中國冶金報 中國鋼鐵新聞網(wǎng)
記者 王志 報道
特約通訊員 藍義高 攝影
9月26日，首鋼京唐公司鋼軋部黨委書(shū)記王國連在第四屆全國鋼鐵行業(yè)“新知識、新技術(shù)、新理念”交流大會(huì )上圍繞獲得2024年冶金科學(xué)技術(shù)獎特等獎的項目“MCCR多模式全連續鑄軋一體化技術(shù)集成與創(chuàng )新”做了經(jīng)驗分享。
圖為王國連
王國連介紹，鋼鐵制造流程的演進(jìn)由間歇型向準連續型甚至連續型過(guò)渡。以薄板坯連鑄連軋為代表的近終形制造技術(shù)，是鋼鐵制造流程優(yōu)化、重構的重要方向，是實(shí)現低碳、高效生產(chǎn)高強薄規格帶鋼的主要途徑之一。
首鋼2015年開(kāi)始謀劃建設京唐二期一步工程，擬新建1條與現有4條熱連軋產(chǎn)線(xiàn)分工明確、優(yōu)勢互補的專(zhuān)業(yè)化高強薄規格熱軋產(chǎn)線(xiàn)。薄板坯連鑄連軋技術(shù)30多年間歷經(jīng)三代發(fā)展，形成了CSP、FTSR、ISP、CEM、ESP等多種技術(shù)形式。以ESP為代表的第三代技術(shù)采用無(wú)頭軋制，可以穩定生產(chǎn)薄規格產(chǎn)品。
“第三代技術(shù)以連鑄的高拉速、高鋼通量實(shí)現與熱連軋全連續無(wú)頭軋制，被稱(chēng)為薄板坯全連續鑄軋一體化?！蓖鯂B說(shuō)道。
首鋼通過(guò)整合國際、國內優(yōu)勢資源，采用自主創(chuàng )新與集成創(chuàng )新相結合的方式，開(kāi)發(fā)全新的第三代薄板坯連鑄連軋技術(shù)，即多模式全連續鑄軋生產(chǎn)線(xiàn)，生產(chǎn)線(xiàn)采用了最新的技術(shù)和全新布局，目標是在高鋼通量條件下實(shí)現多品種、多規格靈活生產(chǎn)，使產(chǎn)品質(zhì)量更優(yōu)良。
首鋼通過(guò)開(kāi)展工藝技術(shù)與裝備創(chuàng )新，攻克了多品種、多規格靈活生產(chǎn)、全品種高鋼通量連鑄、超潔凈鋼水高效低成本冶煉、長(cháng)輥期下高精度質(zhì)量控制等技術(shù)難題。
王國連介紹，該項目實(shí)現了4項創(chuàng )新：
一是首創(chuàng )單坯/半無(wú)頭/全無(wú)頭軋制多模式薄板坯全連續鑄軋一體化技術(shù)。該項目首次在無(wú)頭軋制生產(chǎn)線(xiàn)增設多功能隧道式均熱爐，開(kāi)發(fā)出無(wú)頭軋制模式在線(xiàn)調寬、不同模式的軋制控制策略等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現多品種、多寬度、多種軋制模式，以及單澆次多輥期的靈活生產(chǎn)，鋼水至鋼卷綜合成材率達到98.7%，無(wú)頭軋制在線(xiàn)調寬量達到80毫米，無(wú)頭軋制比例達到96%以上。
二是首次提出“鋼通量指數”概念，建立高拉速高鋼通量薄板坯連鑄控制技術(shù)體系。首鋼主導設計了“小輥徑、變輥間距”輥列與“L”型水槽強冷卻結晶器，開(kāi)發(fā)了五孔島式結構浸入式水口、結晶器流場(chǎng)精準控制、高潤滑控熱保護渣、激光3D打印銅板修復等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現了110毫米鑄坯最高拉速6.0米/分鐘，“鋼通量指數”達到660毫米·米/分鐘，結晶器液面≤±3毫米命中率99.8%。
三是首創(chuàng )“KR-BOF-VD-LF-MCCR”和“KR-BOF-LF-(VD)-MCCR”工藝路線(xiàn)。該項目開(kāi)發(fā)出VD精準脫碳、防增硅高硫容量渣系及高效深脫硫等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現≤0.03%低硅、≤0.0020%超低硫、≤0.01%超低碳系列鋼種及T[O]≤0.001%超潔凈鋼高效穩定生產(chǎn)，LF-VD雙聯(lián)精煉供鋼周期低至29分鐘，滿(mǎn)足高鋼通量連鑄長(cháng)周期連澆要求。
四是首次提出長(cháng)輥期下薄寬帶鋼質(zhì)量動(dòng)態(tài)精準耦合調控策略。該項目開(kāi)發(fā)出無(wú)頭軋制模式粗精軋凸度雙閉環(huán)、氧化鐵皮與性能一致性控制等關(guān)鍵技術(shù)。實(shí)現全無(wú)頭軋制板帶凸度命中率98.5%，單輥期軋制里程達到264千米，1500兆帕高強鋼穩定生產(chǎn)，吉帕級薄規格高強鋼同規格性能波動(dòng)≤±30兆帕。
