圖為東海特鋼三流板坯連鑄工程。 （中冶南方 提供）
本報通訊員 南方
合理科學(xué)的板坯鑄機整體設(shè)計方案，是實現(xiàn)鑄坯高質(zhì)、高效生產(chǎn)的最基本條件。然而，要在設(shè)計上做到合理科學(xué)，并不簡單。為此，中冶南方連鑄公司通過個性化設(shè)計，提供了板坯鑄機整體設(shè)計方案，贏得了市場的決勝“秘籍”。
板坯鑄機定制兩大難點
一個難點，從鋼包回轉(zhuǎn)臺到出坯輥道工藝布置，鑄機的設(shè)計覆蓋鋼鐵從液態(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)致鑄機在設(shè)計上存在顯著的個性化、多樣化需求特征。
另一個難點，相對方坯而言，板坯因其寬厚比大的形狀特性，在生產(chǎn)時鑄坯溫度分布更不均勻、夾雜物與氣泡的控制要求更嚴格，更易產(chǎn)生表面裂紋、角部裂紋等缺陷，對鑄坯質(zhì)量精準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、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)計理念和方案。
該方案根據(jù)中間包與結(jié)晶器流場模擬，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)全流程溫度場仿真，算出表層溫度場變化規(guī)律，進而給出合適的二冷水配方與幅切形式；基于電磁場與溫度場耦合計算，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，進而給出最佳的輥式電磁攪拌位置和參數(shù)。
立足以上設(shè)計理念，中冶南方連鑄公司堅持客戶需求導(dǎo)向，以鑄機的安全平穩(wěn)順行為前提，聚焦高質(zhì)量、高效益、高可靠性目標持續(xù)發(fā)力，聚焦細分客戶的多樣化需求，“量身定制”配套技術(shù)與工藝，實現(xiàn)鑄機通用設(shè)計與個性化需求的平衡。
板坯鑄機設(shè)計典型實例
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號鑄機改造工程項目要求將原R10.5米雙流弧形多點矯直鑄機就地改造為R9.5米雙流直弧形板坯鑄機。為此，中冶南方連鑄公司重點針對熱調(diào)寬結(jié)晶器、全板簧液壓振動、輥列布置、扇形段、輥縫遠程控制系統(tǒng)、二冷動態(tài)配水輕壓下系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等配套裝備，做出個性化的改造提升。
該項目僅停機60天就完成了鑄機全部改造，當(dāng)月即達產(chǎn)達標。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235萬噸。
為解決東海特鋼三流板坯連鑄工程爐機匹配、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)，針對中間罐流場、液壓振動單元布置、輥列布置等配套裝置進行革新與優(yōu)化，設(shè)計出三機三流直弧型連續(xù)彎曲/矯直板坯鑄機，為國際首創(chuàng)，實現(xiàn)了與大型轉(zhuǎn)爐快速冶煉周期的靈活匹配。該項目建成后，長期處于滿負荷生產(chǎn)狀態(tài)，工作拉速達1.70米/分鐘，日產(chǎn)量超過9500噸，超設(shè)計能力15%，通過中間罐熱換操作，連澆周期達170小時，與大型轉(zhuǎn)爐快速冶煉周期完美匹配。同時，其鑄坯表面無缺陷、內(nèi)部質(zhì)量優(yōu)良可達1級，實現(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、大方坯連鑄機的優(yōu)勢，首次開發(fā)出一種新型直弧形多流小板坯連鑄機機型——直弧型寬扁坯鑄機，為國際首創(chuàng)。該機型創(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)計的弧形段，既大幅提升設(shè)備維護便捷性，又為多爐連澆生產(chǎn)提供硬件支持，兼具鋼種、斷面適應(yīng)性和靈活性強的優(yōu)勢。該鑄機平均小時產(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)濟性、功能性、穩(wěn)定性、科學(xué)性原則，開展優(yōu)化設(shè)計。同時，他們采取結(jié)晶器機器人加渣技術(shù)、結(jié)晶器漏鋼預(yù)報等系列技術(shù)，為鑄機的高質(zhì)、高效生產(chǎn)打下堅實基礎(chǔ)。該項目投產(chǎn)即達產(chǎn)，實際產(chǎn)能可達220萬噸/年，超設(shè)計產(chǎn)能19%，產(chǎn)品規(guī)格為210毫米/230毫米×1630毫米。
《中國冶金報》（2023年10月10日 05版五版）
