第一篇：我國(guó)連鑄技術(shù)裝備發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)連鑄技術(shù)裝備發(fā)展趨勢(shì)

連鑄坯的噸數(shù)與總鑄坯(錠)的噸數(shù)之比叫做連鑄比，它是衡量一個(gè)國(guó)家或一個(gè)鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一，也是連鑄設(shè)備、工藝、管理以及和連鑄有關(guān)的各生產(chǎn)環(huán)節(jié)發(fā)展水平的綜合體現(xiàn)。1970年至1980年，世界平均連鑄比從4.4％發(fā)展到28.4％，中國(guó)的連鑄比從2.1％發(fā)展到6.2％；至1990年，世界和中國(guó)的連鑄比分別發(fā)展到62.8％和22.4％；到2001年，又分別發(fā)展到87.6％和92.0％。2003年，中國(guó)連鑄比達(dá)到95.3％左右，估計(jì)世界平均連鑄比2003年接近90％。從統(tǒng)計(jì)數(shù)字可以看出，中國(guó)的連鑄技術(shù)在近10多年內(nèi)得到了迅速發(fā)展。

世界連鑄技術(shù)的發(fā)展及我國(guó)存在的差距

世界上有許多連鑄技術(shù)實(shí)力較強(qiáng)的公司，如西馬克·德馬格、奧鋼聯(lián)、日本JSP公司、達(dá)涅利(包括戴維)公司等。以板坯連鑄機(jī)為例，西馬克·德馬格公司從1962年至2001年新設(shè)計(jì)和改造板坯連鑄機(jī)共約370臺(tái)；奧鋼聯(lián)從1959年至2000年新建和改造板坯連鑄機(jī)共約181臺(tái)；日本JSP公司截止2001年新建并改造板坯連鑄機(jī)共約150臺(tái)；達(dá)涅利的戴維公司也設(shè)計(jì)了10多臺(tái)連鑄機(jī)。2001年末，世界上共有各類(lèi)投產(chǎn)的板坯連鑄機(jī)約550臺(tái)800流(有一些是重復(fù)改造的，按估計(jì)值未計(jì)入)。

截止到2002年底，中國(guó)共有551臺(tái)(1749流)連鑄機(jī)，其中板、方坯連鑄機(jī)分別為101臺(tái)(130流)、429臺(tái)(1564流)，圓坯、異形坯連鑄機(jī)分別為20臺(tái)(52流)、1臺(tái)(3流)。這些統(tǒng)計(jì)中，絕大部分連鑄機(jī)是立足于中國(guó)國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)制造的。

我國(guó)加入WTO后，人才、知識(shí)、科技與經(jīng)濟(jì)的全球化趨勢(shì)越來(lái)越清晰地展現(xiàn)出來(lái)。由于歷史及其他各方面原因，國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和管理方式顯然具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。近幾年，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，冶金企業(yè)投放的技改資金比較大，新上項(xiàng)目很多，連續(xù)鑄鋼項(xiàng)目也較多，但連鑄機(jī)設(shè)備和技術(shù)大部分還是靠引進(jìn)。我國(guó)薄板坯連鑄連軋已經(jīng)引進(jìn)了將近10條生產(chǎn)線；從2000年開(kāi)始，我國(guó)先后全部引進(jìn)或引進(jìn)核心部位設(shè)備與技術(shù)的常規(guī)板坯連鑄機(jī)共有24臺(tái)27流，還有繼續(xù)引進(jìn)的趨勢(shì)；中薄板坯連鑄機(jī)、異型坯連鑄機(jī)全部引進(jìn)；大方坯連鑄機(jī)也有引進(jìn)的傾向。其原因主要是我國(guó)連鑄技術(shù)與國(guó)外先進(jìn)水平還存在一定差距。以板坯連鑄機(jī)為例，主要表現(xiàn)在： ●板坯連鑄機(jī)本體設(shè)備的四個(gè)關(guān)鍵設(shè)備明顯落后于國(guó)外。結(jié)晶器國(guó)外已采用緊湊式結(jié)構(gòu)，我們還是老式的帶外框架的結(jié)構(gòu)；國(guó)內(nèi)外新投產(chǎn)的板坯連鑄機(jī)幾乎全部采用液壓振動(dòng)裝置，而我們還有許多新上的是機(jī)械電機(jī)振動(dòng)裝置；零號(hào)扇形段國(guó)外能夠液壓遠(yuǎn)程調(diào)輥縫，而我們還是液壓墊塊式結(jié)構(gòu)；扇形段國(guó)外均能夠液壓夾緊、遠(yuǎn)程調(diào)輥縫和動(dòng)態(tài)輕壓下，而我們還是墊塊式的停機(jī)調(diào)輥縫結(jié)構(gòu)。

●除以上四大設(shè)備與國(guó)外相比存在一定差距外，配套設(shè)備中許多小的地方也存在不同程度的差距。

●液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)也在某些方面存在差距。

●連鑄生產(chǎn)應(yīng)用軟件差距最大。

●國(guó)內(nèi)技術(shù)資源不能有效整合。

就連鑄技術(shù)本身的發(fā)展，國(guó)內(nèi)專(zhuān)家有以下看法：

1、新材料是鋼鐵工業(yè)的永遠(yuǎn)追求

進(jìn)入21世紀(jì)后，以高新技術(shù)為先導(dǎo)的“產(chǎn)業(yè)革命”在材料領(lǐng)域出現(xiàn)了一些令人矚目的新現(xiàn)象，神奇的納米材料可能孕育著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的巨大變革，新材料是高新技術(shù)的基礎(chǔ)。在材料工業(yè)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中，盡管有色金屬及合金、陶瓷材料、塑料、復(fù)合材料的發(fā)展在一定程度上取代了鋼材，但鋼鐵工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)、軍事方面的支柱地位仍然是不可動(dòng)搖的，鋼材仍然被公認(rèn)為是21世紀(jì)一種主要的建筑與工程材料。21世紀(jì)，全球經(jīng)濟(jì)將持續(xù)增長(zhǎng)，對(duì)鋼材的需求量也將繼續(xù)增長(zhǎng)。增長(zhǎng)的同時(shí)，鋼鐵工業(yè)必須從“產(chǎn)量型”向“品種型”、“質(zhì)量型”轉(zhuǎn)變，如開(kāi)發(fā)生產(chǎn)低合金高強(qiáng)度鋼、優(yōu)質(zhì)合金鋼、超級(jí)合金等新鋼種。生產(chǎn)具有高潔凈、高均勻性、超細(xì)晶粒的新一代鋼鐵材料會(huì)成為有實(shí)力的鋼鐵企業(yè)追求的目標(biāo)，誰(shuí)掌握了這些生產(chǎn)技術(shù)，誰(shuí)的產(chǎn)品就會(huì)有更多的市場(chǎng)占有率。連續(xù)鑄鋼是鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)重要工藝環(huán)節(jié)，目前連續(xù)鑄鋼已經(jīng)能夠澆鑄絕大多數(shù)鋼種，新材料的試制與開(kāi)發(fā)對(duì)連鑄工藝和設(shè)備將會(huì)提出更高的要求。

2、產(chǎn)品質(zhì)量是連續(xù)鑄鋼的命脈

隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，連鑄產(chǎn)品的質(zhì)量將成為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)之一。客戶已經(jīng)不滿足“合格產(chǎn)品”這一理念，誰(shuí)的產(chǎn)品質(zhì)量更高、更好，誰(shuí)就能在競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。例如汽車(chē)用深沖鋼板，鋼中[C]+[P]+[S]+[O]+[N]+[H]總和不大于0.01％。作為連續(xù)鑄鋼，就是要提高無(wú)缺陷坯的比率，在連鑄工藝、設(shè)備和生產(chǎn)操作等多方面下功夫。

連鑄產(chǎn)品合格率不僅僅取決于連鑄機(jī)本身，由于連鑄工藝的特殊性，需要進(jìn)行澆鑄的鋼種往往對(duì)鋼水的成分、夾渣、氣體含量、溫度有一定的要求。因此，連鑄前工序的爐外精煉技術(shù)從20世紀(jì)80年代受到連鑄工藝的重視之后，在90年代已成為必不可少的手段。如超鐵素體不銹鋼00Cr26Mol要求[C]+[N]≤0.015％；油氣管線用鋼[N]≤0.005％、[S]≤0.001％；軸承鋼[O]≤0.001％。如此之高甚至更高的質(zhì)量要求必須依靠爐外精煉技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。新建的板坯連鑄機(jī)一般根據(jù)所生產(chǎn)的鋼種都考慮了完善的爐外精煉措施，而老連鑄機(jī)的改造將會(huì)把爐外精煉作為首要的改造因素，以便給連鑄機(jī)提供合格的鋼水。爐外精煉可提高生產(chǎn)率、降低能耗、提高連鑄坯和鋼材質(zhì)量、提高成材率、降低廢品率等。對(duì)不同鋼種、不同規(guī)模、不同軋材配備不同的爐外精煉技術(shù)必將得到更多的重視。

3、連鑄技術(shù)發(fā)展應(yīng)關(guān)注的問(wèn)題

近終形和傳統(tǒng)斷面的板坯連鑄機(jī)各有千秋

很多人把薄板坯、中厚板坯連鑄機(jī)也稱作近終形板坯連鑄機(jī)。目前近終形板坯連鑄連軋工藝還有較大的發(fā)展空間，但這類(lèi)連鑄連軋工藝的發(fā)展重點(diǎn)還是擴(kuò)大產(chǎn)品品種，提高產(chǎn)品質(zhì)量。過(guò)去曾有人認(rèn)為，近終形連鑄連軋工藝的出現(xiàn)將大量地取代傳統(tǒng)斷面的板坯連鑄機(jī)和熱連軋機(jī)。然而，由于鋼種、產(chǎn)品用途、產(chǎn)品質(zhì)量的實(shí)際情況，傳統(tǒng)斷面的板坯連鑄機(jī)不但不會(huì)被近終形連鑄連軋工藝大量代替，而且還會(huì)繼續(xù)向前發(fā)展。

連鑄機(jī)的高效化改造

今后若干年，新增連鑄機(jī)的勢(shì)頭將會(huì)明顯減弱，正在生產(chǎn)的連鑄機(jī)的高效化改造會(huì)越來(lái)越多。不論是新建連鑄機(jī)，還是老連鑄機(jī)的改造，人們不會(huì)單一地追求高拉速、高產(chǎn)量，而綜合經(jīng)濟(jì)效益、投入與產(chǎn)出的水平將成為連鑄機(jī)高效化的基本準(zhǔn)則。

連鑄坯熱裝熱送

熱裝熱送能夠最大限度地降低能耗，提高金屬收得率，縮短從鋼水到成材的生產(chǎn)周期時(shí)間。對(duì)于傳統(tǒng)板坯連鑄機(jī)，在總體設(shè)計(jì)時(shí)，熱裝熱送將成為首要考慮的工藝過(guò)程。爐機(jī)匹配

爐機(jī)匹配是連續(xù)鑄鋼提高生產(chǎn)效率必須考慮的重要因素，在連鑄機(jī)初步設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該考慮周到。

液壓振動(dòng)是連鑄機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)

液壓振動(dòng)可以在澆注過(guò)程中調(diào)整振幅、頻率、波形偏斜率(結(jié)晶器上升、下降時(shí)間及速度)，以取得最佳的負(fù)滑動(dòng)時(shí)間和保護(hù)渣流動(dòng)效果。液壓振動(dòng)在20世紀(jì)90年代中后期已得到迅速推廣，在傳統(tǒng)板坯連鑄機(jī)上大有替代機(jī)械振動(dòng)之趨勢(shì)。

輕壓下技術(shù)各有側(cè)重

靜態(tài)輕壓下技術(shù)將根據(jù)鋼種會(huì)被普遍采用，動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù)會(huì)越來(lái)越多地接受生產(chǎn)實(shí)踐的考驗(yàn)。對(duì)于生產(chǎn)率高的板坯連鑄機(jī)，為了減小維修工作量，縮短停機(jī)時(shí)間，遠(yuǎn)程快速調(diào)輥縫技術(shù)成為大型板坯連鑄機(jī)必不可少的設(shè)備之一。在澆鑄過(guò)程中，大壓下量壓下的鑄軋技術(shù)有可能被人們重新看好。

冷卻系統(tǒng)有待發(fā)展

針對(duì)不同連鑄機(jī)、不同鋼種及其它具體情況對(duì)板坯凝固傳熱及冷卻規(guī)律的研究，將會(huì)繼續(xù)深入下去。這種研究主要體現(xiàn)在結(jié)晶器一次冷卻和輥?zhàn)訉?dǎo)向區(qū)域的二次冷卻方面，對(duì)有些鋼種來(lái)說(shuō)還包括凝固完畢的自然冷卻。二冷噴淋寬度隨板坯寬度變化的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)會(huì)逐漸增多，隨之而來(lái)的是大流量、寬范圍的氣水霧化噴嘴會(huì)較快推廣。

生產(chǎn)更加純凈的鋼種的要求

為了生產(chǎn)更加純凈的鋼種，保護(hù)澆注、中間罐冶金、中間罐保護(hù)渣、結(jié)晶器保護(hù)渣、浸入式水口形狀的深入研究和配套措施將成為最基本的工藝要求。

電磁攪拌將會(huì)繼續(xù)使用

電磁冶金技術(shù)特別是結(jié)晶器鋼流控制技術(shù)將根據(jù)鋼種和拉速的要求會(huì)逐漸多地應(yīng)用在高級(jí)鋼種的澆鑄中。對(duì)某些特殊鋼種，如等軸晶比率要求較高的鋼種，扇形段區(qū)域的電磁攪拌還會(huì)繼續(xù)使用，甚至是某些鋼種的必要措施。另外，在大量生產(chǎn)的鋼種中，為了延長(zhǎng)中間罐使用壽命，降低生產(chǎn)成本，浸入式水口快速更換裝置的普及步伐會(huì)加快。結(jié)晶器液面控制和漏鋼預(yù)報(bào)裝置將會(huì)得到更多的應(yīng)用

為了穩(wěn)定生產(chǎn)操作并保證板坯質(zhì)量，結(jié)晶器液面檢控系統(tǒng)成為最常規(guī)的技術(shù)措施之一。結(jié)晶器漏鋼預(yù)報(bào)裝置在高效率、高拉速連鑄機(jī)上也會(huì)更多地應(yīng)用。自動(dòng)開(kāi)澆作為提高自動(dòng)化水平的重要技術(shù)也會(huì)受到用戶的重視。

總之，連鑄機(jī)關(guān)鍵技術(shù)選用及配套使用的目的是為了提高連鑄機(jī)的裝機(jī)水平，提高連鑄板坯質(zhì)量，提高拉速、生產(chǎn)率、金屬收得率，降低生產(chǎn)成本，最大限度地發(fā)揮連鑄機(jī)的節(jié)能特點(diǎn)。連鑄設(shè)備將會(huì)圍繞工藝要求在設(shè)備結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、可靠性、維修性、可操作性、使用壽命等方面進(jìn)一步改進(jìn)。

另外，在連鑄工藝方面也有很多需要深入研究的技術(shù)，如包晶鋼種連鑄、減少鑄坯半宏觀偏析和宏觀偏析技術(shù)、純凈鋼的生產(chǎn)技術(shù)、不銹鋼及其它特殊鋼種的生產(chǎn)技術(shù)、高等級(jí)鋼種的中間罐冶金生產(chǎn)技術(shù)、高效高速連鑄等。

第二篇：我國(guó)煉鋼-連鑄技術(shù)發(fā)展和2010 年展望范文

我國(guó)煉鋼-連鑄技術(shù)發(fā)展和2010 年展望 殷瑞鈺

鋼鐵研究總院北京10081 摘要：本文系統(tǒng)總結(jié)了2000 年以來(lái)國(guó)內(nèi)煉鋼-連鑄技術(shù)的發(fā)展和主要的技術(shù)成果，分析了 目前煉鋼-連鑄生產(chǎn)技術(shù)的主要問(wèn)題，并對(duì)2010 年我國(guó)煉鋼-連鑄的技術(shù)發(fā)展方向進(jìn)行了系 統(tǒng)闡述。為了進(jìn)一步提高國(guó)內(nèi)煉鋼-連鑄的生產(chǎn)技術(shù)水平，必須確立21 世紀(jì)新一代鋼鐵廠的 新理念和新目標(biāo)，通過(guò)對(duì)煉鋼-連鑄生產(chǎn)過(guò)程的系統(tǒng)優(yōu)化、解析與集成，建立起高效、低成 本潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)。討論了潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)建設(shè)面臨的主要技術(shù)問(wèn)題、解決方法和具體措施。關(guān)鍵詞：煉鋼、連鑄、爐外精煉、潔凈鋼、流程工程 前言

進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)持續(xù)發(fā)展，鋼產(chǎn)量增加，許多企業(yè)的技術(shù)裝 備達(dá)到了國(guó)際水平，鋼材品種與質(zhì)量已接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，上述事實(shí)說(shuō)明 我國(guó)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代。今后幾年，我國(guó)鋼鐵工業(yè)不但應(yīng)在 規(guī)模和質(zhì)量等方面達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，而且在鋼鐵生產(chǎn)、工程設(shè)計(jì)、工藝與裝備、節(jié)能減排、環(huán)保等方面的研究開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)運(yùn)行都應(yīng)走向國(guó)際前沿。

為實(shí)現(xiàn)上述戰(zhàn)略目標(biāo)，必須認(rèn)真回顧總結(jié)新世紀(jì)以來(lái)我國(guó)鋼鐵工業(yè)特別是煉 鋼-連鑄生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的成就，分析存在的問(wèn)題，研究今后煉鋼-連鑄技術(shù)的發(fā)展 趨勢(shì)和方向，不斷創(chuàng)新，為完善和發(fā)展新一代煉鋼工藝流程做出貢獻(xiàn)。1．煉鋼-連鑄生產(chǎn)和技術(shù)的發(fā)展

2000 年以來(lái)，國(guó)內(nèi)煉鋼-連鑄生產(chǎn)和技術(shù)取得明顯的進(jìn)步，主要表現(xiàn)在以下 幾個(gè)方面：

1.1 鋼產(chǎn)量高速增長(zhǎng)

圖1 給出2000 年以來(lái)國(guó)內(nèi) 鋼鐵產(chǎn)量增長(zhǎng)趨勢(shì)，粗鋼產(chǎn)量從 2000 年1.285 億噸增長(zhǎng)到2007 年4.892 億噸，平均年增長(zhǎng)率為 18.2%。

轉(zhuǎn)爐是目前中國(guó)最主要的

煉鋼方法，轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量從2000 10 80 90 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 0 10000 20000 30000 40000 50000 比例(%)產(chǎn)量(萬(wàn)噸)年份 粗鋼 轉(zhuǎn)爐鋼 電爐鋼 轉(zhuǎn)爐鋼比例 電爐鋼比例

圖1 2000 年以來(lái)國(guó)內(nèi)粗鋼產(chǎn)量增長(zhǎng)與 生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的變化 2 年的1.058 億噸增長(zhǎng)到2007 年的4.4 億噸，平均年增長(zhǎng)率為19.5%，高于國(guó)內(nèi)粗 鋼產(chǎn)量增長(zhǎng)速度。轉(zhuǎn)爐鋼比例相應(yīng)從2000 年的82.4%增長(zhǎng)到90%左右。電爐也是目前國(guó)內(nèi)主要煉鋼方法，隨著中國(guó)鋼產(chǎn)量迅速增長(zhǎng)，電爐鋼比例在

2003 年以前緩慢增長(zhǎng)，最高達(dá)17.6%；2004 年以后，由于轉(zhuǎn)爐鋼的快速增長(zhǎng)，電 爐鋼比例逐年降低，但電爐鋼產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)，和2000 年相比電爐鋼產(chǎn)量翻了一番。在國(guó)內(nèi)鋼產(chǎn)量迅速發(fā) 展的同時(shí)，連鑄比也不斷 增長(zhǎng)。如圖2 所示，2000 年全國(guó)連鑄坯產(chǎn)量為 1.096 億噸，連鑄比 85.3%；2007 年全國(guó)連鑄 坯產(chǎn)量為4.74 億噸，連鑄 比96.95%。隨著連鑄比的

提高，成材率也相應(yīng)提高，平均達(dá)到了96.2%，說(shuō)明連鑄技術(shù)的進(jìn)步為我國(guó)鋼鐵 工業(yè)增產(chǎn)增效、節(jié)能減排做出了重要貢獻(xiàn)。1.2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷優(yōu)化

