重鋼“一罐制”條件下國產(chǎn)板坯連鑄機(jī)生產(chǎn)實(shí)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(jī)—3臺軋機(jī)”，煉鋼工序的流程短、剛性強(qiáng)、生產(chǎn)斷面規(guī)格多、品種復(fù)雜，要保證流程順暢難度大，尤其是連鑄機(jī)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(dǎo)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(jī)能否正常運(yùn)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(dāng)全流程即將準(zhǔn)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(dāng)年7月份發(fā)生高爐休風(fēng)事故3次、非計劃斷澆事故17次，嚴(yán)重影響了全流程高效生產(chǎn)的實(shí)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(shè)備功能精度達(dá)標(biāo)”的質(zhì)量保證長效機(jī)制，專項(xiàng)攻關(guān)解決設(shè)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(shí)現(xiàn)了鐵水一罐制度條件下國產(chǎn)板坯連鑄機(jī)的高效生產(chǎn)。
高效生產(chǎn)體系的建立與完善
根據(jù)實(shí)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(jī)生產(chǎn)斷面有17個，且更換頻繁。如2號機(jī)換斷面頻度達(dá)到18.1次/月（停機(jī)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(jī)作業(yè)率。因此，只有通過連鑄機(jī)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(shí)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(jī)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(qiáng)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(jìn)。
雙流直弧型連鑄機(jī)比單流全弧形連鑄機(jī)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(jī)更會存在過程時間長、鑄坯收縮嚴(yán)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(diǎn)，重鋼技術(shù)人員首先整改了相關(guān)設(shè)備，縮短換中間包時的設(shè)備運(yùn)行時間，在中間包末期尾澆時進(jìn)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(jī)300mm厚度斷面成功實(shí)現(xiàn)中間包換包，標(biāo)志著重鋼所有斷面單雙流大板坯鑄機(jī)已實(shí)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(dá)到60爐。
因鋼包座磚清洗不當(dāng)，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(diǎn)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(jìn)行鈣處理，鋼水流動性差；轉(zhuǎn)爐出鋼或精煉過程溫降大導(dǎo)致RH被迫吹氧升溫等原因?qū)е聺崈舳炔?。采取相?yīng)的技術(shù)措施后，可澆性問題導(dǎo)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(dá)標(biāo)與耐火材料的質(zhì)量穩(wěn)定密不可分?；诖?，重鋼引進(jìn)在國內(nèi)210噸轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)線及以上級別連鑄機(jī)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(jìn)行質(zhì)量評價，按優(yōu)勝劣汰原則，制定嚴(yán)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(jī)節(jié)奏的優(yōu)化———針對鐵水“一罐制”下的高效生產(chǎn)特點(diǎn)，在以“冶煉為基礎(chǔ)、連鑄為中心、設(shè)備為保障”的方針指導(dǎo)下，優(yōu)化生產(chǎn)管理模式和大爐機(jī)節(jié)奏的管理，滿足公司的高效化生產(chǎn)要求。大爐機(jī)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(zhǔn)控制，確保鋼水有節(jié)奏地、均衡地輸送至連鑄機(jī)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(jìn)鑄坯熱送工作，1號、3號連鑄機(jī)實(shí)現(xiàn)了鑄坯表面質(zhì)量在線檢測大生產(chǎn)應(yīng)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(hù)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(qiáng)化非穩(wěn)態(tài)狀況下的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)等。2013年5月份，3臺連鑄機(jī)均打通了熱送路線，重鋼板坯熱送率達(dá)到48.22%。
連鑄高效生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用
在完成板坯連鑄機(jī)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(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(hù)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(zé)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(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，做好漏鋼預(yù)報系統(tǒng)的維護(hù)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(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，降低漏鋼風(fēng)險———降低“非穩(wěn)態(tài)澆鑄”的機(jī)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(jī)實(shí)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(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，以“恒穩(wěn)澆鑄”為重點(diǎn)，強(qiáng)化過程監(jiān)督檢查，不僅減少了黏結(jié)漏鋼的風(fēng)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(fēng)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(shè)計上進(jìn)行思維創(chuàng)新，改進(jìn)設(shè)計思路，縮小結(jié)晶器液面上溫度的不均勻性，強(qiáng)化水口浸入深度的控制，可以為保護(hù)渣的良好熔化創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)條件。