提高钢坯热送热装率生产实践

2019年第 2 期2019 年 5 月提高钢坯热送热装率生产实践
肖　东　王玉柳　李长贵　王荣生
（生产经营部）
摘　要本文主要从提高钢坯热装率的必要性、采取的措施及取得的效果等方面进行阐述，介绍了昆钢
新区今年来钢界面一体化生产的实践。

关键词 连铸坯 热送 质量 节能
1 前言
钢铁企业是能源消耗较大企业,约占世界能源总量的4 %。

从钢到材的生产过程中有大量的余热，据统计，炉温余热占炉子余热总能源的40 %以上[1]，炉温余热中就包括连铸坯的载热资源。

不同状态连铸坯轧制能耗如下：冷坯轧制能耗为126×104 kJ/t，500 ℃铸坯轧制能耗为101×104 kJ/ t，热装轧制为84×104 kJ/t，直接轧制为42×104 kJ/t。

即铸坯入炉温度越高，则节能越多。

昆钢新区于2012年6月全线投产，其中钢系统主要有120吨顶底复吹转炉2座，LF钢包精炼炉1座，5机5流大方坯连铸机1台，主要供85万吨型材生产线，7机7流小方坯连铸机2台，主要供应105万吨棒材生产线，其中3#小方坯连铸机通过技改新增，于2013年9月才投入使用。

昆钢新区开展钢轧系统连铸坯热送热装工艺，可充分利用连铸坯的载热资源，降低加热炉燃料消耗，减少连铸坯烧损，从而提高成材率，另外，还可以避免铸坯冷却后的产生收缩缺陷等质量风险，取得节能、降耗、高产等综合经济效益。

2 现状分析
热送热装工艺由于铸坯不下线，因此对炼钢、精炼、连铸、轧钢生产的稳定性要求较高，不管哪一个环节出现故障，都将影响到热装热送工艺的实施。

因此实施钢坯热装热送工艺是推动转炉—精炼—连铸—轧机一体化生产管理的有效途径，也是降低生产成本、提高产品质量的有效措施。

由于3#铸机是投产后新增的生产线，只有1#机、2#机具备直接热送热装的条件，3#机只能采取过跨车运输的方式，将铸坯运送到棒材库，然后使用行车将热坯吊运到进料平台，进行间接热装。

因此，热送热装工艺应以1#铸机、2#铸机机为主，3#铸机为辅的原则，采取相应措施提高热送温度和热装率。

新区连铸坯热送热装工艺流程见图1所示。

3 提高热送热装率采取的措施
连铸坯在热送热装过程中难以对铸坯质量进行在线检测和缺陷处理,
也不易将质量不合格的钢图 1 新区连铸坯热送热装工艺流程
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要好的连铸坯，即连铸坯不仅不能存在表面缺陷，如裂纹、结疤、夹渣等，更不允许出现化学成分出格的异常现象。

在生产过程中控制铸坯外形、质量的主要措施有：①针对铸坯脱方问题，采用了连续倒锥度结晶器，严格结晶器铜管使用制度，对结晶器铜管进行全过程跟踪管理；②针对漏钢现象，首先选用优质结晶器保护渣，严密监视结晶器工作状况，确保结晶器内流场最佳化，做到“恒温－恒速”浇铸；③严格控制钢水温度与拉速（1.98～2.2 m/min ），及时调节二冷水的用量, 确保水冷效果, 控制铸坯剪切，消除了铸坯端部裂纹；④浇铸期间，控制大包之间的衔接过渡，保证中间包内有至少20 t 的钢水更换大包，防止中间包出现下渣的情况，减少钢坯中的夹杂物；⑤采用红外线定尺系统，确保铸坯定尺的稳定。

不但有效提高了铸坯的外形尺寸合格率，而且保障了棒材生产线的成材率、定尺率提高。

经过岗位人员的实践和摸索，铸坯质量合格率明显提高。

近年来新区炼钢厂铸批质量合格率趋势图见图3所示。

3.3 加强连铸坯质量检验和信息的传递
强化取样、制样和分析的管理考核，采用风动送样，开浇后及时取样,迅速送检，提高钢水成份化验分析的速度和准确性，确保在铸坯进入热输送道前能及时准确地得到分析结果，同时,质检人员对连铸坯进行在线抽检,通过现场对定尺长度、弯曲度等进行检验,及时剔除废坯，提高热装连铸坯入炉合格率。

