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创新破“瓶颈”报春花绽开——唐山板坯中间包再创131小时长寿世界纪录侧记

来源:博创兴(博创兴金属整理发布)   时间:2022-03-14

  日前,唐山中厚板材有限公司1# 板坯连铸机22# 长寿 命中间包试验再传捷报,连浇时间达到131小时,打破该 连铸机 13# 中间包于 2021 年 11 月 21 日至 11 月 26 日创造 的连浇111小时34分钟的世界纪录 。
  该试验中间包于今年 1 月 6 日 22 时 26 分开浇,浇铸 断面为(200~280)mm×(1600~2100)mm,平均拉速为 0.85m/min,至 1 月 12 日 9 时 26 分停浇,共连浇 226 炉钢, 过钢量为28159吨,铸坯总长度达6790米。
  这是唐山中厚板材有限公司与北京联合荣大工程材 料股份有限公司(下文简称联合荣大)在短短一个半月时 间内取得的又一重大创新技术成果,也是先进冶金管理 理念与高技术耐材创新理念的又一次完美结合。该成果 犹如一朵隆冬里绽开的报春花,预示着2022 年冶金科技 的春天一定会更加生机勃勃。

图为连续浇铸时长达 131 小时,创造世界纪录的 唐山中厚板材有限公司炼钢车间 1# 连铸机 22# 中间包 正在继续进行延长包龄试验。
  科技创新破“瓶颈”
  2022 年 1 月 10 日,中国钢铁工业协会第六届会员大 会第三次会议指出了2022 年钢铁行业重点工作任务:要 大力推进行业科技创新工作。补齐钢铁行业“卡脖子”技 术短板。建立上下游联合参与的集“产、学、研、用、标、验 检”于一体的“卡脖子”技术协调推进机制,促进“卡脖子” 技术的研发及产业化应用工作。
  改革开放以来,我国在炼钢—连铸工艺生产环节取 得了令人瞩目的进步,中间包包龄达到30小时~50小时 的水平,部分方坯中间包包龄也达到过142小时。但是, 如何进一步提高中间包包龄,尤其是攻克增寿难度更高 的大板坯连铸中间包包龄一直是冶金及耐火工作者努力 的方向。
  中间包包龄高低、寿命长短,直接影响着连铸坯的收 得率以及生产组织的连续性和稳定性。延长连铸机中间 包寿命,既可缩短换中间包操作的时间,相应延长作业时 间,还可降低连铸用耐火材料消耗和烘包的煤气消耗,减少中间包余钢及铸坯切头、去尾环节,提高钢水收得率。另外,中间包长寿还可大幅度减少热换中间包产生的重废 品及事故隐患,大幅度缩短工人砌筑烘烤的作业时间,钢 厂的翻包固废及处理工作量都会大幅度减少。
  因此,攻克制约中间包尤其是大板坯连铸中间包寿 命的“瓶颈”难题,对于炼钢、连铸生产环节的节能、降耗、 增效,乃至钢铁行业碳减排具有非同一般的意义。
  为打破瓶颈,延长中间包工作寿命,全国广大炼钢、 连铸科技工作者坚持常年科技创新,孜孜以求,积极探 索,奋力攻关。唐山中厚板材公司和联合荣大的科技工 作者完成并取得的板坯连铸中间包寿命高达131小时的 试验成果,是践行科技创新破“瓶颈”的重要举措和实践,值得点赞。
  创新之花结硕果
  据联合荣大董事长章荣会博士介绍,联合荣大是一 家致力于耐火材料研究、生产、施工的专业单位,针对唐 山中厚板材有限公司中间包长寿技术攻关,承担了中间 包用耐火材料的整体技术开发工作。
  中间包寿命的提高,主要取决于中间包内材料、施工 和烘烤工艺是否能满足长寿命的要求,同时也是对炼钢生 产贯彻以连铸为中心,设备为保证,品种计划为前提的考 验。唐山中厚板材有限公司异钢种连浇技术的成功开发 为中间包长寿命技术的开发,创造了极为有利的条件。
