鑄坯的二次冷卻也是高拉速實(shí)現(xiàn)的核心環(huán)節(jié),中冶連鑄在小方坯快速冷卻凝固機(jī)理研究的基礎(chǔ)上,開發(fā)了高壓全水高效二次冷卻工藝技術(shù)。
核心設(shè)備運(yùn)行的可靠性和運(yùn)行精度是小方坯高拉速連鑄的基礎(chǔ)保障,中冶連鑄開發(fā)了諸如小方坯全板簧振動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)、液壓振動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、二冷精密導(dǎo)向系統(tǒng)、整體框架光滑矯直系統(tǒng)等核心設(shè)備技術(shù)。
高拉速連鑄是一個(gè)綜合技術(shù)集成,不但需要設(shè)備、工藝技術(shù)保障,同時(shí)也需要有規(guī)范的生產(chǎn)操作與管理。通過測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐,中冶連鑄從保證高拉速實(shí)施的多方面進(jìn)行定量標(biāo)準(zhǔn)化,提出一整套設(shè)計(jì)、施工標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)管理規(guī)范。包括結(jié)晶器銅管、結(jié)晶器水套、結(jié)晶器振動(dòng),結(jié)晶器足輥、水口對(duì)中、導(dǎo)向段、二冷噴淋、液面控制、對(duì)弧樣板等方面的加工制造、監(jiān)測(cè)保養(yǎng)、生產(chǎn)操作的管理規(guī)范。
中冶連鑄在廣州陽(yáng)春鋼鐵和廣西盛隆鋼鐵小方坯的建設(shè)上取得突破,其中陽(yáng)春150mm×150mm小方坯生產(chǎn)拉速達(dá)到4.08m/min,廣西盛隆160mm×160mm小方坯生產(chǎn)拉速達(dá)到3.4m/min。
對(duì)高碳鋼及特鋼小方坯連鑄而言,高的表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量等級(jí)要求是制約高拉速連鑄的限制性環(huán)節(jié),尤其是內(nèi)部質(zhì)量。這類小方坯(如150方),連鑄拉速長(zhǎng)期處于2.0m/min以下,甚至處于1.5m/min水平。而小方坯重壓下技術(shù)的開發(fā),為優(yōu)特鋼高效化連鑄打開了廣闊的空間。
3.全鋼種小方坯高效連鑄的實(shí)現(xiàn)
對(duì)于小方坯高效連鑄,有一種觀點(diǎn)認(rèn)為普碳鋼適合高拉速,而品種鋼不適合。
影響小方坯品種鋼高拉速的核心問題是隨著拉速的提高,液芯變的細(xì)而長(zhǎng),補(bǔ)縮變的艱難,內(nèi)部質(zhì)量迅速惡化,拉速高到一定程度,依靠現(xiàn)有技術(shù),即二冷弱冷和組合電磁攪拌(M-EMS+F-EMS),無(wú)法達(dá)到內(nèi)部質(zhì)量要求。而壓下技術(shù)尤其是重壓下技術(shù)的實(shí)踐成功,對(duì)內(nèi)部質(zhì)量的改善效果,是傳統(tǒng)技術(shù)所不具備的,完全可以解決品種鋼高拉速后內(nèi)部質(zhì)量惡化的技術(shù)難題。
站在鋼鐵生產(chǎn)的全流程考慮,連鑄的高效化是熱裝熱送甚至直接軋制的基礎(chǔ),只有鑄機(jī)能實(shí)現(xiàn)全鋼種的高效化,才能最大化地降低能耗、降低鋼鐵企業(yè)的投資成本和生產(chǎn)成本。基于此,中冶連鑄提出高效全鋼種澆注小方坯連鑄機(jī)(表1是具體的技術(shù)配置),可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)普碳鋼和品種鋼的高效澆注,目標(biāo)拉速如表2所示。相對(duì)于傳統(tǒng)的小方坯,全鋼種高效小方坯連鑄具有如下優(yōu)勢(shì):
1)投資成本低,生產(chǎn)定員少、生產(chǎn)消耗低、維護(hù)費(fèi)用省、鋼水收得率高。
2)單流產(chǎn)量高,流數(shù)少,可避免當(dāng)前120-150t轉(zhuǎn)爐采用雙中間罐連鑄的弊端,擴(kuò)大了連鑄與更大容量煉鋼爐的匹配范圍。
3)采用高效二冷噴嘴設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)二冷的全覆蓋,提高了二冷均勻性;噴嘴孔徑大,數(shù)量少,防堵塞能力強(qiáng),在線更換方便,可以滿足普碳鋼和品種鋼的不同要求,實(shí)現(xiàn)全鋼種澆注。
4)二冷末端分段插拔式噴淋支管設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)二冷長(zhǎng)度的在線變化,為生產(chǎn)普碳鋼和品種鋼需要不同冷卻長(zhǎng)度需求創(chuàng)造條件。
5)流數(shù)少,流間大,有利于弧段設(shè)備的檢修、更換。
6)高拉速連鑄,提高了出坯溫度,是熱裝熱送甚至直接軋制工藝實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。
7)小方坯高拉速連鑄,為方坯無(wú)頭軋制的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。
8)重壓下和表面淬冷技術(shù)的配置,可實(shí)現(xiàn)品種鋼高拉速連鑄和熱裝熱送甚至直接軋制流程。
盡管當(dāng)前鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展處于低谷期,但是只有不斷推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步,才是鋼鐵及其相關(guān)企業(yè)渡過難關(guān)乃至還能有所為的關(guān)鍵。中冶連鑄在小方坯減流提速高效化生產(chǎn)上的技術(shù)探索已起航,小方坯的重壓下技術(shù)為品種鋼的質(zhì)量提升與高效化提供了技術(shù)保障;梅花形結(jié)晶器等相關(guān)技術(shù)的成功開發(fā)為普鋼連鑄拉速進(jìn)一步提高打下了基礎(chǔ),二冷技術(shù)的探索為小方坯全鋼種高效連鑄的實(shí)現(xiàn)提供了路徑。