國(guó)內(nèi)煉鋼-連鑄生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步主要體現(xiàn)在各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷優(yōu)化。表1 給出2003 至2007 年國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐、電爐和連鑄的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變化情況。表1 2003 年以來(lái)國(guó)內(nèi)大、中型鋼鐵企業(yè)煉鋼-連鑄技術(shù)經(jīng)濟(jì)平均指標(biāo)變化 2003 2004 2005 2006 2007 鋼鐵料消耗，kg/t 1087.66 1091.62 1088.6 1085.9 1085 日歷作業(yè)率，% 77.75 83.88 80.82 83.96 82.68 轉(zhuǎn) 爐

平均爐齡，爐4630 5218 5785 6823 7921 電耗，kWh/t 403.29 422 385.2 352.5 328 電極消耗，kg/t 2.85 3.01 2.81 2.6 2.427 電 爐

冶煉周期，min 107.4 97.2 87.6 103.2 76.2 連鑄比，% 95.22 97.51 97.51 98.53 98.86 日歷作業(yè)率，% 70.99 74.16 64.34 79.87 80.26 連 鑄

連澆爐數(shù)，爐/ 18.64 20.01 20.45 / 國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)進(jìn)步主要體現(xiàn)在：完善濺渣護(hù)爐工藝，提高轉(zhuǎn)爐爐齡；推 廣強(qiáng)化供氧技術(shù)，提高轉(zhuǎn)爐作業(yè)率；推廣長(zhǎng)壽復(fù)吹工藝，進(jìn)一步降低鋼鐵料消耗 并提高以終點(diǎn)控制為核心的轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化控制水平。年來(lái)電爐生產(chǎn)技術(shù)發(fā)生重大變化：采用大型高功率和超高功率電爐淘汰 60 65 70 75 80 85 90 95 100 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 0 10000 20000 30000 40000 50000 連鑄比,成材率 /% 產(chǎn)量/萬(wàn)噸 年

連鑄坯產(chǎn)量 連鑄比 成材率

圖2 2000 年后連鑄坯產(chǎn)量、連鑄比、成材率的變化 3 大批30 噸以下小型電爐；建設(shè)電爐-精煉-連鑄-連軋現(xiàn)代化短流程生產(chǎn)線，采用 優(yōu)化配料與供電制度，強(qiáng)化供氧提高化學(xué)能輸入量和部分電爐采用熱裝鐵水等新 工藝技術(shù)，達(dá)到降低冶煉電耗，縮短冶煉周期，實(shí)現(xiàn)多爐連澆。在此基礎(chǔ)上，實(shí) 現(xiàn)電爐生產(chǎn)多元化，形成電爐-普鋼長(zhǎng)材、電爐-特殊鋼長(zhǎng)材、電爐-無(wú)縫鋼管、電 爐-中厚板和電爐-薄板坯連鑄連軋等多種生產(chǎn)線，完善了電爐鋼產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大 了生產(chǎn)品種。世紀(jì)90 年代，國(guó)內(nèi)連鑄基本以小方坯連鑄為主，至2007 年已建成板坯

連鑄機(jī)（寬度700mm 以上）175 臺(tái)，237 流；?。ㄖ校┌迮鬟B鑄機(jī)17 臺(tái)，18 流； 方坯和矩形坯連鑄機(jī)（>150.150mm）437 臺(tái)，1323 流；小方坯連鑄機(jī)305 臺(tái)，1027 流；圓坯連鑄機(jī)48 臺(tái)，173 流。全國(guó)總計(jì)連鑄機(jī)996 臺(tái)，2806 流，年生產(chǎn) 能力達(dá)到4.743 億噸。應(yīng)該看到新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)連鑄呈繼續(xù)快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，而且自主開(kāi)發(fā)的能力進(jìn)一步提高。

隨著國(guó)內(nèi)煉鋼-連鑄技術(shù)的進(jìn)步和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的優(yōu)化，獲得明顯經(jīng)濟(jì)效益： 據(jù)2007 年國(guó)內(nèi)93 家大中型企業(yè)的統(tǒng)計(jì)，年利潤(rùn)達(dá)1479.82 億元，比上年同期增 長(zhǎng)49.78%。

1.3 建立現(xiàn)代化煉鋼生產(chǎn)流程

2000 年以后國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)重點(diǎn)開(kāi)展鋼鐵生產(chǎn)流程與工藝結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，基本 建立起現(xiàn)代化煉鋼生產(chǎn)工藝流程：

轉(zhuǎn)爐流程：鐵水脫硫預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐復(fù)合吹煉→二次精煉→全連鑄； 電爐流程：大型超高功率電爐（兌鐵水）冶煉→二次精煉→全連鑄。

近幾年鐵水脫硫預(yù)處理技術(shù)在國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用，主要采用KR 法石灰脫硫和噴 吹法脫硫（包括CaO、CaC2 噴吹，純Mg 噴吹和Mg+CaO 噴吹）等方法。鐵水 預(yù)處理的裝備能力逐年提高，至2007 年鐵水脫硫比已接近50%，寶鋼、武鋼、鞍鋼等大型鋼鐵公司已基本實(shí)現(xiàn)100%鐵水預(yù)處理。表2 給出目前國(guó)內(nèi)常用的幾 種鐵水脫硫工藝技術(shù)的比較，說(shuō)明國(guó)內(nèi)鐵水脫硫預(yù)處理工藝已經(jīng)積累了比較豐富 的經(jīng)驗(yàn)，為鋼廠合理選擇鐵水脫硫預(yù)處理工藝提供了廣泛的空間。表2 各種脫硫方法的技術(shù)比較

脫硫工藝石灰、CaC2 脫硫Mg 脫硫 脫硫方法KR 脫硫噴粉脫硫純Mg 混合 脫硫劑CaO 粉CaO+CaC2 Mg Mg+CaO 4 終點(diǎn)[S](%)0.001~0.002 0.004~0.008 0.003~0.006 0.003~0.008 處理時(shí)間(min)8~15 23~28 10~15 10~15 處理溫降(℃)25~30 30~35 8~12 10~15 脫硫劑消耗(kg/t)6~8 4(CaC2)~12(CaO)0.5~1.0 1.5~2.0 綜合處理成本(元/t)[1] 17.21 65.03(CaC2)19.34 25.18 為提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率和擴(kuò)大潔凈鋼生產(chǎn)比例，國(guó)內(nèi)大多數(shù)轉(zhuǎn)爐煉鋼廠綜合采 用鐵水預(yù)處理、復(fù)合吹煉、強(qiáng)化供氧、終點(diǎn)動(dòng)態(tài)控制和濺渣護(hù)爐等成套先進(jìn)工藝 技術(shù)，較大幅度提高轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，提高鋼水的潔凈度。2000 年以前國(guó)內(nèi)電爐技術(shù)進(jìn)步的重點(diǎn)是采用大型超高功率電爐淘汰小型電

爐，如2000 年我國(guó)電爐座數(shù)已從1600 多座減少到179 座，其中50 噸以上的大、中型電爐占全國(guó)電爐鋼產(chǎn)量61%。2000 年以后國(guó)內(nèi)電爐廠綜合采用鐵水熱裝、廢鋼預(yù)熱、優(yōu)化配料供電和供氧等先進(jìn)技術(shù)，獲得明顯的效果。如表3 所示，電 爐采用鐵水熱裝工藝冶煉電耗平均降低約67kwh/t 鋼，減少電極消耗35%，縮短 冶煉周期10min。國(guó)內(nèi)已有16 座60~150 噸電爐采用鐵水熱裝工藝，其單位公稱 噸的生產(chǎn)率超過(guò)了8000 噸/噸·年。

表3 國(guó)內(nèi)大型電爐全廢鋼與兌鐵水冶煉工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較 統(tǒng)計(jì)工廠數(shù) /個(gè)

噸位/MVA 生產(chǎn)工藝 鐵水比 % 電耗 kwh/t 氧耗 M3/t 電極消 耗 kg/t 冶煉周 期 min 4 50~120 全廢鋼+預(yù) 熱 0 334.25 36.59 2.57 57.00 10 50~150 廢鋼+鐵水20-30 267.32 43.24 1.67 47.39 1.4 鋼材潔凈度與品種質(zhì)量的進(jìn)步表4 2007 年國(guó)內(nèi)二次精煉設(shè)備能力 總匯（不包括吹A(chǔ)r）

為了滿足市場(chǎng)對(duì)潔凈鋼生產(chǎn)的需求，國(guó) 內(nèi)鋼廠普遍重視二次精煉工藝，完善二次精 煉設(shè)施。國(guó)內(nèi)大、中型骨干企業(yè)鋼水二次精 煉的比例從2000 年不足20%迅速增長(zhǎng)到 2007 年64%。表4 給出2007 年國(guó)內(nèi)各種二 次精煉設(shè)備的臺(tái)數(shù)和公稱噸位總計(jì)（不包括 吹A(chǔ)r 在內(nèi)）。

隨著精煉設(shè)備的增長(zhǎng)，二次精煉工藝技術(shù)也取得明顯的進(jìn)步，形成了以擋渣 精煉種類(lèi)臺(tái)數(shù)/臺(tái)總公稱噸位/噸 RH 61 9040 AOD 43 1712 VOD 27 1475 LF 295 23440 VD 32 2510 CAS-OB 16 2190 合計(jì)474 40367 5 出鋼、合成渣洗、爐渣改質(zhì)、白渣精煉和喂線與鋼中夾雜物形態(tài)控制、鋼水溫度、成分精確控制以及真空脫碳、脫氣、夾雜物上浮分離等核心技術(shù)為基礎(chǔ)的二次精 煉工藝技術(shù)，能滿足不同類(lèi)型產(chǎn)品的批量生產(chǎn)，達(dá)到超低氧、超低碳和超低硫等 高品質(zhì)潔凈鋼的質(zhì)量要求。

二次精煉技術(shù)的發(fā)展使國(guó)內(nèi)鋼材的潔凈度得到顯著的提高：15 年前國(guó)內(nèi)絕

大多數(shù)轉(zhuǎn)爐廠生產(chǎn)的鋼水潔凈度（.(S+P+T.O+N+H)）波動(dòng)在300~350.10-6，目 前國(guó)內(nèi)多數(shù)鋼廠已可以大批量生產(chǎn)鋼水潔凈度≤250.10-6 的潔凈鋼，寶鋼、武鋼、鞍鋼和首鋼等大型鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的部分鋼種潔凈度可以達(dá)到≤100.10-6。從表5 可以看出，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的典型高附加值產(chǎn)品的潔凈度已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。表5 國(guó)內(nèi)某些高質(zhì)量要求潔凈鋼達(dá)到的水平(.10-6)鋼種[C] [N] [S] [P] T[O] [H] 夾雜物其它 IF 鋼<20 <20 <30 <100 <20 <2 d<20.m 高強(qiáng)度汽車(chē)板<50 <50 <100 <30 <2 d<20.m 管線鋼(X80)<50 <10 <80 <20 <1 軸承鋼(GCr15)<50 <100 <10 <1.5 d<10.m [Ti]≤30 簾線鋼<40 <30 <100 <30 <2 d<10.m 無(wú)Al2O3 夾雜 高速鐵路鋼軌<40 <30 <100 <15 <1.5 d<20.m [Al]<40 電工鋼(35W230)<24 <20 <10 <100 <15 <2 d<20.m 不銹鋼(409L)<50 <70 <10 <150 <30 <2 d<20.m 鋼材潔凈度的大幅度提高導(dǎo)致我國(guó)鋼鐵工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大改變。如表 6 所示，近幾年國(guó)內(nèi)典型高品質(zhì)鋼種的生產(chǎn)比例迅速增長(zhǎng)，不僅給鋼鐵企業(yè)帶來(lái) 更大的經(jīng)濟(jì)效益，而且有力的支持了國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)。表6 2000~2006 年典型高品質(zhì)鋼種增長(zhǎng)率 鋼種 鐵道 用鋼 大型 型鋼

特厚板中厚板 冷軋 薄板 鍍層板 冷軋電 工鋼板 無(wú)縫管

2000 年產(chǎn)量/萬(wàn)噸158 360 76 1668 495 328 64 415 2006 年產(chǎn)量/萬(wàn)噸334 917 328 8214 2605 1625 330 1484 增長(zhǎng)率/% 111.4 154.7 331.6 392.4 426.3 395.4 415.6 257.6 1.5 節(jié)能環(huán)保技術(shù)的發(fā)展 年份綜合能耗轉(zhuǎn)爐電爐 2000 920 28.88 265.59 2001 876 28.03 230.09 2002 815 24.01 228.94 2003 780 23.56 213.73 表7 國(guó)內(nèi)煉鋼工序能耗變化(kgce/t 鋼)6近年來(lái)，國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)高度重視 節(jié)能減排工作，研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用各種 先進(jìn)的節(jié)能環(huán)保技術(shù)。如表7 所示，2000 年以來(lái)隨著國(guó)內(nèi)節(jié)能環(huán)保技術(shù) 的發(fā)展，噸鋼綜合能耗和電爐工序能耗逐年降低。和國(guó)際先進(jìn)水平（日本轉(zhuǎn)爐工 序能耗為-6kgce/t）相比仍有較大差距，說(shuō)明國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐工序尚有較大的節(jié)能空間。實(shí)現(xiàn)負(fù)能煉鋼的核心是要解決轉(zhuǎn)爐煤氣、蒸汽的回收和有效利用問(wèn)題。轉(zhuǎn)爐 煤氣含硫低、熱值高，適用于生產(chǎn)高品質(zhì)石灰；而采用大型轉(zhuǎn)爐蒸汽用于RH 或 VD 爐等真空處理設(shè)備也具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。這些應(yīng)是今后技術(shù)改造中應(yīng)提倡 的節(jié)能環(huán)保技術(shù)。

目前國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐絕大多數(shù)采用OG 法除塵工藝，基本解決了轉(zhuǎn)爐煙塵對(duì)環(huán)境的

嚴(yán)重污染。今后要進(jìn)一步發(fā)展半干法或干法轉(zhuǎn)爐除塵工藝，達(dá)到節(jié)水、節(jié)能和保 護(hù)環(huán)境的目標(biāo)。近幾年，太鋼、包鋼等鋼廠推廣采用轉(zhuǎn)爐干法除塵新工藝代替 OG 法獲得了明顯的效益，如表8 所示。表8 國(guó)內(nèi)投產(chǎn)的轉(zhuǎn)爐干法除塵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 工廠投產(chǎn)時(shí)間 除塵水耗 t/t 除塵電耗 kWh/t 煤氣回收 Nm3/t 蒸汽回收 kg/t 作業(yè)率 % 太鋼2006.8 0.01 1.6 103 83 100 包鋼2006.9 0.05 3.54 85 21 100 寶鋼2006.9 0.01 1.25 100.27 70.23 100 萊蕪2004.7 0.01 2.95 76.17 27.72 96 煉鋼渣和煙塵的回收與循環(huán)利用技術(shù)近幾年在國(guó)內(nèi)鋼廠也得到充分重視，自 主研究開(kāi)發(fā)的轉(zhuǎn)爐渣悶渣處理和滾筒法或輪淬法爐渣連續(xù)處理等新工藝，在生產(chǎn) 實(shí)踐中取得較好的應(yīng)用效果。轉(zhuǎn)爐煙塵含鐵高，基本全部利用，作為燒結(jié)礦料或 冷卻劑供轉(zhuǎn)爐使用。馬鋼、包鋼等企業(yè)試驗(yàn)采用15~20kg/t 鋼的轉(zhuǎn)爐渣作為石灰 的替代品返回轉(zhuǎn)爐使用也取得一定成效。為實(shí)現(xiàn)煉鋼廠固體廢棄物“零”排放，提高資源利用率，今后應(yīng)加強(qiáng)對(duì)煉鋼渣和煙塵回收利用技術(shù)的研發(fā)與推廣工作。連鑄坯熱送熱裝工藝可以大幅度降低加熱爐燃料消耗，已被多數(shù)煉鋼廠采

用。今后的工作應(yīng)進(jìn)一步提高鑄坯的熱送溫度和裝入溫度，解決無(wú)缺陷鑄坯生產(chǎn) 的關(guān)鍵技術(shù)和熱裝相關(guān)的冶金質(zhì)量問(wèn)題，進(jìn)一步提高連鑄坯熱送熱裝比例。2004 761 26.57 209.89 2005 747 36.34 201.02 2006* 645 10.11 108.91 注：*按新公布的電折算系數(shù)統(tǒng)計(jì)。7 1.6 裝備大型化與設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率

近幾年，煉鋼-連鑄生產(chǎn)裝備的大型化 與設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率日益提高。2003 年以后國(guó) 內(nèi)鋼鐵企業(yè)大力建設(shè)100 噸以上的大、中 型冶煉設(shè)備。至2007 年底，國(guó)內(nèi)200 噸以 上的大型轉(zhuǎn)爐已達(dá)到24 座，公稱總噸位為 6400 噸，和2003 年相比大型轉(zhuǎn)爐的產(chǎn)能 增加1 倍。

最近2~3 年，為提高鋼材潔凈度，擴(kuò)大高附加值鋼材產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模，大多 數(shù)鋼廠在配備LF 爐、CAS 和吹氬攪拌等常壓二次精煉設(shè)備的基礎(chǔ)上，針對(duì)板帶 材的生產(chǎn)特別是冷軋薄板的生產(chǎn)，又新建了RH 和VD 等真空精煉設(shè)備。隨著國(guó) 內(nèi)薄板（特別是冷軋薄板）生產(chǎn)比例的增長(zhǎng)，RH 真空精煉設(shè)備的增長(zhǎng)尤為迅速。如圖3 所示，2003 年以后國(guó)內(nèi)已投產(chǎn)的RH 由20 臺(tái)迅速增長(zhǎng)到59 臺(tái)，總噸位 達(dá)到9070 噸，比目前整個(gè)歐洲RH 的生產(chǎn)能力（總噸位5790 噸）大56%。二次精煉的發(fā)展促進(jìn)了精煉設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率的提高。國(guó)內(nèi)已經(jīng)掌握了自主設(shè)

計(jì)、制造、安裝、調(diào)試大型二次精煉設(shè)備（如300tRH）的能力，在精煉設(shè)備工 藝布局、工序銜接以及不同產(chǎn)品的精煉工藝等方面不僅積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，而且 加強(qiáng)了技術(shù)創(chuàng)新。如武鋼新二煉鋼廠采用RH 在線布置工藝，將RH 布置在轉(zhuǎn)爐 出鋼線上，并采用RH 鋼水罐卷?yè)P(yáng)提升裝置、雙室平移交替和真空室整體吊裝等 新技術(shù)，取得了良好的效果：可節(jié)約行車(chē)運(yùn)行時(shí)間10min 左右，減少吊運(yùn)過(guò)程溫 降10℃，縮短RH 設(shè)備空置時(shí)間5min，使新二煉鋼的RH 精煉處理比例達(dá)到80%。國(guó)內(nèi)連鑄技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了連鑄機(jī)設(shè)計(jì)和制造能力的提高，已能自主設(shè)計(jì)和

制造小方坯、方坯和板坯連鑄機(jī)，并實(shí)現(xiàn)快速達(dá)產(chǎn)。從20 世紀(jì)90 年代初國(guó)產(chǎn)連 鑄機(jī)以小方坯為主要機(jī)型的格局，逐步擴(kuò)展到自主設(shè)計(jì)制造適應(yīng)各種品種和規(guī)格 的方坯、圓坯及板坯和中薄板坯等多種機(jī)型。

我國(guó)自主設(shè)計(jì)和建造的曹妃甸京唐鋼廠是國(guó)內(nèi)大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)建設(shè)的范

例，首次采用5500m3 超大型高爐、300 噸鐵水包直裝、全量鐵水“三脫”預(yù)處 理與轉(zhuǎn)爐高速冶煉、高拉速連鑄和海水淡化等先進(jìn)技術(shù)，標(biāo)志著國(guó)內(nèi)大型鋼鐵聯(lián) 合企業(yè)設(shè)計(jì)與設(shè)備制造的綜合水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)。0 10 20 30 40 50 60 2009 已投產(chǎn)RH臺(tái) 數(shù)/臺(tái) 年份

1997 1967 1999 2001 2003 2005 2007 圖3 歷年來(lái)國(guó)內(nèi)投產(chǎn)RH 的增長(zhǎng) 8 國(guó)內(nèi)煉鋼-連鑄生產(chǎn)設(shè)備大型化與國(guó)產(chǎn)化率的提高促使鋼鐵廠的建設(shè)投資明

顯降低：大型聯(lián)合企業(yè)（含冷軋、涂鍍層、碼頭、電廠在內(nèi)）的噸鋼投資已降至 6500~6800 元；棒線材鋼廠由于工序理順和全面國(guó)產(chǎn)化，噸鋼投資降低幅度更大。1.7 重大技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目取得好成績(jī)