  要实现中间包长寿,干式料、挡墙、稳流器、塞棒、水 口,任何一项出现短板,都可能造成中间包提前下线,必 须同步提高使用性能。
  灿烂的科技创新之花,一定会结出丰硕的经济之 果。据章荣会博士介绍 ,合作双方一年多来的联合攻关 实践,已经取得明显的直接经济效益。
  按 2021 年价格计算,唐山中厚板材公司中间包寿命 由25h提高至131h,寿命提高了5.24倍,中间包烘烤费用 节约 9122 元、减少中间包残钢回炉冶炼节约费用为 20174元、减少因热换中间包造成重接铸坯的废品损失费 用为 20662 元、减少中间包开浇温度损失费用为 29475 元、作业率提升增效为 180938 元、减少包衬耐火材料消 耗费用为 94424 元,单浇次综合效益为 35.5 万元;平均吨 钢增效为12.6元。
  合作双方一年多的攻关产生的社会经济效益主要体 现在以下五方面:
  一是充分挖掘了连铸机生产作业能力,增产作用显 著,有利于在钢产量稳定的前提下淘汰落后产能。
  二是 2020 年我国钢产量 10 亿吨左右,按板坯占比 15%计,板坯总产量约为 1.5 亿吨。若按板坯连铸 20%产 量采用该长寿技术则年效益额为3.78亿元。
  三是以唐山中厚板材为例,2010 年单包过钢量为 35 炉 4200 吨,耐火材料消耗 4810 千克,实施长寿技术后, 131h过钢量为28159吨,耐火材料消耗6560千克,降低中 间包耐火材料消耗0.9千克/吨钢。按2020年我国板坯连 铸 20%产量计算,采用该长寿技术可节约耐火材料消耗 27000吨,减少了资源消耗和环境压力。
  四是减少了连铸拉下、开浇操作和修砌中间包工作 量,降低了工人劳动强度。
  五是引导冶金工业耐火材料应用新理念,通过技术 创新提高效率来增加冶金企业和耐火材料企业的效益, 达到双赢的目标;可基本避免以往恶性竞争造成劣币驱 逐良币的弊端产生,促进行业整体技术水平提高。
  该攻关成果的创新性、先进性,所取得的知识产权还体 现在以下几方面:
  一是开发了新型渣线干式料、铝尖晶石质挡墙挡坝、 锆碳复合上水口等新产品,其材料抗渣侵和抗渗透性好, 满足了连浇130h以上寿命的要求;发表论文3篇。
  二是开发了冲击区加装新型护板、稳流器复合浇铸、 塞棒渣线部位加装套环等新技术,各部位均衡蚀损,降低 了包衬材料成本;申请发明专利5项。
  三是优化了中间包内衬材料和挡墙、挡坝、稳流器配 置;申请实用新型专利4项。
  四是制订了中间包施工烘烤标准化作业指导书,完 善了工艺技术操作要求。
  五是冶炼工序洁净化生产,优化渣系,降低了耐火材 料的蚀损。该攻关成果推广应用前景光明。其技术开发应用既 为连铸生产绿色高效提供了技术支撑,又可以移植应运 用于方坯、圆坯、异型坯生产流程。
  随着快速炼钢技术和连铸生产组织的智能化、高效化 发展,对中间包寿命必将有更高的要求。而制约寿命提高 的主要因素仍体现在塞棒寿命(渣线和头部)和干式料渣 线寿命(与包壁、包底不同步)。因此,联合荣大炼钢业务 技术团队已经瞄准新的目标,正在进一步优化技术工艺并 研发更高性能材料,为冶金行业节能降耗、增产增效,耐火 材料行业节约资源、减排降碳做出更大贡献。(夏杰生)

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