连铸坯热送热装工艺技术应用研究

1连铸坯热送热装工艺技术应用研究赵海峰1龙正民2（1.河北钢铁集团邯郸钢铁集团有限责任公司技术中心；2.河北钢铁集团邯郸钢铁集团有限责任公司生产制造部，邯郸056015）摘要对连铸坯热送热装工艺技术的发展、现有工艺流程、品种、质量、温度等进行了应用研究，要达到好的热送热装效果，必须要保证热装率≥60%以上。好的工艺线热装率应达到80%以上。温度必须在400℃以上。好的工艺线应该达到650℃以上。从运输方式看，倾向于辊道运输，另有火车、汽车及天车运输。辊道近距离运输是将来设计的趋势。从热送热装的品种、质量看，能热送的品种较多，质量能够满足工艺要求。采用该工艺可以增加产量，提高加热能力及质量，降低了加热炉燃气消耗和加热炉吨钢消耗，减少氧化烧损，提高成材率等，并取得了一定的经济效益。关键词连铸坯热送热装发展工艺流程品种质量温度ResearchofHotDeliveryandHotChargingTechnologyofContinuousCastingBilletZhaoHaifeng1LongZhengmin2(1.TechnicalCenter；2.ProductionManufacturingDepartment，HebeiIron&SteelGroupHandanIron&SteelGroupCo.,Ltd.,Handan，056015)AbstractThispaperusedandstudiedthedevelopmentofhotdeliveryandhotchargingtechnology，existenttechnologyprocess，variety，quality，temperatureandsoon,inordertoreachgoodeffectofhotdeliveryandhotchargingtechnology，hotchargingrateabove60%mustbeassured.Hotchargingrateofgoodtechnologyprocessistoreachabove80%.Thetemperaturemustbeabove400,goodtechnologyprocessistoreachabove650.Fromtransportationway,tendtoroll℃℃transportation,otherhavingtrain,automobileandoverheadtransportation.Rollshortcuttransportationisthetreadofinthefutureplan.Fromthevariety、thequalityofhotdeliveryandhotcharging,thevarietyofhotdeliveryismorethan,thequalitycanmeettechnologyrequirement.Usingthetechnologycanaddoutput,raiseheatupabilityandquality,lowerheatupstovefuelconsumptionandtonsteelconsumption,reduceoxidizeburnloss,raiselumberrateandsoon,someeconomicsbenefitisobtained.Keywordscontinuouscastingbillet,hotdeliveryandhotcharging,development,technologyprocess,variety,quality,temperature1引言连铸坯热送热装技术是钢铁生产中节能减排降耗的重要工艺技术之一，是钢铁工业进步的具体体现，是衡量钢铁生产技术和管理水平的新的重要技术指标。该工艺具有增产，节能，降耗，提高加热质量，提高经赵海峰（1960—），男，工程硕士，高级工程师，从事钢铁工艺技术研究。