科技進(jìn)步是我國(guó)鋼鐵工業(yè)迅速發(fā)展的主要推動(dòng)力。近幾年，國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)日 益重視企業(yè)技術(shù)進(jìn)步和廣泛開(kāi)展科技創(chuàng)新活動(dòng)，取得了大量的科技成果。表9 給出近幾年國(guó)內(nèi)冶金科技獎(jiǎng)中煉鋼-連鑄成果獲獎(jiǎng)情況。表9 2005~2007 年冶金科技進(jìn)步獎(jiǎng)煉鋼-連鑄成果獲獎(jiǎng)情況 特等獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)合計(jì) 2005 2 5 6 13 2006 2 3 9 14 2007 1 5 7 13 最近3~5 年國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)積極研究開(kāi)發(fā)和推廣以下重大技術(shù)創(chuàng)新成果，取得 良好的成績(jī)。

（1）轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐與長(zhǎng)壽復(fù)吹技術(shù)

近10 年來(lái)，轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐技術(shù)在國(guó)內(nèi)大、中、小型轉(zhuǎn)爐上廣泛推廣，取得 了良好的成績(jī)。全國(guó)轉(zhuǎn)爐平均爐齡已接近8000 爐，最高爐齡已超過(guò)30,000 爐，使我國(guó)轉(zhuǎn)爐爐齡達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。國(guó) 內(nèi)自主研究開(kāi)發(fā)的長(zhǎng)壽復(fù)吹轉(zhuǎn)爐技術(shù)，利用濺渣過(guò)程中形成的透氣性爐渣蘑菇 頭保護(hù)底吹噴嘴，使底吹噴嘴的壽命和 濺渣后轉(zhuǎn)爐的爐齡同步，底吹噴嘴最高壽 命超過(guò)30,000 爐（武鋼）。目前，鋼鐵研究總院已在國(guó)內(nèi)近200 座轉(zhuǎn)爐上推廣采 用該項(xiàng)新工藝技術(shù)，達(dá)到爐齡超過(guò)10000 爐，復(fù)吹比100%和終點(diǎn)[C][O]≤0.0027 的良好效果，如圖4 所示[2]。（2）轉(zhuǎn)爐高效吹煉工藝

為了提高轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)效率，不少轉(zhuǎn)爐將供氧強(qiáng)度從傳統(tǒng)的3.2~3.5Nm3/t.min 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 重鋼 [C][O]=0.00241 本鋼 [C][O]=0.00258 武鋼 [C][O]=0.00262 首鋼 [C][O]=0.00272 [%O] [%C] 圖4 長(zhǎng)壽復(fù)吹轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)C-O平衡 9 提高到3.6~4.4Nm3/t.min，縮短了冶煉周期，加快轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)節(jié)奏，提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn) 效率。如表10 所示，采用高效供氧技術(shù)的大型轉(zhuǎn)爐供氧強(qiáng)度平均達(dá)到 3.65Nm3/t.min，冶煉周期縮短到36min ； 中型轉(zhuǎn)爐供氧強(qiáng)度平均達(dá)到

3.5Nm3/t.min，冶煉周期縮短到34.5min；小型轉(zhuǎn)爐供氧強(qiáng)度可達(dá)到4.0Nm3/t.min，冶煉周期縮短到24.7min。隨供氧強(qiáng)度的提高轉(zhuǎn)爐作業(yè)率大幅度提高，氧氣與鋼 鐵料消耗略有降低，具有較明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

表10 國(guó)內(nèi)大、中、小型轉(zhuǎn)爐高效吹煉工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 爐型 爐容量 噸 統(tǒng)計(jì) 爐數(shù) 爐容 比 M3/t 供氧強(qiáng)度 Nm3/t.min 底吹強(qiáng)度 Nm3/t.min 鋼鐵料 消耗 kg/t 氧耗 Nm3/t 冶煉 周期 min 爐齡 爐 日歷 作業(yè) 率 % 大型轉(zhuǎn)爐200~300 14 0.86 3.65 0.03~0.15 1086.86 56.71 36.14 8199.00 60.61 中型轉(zhuǎn)爐80~180 26 0.83 3.49 0.03~0.15 1093.95 56.67 34.52 15488.80 75.43 小型轉(zhuǎn)爐<80 33 0.92 4.0 1079.5 58.9 24.7 10316 85.91（3）高效連鑄技術(shù)

2000 年以后國(guó)內(nèi)鋼廠大力推廣以高拉速為核心的高效連鑄技術(shù)，取得了明

顯的進(jìn)步，形成了完整的高效連鑄技術(shù)，主要包括：提高鋼水質(zhì)量，推廣采用大 容量中間包全保護(hù)澆注；采用連續(xù)錐度結(jié)晶器提高熱交換效率；采用板簧導(dǎo)向振 動(dòng)減小振動(dòng)軌跡誤差；采用多點(diǎn)連續(xù)矯直，適當(dāng)增加冶金長(zhǎng)度；推廣結(jié)晶器電磁 攪拌和優(yōu)化二冷配水等工藝技術(shù)。高速連鑄技術(shù)的推廣不僅提高了連鑄機(jī)的產(chǎn) 量，而且進(jìn)一步改善了鑄坯的表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量，基本實(shí)現(xiàn)無(wú)缺陷坯生產(chǎn)。如 表11 所示，通過(guò)連鑄機(jī)高效化改造后，鑄機(jī)的產(chǎn)量和拉速均有明顯提高。表11 連鑄機(jī)高效化改造前后技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比 改造前改造后國(guó)際先進(jìn) 坯形單流產(chǎn)量(萬(wàn)噸/年)拉速(m/min)單流產(chǎn)量(萬(wàn)噸/年)拉速(m/min)單流產(chǎn)量(萬(wàn)噸/年)拉速(m/min)小方坯5~8 1.5~2.0 12~15 2.5~3.0 / 3~3.5 板坯50 1.2 100 1.8 150~200 2~2.5 從表中可以看出，國(guó)內(nèi)小方坯高效連鑄技術(shù)已基本接近國(guó)際先進(jìn)水平，但板坯高 效連鑄技術(shù)尚與國(guó)際先進(jìn)水平存在一定差距。今后要在提高板坯平均拉速和改進(jìn) 板坯質(zhì)量，提高鑄機(jī)產(chǎn)量等方面開(kāi)展更深入的研究工作。（4）連鑄恒速澆注技術(shù) 10 連鑄澆注過(guò)程由于鋼水溫度波動(dòng)和供鋼節(jié)奏的影響造成拉速的波動(dòng)。隨著拉 速波動(dòng)量的增大，鑄坯表面縱裂機(jī)率上升，表層卷渣嚴(yán)重，中心偏析惡化，氧、氮含量升高。為解決拉速波 動(dòng)引起的鑄坯質(zhì)量問(wèn)題，武 鋼煉鋼廠開(kāi)發(fā)出“典型拉速 下連鑄恒速澆注”技術(shù)。典 型拉速是指不同鋼種在標(biāo)準(zhǔn) 澆注溫度下所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)拉

速，而恒速澆注是指保持典型拉速恒定不變（拉速允許波動(dòng).5%）的澆注過(guò)程。實(shí)現(xiàn)恒速澆注的關(guān)鍵技術(shù)是：○1 優(yōu)化轉(zhuǎn)爐與鑄機(jī)的匹配，合理確定不同鋼種的典 型拉速和澆鋼時(shí)間；○2 加強(qiáng)工序時(shí)間控制，采用計(jì)算機(jī)在線進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度；○3 加 強(qiáng)鋼水溫度控制，穩(wěn)定過(guò)程溫降，使中間包溫度合格率≥90%。通過(guò)加強(qiáng)典型拉 速達(dá)標(biāo)率的技術(shù)考核（如圖5 所示[3]），使典型拉速達(dá)標(biāo)率提高和穩(wěn)定，鑄坯綜 合質(zhì)量合格率大幅度提高，更重要的是促進(jìn)了煉鋼廠內(nèi)所有工序的穩(wěn)定運(yùn)行和協(xié) 同運(yùn)行，推動(dòng)了從鐵水脫硫直至連鑄機(jī)出坯等所有工序的工藝優(yōu)化和裝備管理優(yōu) 化。

（5）薄板坯連鑄-連軋生產(chǎn)工藝達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平

我國(guó)已建成13 條薄板坯連鑄-連軋生產(chǎn)線（其中2 條為中厚度鑄機(jī)），生產(chǎn) 能力超過(guò)3000 萬(wàn)噸/年。其中多項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。珠鋼CSP 薄板坯連鑄機(jī)的作業(yè)率高達(dá)91.2%，薄板坯連鑄-連軋的品種開(kāi)發(fā)也取得重大進(jìn) 展，可以大批量生產(chǎn)超高強(qiáng)度集裝箱板（Re≥700MPa），2006 年珠鋼生產(chǎn)薄規(guī)格（≤2mm）鋼板的比例達(dá)到53.8%。包鋼在薄板坯連鑄-連軋生產(chǎn)工藝高效化和品 種開(kāi)發(fā)等方面也做出了優(yōu)異成績(jī)，多年來(lái)在提高生產(chǎn)效率、改進(jìn)工藝裝備和產(chǎn)品 開(kāi)發(fā)方面做了大量的、有成效的工作并實(shí)現(xiàn)了技術(shù)輸出。唐鋼雙流薄板坯連鑄-連軋生產(chǎn)線2005 年產(chǎn)量曾達(dá)300 萬(wàn)噸，最高連澆爐數(shù)達(dá)到34 爐。馬鋼CSP 生產(chǎn) 線在生產(chǎn)低碳冷軋料方面獲得明顯的進(jìn)步，打通了鐵水預(yù)處理-轉(zhuǎn)爐冶煉-二次精 煉-薄板坯連鑄-熱軋-冷軋-鍍鋅-彩涂生產(chǎn)流程，2006 年產(chǎn)品冷軋比達(dá)到

69.2%，而且通過(guò)CSP 線成功地試制了無(wú)取向硅鋼。漣鋼在轉(zhuǎn)爐噸位較小的情況 下克服種種困難，薄板坯連鑄-連軋工藝也取得了優(yōu)異的成績(jī)，特別是≤2mm 熱 圖5 二分廠典型拉率與綜合質(zhì)量合格率對(duì) 比 0.0 4 0.0 5 0.0 6 0.0 7 0.0 8 0.0 9 0.0 1 0 0.0 1 9 9 8 1 9 9 9 2 0 0 0 2 0 0 1 2 0 0 2 2 0 0 3 2 0 0 4 2 0 0 5 2 0 0 6 9 9.6 0 9 9.6 5 9 9.7 0 9 9.7 5 9 9.8 0 9 9.8 5 9 9.9 0 典型拉率，% 綜合質(zhì)量合格率% 11 軋薄規(guī)格生產(chǎn)和通過(guò)RH 生產(chǎn)冷軋薄板和半無(wú)頭軋制等方面取得了新的突破。濟(jì) 鋼采用中等厚度板坯連鑄機(jī)的最高連澆爐數(shù)達(dá)到86 爐。（6）專(zhuān)線化生產(chǎn)技術(shù)

為實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定、低成本生產(chǎn)潔凈鋼，寶鋼開(kāi)發(fā)出煉鋼“專(zhuān)線化生產(chǎn)技術(shù)”，通過(guò)合理優(yōu)化工藝布置和差異化的設(shè)備選型將鋼廠生產(chǎn)線按品種進(jìn)行分工，保證 某一類(lèi)鋼種固定在一條專(zhuān)業(yè)化產(chǎn)線上生產(chǎn)。專(zhuān)線化生產(chǎn)模式與傳統(tǒng)生產(chǎn)的最大區(qū) 別在于：前者品種鋼生產(chǎn)分工明確，相對(duì)固定，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；而 后者品種鋼生產(chǎn)安排是隨機(jī)的和不固定的，一旦發(fā)生生產(chǎn)節(jié)奏波動(dòng)就會(huì)造成產(chǎn)品 質(zhì)量的波動(dòng)，工藝穩(wěn)定性差。

目前寶鋼煉鋼廠已經(jīng)建立了汽車(chē)板、厚板和硅鋼三條專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)線，各生產(chǎn) 線的工藝裝備、產(chǎn)品和工藝特點(diǎn)詳表12。

表12 寶鋼煉鋼專(zhuān)線化生產(chǎn)的分工與產(chǎn)品、工藝特點(diǎn) 鋼種主要工藝裝備產(chǎn)品特點(diǎn)工藝特點(diǎn) 汽車(chē)板鐵水包脫硫/混鐵車(chē)脫硫－300 噸 復(fù)吹轉(zhuǎn)爐－2#RH－2#板坯鑄機(jī) 碳低[C]≤13.10-6 表面質(zhì)量要求嚴(yán)格

提高RH 抽氣能力和循環(huán)流量 結(jié)晶器電磁攪拌

厚板鐵水包脫硫/混鐵車(chē)脫硫－300 噸 復(fù)吹轉(zhuǎn)爐－4#RH－3#板坯鑄機(jī) 潔凈度高，S、P、H 要求嚴(yán)格 板坯厚度規(guī)格大

大環(huán)流、高抽氣量RH 連鑄采用小輥密排、輕壓下

硅鋼混鐵車(chē)（三脫、脫錳）－250 噸復(fù) 吹轉(zhuǎn)爐－3#RH－6#板坯鑄機(jī) 極低的C、S 含量，成份準(zhǔn)確 抑制連鑄發(fā)達(dá)的柱狀晶 鐵水“三脫”,RH 噴粉脫硫 中間包等離子加熱 連鑄扇形段電磁攪拌

通過(guò)推進(jìn)專(zhuān)線化生產(chǎn)品種鋼模式，不僅使鋼種質(zhì)量控制能力顯著提高，而且 使RH 產(chǎn)能得到最大發(fā)揮，連鑄機(jī)拉速進(jìn)一步提高，產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性得到顯著 改善。

（7）轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼技術(shù)

近5 年國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐平均煉鋼工序能耗波

動(dòng)在23~36kgce/t 鋼，而寶鋼、武鋼、太鋼 等10 余家鋼廠轉(zhuǎn)爐煉鋼工序?qū)崿F(xiàn)了負(fù)能 煉鋼，說(shuō)明在國(guó)內(nèi)推廣轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼技術(shù) 將具有明顯的節(jié)能效果。

實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼的技術(shù)關(guān)鍵是采用 轉(zhuǎn)爐高效冶煉工藝，進(jìn)一步降低噸鋼氧耗

和電耗，同時(shí)應(yīng)努力提高轉(zhuǎn)爐煤氣和蒸汽的回收利用率。如圖6 所示，轉(zhuǎn)爐煤氣 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 05 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 ε =-0.43Q+39.02 ε : 轉(zhuǎn)爐工序能耗 Q:煤氣回收量

轉(zhuǎn)爐工序能耗(kgce/t)煤氣回收量(m 3/t)寶鋼 萊鋼 武鋼 馬鋼 鞍鋼

日本君津廠

圖6 轉(zhuǎn)爐煤氣回收量與工序能耗 的關(guān)系 12 回收量>90m3/t 鋼（煤氣熱值按7524kJ/m3 計(jì)算），蒸汽回收量>60kg/t 鋼是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn) 爐工序負(fù)能煉鋼的基本條件，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低噸鋼氧、氮、電和燃料的消 耗，可進(jìn)一步降低轉(zhuǎn)爐工序能耗。（8）全自動(dòng)轉(zhuǎn)爐煉鋼與終點(diǎn)控制技術(shù)

隨著國(guó)內(nèi)煉鋼-連鑄生產(chǎn)設(shè)備大型化和現(xiàn)代化的發(fā)展，不少鋼廠積極研究開(kāi)

發(fā)和推廣轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化煉鋼工藝技術(shù)，以各生產(chǎn)環(huán)節(jié)準(zhǔn)確計(jì)量為基礎(chǔ)，通過(guò)終點(diǎn)副 槍動(dòng)態(tài)控制或吹煉過(guò)程爐氣分析實(shí)現(xiàn)煉鋼過(guò)程計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)爐 終點(diǎn)碳和溫度的控制精度與命中率。寶鋼、武鋼、首鋼遷安等大、中型轉(zhuǎn)爐采用 副槍終點(diǎn)動(dòng)態(tài)控制技術(shù)取得良好的應(yīng)用效果：轉(zhuǎn)爐全自動(dòng)吹煉控制成功率達(dá)到

90%，碳控制精度為±0.02%，溫度控制精度為±12℃時(shí)，碳溫雙命中率達(dá)到93%，補(bǔ)吹率降到5%以下，不倒?fàn)t直接出鋼比例達(dá)到95%以上，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平[5]。馬鋼、本鋼、攀鋼等鋼廠采用爐氣分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐自動(dòng)吹煉也取得較好的成效。馬鋼120t 轉(zhuǎn)爐在目標(biāo)碳含量0.03~0.07%范圍內(nèi)，碳的控制精度可以達(dá)到± 0.015%，溫度控制精度為±16℃，碳溫雙命中率達(dá)88.6%，不倒?fàn)t出鋼率提高到 92.9%，同時(shí)冶煉周期可縮短3min，噴濺率降低到7.7%[6]。1.8 煉鋼-連鑄生產(chǎn)中存在的主要問(wèn)題

在認(rèn)真總結(jié)近幾年國(guó)內(nèi)煉鋼-連鑄過(guò)程技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)，還必須充分注意到 目前尚存在的主要生產(chǎn)技術(shù)問(wèn)題：

（1）煉鋼廠能耗與國(guó)際先進(jìn)水平相比仍有較大差距；

（2）煉鋼廠環(huán)境治理和廢棄物回收利用與國(guó)外先進(jìn)水平相比有較大差距；（3）企業(yè)管理不夠精細(xì)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)廢鋼、石灰等輔料、耐材和鐵合金的分 類(lèi)管理，實(shí)現(xiàn)煉鋼精料，進(jìn)一步減少渣量，減輕轉(zhuǎn)爐回硫，降低生產(chǎn)成本；（4）鋼水成分控制精確度偏低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性存在差距；

（5）設(shè)計(jì)理論與設(shè)計(jì)方法創(chuàng)新不多，煉鋼廠平面布置研究不夠，主要生產(chǎn)

設(shè)備的差異化選型研究不夠，特別要注意避免精煉工藝裝備選型和位置的失誤所 造成煉鋼-連鑄的混亂運(yùn)行，應(yīng)該深入研究專(zhuān)線化生產(chǎn)品種鋼和動(dòng)態(tài)-有序的運(yùn)行 模式。

2．2010 年煉鋼-連鑄技術(shù)發(fā)展展望

進(jìn)入21 世紀(jì)后，社會(huì)對(duì)鋼鐵廠的要求發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變，從過(guò)去單純要求鋼 13 鐵廠為社會(huì)進(jìn)步不斷提供低成本、高品質(zhì)的鋼材外，還要求充分發(fā)揮能源轉(zhuǎn)換功 能節(jié)能減排，基本消除自身對(duì)社會(huì)環(huán)境造成的污染，同時(shí)要求鋼鐵廠具有大量處 理社會(huì)廢棄物并融入循環(huán)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的功能。由于社會(huì)基本要求的改變，新一代煉 鋼工藝流程的興起將成為歷史的必然。

2.1 21 世紀(jì)新一代鋼鐵廠的新理念、新目標(biāo) 世紀(jì)先進(jìn)鋼鐵廠是在20 世紀(jì)現(xiàn)代化鋼鐵廠發(fā)展的基礎(chǔ)上，為滿足市場(chǎng)對(duì) 鋼鐵產(chǎn)品的需求和鋼鐵企業(yè)與社會(huì)和諧發(fā)展的要求而建設(shè)的新型鋼鐵廠，其基本 特點(diǎn)是：生產(chǎn)高效化、產(chǎn)品潔凈化和對(duì)環(huán)境的無(wú)害化。

新一代鋼鐵流程將具有高效、低成本、穩(wěn)定生產(chǎn)高品質(zhì)鋼材的鋼鐵產(chǎn)品制造 功能；提高資源能源利用效率、顯著降低污染物排放的能源、資源轉(zhuǎn)換功能和大 量消納社會(huì)廢棄物的再資源化功能，這是應(yīng)該樹(shù)立的新理念。

鋼鐵生產(chǎn)是典型的流程制造業(yè)，因此樹(shù)立新理念還必須結(jié)合流程工業(yè)的基本 特點(diǎn)：系統(tǒng)復(fù)雜性、生產(chǎn)連續(xù)性、管理協(xié)調(diào)性和發(fā)展整體性，在有限的時(shí)間和空 間內(nèi)將復(fù)雜的鋼鐵生產(chǎn)工藝過(guò)程有機(jī)地融為一體，實(shí)現(xiàn)煉鋼-連鑄生產(chǎn)過(guò)程動(dòng)態(tài) 有序、連續(xù)緊湊和高效穩(wěn)定的生產(chǎn)。

在新理念的指導(dǎo)下，研究開(kāi)發(fā)適應(yīng)21 世紀(jì)社會(huì)要求的新一代煉鋼-連鑄流程 應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下發(fā)展目標(biāo)：

