湛江4200mm厚板热送热装技术应用

杨佳威

摘要：2020年随着习近平总书记“碳达峰”、“碳中和”目标要求的提出，中国宝武集团书记、董事长陈德荣也在中国宝武党委会上做出了实现“碳达峰”、“碳中和”战略部署。对于4200mm厚板厂来讲，热送热装工艺应用，是满足国家环保要求，推进城市工厂建设，保住生存空间的必然路径；是提升产能效率，拓展发展空间的必然路径；是提高能源利用率、降低工序成本，提升公司竞争力的必然路径。

关键词：连铸坯；热送热装；生产实践

连铸坯热送热装降低能源消耗，减少铸坯烧损，提高轧制节奏，加快板坯库物流运行效率，缩短合同的生产制造周期，提升合同的交付能力，改善用户使用的满意程度，强化湛江钢铁厚板产品的核心竞争力。湛江4200mm厚板厂投产于2016年5月28日，由于当时的重点工作全部围绕着“产能爬坡”展开，2017年只提出来连铸坯热送热装的设想，经过三年的摸索和实践，2020年厚板热装率53.07%，2021年9月厚板热装率更是达到80.04%。

1、热送热装工艺路径

湛江钢铁有四台连铸机，对应两条热轧线和一条厚板线，正常情况下，1#、2#、3#连铸机产出的板坯供给2250mm和1780mm热轧产线，4#连铸机专供4200mm厚板产线。但是2#连铸机具备给4200mm厚板产线供坯的功能，同样4#连铸机也具备给2250mm热轧产线供坯的功能，应对炼钢厂或轧钢厂年修期间板坯供给平衡。4200mm厚板热送热装推进需要解决以下几点：工序能力不匹配，厚板二切能力小于炼钢送坯能力；炼钢计划要同时兼顾热轧和厚板产线，铁钢平衡难度大；炼钢到厚板间无直送辊道，热送板坯从连铸辊道到厚板收坯辊道需要行车摆渡139米，厚板板坯库内行车吊运次数多，从二切工序产出的子坯到加热炉上料，需要经过4次行车吊运和一次台车过跨，工艺路径长。

 

2、热送热装技术实施方法

2.1连铸工艺优化

对保护渣的进行改进，热送板坯纵裂下线率由2.56%降至1.72%。引进4代高效喷嘴，喷嘴实施四个寿命周期管理,喷嘴堵塞率由30%降低到5%，1.4%角裂下线钢种全部改为热送；建立智慧浇钢模型，根据连铸生产过程中液面上涨、液面下跌以及漏钢进行自动判定，并自动处置。成分设计方面，包晶钢碳当量避开包晶区，减少裂纹产生，提升板坯热送量。为避免突发批量边裂的产生，组炉要求CAST前集中切边或毛边范围尺的板坯。炼钢要求CAST前三块板坯下线精整。轧制要求根据质检结果，适当调整轧制尺寸。

保护渣改进方向
钢种	粘度值	熔点	结晶温度	Al2O3
中碳钢	0.10Pa.s	1070℃±	1160℃±	＜3.0%
包晶钢	0.10Pa.s	1170℃±	1260℃±	＜3.0%

表1

2.2瓶颈工序能力提升

设备方面，收料控制逻辑优化，拆分收料和板坯横移过程，减少下线板坯对收料、切割过程的影响，提高生产稳定性，收料能力提升3%；切割顺控逻辑优化，拆分测量定位与切割过程，利用号切割时间提前做好测量定位，切割能力提升13%；二切割嘴优化，切割速度由320提升至400mm/min，切割能力提升10%。二切工序作为瓶颈工序，通过优化炼钢一切逻辑，均衡炼钢一切及厚板二切能力，厚板收坯能力提升5%，优化材料设计逻辑，合理分配一切二和一切三的比例；拓展长坯轧制技术，最大板坯长度由4.05m提升至8.8m，二切能力进一步释放。

2.3板坯库物流优化

吊运设备更新，新增2#台车提高热坯转跨能力，过跨能力提升20%；研发行车高温吸盘，400℃以上可持续使用8小时，最高可吊运可到700℃。优化垛位管理，严管倒跺量；吊运过程中采取多块叠吊和多块叠放以减少热损失；根据不同的板坯类型制定相应的物流路线。

