第一講
煉鋼連鑄智能化創新
攻關技法概述
一、連鑄工藝原理和主要設備組成
連鑄是連續鑄鋼的簡稱,是連接煉鋼和軋鋼流程中不可或缺的環節,也是煉鋼廠的重要組成部分。它是將鋼包內的鋼水連續不斷地流入中間包,經中間包混合分流後注入結晶器冷卻凝固,形成帶液芯的坯殼,經過扇形段的二次冷卻和拉矯機的矯直、引撥以及切割機的切割,產生一定斷面形狀和尺寸規格的合格鋼坯,供軋鋼使用。
連鑄機的主要設備組成包括以下幾個部分。
①鋼包回轉臺。其設在連鑄機澆鑄位置上方,用於承接精煉工序運送來的鋼水包並完成回轉過跨,實現快速換包和連續澆鑄。
②中間包車。其用於支承、運輸和更換中間包,具有升降和水口對中的功能。中間包能起到分流、緩衝和淨化鋼液的作用。
③結晶器。其是連鑄機的“心髒”,作用是將各流鋼液初步凝固成坯殼,並被安全、連續地從結晶器拉出,具有良好的導熱性、剛性和耐磨性,通常由水冷銅套制成,其內外壁之間通水強制冷卻。
④振動裝置。其作用是支承結晶器做周期性振動,以防止初生坯殼與結晶器內壁產生黏結,同時可以改善鑄坯表面質量。振動曲線一般按正弦規律變化,以減少衝擊,其振幅和頻率一般與拉速緊密配合,以保證鑄坯的質量和產量。
⑤二冷扇形段。其位於結晶器出口和拉矯機之間,作用是借助噴水或霧化冷卻以加速鑄坯凝固並控制鑄坯的溫度。通過扇形段的夾輥和導輥支承以及導引帶液芯的高溫鑄坯,防止鼓肚變形或造成內裂,二冷水壓、水量可動態調節,以適應不同鋼種和不同拉速的需要。
⑥拉矯機。其作用是為鑄坯提供拉坯力和矯直力,並能完成下裝式引錠杆的輸送。同時,可在此區域實施帶液芯鑄坯的輕壓下工藝,其拉坯速度、壓下力和壓下量對連鑄坯的產量和質量均有重要影響。
⑦引錠杆裝置。其作用是在連鑄開澆前,利用引錠杆封堵結晶器下口防止漏鋼,開澆後將凝結坯殼牽引出結晶器,待引錠杆與鑄坯分離後回收至存放裝置。
⑧定尺切割設備。其作用是將從連鑄機連續拉出的鑄坯進行精確切割分段,以滿足用戶對鑄坯長度及精度的要求,常用的切割設備有火焰切割機或飛剪等。
⑨出坯設備。其作用是通過輥道、移鋼機、步進冷床等設備的接力輸送,實現鑄坯的熱送出廠或冷送下線,並在此過程中完成鑄坯的噴印標記。
二、連鑄智能化創新攻關技法概述
在煉鋼各工序中,連鑄的工藝連續性最強,對設備的自動化程度和質量、功能、精度要求也最高,更需要通過智能化方面的創新攻關提升效能。連鑄智能化的攻關方向重點體現在以下幾個方面。
①智能化檢測。可以通過各類傳感器和信息化等技術的組合應用,替代人工檢測和記錄,從而減少質量缺陷的漏檢和誤檢率,提高檢測精度和效率,提升全過程質量監控的能力。
②智能化作業。可以通過遠程化、一鍵化、無人化的升級改進,替代現場重復、危險、低效的人工作業,以減輕勞動負荷,改善作業環境,降低安全風險,提高作業效率。
③智能化控制。可以通過具有在線自主調節作用的控制模型的應用,實現繫統控制性能和穩定性的提升,以保障高端產品的控制精度,提升高質量制造能力水平。
④智能化運維。可以通過關鍵設備狀態遠程化監測診斷方法的應用,實現遠離危險區域的狀態檢查,為早期設備劣化的預判預警創造條件,從而提高設備的安全水平,提升設備檢查維護效率,更好地保障生產的安全穩定運行。
在智能化創新攻關的過程中,始終遵循以下四個“堅持”。
①堅持問題導向。問題點就是改善點,改善點就是創新點。生產現場反復出現的安全、質量、成本、效率等痛點和難點問題,就是開展選題攻關的要點。
②堅持效率優先。創新不是無源之水、無本之木,可以通過多查詢、多交流、多學習、多協作,博采眾長,開闊視野,啟發思路,從而提高創新攻關的效率。
③堅持持續改進。創新永無止境,隻有持續改進,纔能精益求精,不斷迭代進化,更好地用智能化解放人的勞力和腦力。
④堅持價值創造。創新的目的是創造價值,智能化的價值更多體現在效率和精度的提升,能以小投入換來大收益,就是價值創造的最高追求。