.新流程應(yīng)具備高效化的生產(chǎn)特點(diǎn)，可以大批量、低成本、穩(wěn)定地生產(chǎn)各 類(lèi)不同品質(zhì)的鋼材；

.新流程應(yīng)具備資源能源減量化、可循環(huán)和再利用的基本功能，建設(shè)環(huán)境 友好型清潔生產(chǎn)的新流程；

.新流程應(yīng)具備社會(huì)大宗廢棄物無(wú)害化、資源化處理的功能，實(shí)現(xiàn)鋼鐵工 業(yè)的可持續(xù)發(fā)展；

.新流程的工藝程序、流程網(wǎng)絡(luò)（平面圖等）易于實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)自動(dòng) 化、控制智能化和管理信息化。

總之，21 世紀(jì)新型鋼鐵廠要實(shí)現(xiàn)鋼鐵廠功能的轉(zhuǎn)變，將鋼鐵生產(chǎn)與能源轉(zhuǎn) 換、消納社會(huì)廢棄物三大功能有機(jī)地融為一體。我們應(yīng)該設(shè)想，能否通過(guò)3~5 年努力使中國(guó)煉鋼工藝和裝備水平走到世界前列。2.2 煉鋼廠的解析與集成 14 煉鋼-連鑄生產(chǎn)過(guò)程中各單元生產(chǎn)工序冶金功能的解析與集成是實(shí)現(xiàn)煉鋼-連鑄工藝流程優(yōu)化的重要方法。如圖7 所示，現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展主要得益 于轉(zhuǎn)爐冶煉功能的合理解析。傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝包括脫硅、脫碳、脫磷、脫硫和 控制鐵的氧化以及去除有害氣體、非金屬夾雜物等基本功能，由于脫硫、脫碳、脫磷、脫硅反應(yīng)的熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)要求的不同，在同一反應(yīng)容器內(nèi)一起進(jìn)行反應(yīng) 往往造成顧此失彼、相互影響甚至相互制約，為此有必要按照不同產(chǎn)品性能的要 求，對(duì)轉(zhuǎn)爐冶煉功能進(jìn)行必要的解析和集成。形成了絕大多數(shù)國(guó)家采用的煉鋼流 程：鐵水脫硫-轉(zhuǎn)爐脫硅、脫磷、脫碳。圖7 現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼的功能解析

日本為了進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率和冶煉鋼水的潔凈度，提出“分階段冶煉” 的工藝思想，將出鐵槽脫硅、鐵水脫硫、脫磷與轉(zhuǎn)爐脫碳相分離，達(dá)到顯著提高 鋼水潔凈度和生產(chǎn)效率及減少渣量等優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)在吸收日本技術(shù)基礎(chǔ)上，提出了 先脫硫-再脫硅、脫磷-后脫碳、升溫、回收煤氣的新工藝，并將之集成為一個(gè)煉 鋼廠生產(chǎn)900 萬(wàn)噸/年左右規(guī)模的高效率、低成本、高端薄板產(chǎn)品的潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)，形成了如圖7 所示的煉鋼新工藝流程。

流程解析集成是優(yōu)化工藝流程的重要手段，其特點(diǎn)是進(jìn)一步提高冶金反應(yīng)效 率，達(dá)到提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本和穩(wěn)定質(zhì)量的目的。在研究開(kāi)發(fā)新一代煉 鋼流程中必須強(qiáng)調(diào)樹(shù)立新理念，明確新目標(biāo)，對(duì)煉鋼流程的功能進(jìn)行深入解析與 集成研究。

2.3 建立高效、低成本潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)

建立高效、低成本潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)是今后幾年國(guó)內(nèi)各類(lèi)鋼鐵廠都應(yīng)努力實(shí)現(xiàn) 高爐混鐵車(chē)轉(zhuǎn)爐連鑄 脫 硫 脫 硅 脫 磷 脫 碳 脫 氧

高爐鐵水包 連鑄 R H 爐渣返回 傳統(tǒng)流程 新流程 15 的基本目標(biāo)之一。為了建立高效、低成本潔凈鋼平臺(tái)必須改變傳統(tǒng)的質(zhì)量概念，深入研究以連續(xù)運(yùn)行為基本特點(diǎn)的煉鋼廠，實(shí)現(xiàn)高效、低成本、穩(wěn)定運(yùn)行的生產(chǎn) 模式。

傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為：質(zhì)量問(wèn)題主要包括產(chǎn)品合格率和產(chǎn)品性能兩個(gè)要求。而廣義 的質(zhì)量概念認(rèn)為：效率、成本和性能是產(chǎn)品質(zhì)量的基本要素。效率應(yīng)包括產(chǎn)品的 生產(chǎn)效率、資源和能源利用效率以及系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)化；成本主要包括生產(chǎn)成本、管理成本、銷(xiāo)售成本和資本成本等多種經(jīng)濟(jì)因素；性能應(yīng)包括產(chǎn)品的加工性能、使用性能和可循環(huán)利用等因素。根據(jù)廣義的質(zhì)量概念，鋼鐵廠在考慮品種開(kāi)發(fā)和 質(zhì)量?jī)?yōu)化的過(guò)程中應(yīng)綜合考慮效率、成本和性能等因素，達(dá)到高效、優(yōu)質(zhì)和低成 本的目標(biāo)。

產(chǎn)品潔凈度是保障鋼鐵產(chǎn)品性能的基本要素，也是煉鋼-連鑄生產(chǎn)過(guò)程中控

制產(chǎn)品性能的基本功能。潔凈鋼是指對(duì)鋼中夾雜物和雜質(zhì)元素含量的控制達(dá)到能 夠滿足用戶在鋼材加工過(guò)程和使用過(guò)程的性能要求。因此，建立潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái) 的基本目標(biāo)是保證鋼廠生產(chǎn)的全部鋼材潔凈度能達(dá)到潔凈鋼的基本要求，表13 給出典型鋼種的潔凈度控制要求。

建立潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)還應(yīng)統(tǒng)籌考慮不同品種鋼材生產(chǎn)的技術(shù)難度和市場(chǎng)份

額。通?？砂唁撹F產(chǎn)品分為普通、中檔、高檔和尖端商品四個(gè)級(jí)別，生產(chǎn)技術(shù)難 度可對(duì)應(yīng)分為I~IV 級(jí)，隨著產(chǎn)品檔次的提高技術(shù)難度增大，而對(duì)應(yīng)的市場(chǎng)份額 減?。浩胀ㄉ唐芳s占50~60%，中檔商品約占30~35%，高檔商品約占10%左右，尖端商品約為2~4%。這說(shuō)明尖端產(chǎn)品雖然反應(yīng)出企業(yè)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力和質(zhì)量控 制水平，但在整個(gè)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中所占比重并不大。因此，建立潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)不能僅著眼于高端產(chǎn)品的研制，更要努力改善量大面廣的中、低檔商品的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和成本。

表13 典型鋼種潔凈度的建議控制水平雜質(zhì)元素控制 鋼材類(lèi)型

[S]/% [P]/% [N]/% [H]/.10-6 T[O/]% 夾雜物控制

普通建筑用≤0.035 ≤0.040 / / ≤0.004 齒輪、軸件等* 0.002~0.025 ≤0.012 ≤0.008 / ≤0.0012 B、D 類(lèi) 棒 材

軸承* 0.005~0.010 ≤0.012 ≤0.007 ≤2 ≤0.0008 B、D 類(lèi)和TiN 普通建筑用≤0.030 ≤0.040 / / ≤0.004 硬線* ≤0.008 ≤0.015 ≤0.008 / ≤0.0025 尺寸≤25.m 線 材

彈簧* ≤0.012 ≤0.012 ≤0.008 ≤2 ≤0.0012 B、D 類(lèi) 16 超低碳鋼([C]≤25ppm)≤0.012 ≤0.015 ≤0.003 / ≤0.0025 尺寸≤100.m★ 低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼≤0.012 ≤0.015 ≤0.004 / ≤0.0025 尺寸≤100.m★ 冷 軋

板無(wú)取向電工鋼板≤0.003 ≤0.04 ≤0.002 / ≤0.0025 / 普通碳鋼≤0.008 ≤0.02 ≤0.008 / ≤0.003 / 低合金鋼≤0.005 ≤0.015 ≤0.008 / ≤0.003 A、B 類(lèi) 高強(qiáng)度管* ≤0.002 ≤0.015 ≤0.005 / ≤0.002 A、B 類(lèi) 熱 軋 板 管

線抗HIC 管* ≤0.001 ≤0.007 ≤0.005 / ≤0.002 A、B 類(lèi)

造船板、橋梁板等* ≤0.005 ≤0.015 ≤0.007 / ≤0.0025 A、B 類(lèi) 高強(qiáng)度厚壁管* ≤0.002 ≤0.012 ≤0.005 ≤2 ≤0.002 A、B 類(lèi) 低溫管線* ≤0.002 ≤0.012 ≤0.005 ≤2.5 ≤0.002 A、B 類(lèi) 管 線

抗HIC 管線* ≤0.001 ≤0.007 ≤0.005 ≤2 ≤0.002 A、B 類(lèi) 普 通 碳 鋼

海洋平臺(tái)* ≤0.002 ≤0.005 ≤0.005 ≤2 ≤0.002 A、B 類(lèi)

注：*表示要求嚴(yán)格控制連鑄坯的中心偏析，/表示不做要求?！镆裕喝毡捐F鋼協(xié)會(huì)高溫プロセ ス部會(huì)，日本學(xué)術(shù)振興會(huì)制鋼第 19 委員會(huì)反應(yīng)プロセス研究會(huì)，“ 大量生產(chǎn)規(guī)模における不純物元素

の精煉限界 ”，1996 年 3 月，p.2 按照廣義的質(zhì)量概念建立潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)不是簡(jiǎn)單的脫硫、脫磷、脫氧等工 藝技術(shù)問(wèn)題或品種質(zhì)量問(wèn)題，而應(yīng)該包括工藝、設(shè)備、技術(shù)管理和生產(chǎn)運(yùn)行等諸 多因素，實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)和低成本的目標(biāo)。因此，如圖8 所示，在煉鋼廠內(nèi)建立潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)必 須建立起與產(chǎn)品質(zhì)量密切相關(guān)的生產(chǎn)技術(shù)系統(tǒng)、信息軟件系統(tǒng)和管理運(yùn)行系統(tǒng)。

潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)必須采用高效、穩(wěn)定的運(yùn)行 模式。通常煉鋼-連鑄制造流程中系統(tǒng)的產(chǎn)能不 僅僅決定于各單元工序的產(chǎn)能，還決定于工序間 物流的流通能力和效率。連續(xù)運(yùn)行的制造流程 中，物流的運(yùn)行動(dòng)力學(xué)決定于上游工序的“推力”、下游工序的“拉力”。對(duì)于某 道工序（如轉(zhuǎn)爐）如果前道工序推力大于本道工序相應(yīng)的“拉力”則會(huì)發(fā)生物質(zhì) 流的擁堵，如果后道工序拉力過(guò)強(qiáng)也會(huì)引起本工序物質(zhì)流供給不足，影響流程整 體能力的發(fā)揮。為了平衡工序間的“推力”和“拉力”，需要在工序間建立一定 能力的緩沖工序以保證各工序間均衡穩(wěn)定的生產(chǎn)。通常在工廠設(shè)計(jì)中大多采用鋼 鐵制造流程中物質(zhì)流的均值靜態(tài)運(yùn)行模式，假定各工序間的物流是穩(wěn)定和均衡 的。但在實(shí)際生產(chǎn)中物流往往是隨機(jī)的和不穩(wěn)定的，造成各工序間物流的不穩(wěn)定 匹配-對(duì)應(yīng)的紊流運(yùn)行動(dòng)力學(xué)模式，其結(jié)果是物流輸入、輸出波動(dòng)，隨機(jī)匹配，可受控性差，物流的流通能力和效率降低，如圖9 所示。圖8 潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)涉及的系統(tǒng) 17 例如：工序1—工序2 [)3 ')] 1 2 1 1 1 1 t..t、（t..t、（t..t [()3 ')] 2 2 2 1 2 2 t..t..t、t、（t..t [()()3 ] 3 2 3 1 ' 3 3 t..t..t、t..t、t.:通過(guò)系數(shù)<1 或<0.7 圖9 鋼鐵制造流程物質(zhì)流隨機(jī)不穩(wěn)定匹配-對(duì)應(yīng)的紊流運(yùn)行模式

為了實(shí)現(xiàn)高效化、穩(wěn)定生產(chǎn)必須建立起鐵水預(yù)處理-煉鋼-二次精煉-連鑄流程 中物質(zhì)流的動(dòng)態(tài)-有序、匹配-對(duì)應(yīng)的運(yùn)行動(dòng)力學(xué)模式，特別是要盡可能避免隨機(jī) 的無(wú)序“紊流”運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)有序“層流”運(yùn)行的動(dòng)力學(xué)機(jī)制，使輸入物流和輸出 物流基本穩(wěn)定，整個(gè)流程基本可控，如圖10 所示。

圖10 鋼鐵制造流程物質(zhì)流動(dòng)態(tài)-有序、匹配-對(duì)應(yīng)的層流運(yùn)行模式 2.4 界面技術(shù)與共性技術(shù) 2.4.1 界面技術(shù)

研究高效化快節(jié)奏生產(chǎn)流程中各工序間的銜接和穩(wěn)定運(yùn)行規(guī)律，合理確定煉 鐵-煉鋼工藝界面和連鑄-軋鋼工藝界面中各工序間的時(shí)間節(jié)點(diǎn)、品質(zhì)要求與溫度 控制精度，減少或盡量避免各工序環(huán)節(jié)因生產(chǎn)延誤、設(shè)備故障、安全事故等干擾 因素對(duì)全流程正常生產(chǎn)節(jié)奏和平穩(wěn)運(yùn)行的影響。圖11 給出現(xiàn)代煉鋼生產(chǎn)流程中 18 最主要的界面技術(shù)，其中包括外部界面（又稱流程界面）和內(nèi)部運(yùn)行界面。如果 以煉鋼-連鑄作為一個(gè)整體的生產(chǎn)工序，其外部界面主要是“高爐-轉(zhuǎn)爐界面”和 “連鑄-熱軋界面”；內(nèi)部運(yùn)行界面是“煉鋼-連鑄界面”。單 元 工 藝

煉鐵煉鋼-連鑄連軋 燒結(jié) 焦?fàn)t

高爐轉(zhuǎn)爐連鑄 熱連軋冷連軋

“ 一包到底” 加熱爐 內(nèi)部 界面 流程 界面 R H 系統(tǒng) 運(yùn)行 技術(shù)

以大型化為基礎(chǔ)的高 效化生產(chǎn)運(yùn)行技術(shù) 以快節(jié)奏為基礎(chǔ)的高 效化生產(chǎn)運(yùn)行技術(shù) 以連續(xù)化為基礎(chǔ)的高 效化生產(chǎn)運(yùn)行技術(shù)

計(jì)劃調(diào)度采購(gòu)供應(yīng)儲(chǔ)運(yùn)銷(xiāo)售 生產(chǎn)指揮系統(tǒng)

圖11 現(xiàn)代煉鋼生產(chǎn)流程中的界面技術(shù)

界面技術(shù)是保證全流程動(dòng)態(tài)-有序、連續(xù)-緊湊和高效-穩(wěn)定生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。在煉鐵-煉鋼界面應(yīng)重點(diǎn)研究高爐-轉(zhuǎn)爐之間各種物質(zhì)流、能量流動(dòng)態(tài)-有序運(yùn)行的 界面技術(shù)。提倡采用以鐵水包多功能化為特點(diǎn)的“一包到底”先進(jìn)工藝，優(yōu)化鐵 水運(yùn)輸環(huán)節(jié)，避免重復(fù)倒運(yùn)和不必要的轉(zhuǎn)兌，縮短轉(zhuǎn)運(yùn)周期，減少鐵水溫降，提 高鐵水預(yù)處理的效率。在連鑄-熱軋工藝界面重點(diǎn)開(kāi)發(fā)高效鑄機(jī)高拉速條件下高 溫?zé)o缺陷坯生產(chǎn)技術(shù)、熱送與熱裝工藝，提高熱坯輸送速度，完善熱送保溫措施，提高鑄坯入爐溫度。同時(shí)，要認(rèn)真研究高溫鑄坯熱裝與直軋過(guò)程中的冶金學(xué)-材 料學(xué)問(wèn)題，研究不同鋼種高溫?zé)嵫b-軋制過(guò)程中軋件的相變、組織變化、微細(xì)夾 雜物及第二相粒子析出規(guī)律和對(duì)成品材組織與性能的遺傳特性，提出不同鋼種的 最佳熱送工藝。探索以“一鋼多級(jí)”為目標(biāo)，研究與不同級(jí)別鋼材性能相適應(yīng)的 控軋-控冷工藝和煉鋼-二次精煉-連鑄技術(shù)，實(shí)現(xiàn)煉鋼-軋鋼工藝過(guò)程的系統(tǒng)耦合。二次精煉是煉鋼-連鑄工藝區(qū)段內(nèi)最重要的工序界面，具有保證煉鋼與連鑄 兩大生產(chǎn)單元能力匹配與物流銜接，發(fā)揮時(shí)間節(jié)奏緩沖和鋼水溫度、成分調(diào)節(jié)等 重要作用，是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)-有序、連續(xù)-緊湊運(yùn)行的重要工序。今后，隨著鐵水“三 脫”和轉(zhuǎn)爐高速吹煉與高速連鑄技術(shù)的發(fā)展，煉鋼與連鑄的生產(chǎn)節(jié)奏加快，生產(chǎn) 周期縮短，二次精煉工序?qū)⒊蔀闊掍?連鑄生產(chǎn)過(guò)程中的“時(shí)間瓶頸”。因此，研 究開(kāi)發(fā)快速精煉技術(shù)特別是RH 快速精煉技術(shù)，大幅度縮短精煉時(shí)間是十分必要 的。同時(shí)，對(duì)煉鋼廠內(nèi)物流輸送路線，特別是RH 等精煉裝置在平面圖中的合理 19 位置也必須給予高度重視和科學(xué)安排。這些都對(duì)今后的煉鋼-連鑄生產(chǎn)時(shí)間節(jié)奏 匹配、提高鋼水質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)連鑄機(jī)恒溫、恒拉速的穩(wěn)定化生產(chǎn)工藝具有重要意義。對(duì)加速鋼水包周轉(zhuǎn)和提高車(chē)間調(diào)度的有效性和生產(chǎn)能力的充分發(fā)揮具有重要作 用。

2.4.2 共性技術(shù)

從流程優(yōu)化的角度考慮，煉鋼-連鑄區(qū)段內(nèi)的主要共性技術(shù)是：爐機(jī)匹配技

術(shù)、鋼水二次精煉的優(yōu)化匹配技術(shù)、連鑄高效化技術(shù)、精料技術(shù)、節(jié)能減排和環(huán) 保技術(shù)、過(guò)程信息化控制技術(shù)。（1）爐機(jī)匹配技術(shù)

新一代煉鋼工藝流程應(yīng)在采用先進(jìn)成熟的工藝與裝備技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合若 干新開(kāi)發(fā)的工藝技術(shù)和匹配技術(shù)，通過(guò)界面技術(shù)的匹配、協(xié)調(diào)，形成優(yōu)化組合的 生產(chǎn)流程。在新流程中轉(zhuǎn)爐的容量并非越大越好，而應(yīng)該依據(jù)產(chǎn)品大綱的定位和 合理布局的工廠結(jié)構(gòu)，追求最佳的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。煉鋼爐的合 理容量不僅要和連鑄機(jī)相匹配，而且還應(yīng)適應(yīng)軋機(jī)及其生產(chǎn)產(chǎn)品的需求，保證軋 機(jī)的生產(chǎn)高效化。

對(duì)于兩套傳統(tǒng)熱帶連軋機(jī)協(xié)同生產(chǎn)，其生產(chǎn)鋼材的規(guī)模應(yīng)在800 萬(wàn)噸/年以

上，適宜采用三座280~300 噸大型轉(zhuǎn)爐。同樣規(guī)模的企業(yè)若采用鐵水全“三脫” 和轉(zhuǎn)爐高速吹煉新工藝，由于煉鋼節(jié)奏加快、冶煉周期縮短，應(yīng)采用230~250 噸的脫碳轉(zhuǎn)爐和相應(yīng)的脫硅、脫磷預(yù)處理轉(zhuǎn)爐。

