第二炼钢厂方坯连铸机高效化改造工作总结安钢第二炼钢厂2006年5月8日第二炼钢厂方坯连铸机高效化改造工作总结第二炼钢厂现有3座公称容量20吨的氧气顶吹转炉，一台R6m 半径120×120mm2小方坯连铸机，两台R5.25m半径120×120mm2的小方坯连铸机，一台基本半径R5.7m1050×150 mm2超低头板坯连铸机和一台半径R6m两流180×260 mm2的矩形坯连铸机。

2004年二炼钢产钢210万吨，分别为第一轧钢厂，第二轧钢厂、第三轧钢厂、第四轧钢厂提供坯料。

1、方坯高效改造的必要性1.1 二炼产能平衡的需要二炼钢的年产钢量210万吨，三台方坯约年产钢165万吨左右，随着公司“三步走”战略第二步的完成，三轧、无缝的关停，5#矩形坯连铸机必然被停产；随着二炼轧的投产和一炼轧产能的发挥，板坯坯料过剩的供求矛盾日益显现，二炼4#板坯连铸机生产小规格连铸坯的调剂作用不大，不需批量组织生产，年产量很少；公司对二炼的坯料需求几乎全转向了小方坯生产，为此必须提高目前三台方坯的生产能力，实现炉机匹配，将现有的13.7万吨/流的产量提高到16万吨/流以上，确保二炼钢的经济效益和产品质量实现新跨越，保证公司的“三步走”战略顺利实施。

1.2 二炼钢进一步降本增效和优化各项指标需要。

转炉与连铸生产工艺不匹配,制约了低成本生产目标的实现，为保证连铸浇注温度,在无炉外钢水加热设施的条件下,只能采用提高转炉出钢温度的方式来弥补浇钢过程盛钢桶的热损失，此种工艺保证了生产顺行,但却降低了转炉、盛钢桶、中间包使用寿命及金属收得率和连铸技术经济指标,造成了连铸生产的低效率、高消耗；而且转炉、盛钢桶、中间包被浸蚀掉的大量耐火材料严重污染了钢水,使铸坯质量恶化，因而必须通过方坯高效化改造，三炉对三台方坯炉机匹配，进一步降低生产成本、优化各项指标。

根据国内有关报道（见表1）其高效后其综合效益为30－87元/吨钢。

表1 高效连铸综合经济效益（冶金丛刊，2002.3）1.3 生产顺行的需要。

目前我厂生产模式为三炉对四机，由于炉机的不匹配，造成生产调度复杂性高，工艺制度的执行无法保证，连铸生产事故较高，有时铸机的漏钢率达0.97％。

实现炉机匹配后，生产模式简单化，钢水温度、衔接时间都可以得到保证，漏钢率降低至0.4％（济钢120×120mm2，0.32％;南昌钢厂120×120mm2，150×150mm2，0.301％）以下，从而确保了生产的顺行。

1.4 提高铸坯质量的需要高效连铸机的实现是依靠整个炼钢系统的系统优化，其是建立在钢水的较低过热度和良好的可浇注性、操作的标准化、优化和完善的铸机设备、严格的工艺纪律、稳定的生产调度组织基础上的，从而有利于铸坯质量的控制，大幅度提高铸坯的表面和内部质量。

因而必须对现有的3台120mm×120mm的方坯连铸机进行高效化的设备改造和工艺优化，使其具备炉机匹配的生产条件，最终实现二炼钢全厂炉机匹配的最佳生产组织模式，从而实现生产组织的最优化、消耗和成本的最低化、技术经济指标的最佳化、经济效益的最大化，为公司的经济效益增长发挥积极作用。

2、第二炼钢厂三台方坯连铸机主要工艺参数第二炼钢厂三台方坯连铸机主要工艺参数见表2。

生产的主要钢种：普碳钢Q215系列、Q235系列、船角A、45#等；低合金钢HRB335、HRB400、Q345、Q295系列、27MnSi、船角B等；低碳钢包括：Q195系列、C7D等。