第八届（2011）中国钢铁年会论文集济效益的作用。国内外一些钢铁公司广泛地采用了这一技术，并在不断的完善、提高和发展。2连铸坯热送热装技术的发展1968年，美国麦克劳斯钢公司将热连铸板坯装入感应加热炉，从而迈出了连铸坯热送热装技术的第一步。20世纪70年代，由于两次石油危机的冲击使日本钢铁工业面临严重的能源问题，促使日本钢铁企业开始研究和应用连铸坯热送热装技术。根据资料显示，日本在研究应用连铸坯热送热装工艺方面起步较早，1973年首先试验了连铸坯热装轧制工艺。日本对该工艺进行了深入的研究和应用，实施的各个工艺环节很细，发展很快，效益显著。并推动和促进了全世界对该技术的研究和应用。随后，德国、法国、比利时、奥地利、意大利、美国、加拿大、韩国等国相继进行了这项技术的研究和应用。我国连铸坯热送热装工艺的应用始于20世纪80年代，武钢率先进行了工艺试验，随后，国家大力推广连铸坯热送热装工艺技术。90年代，宝钢、韶钢、邯钢、鞍钢、三明钢厂、攀钢、邢钢、洛钢、石钢、承钢、莱钢等相继采用了这项技术。2000年，国家冶金局又要求冶金企业重点抓好连铸坯热送热装技术的推广应用，又有一批钢铁公司采用了这一技术［1，3，4］。本文从理论和各个钢铁公司应用这一技术进行研究和分析，总结该工艺的运行情况。3连铸坯热送热装典型工艺运行特点自从1968年开始试验连铸坯热送热装至2010年，该工艺发生了很大的变化，并随着钢铁工艺技术设备的改造，为该工艺创造了良好的条件。从2000年以后的新线建设和老线改造，一些钢铁公司从钢铁厂设计就考虑了热送热装工艺，直接把炼钢厂和轧钢厂建在一条工艺线，出坯即进加热炉，工艺流畅，设计合理。老线改造也是围绕这个方面进行。连铸连轧工艺的采用又是对该工艺的延伸，这是最有特点的、典型的连铸坯热送热装工艺流程。进入21世纪，连铸坯热送热装工艺又是如何运行的，现结合一些资料的典型范例说明如下。3.1武钢新线工艺特点［7］武钢是最早应用该工艺的钢铁公司，技术成熟，工艺较为合理。2003年5月份和8月份武钢第二热轧厂和第三炼钢厂3号连铸机相继投产，与原有的第一热轧厂构成了两条连铸坯热送热装工艺线。其流程为：（1）第三炼钢厂1号和2号连铸机铸坯→火车加盖保温→第一热轧厂→热装轧制（HCR）（2）第三炼钢厂2号和3号连铸机铸坯→辊道输送（出坯辊道和热轧辊道直接相连）→第二热轧厂→直接热装轧制（DHCR）这是两条比较有代表性的工艺路线。第三炼钢厂从2000年采用了火车加盖保温运输，保证了入炉温度550℃以上，加盖与不加盖的效果如表1所示。表1火车加盖与不加盖保温运输效果表项目运输时间/min平均温降/℃·min-1小时温降/℃·h-1185-0.2316-13.88加盖6080.3370.4741200.46628.00无罩5660.47428.44从表1看出加盖运输，时间短，温度还有回升，时间长，温降较低。无罩降温大，10个小时降温约284℃。加盖运输保温效果好。3号连铸机铸坯出机温度大约在950℃左右，直接热装时入炉温度平均在680℃。2003年热装率达到75%。表22003年第三炼钢厂→第一热轧厂热送热装效果表年度热装率（＞400℃）/%节能/万元减少烧损/万元增产/万元合计/万元2003年68.21830.351911.266802.9510544.56连铸坯热送热装工艺技术应用研究3.2鞍钢新轧钢工艺特点［2］鞍钢热轧带钢厂是鞍钢自行设计、制造，国内首条具有自主知识产权的短流程中薄板坯（板坯料厚度135mm）连铸连轧生产线，于2000年11月30日投产。该生产线有两台中薄板坯连铸机，两座步进式加热炉，一架二辊轧机，一架四辊轧机，热卷箱，飞剪，层流冷却系统和两台卷取机，从4号连铸机火切机到2号加热炉只有55m，连铸机输出辊道与上料辊道直接相连，5号连铸机生产的板坯通过横移小车输送到4号连铸机输出辊道上，比薄板坯连铸连轧生产线连铸机切割到加热炉距离远50多米。