對(duì)于中板生產(chǎn)規(guī)模在180 萬(wàn)噸/年左右的轉(zhuǎn)爐廠一般應(yīng)選擇兩座150~180 噸

轉(zhuǎn)爐。對(duì)于生產(chǎn)規(guī)模在140~180 萬(wàn)噸/年以上的長(zhǎng)型材鋼廠一般可配置兩座50~80 噸的轉(zhuǎn)爐或兩座80~100 噸的電爐。對(duì)于薄板坯連鑄-連軋生產(chǎn)線為充分發(fā)揮連軋 機(jī)的生產(chǎn)能力，選擇兩座120~150 噸轉(zhuǎn)爐或1 座230~250 噸轉(zhuǎn)爐也可以選擇兩臺(tái) 150~180 噸電爐與兩流薄板坯鑄機(jī)匹配是合理的。合理選擇煉鋼爐的噸位，穩(wěn)定 和規(guī)范操作程序，提高設(shè)備自動(dòng)化和智能化的運(yùn)行水平是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)高效、穩(wěn)定的 基礎(chǔ)條件。

（2）鋼水二次精煉的優(yōu)化匹配技術(shù)

目前國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)鋼鐵廠均已配備了鋼液二次精煉設(shè)施，過(guò)去配置二次精煉 裝置往往單純從精煉裝備的冶金功能出發(fā)進(jìn)行選擇，而新一代鋼鐵流程要求根據(jù) 20 產(chǎn)品和生產(chǎn)流程動(dòng)態(tài)-有序運(yùn)行的特點(diǎn)合理選擇精煉裝置。也就是說(shuō)選擇二次精 煉裝置不僅要重視冶金功能，而且還要注意其運(yùn)行節(jié)奏和平面布置的合理安排。對(duì)于一般以生產(chǎn)普碳鋼、低合金鋼長(zhǎng)材為主的鋼廠，二次精煉裝置應(yīng)選擇成本低、效率高的爐后吹氬/喂絲裝置或CAS。對(duì)于以中、厚板材為主要產(chǎn)品的鋼廠，二 次精煉設(shè)備主要應(yīng)采用LF 精煉爐；如需生產(chǎn)部分高端產(chǎn)品，要求脫氫、深脫氧 和控制夾雜物，可同時(shí)匹配VD 真空精煉爐。對(duì)于以生產(chǎn)冷軋薄板為主體的煉鋼 廠，由于要大量生產(chǎn)低碳或超低碳鋼材，一般應(yīng)選擇RH 真空精煉設(shè)備，并合理 配備CAS 普通精煉設(shè)施。對(duì)于電爐廠一般應(yīng)以LF 爐作為主要精煉設(shè)施，但為 了保證高品質(zhì)鋼材生產(chǎn)的需求，可同時(shí)配置VD 或RH 真空精煉設(shè)施。（3）連鑄高效化技術(shù)

目前連鑄高效化技術(shù)的主要目標(biāo)是：根據(jù)不同鋼種的特點(diǎn)合理提高拉速、確 定典型拉速并穩(wěn)定拉速，實(shí)現(xiàn)恒拉速，保證鑄坯的內(nèi)部和表面質(zhì)量，促進(jìn)連鑄高 效化。要根據(jù)軋機(jī)配置的要求選擇優(yōu)化和固定的連鑄坯斷面尺寸，確定合理的拉 速和連澆周期，相應(yīng)確定精煉爐、煉鋼爐的運(yùn)行節(jié)奏和生產(chǎn)能力。進(jìn)一步優(yōu)化煉 鋼-連鑄的平面布置，保證物流通暢，縮短調(diào)運(yùn)時(shí)間，減小溫度波動(dòng)，為實(shí)現(xiàn)連 鑄機(jī)定時(shí)、定溫、定速的穩(wěn)定生產(chǎn)創(chuàng)造條件。

鑄機(jī)斷面的合理選擇是實(shí)現(xiàn)全流程高效化生產(chǎn)的基礎(chǔ)。通常對(duì)于生產(chǎn)薄板的 傳統(tǒng)板坯鑄機(jī)，連鑄坯厚度以210~230mm 為宜，生產(chǎn)中厚板坯一般可選擇連鑄 坯厚度250~300mm，薄板坯連鑄-連軋機(jī)組生產(chǎn)的薄鑄坯厚度一般為70~90mm。對(duì)于小方坯連鑄機(jī)生產(chǎn)普碳鋼坯（包括低合金鋼）斷面為150mm.150mm 為宜，對(duì)于特殊鋼生產(chǎn)連鑄機(jī)斷面可選擇220mm.220mm~300mm.300mm 或其它相應(yīng) 的矩形坯斷面。（4）精料技術(shù)

這是一個(gè)系統(tǒng)的概念，即所有原材料都要符合冶煉、精煉與質(zhì)量的要求，不

但鐵水這一最重要的原料需進(jìn)行預(yù)處理后再使用，其它原材料也都要精料，例如： 注重提高鐵合金的質(zhì)量，尤其要注重FeMn 的硅、鋁、磷等元素含量，F(xiàn)eCr 中 的鈦、磷含量，避免對(duì)潔凈鋼水的污染。要進(jìn)一步提高石灰質(zhì)量，提倡用回收的 轉(zhuǎn)爐煤氣燒石灰，嚴(yán)格控制石灰中的硫含量和SiO2 含量，提高石灰活性度。要 加強(qiáng)對(duì)耐火材料的質(zhì)量監(jiān)督和管理工作，積極研究開(kāi)發(fā)新型連鑄三大件耐火材 21 料；進(jìn)一步降低耐火材料的消耗，并深入研究減輕耐火材料對(duì)鋼水潔凈度的污染。保護(hù)渣的質(zhì)量穩(wěn)定性對(duì)連鑄坯表面質(zhì)量有重要影響，今后不但要加強(qiáng)新型保護(hù)渣 的研究開(kāi)發(fā)工作，而且要加強(qiáng)對(duì)保護(hù)渣質(zhì)量的管理，嚴(yán)格控制保護(hù)渣的加入量，改進(jìn)保護(hù)渣加入技術(shù)，進(jìn)一步提高鑄坯質(zhì)量的穩(wěn)定性。要加強(qiáng)對(duì)廢鋼的成份、塊 度分類(lèi)管理，特別是對(duì)于電爐廠要通過(guò)加強(qiáng)廢鋼管理減少加料次數(shù)，進(jìn)一步降低 冶煉電耗。

（5）節(jié)能減排和環(huán)保技術(shù)

積極推行轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼工藝，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐工序負(fù)能煉鋼；進(jìn)一步促進(jìn)整個(gè) 煉鋼-連鑄工序低能耗運(yùn)行；積極推廣轉(zhuǎn)爐閉罩冶煉、煤氣回收和干法除塵等先 進(jìn)技術(shù)，進(jìn)一步加強(qiáng)煤氣、蒸汽的回收與利用，降低放散率。低硫含量的優(yōu)質(zhì)轉(zhuǎn) 爐煤氣應(yīng)主要用于生產(chǎn)石灰以降低石灰硫含量，大型轉(zhuǎn)爐回收蒸汽應(yīng)優(yōu)先作為煉 鋼車(chē)間內(nèi)真空精煉設(shè)備的汽源，以提高能源轉(zhuǎn)換效率，降低真空精煉的成本。要 進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)轉(zhuǎn)爐爐渣、煙氣粉塵和廢棄耐火材料等固體廢棄物的利用與循環(huán)利 用技術(shù)的開(kāi)發(fā)，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)煉鋼-連鑄生產(chǎn)無(wú)公害化的近“零排放”。積極研究開(kāi)發(fā) 低品質(zhì)蒸汽、煤氣發(fā)電等新技術(shù)。

（6）生產(chǎn)信息化與過(guò)程智能化控制技術(shù)

隨著社會(huì)信息化的發(fā)展和煉鋼-連鑄的生產(chǎn)日趨準(zhǔn)連續(xù)化，煉鋼-連鑄生產(chǎn)過(guò) 程的信息化建設(shè)和智能化控制技術(shù)的發(fā)展尤為重要。今后應(yīng)大力在國(guó)內(nèi)煉鋼廠推 廣和完善信息中心和數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)煉鋼-連鑄全流程生產(chǎn)過(guò)程的 在線監(jiān)控、故障診斷、生產(chǎn)和質(zhì)量預(yù)報(bào)與生產(chǎn)調(diào)度尋優(yōu)等信息管理功能，并開(kāi)展 鐵水預(yù)處理-煉鋼-精煉-連鑄過(guò)程的智能控制技術(shù)研究。

多年以來(lái)，由于國(guó)內(nèi)不少煉鋼-連鑄原、輔材料質(zhì)量不穩(wěn)定，工藝規(guī)程不健

全，生產(chǎn)基本沿用人工經(jīng)驗(yàn)控制技術(shù)。因此，生產(chǎn)的穩(wěn)定性往往受到操作者個(gè)人 的體力、精力和經(jīng)驗(yàn)所局限，造成人為的失誤或波動(dòng)，影響了工藝和產(chǎn)品的穩(wěn)定 性。今后要在加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程精細(xì)管理和淘汰落后工藝裝備的同時(shí)，積極推廣轉(zhuǎn)爐 副槍動(dòng)態(tài)控制、爐氣分析過(guò)程控制以及連鑄計(jì)算機(jī)控制等先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)而逐步實(shí) 現(xiàn)計(jì)算機(jī)閉環(huán)在線智能控制，盡可能減少人為干擾，提高物流流量、成分、溫度 的控制精度，保證產(chǎn)品性能和生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定性。

今年是2008 年，是奧運(yùn)會(huì)即將勝利召開(kāi)的一年，現(xiàn)在我們召開(kāi)全國(guó)煉鋼-22 連鑄工作會(huì)議，目的是要總結(jié)成績(jī)、樹(shù)立新理念、明確新目標(biāo)，研究和開(kāi)發(fā)新的 煉鋼工藝流程，我們的目光是要看到2010 年以后戰(zhàn)略目標(biāo)的措施，并結(jié)合各單 位的實(shí)際情況積極探索進(jìn)展。我們應(yīng)該有抱負(fù)、有信心將中國(guó)的煉鋼-連鑄水平推向世界一流水平。參考文獻(xiàn) [1] 姜曉東，徐安軍，田乃媛等，噴吹法和攪拌法鐵水脫硫工藝成本的綜合評(píng)估，煉鋼，2006, Vol.22, No.4, P55-58.[2] 劉瀏, 蘇天森, 李鳳喜, Technical Progress of Long Life Combined Blowing Converter Steelmaking in China, 第10 屆日中鋼鐵學(xué)術(shù)會(huì)議論文集, 2004, P106-115.[3] 李鳳喜, 李具中, 連鑄“典型拉速下恒拉速”的生產(chǎn)實(shí)踐, 第四界發(fā)展中國(guó)家連鑄國(guó)際會(huì)

議（CCC’08）, 2008.[4] 殷瑞鈺, 中國(guó)薄板坯連鑄連軋的發(fā)展特點(diǎn)和方向, 鋼鐵, 2007, Vol.42, No.1, P1~7.[5] 余志祥, 劉路長(zhǎng), 肖文斌等.武鋼三煉鋼計(jì)算機(jī)煉鋼技術(shù)的新進(jìn)展[C], 第一屆中德（歐）

冶金技術(shù)研究會(huì)論文集, 2003: 80-89.[6] 吳明, 梅忠, 轉(zhuǎn)爐煙氣分析動(dòng)態(tài)控制煉鋼技術(shù)[J], 冶金設(shè)備, 2006,(4): 68-72.

第三篇：我國(guó)煉鋼—連鑄技術(shù)發(fā)展和2010年展望

我國(guó)煉鋼—連鑄技術(shù)發(fā)展和2010年展望 殷瑞鈺(鋼鐵研究總院，北京100081)摘要：系統(tǒng)總結(jié)了2000年以來(lái)國(guó)內(nèi)煉鋼一連鑄技術(shù)的發(fā)展和主要的技術(shù)成果，分析了目前煉鋼－連鑄生產(chǎn)技術(shù)的主要問(wèn)題，并對(duì)2010年我國(guó)煉鋼一連鑄的技術(shù)發(fā)展方向進(jìn)行了系統(tǒng)闡述。為進(jìn)一步提高國(guó)內(nèi)煉鋼－連鑄的生產(chǎn)技術(shù)水平，必須確立21世紀(jì)新一代鋼鐵廠的新理念和新目標(biāo)，通過(guò)對(duì)煉鋼－連鑄生產(chǎn)過(guò)程的系統(tǒng)優(yōu)化、解析與集成，建立起高效、低成本潔凈鋼的生產(chǎn)平臺(tái)。討論了潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)建設(shè)面臨的主要技術(shù)問(wèn)題、解決方法和具體措施。關(guān)鍵詞：煉鋼；連鑄；爐外精煉；潔凈鋼；流程工程

中圖分類(lèi)號(hào)：TF7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002一1043(2008)06—0001一12 進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)持續(xù)發(fā)展，鋼產(chǎn)量增加，許多企業(yè)的技術(shù)裝備達(dá)到了國(guó)際水平，鋼材品種與質(zhì)量已接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，說(shuō)明我國(guó)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展已經(jīng)邁入一個(gè)新的時(shí)代。今后幾年，我國(guó)鋼鐵工業(yè)不但應(yīng)在規(guī)模和質(zhì)量等方面達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，而且在鋼鐵生產(chǎn)、工程設(shè)計(jì)、工藝與裝備、節(jié)能減排、環(huán)保等方面的研究開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)運(yùn)行都應(yīng)走向國(guó)際前沿。

為了實(shí)現(xiàn)上述戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)，必須認(rèn)真回顧總結(jié)近幾年我國(guó)鋼鐵工業(yè)特別是煉鋼連鑄生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的成就，分析目前存在的問(wèn)題，研究今后煉鋼一連鑄技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和方向，不斷創(chuàng)新，為完善和發(fā)展新一代煉鋼工藝流程做出貢獻(xiàn)。1 煉鋼－連鑄生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展

2000年以來(lái)，國(guó)內(nèi)煉鋼一連鑄技術(shù)取得明顯的進(jìn)步，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1．1 鋼產(chǎn)量高速增長(zhǎng)

圖1給出2000年以來(lái)國(guó)內(nèi)鋼產(chǎn)量增長(zhǎng)趨勢(shì)，粗鋼產(chǎn)量從2000年1．285億t增長(zhǎng)到2007年4．892億t，平均年增長(zhǎng)率為18．2％。

轉(zhuǎn)爐是目前中國(guó)最主要的煉鋼方法，轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量從2000年的1．0584億t增長(zhǎng)到2007年的4．4億t，年平均增長(zhǎng)率為19．5％，高于國(guó)內(nèi)粗鋼產(chǎn)量的增長(zhǎng)速度。轉(zhuǎn)爐鋼比例相應(yīng)從2000年的82．4％增長(zhǎng)到90％左右。電爐也是目前國(guó)內(nèi)主要的煉鋼方法，隨著中國(guó)鋼產(chǎn)量迅速增長(zhǎng)，電爐鋼的生產(chǎn)比例在2003年以前緩慢增長(zhǎng)，最高達(dá)17．6％；2004年以后，由于轉(zhuǎn)爐鋼的快速增長(zhǎng)，電爐鋼比例逐年降低。但電爐鋼的產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)，與2000年相比電爐鋼產(chǎn)量翻了一番。

在國(guó)內(nèi)鋼產(chǎn)量迅速發(fā)展的同時(shí)，連鑄比也不斷增長(zhǎng)。如圖2所示，2000年全國(guó)連鑄坯產(chǎn)量為1．096億t，連鑄比85．3％；2007年全國(guó)連鑄坯產(chǎn)量為4．74億t，連鑄比96．95％。隨著連鑄比的提高，成材率也相應(yīng)提高，達(dá)到了96．2％，這說(shuō)明連鑄技術(shù)的進(jìn)步為我國(guó)鋼鐵工業(yè)增產(chǎn)增效、節(jié)能減排作出了重要貢獻(xiàn)。

1．2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷優(yōu)化

國(guó)內(nèi)煉鋼一連鑄生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步主要體現(xiàn)在各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷優(yōu)化。表1給出2003年至2007年國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐、電爐和連鑄的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變化情況。

國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐煉鋼的技術(shù)進(jìn)步主要體現(xiàn)在：完善濺渣護(hù)爐工藝，提高轉(zhuǎn)爐爐齡；推廣強(qiáng)化供氧技術(shù)，提高轉(zhuǎn)爐作業(yè)率；推廣長(zhǎng)壽復(fù)吹工藝，進(jìn)一步降低鋼鐵料消耗并提高以終點(diǎn)控制為核心的轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化控制水平。

電爐生產(chǎn)技術(shù)發(fā)生重大變化：采用大型高功率和超高功率電爐淘汰大批30t以下小型電爐；建設(shè)電爐一精煉一連鑄一連軋現(xiàn)代化短流程生產(chǎn)線，采用優(yōu)化配料與供電制度，強(qiáng)化供氧提高化學(xué)能輸入量和部分電爐采用熱裝鐵水等新工藝技術(shù)，達(dá)到降低冶煉電耗，縮短冶煉周期，實(shí)現(xiàn)多爐連澆。在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了電爐生產(chǎn)多元化，形成電爐一普鋼長(zhǎng)材、電爐一特殊鋼長(zhǎng)材、電爐一無(wú)縫鋼管、電爐一中厚板和電爐一薄板坯連鑄連軋等多種生產(chǎn)線，完善了電爐鋼產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大了生產(chǎn)品種。

連鑄繼續(xù)快速發(fā)展，自主開(kāi)發(fā)的能力進(jìn)一步提高。至2007年已建成板坯連鑄機(jī)(寬度700mm以上)175臺(tái)，237流；薄(中)板坯連鑄機(jī)17臺(tái)，18流；方坯和矩形坯連鑄機(jī)(150mm×150mm以上)437臺(tái)，1323流；小方坯連鑄機(jī)305臺(tái)，1027流；圓坯連鑄機(jī)48臺(tái)，173流。全國(guó)總計(jì)連鑄機(jī)996臺(tái)，2806流，年生產(chǎn)能力達(dá)到4．743億t。

隨著國(guó)內(nèi)煉鋼一連鑄技術(shù)的進(jìn)步和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的優(yōu)化，獲得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)2007年國(guó)內(nèi)93家大中型企業(yè)的統(tǒng)計(jì)，年利潤(rùn)達(dá)1479．82億元，比上年同期增長(zhǎng)49．78％。

1．3 建立現(xiàn)代化煉鋼生產(chǎn)流程 2000年以后國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)重點(diǎn)開(kāi)展鋼鐵生產(chǎn)流程與工藝結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，基本建立起現(xiàn)代化煉鋼生產(chǎn)工藝流程。

轉(zhuǎn)爐流程：鐵水脫硫預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐復(fù)合吹煉→二次精煉→全連鑄； 電爐流程：大型超高功率電爐(兌鐵水)冶煉→二次精煉→全連鑄。

近幾年鐵水脫硫預(yù)處理在國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用。鐵水預(yù)處理的裝備能力逐年提高，至2006年重點(diǎn)大中型鋼鐵企業(yè)鐵水預(yù)處理比已達(dá)56．7％，寶鋼、武鋼、鞍鋼等大型鋼鐵公司已基本實(shí)現(xiàn)100％鐵水預(yù)處理。

表2給出目前國(guó)內(nèi)采用的主要鐵水脫硫工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比，說(shuō)明國(guó)內(nèi)鐵水預(yù)處理工藝已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，為鋼廠合理選擇鐵水脫硫預(yù)處理工藝提供了廣泛的空間[1]。

為提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率和擴(kuò)大潔凈鋼生產(chǎn)比例，國(guó)內(nèi)大多數(shù)轉(zhuǎn)爐煉鋼廠綜合采用鐵水預(yù)處理、復(fù)合吹煉、強(qiáng)化供氧、終點(diǎn)動(dòng)態(tài)控制和濺渣護(hù)爐等成套先進(jìn)工藝技術(shù)，較大幅度提高轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，提高鋼水的潔凈度。

2000年以前國(guó)內(nèi)電爐重點(diǎn)是采用大型超高功率電爐淘汰小型電爐，如2000年我國(guó)電爐已從1600多座減少到179座，其中50 t以上的大、中型電爐鋼產(chǎn)量占全國(guó)電爐產(chǎn)量61％。2000年以后，國(guó)內(nèi)電爐廠綜合采用鐵水熱裝、廢鋼預(yù)熱、優(yōu)化配料供電和供氧等先進(jìn)技術(shù)取得了明顯的效果。如表3所示。大型電爐采用鐵水熱裝工藝冶煉每噸鋼電耗降低約67kWh，減少電極消耗35％，縮短冶煉周期10min。

1．4 鋼材潔凈度與品種質(zhì)量的進(jìn)步

為了滿足市場(chǎng)對(duì)潔凈鋼生產(chǎn)的需求，國(guó)內(nèi)鋼廠普遍重視二次精煉工藝，完善二次精煉設(shè)施。國(guó)內(nèi)大、中型骨干企業(yè)鋼水二次精煉的比例從2000年不足20％迅速增長(zhǎng)到2007年64％。表4給出2007年國(guó)內(nèi)二次精煉設(shè)備的臺(tái)數(shù)和噸位數(shù)據(jù)(不包括吹A(chǔ)r設(shè)備在內(nèi))。

