚板连铸机更会存在过程时间长、铸坯收缩严重、接痕衔接不好等直接影响生产顺行的致命缺陷。根据新工艺的特点，重钢技术人员首先整改了相关设备，缩短换中间包时的设备运行时间，在中间包末期尾浇时进行模拟操作，做好操作配合，控制坯壳收缩量的特别方法，使得换包时间能够保证在4分钟内。2013年4月底，3号连铸机300mm厚度断面成功实现中间包换包，标志着重钢所有断面单双流大板坯铸机已实现了多断面生产条件下同钢种或异钢种换包连浇，连浇炉数可达到60炉。

 

因钢包座砖清洗不当，钢包自动底吹氩接取装置的公榫与母榫间漏气率高，造成底吹氩效果差，夹杂物上浮不足；生产节奏滞后，造成炉外精炼（CAS、LF、RH）处理时间不足，影响其对钢水夹杂物的去除效果；CAS直走工艺路线时，转炉终点硫含量偏高，CAS因温度低无法钙处理，生产节奏紧张无时间进行钙处理，钢水流动性差；转炉出钢或精炼过程温降大导致RH被迫吹氧升温等原因导致洁净度差。采取相应的技术措施后，可浇性问题导致连铸顺行的事故率大大降低。

 

连铸生产顺行、质量稳定达标与耐火材料的质量稳定密不可分。基于此，重钢引进在国内210吨转炉生产线及以上级别连铸机已投入大生产的耐材生产厂家供货，按月对各供货厂家的耐火材料使用情况进行质量评价，按优胜劣汰原则，制定严格的结算与考核制度，充分保证了连铸耐火材料的稳定。

 

“一罐制”条件下大炉机节奏的优化———针对铁水“一罐制”下的高效生产特点，在以“冶炼为基础、连铸为中心、设备为保障”的方针指导下，优化生产管理模式和大炉机节奏的管理，满足公司的高效化生产要求。大炉机节奏的优化和完善，保证了各工序过程处理时间、钢水成分、温度的精准控制，确保钢水有节奏地、均衡地输送至连铸机浇注，保证了各工序的生产顺行及产品质量的稳定。

 

推动板坯热送———在铁水“一罐制”条件下，为保障钢-轧界面物流通畅，铸坯的热送是关键环节。为推进铸坯热送工作，1号、3号连铸机实现了铸坯表面质量在线检测大生产应用。同时，重钢开发了无缺陷坯控制技术，如采用高碱度保护渣、大倒角结晶器、电磁搅拌、动态二冷配水和动态轻压下等关键技术，强化非稳态状况下的标准化作业等。2013年5月份，3台连铸机均打通了热送路线，重钢板坯热送率达到48.22%。

 

连铸高效生产技术的开发应用

 

在完成板坯连铸机高效生产的过程中，重钢建立了高拉速条件下无漏钢体系，完善了非稳态下标准化作业，并优化了连铸工艺。2013年下半年后，重钢已经实现300万吨钢未漏钢，17个月以上未发生黏结漏钢。

 

建立高拉速条件下无漏钢体系———通过控制钢水、耐火材料、保护渣质量，抓好设备精度保持（特别是结晶器的组装质量稳定可靠），提高操作责任心和操作技能，推行稳态操作和非稳态操作的标准化作业，做好漏钢预报系统的维护和参数的不断优化，确保其功能的正常发挥，以防止漏钢事故的发生。

 

完善非稳态下标准化作业，降低漏钢风险———降低“非稳态浇铸”的机率是减少漏钢发生的前提，炼钢流程稳定顺行是防漏钢发生的基础，连铸机实现“恒稳浇铸”是防漏钢发生的必要条件。因此，推行非稳态下的标准化作业，以“恒稳浇铸”为重点，强化过程监督检查，不仅减少了黏结漏钢的风险，还减少了非稳态下的接痕和纵裂废品率。

 

优化连铸工艺，降低黏结风险———结晶器流场温度的保证和均匀是防止黏结发生的关键。因此，在水口设计上进行思维创新，改进设计思路，缩小结晶器液面上温度的不均匀性，强化水口浸入深度的控制，可以为保护渣的良好熔化创造良好的基础条件。此外，通过改进保护渣结晶性能的设计发现，碱度在1.60~1.80之间的含特定成分的高碱度保护渣具有良好的传热和润滑的平衡性，通过强化保护渣结晶性能的检验和监控，可以确保黏结预防和纵裂纹控制上的平衡稳定。

