对连铸坯热送热装技术的现状分析及展望

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连铸坯热送热装及直接轧制技术是近年来迅速发展的一项节能新技术，是钢铁生产技术的又一重大进步，是衡量钢铁生产技术和管理水平的新的重要技术指标。早在2000年的炼钢及轧钢工作会议上，国家相关冶金部门的领导就要求冶金企业应积极抓好连铸坯热送热装等技术的推广应用。

1999年3月，华菱湘钢在二炼钢厂和高线厂之间拟建热送热装工程，并于2000年9月23日成功地实现了连铸坯热送热装，2001年热装率已达到69.29%，热装温度达到600℃。到2006年，湘钢高线厂的热装率维持在50%左右的水平，热装温度为550℃，这主要是由于高线厂多品种、多规格、小批量的生产特点和许多品种钢不适宜热装的原因，导致热装率无法进一步提高。

湘钢连铸坯热送热装工艺的成功实施，推动了其炼钢-连铸-热轧生产的一体化，加速了湘钢钢铁生产向连续化、低成本和高质量方向发展的步伐。
            
热送热装需要一系列技术支撑
            
热送热装工艺不仅对生产节奏、能力匹配和温度控制方面有严格要求，而且要求在生产过程中对钢水、钢坯、钢材的质量进行全流程控制，事实上这也是冶金流程各工序的技术与管理全面协调进步的结果。连铸坯热送热装工艺的实现是建立在炼钢技术、连铸技术、热轧技术、生产管理技术和质量管理技术的基础上的。

无缺陷连铸坯生产技术：连铸坯热送热装工艺实施的前提，是炼钢厂必须能持续不断地提供高温、优质的连铸坯，否则连铸坯必须经冷却、检查、处理后再加热进行轧制，就谈不上热送热装。“无缺陷”钢坯主要是指连铸坯表面质量和内部质量达到轧制要求，即连铸坯不仅其表面不存在通常需要在冷态进行清理的缺陷，如裂纹、结疤、夹杂等，而且还有较高的洁净度、较轻微的中心偏析，以及基本清除内部裂纹。湘钢二炼钢采用铁水预处理、炉外精炼、吹氩搅拌、喂丝、微调成分、浸入式水口、气雾冷却、多点矫直和提高C-T协调率等技术，将钢水成分命中率稳定在93%以上，铸坯无清理率稳定在98%以上，满足了热送热装的要求。

适应不同铸坯热履历的轧制技术：不同类型的热送热装工艺改变了连铸坯在装炉、轧制前的热履历。而连铸坯热履历的变化，又会影响到轧制过程中产品的质量。钢铁企业应该从金属学的角度研究连铸坯不同热履历对奥氏体晶粒度和微合金元素析出行为的影响，以及“热脆”现象的形成机理，并结合各公司实际生产的主要钢种制定不同装炉情况下的加热制度，在保证成品质量的前提下，不仅能降低煤气消耗、提高金属收得率，还可以使轧制能力得到进一步提高。

炼钢－轧钢一体化生产管理技术：连铸坯热送热装技术的开发与应用，将炼钢与轧钢更紧密地联系起来，成为一体化的生产系统。这个系统能否有效的运行，不仅取决于各工序之间在计划、操作方面的时序能否保持高度一致，还取决于各工序产品在温度和质量方面能否严格受控。湘钢从炼钢－轧钢生产能力的匹配、生产作业率的匹配，到建立炼钢－轧钢一体化生产管理系统，采取了一系列技术进步和管理进步的措施，使该系统的运行达到了预期效果。2006年，随着湘钢140万吨/年宽厚板生产线的投产，生产控制系统作为生产管理和控制级（MES系统），完成全厂物料跟踪、库管理、质量管理、发货管理、磨辊间管理等任务，使炼钢-轧钢一体化生产管理技术提高到一个新的水平。

热送热装需要进一步优化和完善
            
目前，我国部分钢铁企业在连铸坯热送热装技术领域已经取得一定的进步，达到一定的水平。以湘钢为例，在其高线厂与二炼钢厂成功实现热送热装生产后，二高线厂、棒材厂、二棒材厂、宽厚板厂也先后实现了连铸坯热送热装。湘钢高线厂的热装率目前已经稳定在60%左右，按年产量62万吨线材计算，热送热装所创造的效益在600万元以上。其中，节约煤气创效254.96万元，节电创效76.88万元，减少烧损效益为69.28万元，节约铸坯运输费251.52万元。但是，必须看到的是，钢铁生产热送热装技术还并不完善，热装率还不够高，在距离稍远实现运输温降较大，热装率和热装温度都不理想。这些都是今后钢铁企业应该着重解决的问题。

湘钢各厂热送热装技术的实际应用，为该技术今后的发展和优化探索出一条有效途径：
            
首先，要保证连铸坯的质量。湘钢铁水预处理、钢水精炼设施以及高效连铸机、新建的宽厚板项目的投产、达产，可大大提高连铸坯的质量。其新建高效连铸机与高线轧机配套形成精品线材生产线，可实现全热送热装，必将进一步提高高线厂的热装率和热装温度。

其次，要提高装炉水平和热装温度，选择有利的运输方式来减少热送温降。根据理论计算，连铸坯装炉温度小于500℃时，热装温度每提高10℃，炉子节能约为7MJ/t；连铸坯装炉温度大于500℃时，热装温度每提高10℃，炉子节能约为40MJ/t；当连铸坯装炉温度在500℃时，比冷装入炉节能30%，同时对缓解加热炉的产量压力、释放轧机潜能大有裨益。实践还表明，连铸坯装炉温度小于500℃时，热装温度每提高10℃，最佳炉子产量约提高0.9%；连铸坯装炉温度大于500℃时，热装温度每提高10℃，最佳炉子产量约提高1.25%。湘钢充分利用二棒材、二高线与二钢厂的地理位置优势，改汽车运输为辊道运输来提高其热装率和热装温度；一棒材厂则采用保温车运输，以降低铸坯在运输过程中的温降。

再次，在热送热装过程中，要注意计算机与信息网络技术在生产管理系统中的应用。从炼钢到轧钢的工序路线很长，实际上涵盖了从铁水供应、炼钢、精炼、连铸、铸坯输送、加热、轧制、精整直至出厂的全过程。在这个漫长的过程中，要实施以分、秒为时间单位的生产计划编制和实施、监控、调整的管理，必然会有大量的数据、信息需要传递和处理，不采用计算机和相关的信息网络技术无法达到目的。信息流快速处理将加速物流的高速运转，必然提高炼钢-轧钢计划管理的同步性。国外在实现炼钢-轧钢生产的一体化管理方面有许多成功的经验，例如建立“高速列车时刻表”。这种模式使动态生产调度一目了然，可根据批量钢材的轧制时间，算出连铸开浇时间，并向前推算出精炼、炼钢以及出铁时间，当物流发生异常时，只要输入修正初始条件与预测设备恢复时间，就能重新编制好图表。目前，湘钢已经建成一级管理的生产调度系统，正在建设MES生产管理系统，为能尽快实施这种管理模式提供了技术保障。