坯从热送热装生产线中剔除,因此连铸坯质量是热送热装的关键。

3.1 提高炼钢化学成分控制
新区冶炼的是优质碳素钢等钢种,对控制钢中磷、硫等有害元素有严格的要求。

通过培训、技术指导、技术管理等手段，提高转炉炼钢冶炼的操作水平，炉长吹炼时重点从满足连铸钢水的脱氧、温度、成分要求着手，采取以下措施提高热送率：①吹炼前，根据铁水的成分、温度来合理调配废钢，确保冶炼过程热平衡，提高一倒温度成分合格率；②吹炼中严格按照各钢种工艺要求，适时调整枪位和供氧强度，力争做到既不出现喷溅，又不返干；③出钢前，对钢水进行取样分析，保证C 含量在0.06 %～0.07 %，S 含量在0.045 %以内，出钢温度在1 660～1 680 ℃；④为减少铸坯脱方、减少钢中夹杂物, 加强钢包底吹氩，采用挡渣出钢，改善挡渣效果，减少转炉下渣；⑤加强炉长培训，提高冶炼控制水平，减少拉后吹造成的钢水过氧化，保证稳定的脱氧合金化效果，减少化废。

通过以上措施，化学成分控制合格率稳步提高，由2012年的99.23 %逐步提高至目前的99.79 %。

近年来昆钢新区炼钢厂化废量趋势图见图2所示。

3.2 改进连铸坯外形质量
连铸坯实施热送热装后,铸坯在加热炉内加热时间大大缩短,并且在输送辊道上铸坯温度较高，外形检验人员较难发现铸坯质量情况，因此，无缺陷铸坯生产是实施连铸坯热送热装的前提。

“无缺陷铸坯”主要是指表面质量和内部质量都
图 2 近年来昆钢新区炼钢厂化废量趋势图
图 3 近年来新区炼钢厂铸批质量合格率趋势图
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3.4 加强生产组织协调
在生产组织过程中，以公司利益最大化的原则组织生产。

在铸机的生产方面，由于1#机可以热送型材生产线，2#机可以热送棒材生产线，3#机只能采取过跨车倒运的方式组织间接热送，因此主要以1#、2#铸机为主，3#铸机为辅的组织模式，严格按照公司总调、新区炼钢厂调的统一安排和协调。

生产管理部门每天对销售部门和各生产单位上报的销售、库存、生产品种和数量进行统计、分析，按照生产作业计划及生产现场实际情况，下达每班的生产指令。

加强炼钢与轧钢之间的调度联系，使炼钢厂和棒材厂合理组织生产，保证连铸坯热送热装的连续稳定。

3.5 加强设备管理
在日常生产过程中加强设备管理和维护，确保连铸、冷床、热送辊道、提升机等设备的正常。

避免连铸生产过程中由于设备问题而引起铸坯质量不合格，影响热送热装的正常进行，避免虽铸坯外形都合格，但是由于热送系统设备故障，不能实施热送的情况。

3.6 建立钢坯热送实施流程
从管理上明确钢坯热送的操作流程，要求每个班严格按照操作流程操作，并制定了明确的实施细则，进行标准化作业。

（1）在铸机开浇前，炼钢厂调度室与轧钢厂调度室联系，对接是否具备热送及接收的条件，同时与连铸主控、台下操作室联系，了解设备运行是否具备热送条件，炼钢厂调度室负责通知连铸、质检、检修做好热送准备。

（2）炼钢外形检验组接到热送信息后，分别向轧钢厂钢坯提升机操作室、连铸主控室、连铸台下进一步对接现场组织热送的事宜。

（3）铸机开浇后，质检组落实好钢水成分、铸坯质量是否具备热送条件，并将信息反馈给调度室，调度室确认后发出热送指令，炼钢厂调度室负责将热送指令下达至连铸主控室、质检组。

