導讀:近日,在河北省唐山市召開的“2014年全國煉鋼-連鑄生產技術會”上,中國工程院院士殷瑞鈺在報告中詳細介紹了新世紀我國煉鋼-連鑄取得的成就和技術進步情況,并為我國煉鋼—連鑄技術的發展指明了方向。
在現有基礎上的新命題
新世紀以來,我國煉鋼連鑄生產取得的進步顯著,但是在技術進步的主要方向上,還有待進一步提高認識、統一思想。我們首先應該看到是鋼鐵企業的總體性目標,而不是個別技術,更不是盲目的大型化和產品"萬能化"。今后技術發展的核心應該是"要建設以恒拉速/高拉速連鑄為核心的,高效率、低成本的潔凈鋼生產體系"和能量高效轉換并充分回收利用的體系,在此基礎上,以信息化、智能化為手段,進行集成性的整體優化。據此我們梳理出在現有基礎上的一些新的科技創新命題,供大家參考。
在高效恒拉速/高拉速為核心的連鑄技術引領下,如何加快各廠向專線化生產方式的轉變,即對現有生產作業線的節奏,特別是鐵素物質流、能量流與信息流進行合理組織和優化,努力組織效率更高、工藝和裝置更協同、質量更穩定優良的專線化生產。
應當指出,市場訂單碎片化對各生產工序的影響程度是很大的,但寶鋼股份就是在分析各工位裝備、工藝功能特點基礎上,進行合理調整優化,堅持按專線化方式,實現了穩定高效的生產。方向必須明確并堅持,各廠才能努力定位好適合本廠工藝裝備和產品結構的專線化生產方式,實現各工位間的協同-匹配"層流"穩定運行。這也是推動高效恒拉速/高拉速連鑄工藝實現的重要前提。
在煉鋼廠改造過程中,須高度重視物質流/能量流網絡的優化設計。
具體來講,要高度重視煉鋼廠的平面布置圖設計和生產組織的網絡化設計。平面圖---"流程網絡"實際上包含了物質、能量、時間、空間相關信息和框架結構。其既包括了高爐、煉鋼廠之間的界面技術和連鑄機、熱軋廠之間的界面技術,也包括了煉鋼廠內部各工序、裝置之間的空間位置、時間節奏和能力匹配/協同。因此,要以"流程網絡"和動態-有序、協同-連續的概念來指導煉鋼廠的設計和改造,要用界面技術和動態運行GANTT圖作為手段來組織煉鋼廠生產。
在煉鋼廠改造和技術進步的過程中,要高度關注大幅度提高信息化程度。
為了提高生產效率和能量利用、轉化效率,我們在2009年就提出了應當認真研究構建并優化鋼鐵企業物質流/能量流網絡的命題。不少單位近幾年做了大量工作,取得了很好的效果。但僅就煉鋼廠來講,涉及各個工位的物質/能量的傳遞、變換網絡是十分復雜的,要做到實時調整優化,必須依靠信息化手段,即將與物質流/能量流相伴隨的信息流(數碼、圖像等)真實、及時采集,科學分析并通過大數據等手段找出低成本、高效率運行的規律,建立有效的信息提取和控制工具,使物質流/能量流網絡按照動態-有序、協同-連續的規則實現信息化運行。為此,信息監測收集手段、運行控制的軟硬件都有大量的研究工作要做,信息化水平的高低,直接涉及煉鋼廠生產水平提高、產品質量穩定和成本降低的大事,我們必須高度重視。
在工藝穩定的基礎上,促使現有產品(特別是大宗產品)質量提高,重點應放在產品質量的穩定性、可靠性和適用性上。
過去許多企業的質量指標習慣以合格率、平均值來評價水平的高低,這掩蓋了產品生產過程中有關參數大幅度波動的情況。早在上世紀90年代冶金部開會時以軸承鋼中含氧量為例,提醒了大家不要追求平均值小于多少,而要講究最高值是多少,平均[O]≤10×10-6和[O]≤10×10-6是完全不同的,前者最高值可達20×10-6以上,最低也可小于等于6×10-6,體現的是工藝不穩定,效率不穩定和性能不穩定、不可靠,用戶就不敢用你的產品。后者則體現了穩定和可靠,用戶就放心。