3、高效化改造前存在的问题3.1中间包中间包为矩形包，中间包型状较长、较窄容量偏小，在浇注过程中钢包钢水注流对中间包水口和包壁较近，对中间包注流产生扰动，同时对外壁的冲刷侵蚀严重，影响包龄寿命； 1#、3#包的高度低只有700mm，钢液在中间包内的停留时间短，夹杂物不容易上浮，也不利于钢水的衔接，特别是提高拉速后，造成中间包下渣，从而形成铸坯的加杂物缺陷，甚至造成夹杂漏钢。

3.2结晶器工艺参数不合理，见表3结晶器工艺参数不合理，结晶器铜管长度812.8mm，长度短，拉速只能控制在2.5～3.2m/min，限制铸机拉速的提高，使用寿命短，结晶器漏钢事故多，铸坯质量难以保证。

铜管壁薄，水套用四块钢板焊接而成，存在扭曲变形，制作和安装精度难以保证工艺要求，采用的定距螺栓为普通螺栓，容易生锈和捋丝，保证不了水缝的宽度均匀，造成铸坯菱变和角部裂纹，增加角裂漏钢的发生。

特别是漏钢一度成为制约方坯连铸机增产降耗的主要因素，直接导致拉速下降，注流断浇，延长备机时间，降低铸机作业率。

这就限制铸坯质量和产量的进一步提高，已成为方坯质量、产量上台阶一个瓶颈。

作为连铸机的“心脏”的结晶器的设计必须得到优化，从而与高质量产品、低操作成本和严格的生产周期相适应。

另外结晶器冷却水压力低，不能保证高拉速对结晶器冷却水量的要求。

3.3振动装置由于振动参数和振动运行不平稳造成生产操作难度大、生产事故多，具体来讲：1）振幅、拉速与振频关系不合理：2）振动偏摆量大：表3 改造前结晶器主要工艺技术参数项目原用主要工艺技术参数1#机2#机3#机铜管长度812.8mm 800mm 812.8mm铜管锥度 1.0%m 0.5～0.7%m 1.0%m内腔形状抛物线型抛物线型抛物线型铜管壁厚10mm 10mm 10mm铜管内圆角R6 R8 R6铜管材质磷脱氧铜磷脱氧铜磷脱氧铜冷却水量100～110 m³/h 8 0～90 m³/h 100～110 m³/h进水压力0.55～0.65Mpa 0.55～0.65Mpa 0.55～0.65Mpa水缝宽度4mm 4mm 4mm水缝流速8～10m/s 8～10m/s 8～10m/s水套结构钢板直角焊接钢板直角焊接钢板直角焊接固定方式上口侧端卡板上法兰压紧上口侧端卡板3.4二冷系统（1）三台方坯的二冷系统只有一个冷却段，二冷冷却段短，冷却长度1#方坯2.1m，2#方坯1.8 m，3#方坯2m。

二冷控制上部冷却强度大，下部没有冷却，铸坯回温严重，存在中间裂纹、中心裂纹、矫直裂纹。

内部质量见表4。

（2）喷嘴距铸坯的距离四面不等，铸坯冷却不均匀。

（3）二冷竖管上部供水，在换包总是引起下部变形，变形后必须进行更换，二冷竖管消耗高。

（4）浊水泵房设备老化，三台铸机同时生产，二冷水压仅有0.55～0.65Mpa，单流最大水量33t/h。

拉速大于3.2m/min后，水量偏小，造成铸坯缩孔严重，同时铸坯带液芯矫直，易于生成矫直裂纹。

（5）流量电磁控制阀故障多，特别是到夏季，因温度高，利用率更低，为避免影响正常生产，一般使用手动配水，铸坯质量难以保证。

4、高效改造的原则1）不能影响正常生产，改造以有序稳定、稳产、高效、低耗为目的,通过减少连铸的各类事故及故障,实现铸机拉速的提高，满足一炉配一机的生产组织模式。

2）结合我厂实际情况，以改造关键工艺技术为基础，对连铸机进行系统改造。

选用工艺先进,技术成熟的工艺设备,保证改造后设备故障少,提高铸机作业率和台时产量。

3）在保证改造后先进性、适用性前提下,尽量减少改造成本。

4）满足普碳钢、优质碳素结构钢、低合金钢等多钢种高拉速、高质量、高作业率、高连浇率的要求，同时降低备件与耐火材料消耗。

5、高效改造目标1）工作拉坯速度3.3～3.8m/min，最高拉速4.0m/min。

2）方坯铸机溢漏率<0.3%3）铸坯内部质量，中间裂纹：≤1.0级比例≥70%，≤2.0级比例≤30%中心裂纹：≤1.0级比例≥80%，≤2.0级比例≤20%缩孔≤2.0级比例≥80%3）铸坯合格率>95%。