2005年热装率达到90～95.5%，平均煤气单耗1.014GJ/t，板坯装炉温度达到900℃，坯料在加热炉内时间50～60min，连铸机拉速2.4m/min，最高2.8m/min。从几项指标看，效果很好。3.3马钢工艺特点［8］马钢第三炼钢厂50t顶底复吹转炉3座，冶炼周期34min，LF精炼，异型坯连铸机为三机三流，采用的热送热装工艺路线是：异型连铸坯→火焰切割机→横向移钢机/冷床→火车加盖保温→热轧H型钢厂→热装轧制（HCR）异型坯在装车时的温度平均在532～674℃，平均温降速率大规格异型坯0.89～1.49℃/min，小规格异型坯1.26～1.63℃/min，装车至入加热炉总耗时：大规格异型坯84～138min，小规格异型坯75～133min，运输时间最长2个多小时，温降67～225℃。生产周期由30h→11h，冷装轧制成材率95.03%，热装轧制成材率94.91%，变化不大，轧钢工序能耗热装65.20kg/t，冷装69.82kg/t，降低了4.62kg/t。3.4唐钢工艺特点唐钢棒材厂采用的工艺路线：连铸方坯→火焰切割→输送辊道→旋转辊道→输送辊道→加热炉→热装轧制（HCR）连铸坯到达热送辊道时温度约850℃，为了保证热装温度达到700℃，运送要在10min内完成，从三期连铸到棒材厂的距离为140m，平均运送速度14m/min。实际运送时间一般为4～5min。吨钢可以节约重油8kg。3.5华菱湘钢工艺特点［3］华菱湘钢介绍的工艺路线：（1）二炼钢厂连铸方坯→火焰切割→输送辊道→高线厂加热炉→热装轧制（HCR）→热装效果较好（2）二炼钢厂连铸方坯→火焰切割→汽车运输（距离较近）→二高线厂加热炉→热装轧制（HCR）→热装效果较好（3）二炼钢厂连铸方坯→火焰切割→汽车运输（距离较远）→棒材厂加热炉→热装轧制（HCR）→不很理想（4）二炼钢厂连铸方坯→火焰切割→汽车运输（距离较近）→二棒材厂加热炉→热装轧制（HCR）→热装效果较好二炼钢厂→高线厂热送热装效果如表3所示。表3二炼钢厂→高线厂热送热装效果表工艺路线热装率（%）热装平均温度（℃）节约煤气（万元）节电（万元）减少烧损（万元）节约运输费（万元）合计（万元）二炼钢厂→高线厂60600254.9676.8869.28251.52652.64注：高线厂按年产量62万吨计算。第八届（2011）中国钢铁年会论文集3.6南京钢铁公司工艺特点［10］南京钢铁公司工艺路线：（1）转炉方矩坯→汽车运输→中型厂、带钢厂、棒材厂、高线厂（2006年热装率52%）（2）电炉方矩坯→高线厂（天车运输，2006年热装温度达到700℃）、棒材厂新线（汽车运输）（3）板卷厂1号板坯连铸机→辊道输送和天车吊运→板卷厂炉卷轧机（2007年热装率70%，入炉温度650℃以上）（4）板卷厂2号板坯连铸机→保温箱汽车运输→中板厂（2007年1月入炉温度500～630℃，热装率约40%）3.7江阴兴澄钢铁公司工艺特点［11］江阴兴澄钢铁公司工艺路线：100t直流电炉冶炼（EAF）→100t精炼炉（LF）→100t真空脱气炉（VD）→五机五流连铸机→连铸坯辊道热送→加热炉加热→十五机架高刚度轧机连轧2001年8月～2002年8月，轴承钢热送量1830647t，热送比由60%提高到90%，齿轮钢热送量145624t，热送比由50%提高到85%。轴承钢加热时间由480min缩短到240min，油耗下降了31%。3.8邯钢工艺特点三炼钢厂2005年9月2号连铸机投产，12月建成辊道热送连铸坯，2007年11月1号连铸机投产，由于2号连铸机热送坯数量不能满足中板新线用料量，热送的连续性差，2010年3月又建成1号连铸机辊道与2号连铸机旋转辊道对接，向中板新线热送连铸坯，满足中板新线用热送坯料的需要。（1）三钢至中板新线三炼钢厂1号和2号连铸机板坯→辊道输送（出坯辊道和热轧辊道直接相连）→旋转辊道→辊道输送→中板新线→直接热装轧制（DHCR）三钢至中板新线板坯热送热装采用的是辊道输送，对板坯辊道输送板坯至