重鋼“一罐制”條件下國產(chǎn)板坯連鑄機生產(chǎn)實踐
重鋼的鋼鐵生產(chǎn)流程為“3座高爐—3座轉(zhuǎn)爐—3臺板坯連鑄機—3臺軋機”，煉鋼工序的流程短、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。因此，自主集成的3臺國產(chǎn)板坯連鑄機能否正常運行就成為影響全流程生產(chǎn)順行的關(guān)鍵。
2012年下半年起，當全流程即將準備推行高效生產(chǎn)之際，連鑄系統(tǒng)就暴露出較多問題。如當年7月份發(fā)生高爐休風事故3次、非計劃斷澆事故17次，嚴重影響了全流程高效生產(chǎn)的實現(xiàn)，探索連鑄高效生產(chǎn)技術(shù)迫在眉睫。經(jīng)過一段時間的探索，重鋼通過建立高效生產(chǎn)體系，開發(fā)高效生產(chǎn)技術(shù)，構(gòu)建“設備功能精度達標”的質(zhì)量保證長效機制，專項攻關(guān)解決設備功能精度方面存在的問題等措施，完成了連鑄“恒穩(wěn)澆鑄”，實現(xiàn)了鐵水一罐制度條件下國產(chǎn)板坯連鑄機的高效生產(chǎn)。
高效生產(chǎn)體系的建立與完善
根據(jù)實踐，重鋼高效生產(chǎn)體系的建立與完善主要包括3個方面：
雙流大板坯及多斷面條件下保證連澆生產(chǎn)———為了更好地滿足用戶需求，重鋼連鑄機生產(chǎn)斷面有17個，且更換頻繁。如2號機換斷面頻度達到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。而過于頻繁地更換斷面，會影響連鑄機作業(yè)率。因此，只有通過連鑄機高爐數(shù)的多爐連澆，才能保證高作業(yè)率和高產(chǎn)量，從而實現(xiàn)高效生產(chǎn)。為此，重鋼技術(shù)人員主要做了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)、提高鋼水可澆性、加強耐火材料及中間包控流裝置的質(zhì)量穩(wěn)定控制3個方面的改進。
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上帶來更大難度，而由于斷面寬度和厚度相差較大，寬厚板連鑄機更會存在過程時間長、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，重鋼技術(shù)人員首先整改了相關(guān)設備，縮短換中間包時的設備運行時間，在中間包末期尾澆時進行模擬操作，做好操作配合，控制坯殼收縮量的特別方法，使得換包時間能夠保證在4分鐘內(nèi)。2013年4月底，3號連鑄機300mm厚度斷面成功實現(xiàn)中間包換包，標志著重鋼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。
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間漏氣率高，造成底吹氬效果差，夾雜物上浮不足；生產(chǎn)節(jié)奏滯后，造成爐外精煉（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)奏緊張無時間進行鈣處理，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聺崈舳炔?。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。
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。基于此，重鋼引進在國內(nèi)210噸轉(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。
“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。
推動板坯熱送———在鐵水“一罐制”條件下，為保障鋼-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號、3號連鑄機實現(xiàn)了鑄坯表面質(zhì)量在線檢測大生產(chǎn)應用。同時，重鋼開發(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月份，3臺連鑄機均打通了熱送路線，重鋼板坯熱送率達到48.22%。
連鑄高效生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)應用
在完成板坯連鑄機高效生產(chǎn)的過程中，重鋼建立了高拉速條件下無漏鋼體系，完善了非穩(wěn)態(tài)下標準化作業(yè)，并優(yōu)化了連鑄工藝。2013年下半年后，重鋼已經(jīng)實現(xiàn)300萬噸鋼未漏鋼，17個月以上未發(fā)生黏結(jié)漏鋼。
建立高拉速條件下無漏鋼體系———通過控制鋼水、耐火材料、保護渣質(zhì)量，抓好設備精度保持（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。
完善非穩(wěn)態(tài)下標準化作業(yè)，降低漏鋼風險———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。因此，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，不僅減少了黏結(jié)漏鋼的風險，還減少了非穩(wěn)態(tài)下的接痕和縱裂廢品率。
優(yōu)化連鑄工藝，降低黏結(jié)風險———結(jié)晶器流場溫度的保證和均勻是防止黏結(jié)發(fā)生的關(guān)鍵。因此，在水口設計上進行思維創(chuàng)新，改進設計思路，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，可以為保護渣的良好熔化創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)條件。此外，通過改進保護渣結(jié)晶性能的設計發(fā)現(xiàn)，堿度在1.60~1.80之間的含特定成分的高堿度保護渣具有良好的傳熱和潤滑的平衡性，通過強化保護渣結(jié)晶性能的檢驗和監(jiān)控，可以確保黏結(jié)預防和縱裂紋控制上的平衡穩(wěn)定。
連鑄設備“功能、精度”專項技術(shù)攻關(guān)
設備因素對連鑄生產(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)的功能并達到精度要求，才能有效保證高效生產(chǎn)的實現(xiàn)。為此，重鋼圍繞“精度恢復、功能投用”開展一系列鑄機設備專題攻關(guān)。
降低軸承故障———通過抓好“精度、潤滑、冷卻”等基礎(chǔ)工作，輥子軸承垮塌頻率明顯下降，鑄機機架輥子垮塌頻度從2012年的平均15.92次/月，降低為2.50次/月以下。
提高機架修復質(zhì)量———通過做好機架“精度、潤滑、冷卻、偏載”等基礎(chǔ)工作，強化線外檢修設施進行基準校準及精度保證、加強機架組裝標準化作業(yè)和過程質(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%。
降低液壓系統(tǒng)故障和漏油———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，排除了由于連鑄機漏油給鑄坯質(zhì)量帶來的隱患，液壓設備漏油故障有了明顯好轉(zhuǎn)。
改進結(jié)晶器系統(tǒng)質(zhì)量———通過調(diào)整結(jié)晶器工作狀態(tài)改善鑄坯質(zhì)量。其中，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；通過在年修時采用經(jīng)緯儀對彎曲段的外弧基準和垂直度校正，改善結(jié)晶器與彎曲段?；±щy的問題；通過將1號、3號機調(diào)寬機構(gòu)改為無間隙滾珠絲桿調(diào)節(jié)裝置，2號機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；通過將上口油缸（2號機油缸活塞加長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等。
線外備件修復改造———包括對已經(jīng)變形的1號機結(jié)晶器總成（10臺）制定了外送修復方案進行了修復；改善了3號機機架本體框架開裂的問題，進行了相應的修復；1號機機架液壓軟管曾多次爆裂，進行了硬管改造。
提高“三電”系統(tǒng)可靠性———主要包括改造結(jié)晶器振動系統(tǒng)和程序完善。其中，對結(jié)晶器振動系統(tǒng)進行了改造是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；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)晶器振動設備的監(jiān)控力度；做到定期對檢測設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。此外，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求進行自主編程。其中，通過新編控制程序，1號機生產(chǎn)的板坯熱送2700軋機目前已實現(xiàn)規(guī)定長度的鑄坯熱送；3號連鑄機板坯也解決了切割后切割斷面易發(fā)生粘連的問題。
建立與完善連鑄相關(guān)設備功能精度達標的長效機制———主要包括健全質(zhì)保體系、促進設備管理規(guī)范化，以及全面推進設備檢修標準化作業(yè)兩個方面。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。同時，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。