2.4厚板自由轧制技术应用

持续提升自由轧制技术，放开配辊300块内轧制计划宽度跳跃，减少因宽度跳跃原因导致的热装未能及时装炉，为热装的计划创造有利条件。主要控制手段，提升精轧机设备功能精度和优化CVC+用法，提高板形控制能力；根据生产钢板规格调整工作辊冷却水流量；综合利用中间坯移交厚度、轧制道次、CVC，持续摸索凸度控制策略。

2.5配辊技术

精轧机工作辊换辊周期按每天换一次管控，根据炼钢计划灵活调整。磨辊流程优化，优化支撑辊修磨工序，先探伤确定修磨量后再精磨，减少支撑辊占磨床时间，为工作辊备辊创造条件；确定磨削完的支撑辊表面硬度，残留疲劳硬度层必须磨尽，保证辊面硬度值在正常范围，为上机时板形控制创造条件。备辊数量增加，精轧机工作辊由4套增加至5套，磨削效率提升15%，工作辊装配效率提升7%。

2.6板坯低库存运行管理技术

通过合理匹配、制定应急预案，动态压降库存，激发全线人员主动性，提升工序物流活力。轧机和操作人员具备160块薄板（轧制厚度≤8mm）的连续生产能力，避免因热坯衔接不上造成轧线停机；合同资源方面，6mm薄板合同配备400吨/月，7/8mm薄板合同配备2000吨/月；生产计划具备根据库存灵活调整的条件。

2.7钢-轧一体化技术应用

CAST顺序优化技术，根据轧制计划规程的宽度梯度新增组炉原则。采用拉式生产的模式，按照船期和制造周期倒排炼钢计划；厚板换辊节点结合炼钢计划联动调整，轧制计划兼顾精整、缓冷上线计划；手持3-4个CAST预计划，增加与热轧、精整计划匹配的灵活性。创新热装计划与检修节点相匹配的生产模型，冷坯品种钢集中在铸机日修或非厚板向钢种期间轧制。厚板长时间停机，炼钢计划及时调整为非厚板向出钢计划。建立工序过程跟踪反馈机制，制造管理系统新增热送板坯工序跟踪画面，对工序过程中的板坯进行实时跟踪，及时发现问题，解决问题。

3、热送热装效益分析

厚板热装效率提升及产生的效益
年份	19累计	20累计	21-1季度	21-2季度	21-3季度
热装率（%）	39.34	53.07	75.57	70.83	72.7
装炉量（万吨）	181.9	231.9	64.1	63.1	32.93
平均装炉温度（℃）	270.75	317.71	399.11	377.39	376.45
吨钢升温1℃成本（元）	0.051	0.051	0.051	0.051	0.051
产生效益（万元）	905.27	555.34	268.2	192.21	98.65

表2

热装率的提升对燃耗降低有积极的影响，据湛江4200mm厚板厂的统计数据表明，1%的热装提升能节省0.08kgce/t左右的煤气。热装率的提升提高金属收得率，加热炉内清渣周期大大延长。热装率的提升极大的影响了轧制效率，在炉时间由210min缩短至180min，轧制节奏至少提升了14.29%。热装率的提升，加快物流运行效率，缩短生产周期，减少板坯库存，降低资金占用。

4、存在的问题

炼钢板坯纵裂仍是制约热送率提升的关键；

CAST顺序以人工调整为主，工作任务繁重；

热送余坯只能下线充当，影响效率；

在精轧机支承辊的前中期，一套工作辊仅前300块可以自由轧制；

凸度大和边部减薄每月会造成1-2次临时换辊，精轧机支承辊后期，工作辊临时换辊次数还会继续增加。

5、结论

热装率的提升符合国家节能环保发展政策，是实现“碳达峰”、“碳中和”的有效率路径；

热装率的提升对成本缩减效果明显，年累计降本650万元左右。

应积极挖掘热送热装推进过程中的管理方法和技术应用，公司应向集团内的其他厚板产线推广、应用。

参考文献：

[1]柳希泉，袁小康等.莱钢 4300mm 宽厚板厚度控制及优化[J].自动控制,2013,64(4):64-67.

[2]孙彬，刘振宇，王国栋．热轧钢板典型压入式氧化铁皮的分类及其形成机理[J]．东北大学学报：自然科学版，2013,31.