（4）当班调度室必须与质检组、轧材调度室了解实时热送情况。

热送条数、下线原因等信息由质检组负责报告给调度室，调度室记录清楚当班生产总条数、热送条数、未热送条数及未热送原因。

炼钢调度室必须于下班之前对当班生产热送情况进行汇总整理，不得遗漏。

并于早会上进行通报，配合技术室做好数据跟踪，统计工作。

（5）在热装热送过程中，质检组、连铸主控室负责信息的反馈，调度室负责信息的核实，并对下发指令负责。

由于棒材、型材厂原因造成未热送，热送停止的信息第一时间由质检组负责反馈到炼钢调度室，炼钢调度室负责与轧钢调度室联系下一步生产组织事宜。

4 热装热送实施效果
经过努力，炼钢-棒材生产线的热装率不断提高，目前最好水平可以达到50 %以上。

近年来新区棒线厂的热装率趋势图见图4所示。

4.1 提高轧钢工序产量
钢坯入炉温度的提高，热装坯比冷装坯加热时间缩短，有效的保证加热炉机时产量，热送热装后在较高的小时产量水平下稳定轧制，保温待轧现象减少，为新区棒材生产线连年创造高产奠定了基础。

年产量及机时产量趋势图见图5
所示。

图 4 近年来新区棒线厂的热装率趋势图
图 5 新区棒材厂年产量及机时产量趋势图
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4.2 成材率指标逐渐改善
铸坯如果冷装入炉，在加热过程中将导致一些细微的缺陷加剧、扩大，甚至影响到最终产品质量的程度。

在铸坯热送时，减少了铸坯温度大幅度变化的影响，一些铸坯表面缺陷将会减轻，甚至消除，轧材生产线的成材率将会得到提高。

近年来棒材生产线成材率变化趋势图见图6所示。

4.3 能源消耗指标不断降低
热送热装的最大效益就是节约能源，降低成本，通过提高热装率指标，有效降低了棒材生产线的煤气消耗和电耗，热送率越高，吨钢煤气消耗、电耗越低，热送热装率每提高1 %,平均煤气消耗减少约10.2 m 3/t ，电耗减少5.6 kwh/t 。

近年来新区棒材生产线吨材煤气消耗及电力消耗趋势图见图7所示。

4.4 吨材加工费有效控制
热装铸坯与冷装铸坯相比，由于钢坯加热
温度均匀，轧制过程更平稳，电机的电流波动更小，轧制力变化不大，轧制过程更容易平稳控制，对轧机的冲击损坏减小。

因此，轧辊、辊环、导卫的消耗降低，轧制规格较大时尤为明显，有效降低了轧机备品件消耗，促进了吨材加工成本的有效控制，目前昆钢新区棒材生产线的吨材加工成本低于100元/吨，在昆钢四个生产基地最低。

5 结语
（1）炼钢通过采取提高化学成分命中率、改善铸坯质量、加强设备管理和完善落实热送热装
管理制度，化废量由2012年的2 766 t 降低至2016年的639 t ，铸坯合格率由2 012年的99.26 %提高至2016年的99.80 %，随着热装率的提高，棒材生产线加工费、煤气消耗、电耗都不断降低，有效降低综合生产成本，改善炼钢轧钢相关指标。

（2）提高连铸坯热送热装率，有利于促进连铸无缺陷坯生产技术改进和应用，提高连铸坯成材率。

（3）连铸坯热送热装工艺可以减轻劳动强度，减少堆坯场地，避免铸坯的二次氧化，从而降低了人铸坯的烧损。

（4）连铸坯热送热装对铸坯质量的高要求和快节奏，促进了各环节技术装备和操作管理水平的提高。

参考资料：
[1]高仲龙. 连铸坯热送系统数学模型及综合效益分析.钢铁.北京
.1998.03
图 6 近年来棒材生产线成材率变化趋势图
图 7 近年来新区棒材生产线吨材煤气消耗及
电力消耗趋势图。