 

连铸设备“功能、精度”专项技术攻关

 

设备因素对连铸生产影响较大。为了确保板坯连铸机不再成为“短板”，连铸机设计时采用了一系列新技术，生产后还必须充分发挥这些技术的功能并达到精度要求，才能有效保证高效生产的实现。为此，重钢围绕“精度恢复、功能投用”开展一系列铸机设备专题攻关。

 

降低轴承故障———通过抓好“精度、润滑、冷却”等基础工作，辊子轴承垮塌频率明显下降，铸机机架辊子垮塌频度从2012年的平均15.92次/月，降低为2.50次/月以下。

 

提高机架修复质量———通过做好机架“精度、润滑、冷却、偏载”等基础工作，强化线外检修设施进行基准校准及精度保证、加强机架组装标准化作业和过程质量监控，机架达到目标寿命下线比例从攻关前的52.3%提高到攻关后的63.1%。

 

降低液压系统故障和漏油———通过对机架液压管网改造、保证密封元件质量、强化过程组装检验质量等工作，排除了由于连铸机漏油给铸坯质量带来的隐患，液压设备漏油故障有了明显好转。

 

改进结晶器系统质量———通过调整结晶器工作状态改善铸坯质量。其中，通过对总成框架、铜板背板、各种密封进行了整改，基本解决结晶器漏水问题；通过在年修时采用经纬仪对弯曲段的外弧基准和垂直度校正，改善结晶器与弯曲段校弧困难的问题；通过将1号、3号机调宽机构改为无间隙滚珠丝杆调节装置，2号机3个月定期对调宽调节装置解体检修以消除相应的间隙，结晶器跑锥问题得到有效控制；通过将上口油缸（2号机油缸活塞加长25mm）和活塞进行改型，并改变碟簧排列组数，同时，将油缸的修复夹紧力和位移标准多次修订，结晶器镶缝夹钢问题得到有效控制等。

 

线外备件修复改造———包括对已经变形的1号机结晶器总成（10台）制定了外送修复方案进行了修复；改善了3号机机架本体框架开裂的问题，进行了相应的修复；1号机机架液压软管曾多次爆裂，进行了硬管改造。

 

提高“三电”系统可靠性———主要包括改造结晶器振动系统和程序完善。其中，对结晶器振动系统进行了改造是将位移与压力检测线路分别改为高温阻燃电缆，外穿保护管，分别加装可抗800℃高温的晶须防护套，最大限度的避免钢水高温对线路的影响；针对震动干扰大的问题，加装24V电源对位移传感器检测电源单独供电，解决了波动问题；设立结晶器振动系统的点巡检制度，加大了对结晶器振动设备的监控力度；做到定期对检测设备和线路的定期更换，并制定定期更换结晶器振动系统位移、压力传感器和电缆的计划，结晶器振动系统可靠性明显提高。此外，根据生产工艺要求进行自主编程。其中，通过新编控制程序，1号机生产的板坯热送2700轧机目前已实现规定长度的铸坯热送；3号连铸机板坯也解决了切割后切割断面易发生粘连的问题。

 

建立与完善连铸相关设备功能精度达标的长效机制———主要包括健全质保体系、促进设备管理规范化，以及全面推进设备检修标准化作业两个方面。为实现铸机功能精度达标，相关各单位进行了过程质量保证体系的整改与完善，由品质部牵头对各单位质保体系进行定期检查，为关键环节把关，针对相关问题限期整改，同时加强复查工作。同时，以“为什么做？做什么？怎么做？”分层次对连铸机系统技术标准、作业标准、管理制度进行全面梳理，健全完善检修技术标准、检修作业标准。对连铸机关键设备提出了“在线使用标准、下线维修标准、线外修复标准”；按照“做所写、写所做”的原则不断完善标准化过程作业和记录；对关键部件（如结晶器铜板、结晶器总成、弯曲段）、工器量具（如电动板手、平尺、测量用弧板等）的管理、各岗位检测和监督作业的人员技能素质进行了规范。