隨著精煉設(shè)備的增長(zhǎng)，二次精煉工藝技術(shù)也取得明顯的進(jìn)步，形成了以擋渣出鋼、合成渣洗、爐渣改質(zhì)、白渣精煉和喂線與鋼中夾雜物形態(tài)控制、鋼水溫度、成分精確控制以及真空脫碳、脫氣、夾雜物上浮分離等核心技術(shù)為基礎(chǔ)的二次精煉工藝技術(shù)，能滿足不同類(lèi)型產(chǎn)品的批量生產(chǎn)，達(dá)到超低氧、超低碳和超低硫等高品質(zhì)潔凈鋼的質(zhì)量要求。

二次精煉技術(shù)的發(fā)展使國(guó)內(nèi)鋼材的潔凈度得到顯著的提高。15年前國(guó)內(nèi)絕大 多數(shù)鋼廠生產(chǎn)的鋼水潔凈度(ω(S+P+T．O+N+H))波動(dòng)在(300～350)×10-6，目前國(guó)內(nèi)多數(shù)鋼廠已可以大批量生產(chǎn)鋼水潔凈度250×10-6以下的潔凈鋼，寶鋼、武鋼、鞍鋼和首鋼等大型鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的鋼水潔凈度可以達(dá)到100×10-6以下。從表5可以看出，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的典型高附加值產(chǎn)品鋼水潔凈度已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

鋼材潔凈度的大幅提高使我國(guó)鋼鐵產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大改變。如表6所示，近幾年國(guó)內(nèi)典型高品質(zhì)鋼種的生產(chǎn)比例迅速增長(zhǎng)，不僅給鋼鐵企業(yè)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益，而且有力地支持了國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)。1．5 節(jié)能環(huán)保技術(shù)的發(fā)展近幾年國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)高度重視節(jié)能減排工作，研究開(kāi)發(fā)各種節(jié)能環(huán)保技術(shù)。如表7所示。2000年以來(lái)隨著國(guó)內(nèi)節(jié)能環(huán)保技術(shù)的發(fā)展，噸鋼綜合能耗和電爐工序能耗逐年降低。與國(guó)際先進(jìn)水平(日本每噸鋼轉(zhuǎn)爐工序能耗為－6 kg標(biāo)煤)相比仍有較大差距，說(shuō)明國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐工序尚有較大的節(jié)能空間。

實(shí)現(xiàn)負(fù)能煉鋼的核心是要解決轉(zhuǎn)爐煤氣、蒸汽的回收和有效利用問(wèn)題。轉(zhuǎn)爐煤氣含硫低、熱值高，適用于生產(chǎn)高品質(zhì)石灰；而大型轉(zhuǎn)爐蒸汽用于RH或VD爐等 真空設(shè)備也具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。這些都是今后技術(shù)改造中應(yīng)提倡的節(jié)能環(huán)保技術(shù)。

目前國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐絕大多數(shù)采用OG法除塵工藝，基本解決了轉(zhuǎn)爐煙塵對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染。今后要進(jìn)一步發(fā)展半干法或干法轉(zhuǎn)爐除塵工藝，達(dá)到節(jié)水、節(jié)能和保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)。近幾年，太鋼、包鋼等鋼廠推廣采用轉(zhuǎn)爐干法除塵新工藝代替OG法獲得了明顯的效益。如表8所示。

煉鋼渣和煙塵的回收與循環(huán)利用技術(shù)近幾年在國(guó)內(nèi)鋼廠也得到充分重視。自主研發(fā)的轉(zhuǎn)爐渣悶渣處理和滾筒法或輪淬法爐渣連續(xù)處理等新工藝，在生產(chǎn)實(shí)踐中取得了較好的應(yīng)用效果。轉(zhuǎn)爐煙塵含鐵高，基本全部利用，作為燒結(jié)礦料或冷卻劑供轉(zhuǎn)爐使用。馬鋼、包鋼等企業(yè)試驗(yàn)噸鋼采用15～20kg的轉(zhuǎn)爐渣作為石灰的替代品返回轉(zhuǎn)爐使用也取得一定成效。為實(shí)現(xiàn)煉鋼廠固體廢棄物“零”排放，提高資源利用率，今后應(yīng)加強(qiáng)對(duì)煉鋼渣和煙塵回收利用技術(shù)的研發(fā)與推廣工作。

連鑄坯熱送熱裝工藝可以大幅度降低加熱爐燃料消耗，已被多數(shù)煉鋼廠采用。今后的工作應(yīng)進(jìn)一步提高鑄坯的熱送溫度和裝入溫度，解決無(wú)缺陷鑄坯生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)和熱裝相關(guān)的冶金質(zhì)量問(wèn)題，進(jìn)一步提高連鑄坯熱送熱裝比例。1．6 裝備大型化與設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率

近幾年，煉鋼一連鑄生產(chǎn)裝備的大型化與設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率日益提高。2003年以后國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)大力建設(shè)100 t以上的大、中型冶煉設(shè)備。至2007年底，國(guó)內(nèi)200 t以上的大型轉(zhuǎn)爐已達(dá)到24座，總噸位為6400t，和2003年相比大型轉(zhuǎn)爐的產(chǎn)能增加1倍。

最近2～3年，為提高鋼材潔凈度，擴(kuò)大高附加值鋼材產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模，大多數(shù)鋼廠在配備LF、CAS和吹氬攪拌等常壓二次精煉設(shè)備的基礎(chǔ)上，針對(duì)板帶材的生產(chǎn)特別是冷軋薄板的生產(chǎn)，又新建了RH和VD等真空精煉設(shè)備。隨著國(guó)內(nèi)薄板(特別是冷軋薄板)生產(chǎn)比例的增長(zhǎng)，RH真空精煉設(shè)備的增長(zhǎng)尤為迅速。如圖3所示，2003年以后國(guó)內(nèi)已投產(chǎn)的RH由20臺(tái)迅速增長(zhǎng)到59臺(tái)，總噸位達(dá)9070t，比目前整個(gè)歐洲RH的生產(chǎn)能力(總噸位5790t)大56％。二次精煉的發(fā)展促進(jìn)了精煉設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率的提高。國(guó)內(nèi)已掌握了自主設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試大型二次精煉設(shè)備(如：300 t RH)的能力，在精煉設(shè)備工藝布局、工序銜接以及不同產(chǎn)品的精煉工藝等方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，而且加強(qiáng)了技術(shù)創(chuàng)新。如武鋼煉鋼總廠四分廠采用RH在線布置工藝，將RH布置在轉(zhuǎn)爐出鋼線上，并采用RH鋼水罐卷?yè)P(yáng)提升裝置、雙室平移交替和真空室整體吊裝等新技術(shù)，取得了良好的效果：可節(jié)約行車(chē)運(yùn)行時(shí)問(wèn)10 min左右，減少吊運(yùn)過(guò)程溫降10℃，縮短RH設(shè)備空置時(shí)問(wèn)5 min，使RH精煉處理比例達(dá)到80％。

國(guó)內(nèi)連鑄技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了連鑄機(jī)設(shè)計(jì)和制造能力的提高，已能自主設(shè)計(jì)和制造小方坯、方坯和板坯連鑄機(jī)，并實(shí)現(xiàn)快速達(dá)產(chǎn)。從20世紀(jì)90年代初國(guó)產(chǎn)連鑄機(jī)以小方坯為主要機(jī)型的格局，逐步擴(kuò)展到自主設(shè)計(jì)制造適應(yīng)各種品種和規(guī)格的方坯、圓坯及板坯和中薄板坯等多種機(jī)型。

我國(guó)自主設(shè)計(jì)和建造的曹妃甸鋼廠是國(guó)內(nèi)大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)建設(shè)的范例，首次采用5500m3超大型高爐、300 t鐵水包直裝、全量鐵水“三脫”預(yù)處理與轉(zhuǎn)爐高效冶煉、高拉速連鑄、海水淡化等先進(jìn)技術(shù)，標(biāo)志著國(guó)內(nèi)大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)設(shè)計(jì)與設(shè)備制造方面達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

國(guó)內(nèi)煉鋼－連鑄生產(chǎn)設(shè)備大型化與國(guó)產(chǎn)化率的提高使鋼鐵廠的建設(shè)投資明顯降低：大型聯(lián)合企業(yè)(含冷軋、涂鍍層、碼頭、電廠在內(nèi))的噸鋼投資已降至6500～6800元；棒線材鋼廠由于工序理順和全面國(guó)產(chǎn)化，噸鋼投資降低幅度更大。1．7 重大技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目取得好成績(jī)

科技進(jìn)步是我國(guó)鋼鐵工業(yè)迅速發(fā)展的主要推動(dòng)力。近幾年，國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)日益重視企業(yè)技術(shù)進(jìn)步和廣泛開(kāi)展科技創(chuàng)新活動(dòng)，取得了大量的科技成果。表9給出近幾年國(guó)內(nèi)冶金科技獎(jiǎng)中煉鋼一連鑄成果授獎(jiǎng)情況。

最近3～5年國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)積極研究開(kāi)發(fā)和推廣以下重大技術(shù)創(chuàng)新成果，取得良好的成績(jī)。

(1)轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐與長(zhǎng)壽復(fù)吹技術(shù)。近10年轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐技術(shù)在國(guó)內(nèi)大、中、小型轉(zhuǎn)爐上廣泛推廣，取得了良好的成績(jī)。全國(guó)轉(zhuǎn)爐平均爐齡已接近8000爐，最高爐齡已超過(guò)30000爐，使我國(guó)轉(zhuǎn)爐爐齡達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。國(guó)內(nèi)自主研究開(kāi)發(fā)的長(zhǎng)壽復(fù)吹轉(zhuǎn)爐技術(shù)利用濺渣過(guò)程中形成的透氣性爐渣蘑菇 頭保護(hù)底吹噴嘴，使底吹噴嘴的壽命和濺渣后轉(zhuǎn)爐的爐齡同步，底吹噴嘴最高壽命超過(guò)30000爐(武鋼)。目前，鋼鐵研究總院已在國(guó)內(nèi)近200座轉(zhuǎn)爐上推廣采用該項(xiàng)新工藝技術(shù)，達(dá)到爐齡10000爐以上，復(fù)吹比100％和終點(diǎn)[％C][％O]≤0．002 7的良好效果，如圖4所示[2]。

(2)轉(zhuǎn)爐高效吹煉工藝。為了提高轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)效率，不少轉(zhuǎn)爐將供氧強(qiáng)度從傳統(tǒng)的3．2～3．5m3／(t·min)提高到3．6～4．4 m3／(t·min)，縮短了冶煉周期，加快了轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)節(jié)奏，提高了轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率。如表10所示，采用高效供氧技術(shù)使供氧強(qiáng)度平均達(dá)到3．65 m3／(t·min)，冶煉周期縮短到36 min；中型轉(zhuǎn)爐供氧強(qiáng)度平均達(dá)到3．5 m3／(t·min)，冶煉周期縮短到34．5 min；小型轉(zhuǎn)爐供氧強(qiáng)度可達(dá)到4．0m3／(t·min)，冶煉周期縮短到24．7min。隨供氧強(qiáng)度的提高轉(zhuǎn)爐作業(yè)率大幅度提高，氧氣與鋼鐵料消耗略有降低，具有較明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

(3)高效連鑄技術(shù)。2000年以后國(guó)內(nèi)鋼廠大力推廣以高拉速為核心的高效連鑄技術(shù)，取得了明顯的進(jìn)步，形成了完整的高效連鑄技術(shù)，主要包括：提高鋼水質(zhì)量，推廣采用大容量中間包全保護(hù)澆注；采用連續(xù)錐度結(jié)晶器提高熱交換效率；采用板簧導(dǎo)向振動(dòng)減小振動(dòng)軌跡誤差；采用多點(diǎn)連續(xù)優(yōu)化二冷配水等工藝技術(shù)。高效連鑄技術(shù)的推廣不僅提高了連鑄機(jī)的產(chǎn)量，而且進(jìn)一步改善了鑄坯的表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量，基本實(shí)現(xiàn)無(wú)缺陷坯生產(chǎn)。如表11所示，通過(guò)連鑄機(jī)高效化改造后，鑄機(jī)的產(chǎn)量和拉速有明顯提高。

從表11中可以看出，國(guó)內(nèi)小方坯高效連鑄技術(shù)已基本接近國(guó)際先進(jìn)水平，但板坯高效連鑄技術(shù)尚與國(guó)際先進(jìn)水平存在一定差距。今后要在提高板坯拉速和改進(jìn)板坯質(zhì)量，提高鑄機(jī)產(chǎn)量等方面開(kāi)展更深入的研究工作。

(4)連鑄恒速澆鑄技術(shù)。連鑄澆鑄過(guò)程由于鋼水溫度波動(dòng)和鋼水供應(yīng)節(jié)奏的影響造成拉速的波動(dòng)。隨著拉速波動(dòng)量的增大，鑄坯表面縱裂機(jī)率上升，表層卷渣嚴(yán)重，中心偏析惡化，氧、氮含量升高。為解決拉速波動(dòng)引起的鑄坯質(zhì)量問(wèn)題，武鋼煉鋼廠二分廠開(kāi)發(fā)出“典型拉速下連鑄恒速澆注”技術(shù)。典型拉速是指不同鋼種在標(biāo)準(zhǔn)澆注溫度下所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)拉速，而恒速澆注是指保持典型拉速恒定不變(拉速允許波動(dòng)±5％)的澆鑄過(guò)程。實(shí)現(xiàn)恒速澆注的關(guān)鍵技術(shù)是：優(yōu)化轉(zhuǎn)爐、二次精煉與鑄機(jī)的協(xié)同、匹配，合理確定不同鋼種的典型拉速和澆鋼時(shí)間；加強(qiáng)工序時(shí)間控制，采用計(jì)算機(jī)在線進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度；加強(qiáng)鋼水溫度控制，穩(wěn)定過(guò)程溫降，使中間包溫度合格率達(dá)90％以上。通過(guò)加強(qiáng)典型拉速達(dá)標(biāo)率的技術(shù)考核(如圖5所示[3])，使典型拉速達(dá)標(biāo)率提高和穩(wěn)定，鑄坯綜合質(zhì)量合格率大幅度提高，更重要的是促進(jìn)了煉鋼廠內(nèi)所有工序的穩(wěn)定運(yùn)行和協(xié)同運(yùn)行，推動(dòng)了從鐵水脫硫直至連鑄機(jī)出坯等所有工序的工藝優(yōu)化和裝備管理優(yōu)化。

(5)薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)工藝達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。我國(guó)已建成投產(chǎn)13條薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線，生產(chǎn)能力超過(guò)3000萬(wàn)t／a。其中多項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。珠鋼CSP薄板坯連鑄機(jī)的作業(yè)率高達(dá)91．2％。薄板坯連鑄一連軋的品種開(kāi)發(fā)也取得重大進(jìn)展，可以大批量生產(chǎn)超高強(qiáng)度集裝箱板(Rm≥770MPa)，2006年珠鋼生產(chǎn)薄規(guī)格(2 mm以下)鋼板的比例達(dá)到53．8％。包鋼在薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)工藝高效化和品種開(kāi)發(fā)等方面也做出了優(yōu)異的成績(jī)，多年來(lái)在提高生產(chǎn)效率、改進(jìn)工藝裝備和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面做了大量的、有成效的工作并實(shí)現(xiàn)了技術(shù)輸出[4]。唐鋼、馬鋼、漣鋼、濟(jì)鋼等廠薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線也在不同方面形成了各自的特點(diǎn)和特色。

(6)專(zhuān)線化生產(chǎn)技術(shù)。為實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定、低成本生產(chǎn)潔凈鋼，寶鋼開(kāi)發(fā)出煉鋼“專(zhuān)線化生產(chǎn)技術(shù)”，通過(guò)合理優(yōu)化工藝布置和差異化的設(shè)備選型將鋼廠生產(chǎn)線按品種進(jìn)行分工，保證某一類(lèi)鋼種固定在一條專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)線上生產(chǎn)。專(zhuān)線化生產(chǎn)模式與傳統(tǒng)生產(chǎn)的最大區(qū)別是：前者品種鋼生產(chǎn)分工明確，相對(duì)固定，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；而后者品種鋼生產(chǎn)安排是隨機(jī)的和不固定的，一旦發(fā)生生產(chǎn)節(jié)奏波動(dòng)就會(huì)造成產(chǎn)品質(zhì)量的波動(dòng)，工藝穩(wěn)定性差。目前寶鋼煉鋼廠已經(jīng)建成了汽車(chē)板、厚板和硅鋼3條專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)線，各生產(chǎn)線的工藝裝備、產(chǎn)品和工藝特點(diǎn)見(jiàn)表12。

通過(guò)推進(jìn)專(zhuān)線化生產(chǎn)品種鋼模式，不僅使鋼種質(zhì)量控制能力顯著提高，而且使RH產(chǎn)能得到最大發(fā)揮，連鑄機(jī)拉速進(jìn)一步提高，產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性得到顯著改善。(7)轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼技術(shù)。近5年國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐噸鋼煉鋼工序能耗平均波動(dòng)在26～28 kg標(biāo)煤，而寶鋼、武鋼、太鋼等近10家鋼廠工序能耗實(shí)現(xiàn)了負(fù)能煉鋼，說(shuō)明在國(guó)內(nèi)推廣轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼技術(shù)將具有明顯的節(jié)能效果。實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼的技術(shù)關(guān)鍵是采用轉(zhuǎn)爐高效冶煉工藝，進(jìn)一步降低噸鋼氧耗和電耗。同時(shí)應(yīng)努力提高轉(zhuǎn)爐煤氣和蒸汽的回收利用率。如圖6所示，轉(zhuǎn)爐煤氣回收量大于90m3／t(煤氣熱值按7524 kJ／m3計(jì)算)，蒸汽回收量大于60kg／t是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐工序負(fù)能煉鋼的基本條件，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低噸鋼氧、氮、電和燃料的消耗可進(jìn)一步降低轉(zhuǎn)爐工序能耗。

(8)全自動(dòng)轉(zhuǎn)爐煉鋼與終點(diǎn)控制技術(shù)。隨著國(guó)內(nèi)煉鋼一連鑄生產(chǎn)設(shè)備大型化和現(xiàn)代化的發(fā)展，不少鋼廠積極研究開(kāi)發(fā)和推廣轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化煉鋼工藝技術(shù)，以各生產(chǎn)環(huán)節(jié)準(zhǔn)確計(jì)量為基礎(chǔ)，通過(guò)終點(diǎn)副槍動(dòng)態(tài)控制或吹煉過(guò)程爐氣分析實(shí)現(xiàn)煉鋼過(guò)程計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳和溫度的控制精度與命中率。寶鋼、武鋼、首鋼遷安等大、中型轉(zhuǎn)爐采用副槍終點(diǎn)動(dòng)態(tài)控制技術(shù)取得良好的應(yīng)用效果：轉(zhuǎn)爐全自動(dòng)吹煉控制成功率達(dá)到90％，碳控制精度為±0．02％，溫度控制精度為±12℃時(shí)，碳溫雙命中率達(dá)到93％．補(bǔ)吹率降到5%以下，不倒?fàn)t直接出鋼比例達(dá)到95％以上，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平[5]。馬鋼、本鋼、攀鋼等鋼廠采朋爐氣分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐全自動(dòng)吹煉也取得較好的成效。馬鋼120t轉(zhuǎn)爐在目標(biāo)碳含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))在0．03％～0．07％范圍內(nèi)，碳的控制精度可以達(dá)到±0．015％，溫度控制精度為±16℃，碳溫雙命中率達(dá)88．6％，不倒?fàn)t出鋼率提高到92．9％。同時(shí)冶煉周期可縮短3 min噴濺率降低到7．7％[6]。

1．8 目前國(guó)內(nèi)煉鋼一連鑄生產(chǎn)中存在的主要問(wèn)題

在認(rèn)真總結(jié)近幾年國(guó)內(nèi)煉鋼連鑄領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)，還必須充分注意到目前尚存在的主要技術(shù)問(wèn)題：

(1)煉鋼廠能耗與國(guó)際先進(jìn)水平相比仍有較大差距；

(2)煉鋼廠環(huán)境治理和廢棄物回收利用與國(guó)外先進(jìn)水平相比有較大差距；(3)企業(yè)管理不夠精細(xì)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)廢鋼、石灰等輔料、耐材和鐵合金的分類(lèi)管理，實(shí)現(xiàn)煉鋼精料，進(jìn)一步減少渣量，減輕轉(zhuǎn)爐回硫，降低生產(chǎn)成本；