除了成分精確控制,各類鋼種對夾雜物、偏析乃至組織的控制要求也應成為我們關心和研發的重點,尤其是一些高品質鋼不僅對夾雜物的大小、數量、分布有要求,而且不允許某些夾雜物的存在。對此,我們必須在找出與國外先進產品的質量差距的基礎上,著力研發解決問題的有效工藝措施。這里的核心問題是工藝技術和裝置控制的研究和生產過程是否規范、穩定,是否注意到了每一個哪怕細小的參數波動對質量的影響,而一絲不茍地進行控制和管理。對質量的穩定性、可靠性和適用性必須進行細致的研究和管理。
產品質量問題是一個普適性的問題,無論是螺紋鋼、線材等大宗產品,還是硅鋼、汽車板、管線鋼、軸承鋼等所謂"高檔產品"都有質量問題有待解決。我們現在質量的研究往往局限在某些產品甚至個別性能上,而對螺紋鋼、線材、45#鋼等大宗產品實際上也有很多質量問題有待深入開展研究工作。
進一步推動已經取得成效的關鍵技術集成包的優化,使之更好地推廣應用。
目前幾乎所有的先進技術都需要在此方面繼續推進。例如研究鐵水包多功能化在新建廠實施時如何集成現有不同經驗之優點,設計出銜接界面更緊湊、過程溫降更小、鐵水量控制更準的平面布置與裝備,老廠改造則要解決已有平面布置上的距離遠、折返運輸和無序等待等問題。這是一個技術包的集成問題,不是單一技術問題。
又如轉爐滑動水口出鋼口怎樣改進滑板結構、延長壽命,怎樣縮短更換時間,怎樣優化出鋼口形狀保證擋渣良好的情況下少留余鋼等問題也有待研究。與此同時,還應研究包內渣層減少條件下鋼包內渣、鋼之間氧的傳遞及其對質量的影響問題。
要深入研究與高效恒拉速/高拉速連鑄相適應的不同鋼種的最佳拉速參數,與之相應的煉鋼廠內各工位間的物質、能量、信息傳遞與控制的最佳方式,并進行相應的優化和分類模塊化。
關于薄板坯連鑄-連軋和半無頭軋制的技術,已有幾個廠試驗或正式生產,發揮了生產薄規格鋼材的流程優勢,但批量化半無頭軋制比例還有待提高。此外,怎樣大幅度提高薄板坯連鑄鑄速,增加半無頭軋制切分卷數,以及向無頭軋制過渡的可行性問題也有待進一步研究。
目前,現有企業已試驗成功的小方坯-螺圓/線材高溫直裝技術,是項量大面廣的共性技術,應該創造條件積極推廣。擴大板坯可熱送鋼種及其熱裝溫度等技術包的優化和推廣也頗為重要。
還有對推動煉鋼生產高效、低成本起了重要作用的轉爐濺渣護爐技術,在當前的發展中也面臨著如何改善冶煉工藝,控制爐底上漲,確保底吹元件功能和[C][O]合理化,以及如何制定少渣煉鋼條件下的濺渣護爐工藝等十分緊迫的課題。
電爐冶煉配加鐵水可能是我國相當長一段時間內必須面對的原料結構問題。雖然高鐵水比冶煉不是電爐生產的發展方向,它帶來的能耗增加和環境污染問題更是值得關注。但面對現實,當前研究更適于圍繞配加鐵水冶煉的氧槍結構、爐型結構等方面,進而對配加鐵水條件下的電爐煤氣回收利用、電爐煙氣余熱高效回收利用裝備與工藝技術加以研究,以降低能耗。這也是我們應當關注的命題。
新世紀以來,中國煉鋼-連鑄已經取得了很大的進步,但還面臨許多新命題。我們應該堅定創新方向,開拓進取,相信會在鋼廠結構調整、鋼鐵工業產業升級的過程中,發揮新的作用,取得新的成就。 (來源:中國鋼鐵新聞網)