“多模式全連續鑄軋生產(chǎn)線(xiàn)解決了薄規格高強產(chǎn)品生產(chǎn)穩定性、板形控制、扁卷等系列難題，SHR780/980MS、HR1200/1800HS、SQ550FRW等牌號1.3毫米及以下產(chǎn)品實(shí)現首鋼獨家供貨?！蓖鯂B表示。
首鋼圍繞多模式全連續鑄軋一體化技術(shù)申請發(fā)明專(zhuān)利70項，其中獲授權34項，申報團體標準2項，獲批企業(yè)技術(shù)秘密11項。經(jīng)評定，該項目成果總體達到國際領(lǐng)先水平。該技術(shù)在首鋼京唐MCCR產(chǎn)線(xiàn)得到穩定應用，近3年累積生產(chǎn)高質(zhì)量薄寬規格熱寬帶鋼536.1萬(wàn)噸，銷(xiāo)售收入達到175.3億元、效益4.75億元，實(shí)現流程降碳59.47萬(wàn)噸。
MCCR多模式全連續鑄軋一體化技術(shù)集成與創(chuàng )新是該項目團隊整合國際、國內優(yōu)勢資源，自主創(chuàng )新與集成創(chuàng )新相結合的成功范例，首次應用的鑄坯增厚、高拉速在線(xiàn)調寬、橫磁感應加熱、多點(diǎn)式除鱗等技術(shù)在近幾年新建的產(chǎn)線(xiàn)中得到應用，引領(lǐng)并推動(dòng)了薄板坯鑄軋一體化技術(shù)的多元化發(fā)展，為鋼鐵流程低碳化、綠色化發(fā)展做出重要貢獻。
在王國連看來(lái)，全連續鑄軋一體化與無(wú)頭軋制技術(shù)在不同層面上有著(zhù)質(zhì)的區別。
從流程學(xué)意義上看，無(wú)頭軋制是工序內部技術(shù)升級，而鑄軋一體化技術(shù)是鋼鐵制造流程界面技術(shù)的重大進(jìn)步，是流程結構的重構升級。使連鑄-軋鋼界面由傳統流程的主界面變?yōu)椤皝喗缑妗鄙踔痢盁o(wú)界面”，實(shí)現了從鋼水到鋼卷的全連續化生產(chǎn)，使板帶材生產(chǎn)過(guò)程由“半連續”“準連續”進(jìn)化為“全連續”。
從品種質(zhì)量層面看，無(wú)頭軋制主要目標是生產(chǎn)薄規格產(chǎn)品，而鑄軋一體化不是僅僅可以生產(chǎn)薄規格帶鋼產(chǎn)品，還由于從連鑄拉速到帶鋼的軋制速度、溫度、張力都是恒定的，使產(chǎn)品尺寸精度、板形質(zhì)量均有大幅度提升。
從“雙碳”戰略層面看，鑄軋一體化流程更加綠色低碳，直接碳排放強度僅為常規連鑄—熱軋流程的1/10～1/5，如果全部采用電加熱和綠電，可實(shí)現零碳排放。
王國連認為，隨著(zhù)薄板坯連鑄連軋技術(shù)的快速發(fā)展，契合“雙碳”戰略目標要求，熱軋板帶材產(chǎn)品生產(chǎn)方式有形成“三足鼎立”的趨勢。
常規連鑄-熱連軋產(chǎn)線(xiàn)定位于生產(chǎn)高潔凈度、高表面要求的高端冷軋基料（如汽車(chē)面板），高牌號硅鋼、厚規格板卷（如管線(xiàn)鋼），以及小批量難澆、難軋品種，適宜對接高爐—轉爐長(cháng)流程。
新一代雙流薄板坯連鑄連軋產(chǎn)線(xiàn)定位于生產(chǎn)大批量普通熱軋產(chǎn)品（含中低牌號硅鋼），以單坯軋制為主，可考慮半無(wú)頭軋制（不追求薄規格，有利于成材率和板形控制），可對接高爐—轉爐長(cháng)流程，更適合電爐短流程。
薄板坯全連續鑄軋一體化產(chǎn)線(xiàn)定位生產(chǎn)薄規格“以熱代冷”產(chǎn)品；薄規格高強鋼；中高碳“低偏析”產(chǎn)品。
王國連表示，在“雙碳”目標的引領(lǐng)下，薄板坯全連續鑄軋一體化技術(shù)是板帶材生產(chǎn)流程優(yōu)化創(chuàng )新的重要技術(shù)方向，是鋼軋界面優(yōu)化的終極實(shí)現（消除界面），可實(shí)現較大幅度的減碳。
圖為大會(huì )現場(chǎng)
隨著(zhù)技術(shù)不斷升級迭代，薄板坯全連續鑄軋一體化技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量可以在絕大多數應用領(lǐng)域替代常規熱連軋產(chǎn)品及部分冷軋產(chǎn)品，尺寸精度及板形更優(yōu)，成材率更高，生產(chǎn)成本更低，實(shí)現以“更生態(tài)的流程”生產(chǎn)“更綠色的產(chǎn)品”的目標。