(4)鋼水成分控制精確度偏低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性存在差距；

(5)設(shè)計(jì)理論與設(shè)計(jì)方法創(chuàng)新不多，煉鋼廠平面布置研究不夠，主要生產(chǎn)設(shè)備的差異化選型研究不夠，特別要注意避免精煉丁藝裝備選型和位置的失誤所造成煉鋼一連鑄的混亂運(yùn)行，應(yīng)該深入研究專(zhuān)線化生產(chǎn)品種鋼和動(dòng)態(tài)一有序的運(yùn)行模式。2010年煉鋼一連鑄技術(shù)發(fā)展展望

進(jìn)入21世紀(jì)后，社會(huì)對(duì)鋼鐵廠的需求發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變，從過(guò)去單純要求鋼鐵廠為社會(huì)進(jìn)步不斷提供低成本、高品質(zhì)的鋼材外，還要求充分發(fā)揮能源轉(zhuǎn)換功能，節(jié)能減排，基本消除自身對(duì)社會(huì)環(huán)境造成的污染，同時(shí)要求鋼鐵廠具有大量處理社會(huì)廢棄物并融人循環(huán)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的功能。由于社會(huì)基本要求的改變，新一代煉鋼工藝流程的興起將成為歷史的必然。

2．1 21世紀(jì)新一代鋼鐵廠的新理念、新目標(biāo)

21世紀(jì)先進(jìn)鋼鐵廠是在20世紀(jì)現(xiàn)代化鋼鐵廠發(fā)展的基礎(chǔ)上，為滿足市場(chǎng)對(duì)鋼鐵產(chǎn)品的需求和鋼鐵企業(yè)與社會(huì)和諧發(fā)展的要求而建設(shè)的新型鋼鐵廠。其基本技術(shù)特點(diǎn)是：生產(chǎn)高效化、產(chǎn)品潔凈化和對(duì)環(huán)境的無(wú)害化。新一代鋼鐵流程將具有高效、低成本、穩(wěn)定生產(chǎn)高品質(zhì)鋼材的鋼鐵產(chǎn)品制造功能；提高資源能源利用效率、顯著降低污染物排放的能源、資源轉(zhuǎn)換功能和大量消納社會(huì)廢棄物的再資源化功能，這是應(yīng)該樹(shù)立的新理念。

鋼鐵生產(chǎn)是典型的流程制造業(yè)，因此樹(shù)立新理念還必須結(jié)合流程工業(yè)的基本特點(diǎn)：系統(tǒng)復(fù)雜性、生產(chǎn)連續(xù)性、管理協(xié)調(diào)性和發(fā)展整體性，在有限的時(shí)間和空間內(nèi)將復(fù)雜的鋼鐵生產(chǎn)工藝過(guò)程有機(jī)地融為一體，真正實(shí)現(xiàn)煉鋼生產(chǎn)過(guò)程動(dòng)態(tài)有序，連續(xù)緊湊和高效穩(wěn)定的生產(chǎn)。

在新理念的指導(dǎo)下研究開(kāi)發(fā)適應(yīng)21世紀(jì)社會(huì)需求的新一代煉鋼流程應(yīng)達(dá)到以下發(fā)展目標(biāo)：

(1)新流程應(yīng)具備高效化的生產(chǎn)特點(diǎn)，可以大批量、低成本、穩(wěn)定地生產(chǎn)各類(lèi)高品質(zhì)鋼材；

(2)新流程應(yīng)具備資源能源減量化、可循環(huán)和再利用的基本功能，建設(shè)環(huán)境友好型清潔化生產(chǎn)的新流程；

(3)新流程應(yīng)具備社會(huì)大宗廢棄物無(wú)害化處理的功能，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部管理信息化、控制智能和生產(chǎn)自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展；

(4)新流程的工藝程序、流程網(wǎng)絡(luò)(平面圖等)易于實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)自動(dòng)化、控制智能化和管理信息化。

總之，21世紀(jì)新型鋼鐵廠要實(shí)現(xiàn)鋼鐵廠功能的轉(zhuǎn)變，將鋼鐵生產(chǎn)與能源轉(zhuǎn)換、消納社會(huì)廢棄物三大功能有機(jī)地融為一體。我們應(yīng)該設(shè)想，能否通過(guò)3～5年努力使中國(guó)煉鋼工藝和裝備水平走到世界前列。2．2 煉鋼廠的解析與集成

煉鋼一連鑄生產(chǎn)過(guò)程中各單元生產(chǎn)工序冶金功能的解析與集成是實(shí)現(xiàn)煉鋼工藝流程優(yōu)化的重要方法。如圖7所示。

現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展主要得益于轉(zhuǎn)爐冶煉功能的合理解析。傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝包括脫硅、脫碳、脫磷、脫硫和控制鐵的氧化以及去除有害氣體、非金屬夾雜物等基本功能，由于脫硫、脫碳、脫磷、脫硅反應(yīng)是氧化反應(yīng)的熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)要求的不同，在同一反應(yīng)容器內(nèi)一起進(jìn)行反應(yīng)往往造成顧此失彼、相互影響甚至相互制約，為此有必要按照不同產(chǎn)品性能的要求，對(duì)轉(zhuǎn)爐冶煉功能進(jìn)行必要的解析和集成。形成絕大多數(shù)國(guó)家采用的煉鋼流程：鐵水脫硫一轉(zhuǎn)爐脫硅、脫磷、脫碳。日本為了進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率和冶煉鋼水的潔凈度，提出“分階段冶煉”的工藝思想，將出鐵槽脫硅、鐵水脫硫、脫磷與轉(zhuǎn)爐脫碳相分離，達(dá)到顯著提高鋼水潔凈度和生產(chǎn)效率及減少渣量等優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)在吸收日本技術(shù)基礎(chǔ)上，提出了先脫硫再脫硅、脫磷一后脫碳、升溫、回收煤氣的新工藝，并將之集成為一個(gè)煉鋼廠生產(chǎn)900萬(wàn)t／a左右規(guī)模的高效率、低成本、高端薄板產(chǎn)品的潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)，形成了如圖7所示的煉鋼新工藝流程。

流程解析集成是優(yōu)化]二藝流程的重要手段，其特點(diǎn)是進(jìn)一步提高冶金反應(yīng)效率，達(dá)到提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本和穩(wěn)定質(zhì)量的目的。在研究開(kāi)發(fā)新一代煉鋼流程中必須強(qiáng)調(diào)樹(shù)立新理念，明確新目標(biāo)，對(duì)煉鋼流程的功能進(jìn)行深入解析與集成研究。

2．3 建立高效、低成本潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái) 建立高效、低成本潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)是今后幾年國(guó)內(nèi)各類(lèi)鋼鐵廠都應(yīng)努力實(shí)現(xiàn)的基本目標(biāo)之一。為了建立高效、低成本潔凈鋼平臺(tái)必須改變傳統(tǒng)的質(zhì)量概念，深入研究以連續(xù)運(yùn)行為基本特點(diǎn)的煉鋼廠，實(shí)現(xiàn)高效、低成本、穩(wěn)定運(yùn)行的生產(chǎn)模式。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為：質(zhì)量問(wèn)題主要包括產(chǎn)品合格率和產(chǎn)品性能兩個(gè)要求。而廣義的質(zhì)量概念認(rèn)為：效率、成本和性能是產(chǎn)品質(zhì)量的基本要素。效率應(yīng)包括產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、資源和能源利用效率以及系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)化；成本主要包括生產(chǎn)成本、管理成本、銷(xiāo)售成本和資本成本等多種經(jīng)濟(jì)因素；性能應(yīng)包括產(chǎn)品的加工性能、使用性能和可循環(huán)利用等因素。根據(jù)廣義的質(zhì)量概念，鋼鐵廠在考慮品種開(kāi)發(fā)和質(zhì)量?jī)?yōu)化的過(guò)程中應(yīng)綜合考慮效率、成本和性能等因素，達(dá)到高效、優(yōu)質(zhì)和低成本的目標(biāo)。

產(chǎn)品潔凈度是保障鋼鐵產(chǎn)品性能的基本要素，也是煉鋼連鑄生產(chǎn)過(guò)程中控制產(chǎn)品性能的基本功能。潔凈鋼是指對(duì)鋼中夾雜物和雜質(zhì)元素含量的控制達(dá)到能夠滿足用戶在鋼材加工過(guò)程和使用過(guò)程的性能要求。因此，建立潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)的基本目標(biāo)是保證鋼廠生產(chǎn)的全部鋼材潔凈度能達(dá)到潔凈鋼的基本要求。表13給出典型鋼種的潔凈度控制要求。

建立潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)還應(yīng)統(tǒng)籌考慮不同品種鋼材生產(chǎn)的技術(shù)難度和市場(chǎng)份額。通常把鋼鐵產(chǎn)品分為普通、中檔、高檔和尖端產(chǎn)品4個(gè)級(jí)別，生產(chǎn)技術(shù)難度可對(duì)應(yīng)分為1～4級(jí)，隨著產(chǎn)品檔次的提高技術(shù)難度增大，而對(duì)應(yīng)的市場(chǎng)份額減小：普通產(chǎn)品約占50％～60％，中檔產(chǎn)品約占30％～35％，高檔產(chǎn)品約占10％左右，尖端產(chǎn)品約為2％～4％。這說(shuō)明尖端產(chǎn)品雖然反應(yīng)出企業(yè)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力和質(zhì)量控制水平，但在整個(gè)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中所占比例并不大。因此，建立潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)不僅著眼于高端產(chǎn)品的研制，更要努力改善量大面廣的中、低檔產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和成本。

按照廣義的質(zhì)量概念，建立潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)不是簡(jiǎn)單的脫硫、脫磷、脫氧等工藝技術(shù)問(wèn)題或品種質(zhì)量問(wèn)題，而應(yīng)該包括工藝、設(shè)備、技術(shù)管理和生產(chǎn)運(yùn)行等諸多因素，實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)和低成本的目標(biāo)。因此，在煉鋼廠建立潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)必須建立起與產(chǎn)品質(zhì)量密切相關(guān)的生產(chǎn)技術(shù)系統(tǒng)、信息軟件系統(tǒng)和管理運(yùn)行系統(tǒng)。如圖8所示。

潔凈鋼生產(chǎn)必須采用高效、穩(wěn)定的運(yùn)行模式。通常煉鋼一連鑄鑄造流程中系統(tǒng)的產(chǎn)能不僅僅決定于各單位工序的產(chǎn)能，還決定于工序問(wèn)物流的流通能力和效率。連續(xù)運(yùn)行的制造流程中·物流的運(yùn)行動(dòng)力學(xué)決定于上游工序的“推力”、下游工序的“拉力”。對(duì)于某道工序(如轉(zhuǎn)爐)如果前道工序“推力”大于本道工序相應(yīng)的“拉力”則會(huì)發(fā)生物質(zhì)流的擁堵；如果后道工序“拉力”過(guò)強(qiáng)也會(huì)引起本工序物質(zhì)流供給不足，影響流程整體能力的l發(fā)揮。為了平衡工序問(wèn)的“推力”和“拉力”，需要在工序間建立一定能力的緩沖工序以保證各工序問(wèn)均衡穩(wěn)定的生產(chǎn)。通常在工廠設(shè)計(jì)中大多采用鋼鐵制造流程中物質(zhì)流的均值靜態(tài)運(yùn)行模式，假定各工序間的物流是穩(wěn)定和均衡的。但在實(shí)際生產(chǎn)中物流往往是隨機(jī)的和不穩(wěn)定的．造成各工序間物流的不穩(wěn)定匹配一對(duì)應(yīng)的紊流運(yùn)行動(dòng)力學(xué)模式·其結(jié)果是物流輸入、輸出波動(dòng)，隨機(jī)匹配，可受控性差．物流的流通能力和效率降低，如圖9所示。

為了實(shí)現(xiàn)高效化、穩(wěn)定生產(chǎn)必須建立起鐵水預(yù)處理一煉鋼一二次精煉一連鑄流程中物質(zhì)流的動(dòng)態(tài)一有序、匹配一對(duì)應(yīng)的運(yùn)行動(dòng)力學(xué)模式，特別是要盡可能避免隨機(jī)的無(wú)序“紊流”運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)有序“層流”運(yùn)行的動(dòng)力學(xué)機(jī)制，使輸入物流和輸出物流基本穩(wěn)定，整個(gè)流程基本可控，如圖10所示。

2．4 界面技術(shù)與共性技術(shù) 2．4．1 界面技術(shù)

研究高效化快節(jié)奏生產(chǎn)流程中各工序間的工序銜接和穩(wěn)定運(yùn)行規(guī)律，合理確定煉鐵一煉鋼工藝界面和連鑄軋鋼工藝界面中各工序問(wèn)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)、品質(zhì)要求與溫度控制精度，減少或盡量避免各工序環(huán)節(jié)因生產(chǎn)延誤、設(shè)備故障、安全事故等干擾因素對(duì)全流程正常生產(chǎn)節(jié)奏和平穩(wěn)運(yùn)行的影響。圖11給出現(xiàn)代煉鋼生產(chǎn)流程中最主要的界面技術(shù)，其中包括外部界面(又稱流程界面)和內(nèi)部運(yùn)行界面。如果以煉鋼一連鑄作為一個(gè)整體的生產(chǎn)工序，其外部界面主要是“高爐一轉(zhuǎn)爐界面”和“連鑄一熱軋界面”；內(nèi)部運(yùn)行界面是“煉鋼一連鑄界面”。

界面技術(shù)是保證全流程動(dòng)態(tài)一有序、連續(xù)一緊湊和高效穩(wěn)定生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。在煉鐵一煉鋼界面應(yīng)重點(diǎn)研究高爐一轉(zhuǎn)爐之間各種物質(zhì)流、能量流動(dòng)態(tài)一有序運(yùn)行的界面技術(shù)。提倡采用以鐵水包多功能化為特點(diǎn)的“一包到底”先進(jìn)工藝，優(yōu)化鐵水運(yùn)輸環(huán)節(jié)，避免重復(fù)倒運(yùn)和不必要的轉(zhuǎn)兌，縮短轉(zhuǎn)運(yùn)周期，減少鐵水溫降，提高鐵水預(yù)處理的效率。在連鑄一熱軋工藝界面重點(diǎn)開(kāi)發(fā)高效鑄機(jī)高拉速條件下高溫?zé)o缺陷坯生產(chǎn)技術(shù)、熱送與熱裝工藝，提高熱坯輸送速度，完善熱送保溫措施，提高鑄坯人爐溫度。同時(shí)，要認(rèn)真研究高溫鑄坯熱裝與直軋過(guò)程中的冶金學(xué)一材料學(xué)問(wèn)題，研究不同鋼種高溫?zé)嵫b一軋制過(guò)程中軋件的相變、組織變化、微細(xì)夾雜物及第二相粒子析出規(guī)律和對(duì)成品材組織與性能的遺傳特性，提出不同鋼種的最佳熱送工藝。探索以“一鋼多級(jí)”為目標(biāo)，研究與不同級(jí)別鋼材性能相適應(yīng)的控軋控冷工藝和煉鋼一二次精煉一連鑄技術(shù)，實(shí)現(xiàn)煉鋼一軋鋼工藝過(guò)程的系統(tǒng)耦合。

二次精煉是煉鋼一連鑄工藝區(qū)段內(nèi)最重要的工序界面，具有保證煉鋼與連鑄兩大生產(chǎn)單元的能力匹配與物流銜接，發(fā)揮時(shí)間節(jié)奏緩沖和鋼水溫度、成分調(diào)節(jié)等重要作用。是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)有序、連續(xù)一緊湊運(yùn)行的重要_T序。今后，隨著鐵水“三脫”和轉(zhuǎn)爐高速吹煉與高效連鑄技術(shù)的發(fā)展，煉鋼與連鑄的生產(chǎn)節(jié)奏加快，生產(chǎn)周期縮短．二次精煉工序?qū)⒊蔀闊掍撘贿B鑄生產(chǎn)過(guò)程中的“時(shí)間瓶頸”。因此，研究開(kāi)發(fā)快速精煉技術(shù)特別是RH快速精煉技術(shù)，大幅度縮短精煉時(shí)問(wèn)是十分必要的。同時(shí)，對(duì)煉鋼廠內(nèi)物流輸送路線，特別是RH等精煉裝置在平面圖中的合理位置也必須給予高度重視和科學(xué)安排。這些都對(duì)今后實(shí)現(xiàn)煉鋼一連鑄生產(chǎn)節(jié)奏匹配、提高鋼水質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)連鑄機(jī)恒溫、恒拉速的穩(wěn)定化生產(chǎn)工藝具有重要意義。對(duì)加速鋼水周轉(zhuǎn)和提高車(chē)間調(diào)度的有效性和生產(chǎn)能力的充分發(fā)揮具有重要作用。2．4．2 共性技術(shù)

從流程優(yōu)化的角度考慮．煉鋼一連鑄區(qū)段內(nèi)的主要共性技術(shù)是：爐機(jī)匹配技術(shù)、鋼水二次精煉的優(yōu)化匹配技術(shù)、連鑄高效化技術(shù)、精料技術(shù)、節(jié)能減排和環(huán)保技術(shù)、過(guò)程信息化控制技術(shù)。

(1)爐機(jī)匹配技術(shù)。新一代煉鋼工藝流程應(yīng)在采用先進(jìn)成熟的工藝與裝備技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合若干新開(kāi)發(fā)的工藝技術(shù)和匹配技術(shù)，通過(guò)界面技術(shù)的匹配、協(xié)調(diào)。形成優(yōu)化組合的生產(chǎn)流程。新流程中轉(zhuǎn)爐的容量并非越大越好，而應(yīng)該依據(jù)產(chǎn)品大綱的定位和合理布局的工廠結(jié)構(gòu)，追求最佳的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。煉鋼爐的合理容量不僅要和連鑄機(jī)相匹配，而且還應(yīng)適應(yīng)軋機(jī)及其生產(chǎn)產(chǎn)品的需求，保證軋機(jī)的生產(chǎn)高效化。對(duì)于兩套傳統(tǒng)熱帶連軋機(jī)協(xié)同生產(chǎn)，其鋼材的年生產(chǎn)規(guī)模應(yīng)在800萬(wàn)t以上，適宜采用3座280～300t大型轉(zhuǎn)爐。同樣規(guī)模的企業(yè)若采用鐵水全“三脫”和轉(zhuǎn)爐高速吹煉新工藝，由于煉鋼節(jié)奏加快、冶煉周期縮短，應(yīng)采用230～250 t的脫碳轉(zhuǎn)爐和相應(yīng)的脫硅、脫磷預(yù)處理轉(zhuǎn)爐。對(duì)于中板年生產(chǎn)規(guī)模在180萬(wàn)t左右的鋼廠，一般應(yīng)選擇兩座150～180t轉(zhuǎn)爐。對(duì)于年生產(chǎn)規(guī)模在140～180萬(wàn)t以上的長(zhǎng)型材鋼廠一般可配置兩座50～80t的轉(zhuǎn)爐或兩座80～100t的電爐；對(duì)于薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線為充分發(fā)揮連軋機(jī)的生產(chǎn)能力，選擇兩座120～150t轉(zhuǎn)爐或1座230～250t也可以選擇兩臺(tái)150～180t電爐與兩流薄板坯鑄機(jī)匹配是合理的。合理選擇煉鋼爐的爐容，穩(wěn)定和規(guī)范操作程序，提高設(shè)備自動(dòng)化和智能化的運(yùn)行水平是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)高效、穩(wěn)定的基礎(chǔ)條件。

(2)鋼水精煉的優(yōu)化匹配技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)鋼鐵廠均已配備了鋼水二次精煉設(shè)施，過(guò)去配置爐外精煉裝置往往單純從精煉裝備的冶金功能出發(fā)進(jìn)行選擇，而新一代鋼鐵流程要求根據(jù)產(chǎn)品和生產(chǎn)流程動(dòng)態(tài)一有序的特點(diǎn)合理選擇精煉裝置。對(duì)于一般以生產(chǎn)普碳鋼、低合金鋼長(zhǎng)材為主的鋼廠，二次精煉裝置應(yīng)選擇成本低、效率高的爐后吹氬／喂絲裝置或CAS。對(duì)于以中、厚板材為主要產(chǎn)品的鋼廠。應(yīng)采用LF；如需生產(chǎn)部分高端產(chǎn)品，要求脫氫、深脫氧和控制夾雜物，可同時(shí)匹配VD。對(duì)于以生產(chǎn)冷軋薄板為主體的煉鋼廠，由于要大量生產(chǎn)低碳或超低碳鋼材，一般應(yīng)選擇RH真空精煉設(shè)備，并合理配備CAS普通精煉設(shè)施。對(duì)于電爐廠一般應(yīng)以LF爐作為主要精煉設(shè)施，但為了保證高品質(zhì)鋼材生產(chǎn)的需求，可配置VD或RH真空精煉設(shè)施。