此外，通過改進(jìn)保護(hù)渣結(jié)晶性能的設(shè)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(hù)渣具有良好的傳熱和潤滑的平衡性，通過強(qiáng)化保護(hù)渣結(jié)晶性能的檢驗(yàn)和監(jiān)控，可以確保黏結(jié)預(yù)防和縱裂紋控制上的平衡穩(wěn)定。
連鑄設(shè)備“功能、精度”專項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)
設(shè)備因素對連鑄生產(chǎn)影響較大。為了確保板坯連鑄機(jī)不再成為“短板”，連鑄機(jī)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(dá)到精度要求，才能有效保證高效生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)。為此，重鋼圍繞“精度恢復(fù)、功能投用”開展一系列鑄機(jī)設(shè)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?zhàn)虞S承垮塌頻率明顯下降，鑄機(jī)機(jī)架輥?zhàn)涌逅l度從2012年的平均15.92次/月，降低為2.50次/月以下。
提高機(jī)架修復(fù)質(zhì)量———通過做好機(jī)架“精度、潤滑、冷卻、偏載”等基礎(chǔ)工作，強(qiáng)化線外檢修設(shè)施進(jìn)行基準(zhǔn)校準(zhǔn)及精度保證、加強(qiáng)機(jī)架組裝標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)和過程質(zhì)量監(jiān)控，機(jī)架達(dá)到目標(biāo)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(jī)架液壓管網(wǎng)改造、保證密封元件質(zhì)量、強(qiáng)化過程組裝檢驗(yàn)質(zhì)量等工作，排除了由于連鑄機(jī)漏油給鑄坯質(zhì)量帶來的隱患，液壓設(shè)備漏油故障有了明顯好轉(zhuǎn)。
改進(jìn)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(jìn)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(zhǔn)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(jī)調(diào)寬機(jī)構(gòu)改為無間隙滾珠絲桿調(diào)節(jié)裝置，2號機(jī)3個月定期對調(diào)寬調(diào)節(jié)裝置解體檢修以消除相應(yīng)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(jī)油缸活塞加長25mm）和活塞進(jìn)行改型，并改變碟簧排列組數(shù)，同時，將油缸的修復(fù)夾緊力和位移標(biāo)準(zhǔn)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(fù)改造———包括對已經(jīng)變形的1號機(jī)結(jié)晶器總成（10臺）制定了外送修復(fù)方案進(jìn)行了修復(fù)；改善了3號機(jī)機(jī)架本體框架開裂的問題，進(jìn)行了相應(yīng)的修復(fù)；1號機(jī)機(jī)架液壓軟管曾多次爆裂，進(jìn)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(jìn)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(hù)管，分別加裝可抗800℃高溫的晶須防護(hù)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(dú)供電，解決了波動問題；設(shè)立結(jié)晶器振動系統(tǒng)的點(diǎn)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。此外，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求進(jìn)行自主編程。其中，通過新編控制程序，1號機(jī)生產(chǎn)的板坯熱送2700軋機(jī)目前已實(shí)現(xiàn)規(guī)定長度的鑄坯熱送；3號連鑄機(jī)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(shè)備功能精度達(dá)標(biāo)的長效機(jī)制———主要包括健全質(zhì)保體系、促進(jìn)設(shè)備管理規(guī)范化，以及全面推進(jìn)設(shè)備檢修標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)兩個方面。為實(shí)現(xiàn)鑄機(jī)功能精度達(dá)標(biāo)，相關(guān)各單位進(jìn)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(jìn)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(qiáng)復(fù)查工作。同時，以“為什么做？做什么？怎么做？”分層次對連鑄機(jī)系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、管理制度進(jìn)行全面梳理，健全完善檢修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢修作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。對連鑄機(jī)關(guān)鍵設(shè)備提出了“在線使用標(biāo)準(zhǔn)、下線維修標(biāo)準(zhǔn)、線外修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)”；按照“做所寫、寫所做”的原則不斷完善標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行了規(guī)范。