今年初以来,首钢长钢公司炼钢厂结合地区市场发展现状和未来趋势,立足自身现有工艺装备水平,着力推进长浇次品种钢生产研发,通过一系列创新实践,摸索出一条“免精炼+极限长浇次”中碳紧固件钢低成本高效生产的特色之路。
针对传统品种钢开发生产面临的塞棒渣线、棒头寿命短、中间包耐材寿命短、二次氧化严重等诸多现实难题,首钢长钢公司炼钢厂决定通过开展一系列创新研究逐个突破。该厂聚焦塞棒长寿命技术、中包长寿命技术和稳定生产技术,成立攻关课题小组,通过创新中间包流场控制技术,优化挡渣墙溢流槽设计,改进冲击区、限流孔角度,摸索塞棒形状与应用规律,提高塞棒质量,进一步延长塞棒使用寿命;通过降低钢水氧化性,推进耐材与钢种氧化性研究,定制化设计耐火材料,进一步延长中包使用寿命;通过研制全保护装置,设计与耐材合理匹配的烘烤曲线及制度,提高钢包高自开率、开机成功率,进一步增强生产连续性和稳定性。
该厂坚持推进技术创新攻关,主要开展了以下8个方面的工作。
一是建立数学模型,研究中间包冲击区、浇铸区流场,自主设计中间包冲击区、紊流控制器及导流孔角度,解决了流场不均、塞棒局部侵蚀下线问题,实现了多只塞棒侵蚀程度一致;设计了塞棒渣线+棒头部位外形,并定制了多材质组合式塞棒,实现塞棒寿命由项目前的10.5小时延长到28小时。该模型获得专利3项,其中实用新型专利2项。
二是重新设计塞棒中包挡渣墙,溢渣槽分居两侧,保证中间包流场对称性,缓解中间流次塞棒渣线和中间包渣线部位的冲刷;钢水导流孔通过扩大孔径、增大上仰外翘角度,减弱钢流对中间流次塞棒棒头的冲刷,改善钢水夹杂物上浮能力。
三是优化设计冲击区深度、限流孔角度,经过优化设计中间包紊流控制器导流孔直径、倾斜角度(上扬及两侧)等参数,实现多支塞棒侵蚀程度一致。
四是通过优化铝镁碳材质棒头,降低脱碳反应程度,提高塞棒使用过程中的强度,从而减缓塞棒棒头的侵蚀程度。
五是设计并定制了工作层干式料、永久层浇注料配比、粒度等,大幅提高中高温强度,连浇炉数由目前低于18炉提高到最高46炉水平,获得授权发明专利2项。
六是开发吹氩保护中间包盖、在线钢包带盖反吹及水口辅助烘烤等成套装置;设计与耐材合理匹配的烘烤曲线及制度、钢包自开制度、全保护浇注、开机起步预设拉速和现场“师带徒”培训实操,实现钢包自开率在99%以上、开机成功率为100%;获得授权实用新型专利4项。
七是通过现场跟踪钢包内衬及包底侵蚀规律,在包底透气砖与座砖间料层砌筑时采用专用模具进行隔离,透气砖与座砖之间无料层连通,杜绝由于料层不均匀粘结冷钢导致底吹时“窜气”现象;将包底座砖上料孔的孔型进行优化设计,提升引流砂烧结层单位面积静压力,在同等工况条件下自开率提升;孔型塑形采用专用钢质模具,有效屏避浇注料对孔型的影响。
八是对塞棒中间包烘烤进行优化,优化控制煤气支管路,均匀分配煤气,解决煤气分配不均问题;设计合理烘烤曲线;自主设计水口烘烤的倒吸风装置及便携式中间包水口辅助烘烤装置。