6、高效改造的工艺方案（1）系统规划，分步实施。

（2）解决主要矛盾。

1）结晶器铜管采用850mm长，壁厚为12mm，圆角6mm，抛物线（或多锥度）形式。

水缝4mm，水套为整体冲压不锈钢圆角形式，水速12m/s。

2）振动装置采用半板簧振动，振幅4-6mm，振频0-240 次/min，振动参数优化。

3)二次冷却系统分为3段，比水量1.5-2.5，自动配水，采用原模型和比例控制形式，二冷参数优化。

4）辅助方坯二冷浊水泵房改造。

7、改造方案的实施及主要技术措施：7.1 中间包改造由长方形中间包改为深溶池梯形中间包，满足钢包合理浇注，减小了钢包注流对中间包流的冲击影响，保证了中间包注流的稳定浇注，提高中间包使用寿命。

钢水在中间包内停留时间12min左右，有利于促进钢中夹杂物上浮，同时有利于实现多炉连浇。

据统计中间包（干式包）平均寿命由2004年的平均115炉，提高到现在的154炉，最高包龄达到236炉，创造了单包浇注超过80小时的国际先进水平。

7.2温度制度的修改高效连铸与普通连铸相比对钢水的温度要求更加严格，低温浇注并严格控制钢水过热度是减少事故，实现高效连铸的前提。

为满足方坯高效连铸的需要，对第二炼钢厂的温度制度进行了多次适意性的修改，保证我厂方坯连铸机钢水过热度为10～20℃。

7.3结晶器高效改造要实现连铸的高效化,必须有相关的技术支撑,高效连铸的关键技术---高冷却强度的，导热均匀的长寿结晶器总成。

7.3.1结晶器特性参数优化高效改造后的结晶器主要工艺技术参数见表51)优化结晶器铜管长度，加长至850mm,有利于延长凝固壳在结晶器内的停留时间，增大出结晶器坯壳的厚度，减少漏钢。

2)优化铜管倒锥度，结晶器铜管的倒锥度0.7～0.8%/m，采用三锥度抛物线，使其内腔尺寸更趋符合高拉速下结晶器传热曲线。

3)优化铜管材质，铜管材质选用含磷Cu—Ag合金，具有良好的导热性、抗变形能力，较高的硬度及耐磨性，有效提高了铜管的使用寿命。

4)优化铜管厚度，铜管壁厚增至12mm和12.5mm，可有效提高铜管强度。

表5 高效改造后结晶器主要工艺技术参数项目原用主要工艺技术参数1#机2#机3#机铜管长度850mm 850mm 850mm铜管锥度0.7～0.8%m 0.7～0.8%m 0.7～0.8%m内腔形状抛物线型抛物线型抛物线型铜管壁厚12mm 12.5mm 12mm铜管内圆角R6 R6 R6铜管材质含磷银铜合金含磷银铜合金磷脱氧铜冷却水量110～120 m³/h 110～120 m³/h 110～120 m³/h进水压力0.75～0.85Mpa 0.75～0.85Mpa 0.75～0.85Mpa水缝宽度 3.5mm 3.5mm 3.5mm水缝流速12～15m/s 12～15m/s 12～15m/s水套结构整体冲压圆角不锈钢整体冲压圆角不锈钢整体冲压圆角不锈钢固定方式上法兰压紧铜管上翻边上口侧端卡板5) 优化铜管固定支撑方式1#机采用顶端密封，2#机采用上口翻边结晶器铜管，3#机采用特殊的密封结构，使结晶器的安装精度达到理想水平。