(3)連鑄高效化技術(shù)。目前連鑄高效化技術(shù)的主要目標(biāo)是：根據(jù)不同鋼種的特點(diǎn)合理提高拉速、確定典型拉速并穩(wěn)定拉速．實(shí)現(xiàn)恒拉速，保證鑄坯的內(nèi)部和表面質(zhì)量，促進(jìn)連鑄高效化。要根據(jù)軋機(jī)配置的 要求選擇優(yōu)化和固定的連鑄坯斷面尺寸，確定合理的拉速和連澆周期，相應(yīng)確定精煉爐、煉鋼爐的運(yùn)行節(jié)奏和生產(chǎn)能力。進(jìn)一步優(yōu)化煉鋼一連鑄的平面布置，保證物流通暢，縮短調(diào)運(yùn)時(shí)間，減小溫度波動(dòng)，為實(shí)現(xiàn)連鑄機(jī)定時(shí)、定溫、定速的穩(wěn)定生產(chǎn)創(chuàng)造條件。

鑄機(jī)斷面的合理選擇是實(shí)現(xiàn)全流程高效化生產(chǎn)的基礎(chǔ)。通常對(duì)于生產(chǎn)薄板的傳統(tǒng)板坯鑄機(jī)，連鑄坯厚度以210～230mm為宜，生產(chǎn)中厚板坯一般可選擇連鑄坯厚度250～300mm，薄板坯連鑄連軋機(jī)組生產(chǎn)的薄鑄坯厚度一般為70～90mm。對(duì)于小方坯連鑄機(jī)生產(chǎn)普碳鋼坯(包括低合金鋼)斷面為150 mrn×150mm為宜。對(duì)于特殊鋼生產(chǎn)連鑄機(jī)斷面可選擇220rnm×220mm～300 mm×300mm或其它相應(yīng)的矩形坯斷面。

(4)精料技術(shù)。這是一個(gè)系統(tǒng)的概念，即所有原材料都要符合冶煉、精煉與質(zhì)量的要求，不但鐵水這一最重要的原料需進(jìn)行預(yù)處理后再使用，其它原材料也都要精料。例如：注重提高鐵合金的質(zhì)量，尤其要注重FeMn的硅、鋁、磷等元素含量，F(xiàn)eCr中的鈦、磷含量，避免對(duì)潔凈鋼水的污染。要進(jìn)一步提高石灰質(zhì)量，提倡用回收的轉(zhuǎn)爐煤氣燒石灰，嚴(yán)格控制石灰中的硫含量和SiO2含量，提高石灰活性度。要加強(qiáng)對(duì)耐火材料的質(zhì)量監(jiān)督和管理工作，積極研究開(kāi)發(fā)新型連鑄三大件耐火材料；進(jìn)一步降低耐火材料的消耗，并深入研究減輕耐火材料對(duì)鋼水潔凈度的污染。保護(hù)渣的質(zhì)量穩(wěn)定性對(duì)連鑄坯表面質(zhì)量有重要影響，今后不但要加強(qiáng)新型保護(hù)渣的研究開(kāi)發(fā)工作，而且要加強(qiáng)對(duì)保護(hù)渣質(zhì)量的管理，嚴(yán)格控制保護(hù)渣的加入量，改進(jìn)保護(hù)渣加入技術(shù)，進(jìn)一步提高鑄坯質(zhì)量的穩(wěn)定性。要加強(qiáng)對(duì)廢鋼的成分、塊度分類(lèi)管理，特別是對(duì)于電爐廠要通過(guò)加強(qiáng)廢鋼管理減少加料次數(shù)，進(jìn)一步降低冶煉電耗。

(5)節(jié)能減排和環(huán)保技術(shù)。積極推行轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼工藝，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐工序負(fù)能煉鋼；進(jìn)一步促進(jìn)整個(gè)煉鋼一連鑄工序低能耗運(yùn)行；積極推廣轉(zhuǎn)爐閉罩冶煉、煤氣回收和干法除塵等先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)一步加強(qiáng)煤氣、蒸汽的回收與利用，降低放散率。低硫含量的優(yōu)質(zhì)轉(zhuǎn)爐煤氣應(yīng)主要用于生產(chǎn)石灰以降低石灰硫含量，大型轉(zhuǎn)爐回收蒸汽應(yīng)優(yōu)先作為煉鋼車(chē)間內(nèi)真空精煉設(shè)備的汽源，以提高能源轉(zhuǎn)換效率，降低真空精煉的成本。要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)轉(zhuǎn)爐爐渣、煙氣粉塵和廢棄耐火材料等固體廢棄物的利用與循環(huán)利用技術(shù)的開(kāi)發(fā)，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)煉鋼連鑄生產(chǎn)無(wú)公害化的近“零排放”。積極研究開(kāi)發(fā)低品質(zhì)蒸汽、煤氣發(fā)電等新技術(shù)。

(6)生產(chǎn)信息化與過(guò)程智能化控制技術(shù)。隨著社會(huì)信息化的發(fā)展和煉鋼連鑄的生產(chǎn)日趨準(zhǔn)連續(xù)化，煉鋼一連鑄生產(chǎn)過(guò)程的信息化建設(shè)和智能化控制技術(shù)的發(fā)展尤為重要。今后應(yīng)大力在國(guó)內(nèi)煉鋼廠推廣和完善信息中心和數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)煉鋼一連鑄全流程生產(chǎn)過(guò)程的在線監(jiān)控、故障診斷、生產(chǎn)和質(zhì)量預(yù)報(bào)與生產(chǎn)調(diào)度尋優(yōu)等信息管理功能，并開(kāi)展鐵水預(yù)處理一煉鋼一精煉一連鑄過(guò)程的智能控制技術(shù)研究。

多年以來(lái)，由于國(guó)內(nèi)不少煉鋼一連鑄原、輔材料質(zhì)量不穩(wěn)定，工藝規(guī)程不健全，生產(chǎn)基本沿用人工經(jīng)驗(yàn)控制技術(shù)。因此，生產(chǎn)的穩(wěn)定性往往受到操作者個(gè) 人的體力、精力和經(jīng)驗(yàn)所局限，造成人為的失誤或波動(dòng)，影響了工藝和產(chǎn)品的穩(wěn)定性。今后要在加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程精細(xì)管理和淘汰落后工藝裝備的同時(shí)，積極推廣轉(zhuǎn)爐副槍動(dòng)態(tài)控制、爐氣分析過(guò)程控制以及連鑄計(jì)算機(jī)控制等先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)而逐步實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)閉環(huán)在線智能控制，盡可能減少人為干擾，提高物流流量、成分、溫度的控制精度，保證產(chǎn)品性能和生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定性。

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第四篇：連鑄工藝范文

連鑄工藝流程介紹

----冶金自動(dòng)化系列專(zhuān)題

【導(dǎo)讀】：轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)出來(lái)的鋼水經(jīng)過(guò)精煉爐精煉以后，需要將鋼水鑄造成不同類(lèi)型、不同規(guī)格的鋼坯。連鑄工段就是將精煉后的鋼水連續(xù)鑄造成鋼坯的生產(chǎn)工序，主要設(shè)備包括回轉(zhuǎn)臺(tái)、中間包，結(jié)晶器、拉矯機(jī)等。本專(zhuān)題將詳細(xì)介紹轉(zhuǎn)爐（以及電爐）煉鋼生產(chǎn)的工藝流程，主要工藝設(shè)備的工作原理以及控制要求等信息。由于時(shí)間的倉(cāng)促和編輯水平有限，專(zhuān)題中難免出現(xiàn)遺漏或錯(cuò)誤的地方，歡迎大家補(bǔ)充指正?！景l(fā)表建議】

連鑄的目的: 將鋼水鑄造成鋼坯。

連鑄的工藝流程:

將裝有精煉好鋼水的鋼包運(yùn)至回轉(zhuǎn)臺(tái)，回轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)到澆注位置后，將鋼水注入中間包，中間包再由水口將鋼水分配到各個(gè)結(jié)晶器中去。結(jié)晶器是連鑄機(jī)的核心設(shè)備之一，它使鑄件成形并迅速凝固結(jié)晶。拉矯機(jī)與結(jié)晶振動(dòng)裝置共同作用，將結(jié)晶器內(nèi)的鑄件拉出，經(jīng)冷卻、電磁攪拌后，切割成一定長(zhǎng)度的板坯。【查看全文】

連鑄自動(dòng)化控制工藝流程圖

連鑄自動(dòng)化控制主要有連鑄機(jī)拉坯輥速度控制、結(jié)晶器振動(dòng)頻率的控制、定長(zhǎng)切割控制等控制技術(shù)?！静榭慈摹?/p>

連鑄的主要工藝設(shè)備介紹:

鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)

鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)：設(shè)在連鑄機(jī)澆鑄位置上方用于運(yùn)載鋼包過(guò)跨和支承鋼包進(jìn)行澆鑄的設(shè)備。由底座、回轉(zhuǎn)臂、驅(qū)動(dòng)裝置、回轉(zhuǎn)支撐、事故驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)和錨固件6部分組成?！静榭慈摹?/p>

中間包

中間包是短流程煉鋼中用到的一個(gè)耐火材料容器，首先接受從鋼包澆下來(lái)的鋼水，然后再由中間包水口分配到各個(gè)結(jié)晶器中去?！静榭慈摹?/p>

結(jié)晶器

在連續(xù)鑄造、真空吸鑄、單向結(jié)晶等鑄造方法中，使鑄件成形并迅速凝固結(jié)晶的特種金屬鑄型。結(jié)晶器是連鑄機(jī)的核心設(shè)備之一，直接關(guān)系到連鑄坯的質(zhì)量。【查看全文】

拉矯機(jī)

在連鑄工藝中，連鑄機(jī)拉坯輥速度控制是連鑄機(jī)的三大關(guān)鍵技術(shù)之一，拉坯速度控制水平直接影響連鑄坯的產(chǎn)量和質(zhì)量，而拉坯輥電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的性能又在其中發(fā)揮著重要作用。【查看全文】

電磁攪拌器

電磁攪拌器（Electromagnetic stirring: EMS）的實(shí)質(zhì)是借助在鑄坯液相穴中感生的電磁力，強(qiáng)化鋼水的運(yùn)動(dòng)。具體地說(shuō)，攪拌器激發(fā)的交變磁場(chǎng)滲透到鑄坯的鋼水內(nèi)，就在其中感應(yīng)起電流，該感應(yīng)電流與當(dāng)?shù)卮艌?chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力，電磁力是體積力，作用在鋼水體積元上，從而能推動(dòng)鋼水運(yùn)動(dòng)?！静榭慈摹?/p>

冷卻噴嘴

冷卻噴嘴具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、噴霧均勻的特點(diǎn)，根據(jù)噴霧面積需要，可在集管上安裝許多噴嘴，當(dāng)噴嘴均勻排列時(shí)，可保證噴霧的互相交叉，并略有重疊部分，使整個(gè)集管?chē)娚浞植季鶆?；主要適用于連鑄機(jī)、初軋和各種需要扁平噴霧冷卻的機(jī)械設(shè)備中?！静榭慈摹?/p>

火焰切割機(jī)

火焰切割機(jī)也叫氧氣切割。根據(jù)切割鋼板的厚度安裝適當(dāng)孔徑的割嘴；【查看全文】 

連鑄系統(tǒng)也是一個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)，用到的自動(dòng)化產(chǎn)品比較多，下面列舉部分產(chǎn)品出來(lái)：

常用到的自動(dòng)化設(shè)備：PLC、組態(tài)軟件、變頻器、工控機(jī)、工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)等等。

連鑄自動(dòng)化控制工藝流程圖

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連鑄自動(dòng)化控制工藝流程圖：

將裝有精煉好鋼水的鋼包運(yùn)至回轉(zhuǎn)臺(tái)，回轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)到澆注位置后，將鋼水注入中間包，中間包再由水口將鋼水分配到各個(gè)結(jié)晶器中去。結(jié)晶器是連鑄機(jī)的核心設(shè)備之一，它使鑄件成形并迅速凝固結(jié)晶。拉矯機(jī)與結(jié)晶振動(dòng)裝置共同作用，將結(jié)晶器內(nèi)的鑄件拉出，經(jīng)冷卻、電磁攪拌后，切割成一定長(zhǎng)度的板坯。

有連鑄機(jī)拉坯輥速度控制、結(jié)晶器振動(dòng)頻率的控制、定長(zhǎng)切割控制等主要控制技術(shù)。

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水平連鑄控制工藝流程圖： 圖片：

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生產(chǎn)線實(shí)景圖：

連鑄工藝詳解

連鑄的生產(chǎn)工藝流程：將裝有精煉好鋼水的鋼包運(yùn)至回轉(zhuǎn)臺(tái)，回轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)到澆注位置后，將鋼水注入中間包，中間包再由水口將鋼水分配到各個(gè)結(jié)晶器中去。結(jié)晶器是連鑄機(jī)的核心設(shè)備之一，它使鑄件成形并迅速凝固結(jié)晶。拉矯機(jī)與結(jié)晶振動(dòng)裝置共同作用，將結(jié)晶器內(nèi)的鑄件拉出，經(jīng)冷卻、電磁攪拌后，切割成一定長(zhǎng)度的板坯。

連鑄鋼水的準(zhǔn)備

一、連鑄鋼水的溫度要求：

鋼水溫度過(guò)高的危害：①出結(jié)晶器坯殼薄，容易漏鋼；②耐火材料侵蝕加快，易導(dǎo)致鑄流失控，降低澆鑄安全性；③增加非金屬夾雜，影響板坯內(nèi)在質(zhì)量；④鑄坯柱狀晶發(fā)達(dá)；⑤中心偏析加重，易產(chǎn)生中心線裂紋。

鋼水溫度過(guò)低的危害：①容易發(fā)生水口堵塞，澆鑄中斷；②連鑄表面容易產(chǎn)生結(jié)皰、夾渣、裂紋等缺陷；③非金屬夾雜不易上浮，影響鑄坯內(nèi)在質(zhì)量。

二、鋼水在鋼包中的溫度控制：

根據(jù)冶煉鋼種嚴(yán)格控制出鋼溫度，使其在較窄的范圍內(nèi)變化；其次，要最大限度地減少?gòu)某鲣?、鋼包中、鋼包運(yùn)送途中及進(jìn)入中間包的整個(gè)過(guò)程中的溫降。

實(shí)際生產(chǎn)中需采取在鋼包內(nèi)調(diào)整鋼水溫度的措施： 1）鋼包吹氬調(diào)溫

2）加廢鋼調(diào)溫

3）在鋼包中加熱鋼水技術(shù)

4）鋼水包的保溫

中間包鋼水溫度的控制

一、澆鑄溫度的確定

澆鑄溫度是指中間包內(nèi)的鋼水溫度，通常一爐鋼水需在中間包內(nèi)測(cè)溫3次，即開(kāi)澆后5min、澆鑄中期和澆鑄結(jié)束前5min,而這3次溫度的平均值被視為平均澆鑄溫度。

澆鑄溫度的確定可由下式表示（也稱目標(biāo)澆鑄溫度）：

T=TL+△T。

二、液相線溫度：

即開(kāi)始凝固的溫度，就是確定澆鑄溫度的基礎(chǔ)。推薦一個(gè)計(jì)算公式：

T=1536-{78[%C]+7.6[%Si]+4.9[%Mn]+34[%P]+30[%S]+5.0[%Cu]+3.1[%Ni]+1.3[%Cr]+3.6[%Al]+2.0[%Mo]+2.0[%V]+18[%Ti]}

三、鋼水過(guò)熱度的確定

鋼水過(guò)熱度主要是根據(jù)鑄坯的質(zhì)量要求和澆鑄性能來(lái)確定。

鋼種類(lèi)別

過(guò)熱度

非合金結(jié)構(gòu)鋼

10-20℃

鋁鎮(zhèn)靜深沖鋼

15-25℃

高碳、低合金鋼

5-15℃

四、出鋼溫度的確定

鋼水從出鋼到進(jìn)入中間包經(jīng)歷5個(gè)溫降過(guò)程：

△T總=△T1+△T2+△T3+△T4+△T5 △T1出鋼過(guò)程的溫降；

△T2出完鋼鋼水在運(yùn)輸和靜置期間的溫降(1.0～1.5℃/min)；

△T3鋼包精煉過(guò)程的溫降（6～10℃/min）；

△T4精煉后鋼水在靜置和運(yùn)往連鑄平臺(tái)的溫降(5～1.2℃/min）；

△T5鋼水從鋼包注入中間包的溫降。

T出鋼 = T澆+△T總

控制好出鋼溫度是保證目標(biāo)澆鑄溫度的首要前提。具體的出鋼溫度要根據(jù)每個(gè)鋼廠在自身溫降規(guī)律調(diào)查的基礎(chǔ)上，根據(jù)每個(gè)鋼種所要經(jīng)過(guò)的工藝路線來(lái)確定。

拉速的確定和控制

一、拉速控制作用:

拉速定義:拉坯速度是以每分鐘從結(jié)晶器拉出的鑄坯長(zhǎng)度來(lái)表示。拉坯速度應(yīng)和鋼液的澆注速度相一致。拉速控制合理,不但可以保證連鑄生產(chǎn)的順利進(jìn)行,而且可以提高連鑄生產(chǎn)能力,改善鑄坯的質(zhì)量.現(xiàn)代連鑄追求高拉速。

二、拉速確定原則:

確保鑄坯出結(jié)晶器時(shí)的能承受鋼水的靜壓力而不破裂，對(duì)于參數(shù)一定的結(jié)晶器，拉速高時(shí)，坯殼??；反之拉速低時(shí)則形成的坯殼厚。一般，拉速應(yīng)確保出結(jié)晶器的坯殼厚度為12-14mm。

影響因素：鋼種、鋼水過(guò)熱度、鑄坯厚度等。

1）機(jī)身長(zhǎng)度的限制

根據(jù)凝固的平方根定律，鑄坯完全凝固時(shí)達(dá)到的厚度： 又機(jī)身長(zhǎng)度：

得到拉速：

2）拉坯力的限制

拉速提高，鑄坯中的未凝固長(zhǎng)度變長(zhǎng)，各相應(yīng)位置上凝固殼厚度變薄，鑄坯表面溫度升高，鑄坯在輥間的鼓肚量增多。拉坯時(shí)負(fù)荷增加。超過(guò)拉拔轉(zhuǎn)矩就不能拉坯，所以限制了拉速的提高。3）結(jié)晶器導(dǎo)熱能力的限制

根據(jù)結(jié)晶器散熱量計(jì)算出，最高澆注速度：

板坯為2.5米/分

方坯為3-4米/分

4）拉坯速度對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響

（1）降低拉速可以阻止或減少鑄坯內(nèi)部裂紋和中心偏析

（2）提高拉速可以防止鑄坯表面產(chǎn)生縱裂和橫裂

（3）為防止矯直裂紋，拉速應(yīng)使鑄坯通過(guò)矯直點(diǎn)時(shí)表面溫度避開(kāi)鋼的熱脆區(qū)。

5）鋼水過(guò)熱度的影響

一般連鑄規(guī)定允許最大的鋼水過(guò)熱度，在允許過(guò)熱度下拉速隨著過(guò)熱度的降低而提高，如圖1所示。

6）鋼種影響：就含碳量而言，拉坯速度按低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼的順序由高到低。就鋼中合金含量而言，拉速按普碳鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼順序降低。

圖1 拉速與溫度對(duì)應(yīng)表

第四節(jié) 鑄坯冷卻的控制

鋼水在結(jié)晶器內(nèi)的冷卻即一冷確定，其冷卻效果可以由通過(guò)結(jié)晶器壁傳出的熱流的大小來(lái)度量，如圖2所示。

圖2 鋼水在結(jié)晶器內(nèi)的冷卻

1）一冷作用：一冷就是結(jié)晶器通水冷卻。其作用是確保鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)形成一定的初生坯殼。

2）一冷確定原則：一冷通水是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，確定以在一定工藝條件下鋼水在結(jié)晶器內(nèi)能夠形成足夠的坯殼厚度和確保結(jié)晶器安全運(yùn)行的前提。通常結(jié)晶器周邊供水2L/mm·min。進(jìn)出水溫差不超過(guò)8℃，出水溫度控制在45-500℃為宜，水壓控制在0.4-0.6Mpa。

3）二冷作用:二次冷卻是指出結(jié)晶器的鑄坯在連鑄機(jī)二冷段進(jìn)行的冷卻過(guò)程.其目的是對(duì)帶有液芯的鑄坯實(shí)施噴水冷卻,使其完全凝固,以達(dá)到在拉坯過(guò)程中均勻冷卻.4）二冷強(qiáng)度確定原則:二冷通常結(jié)合鑄坯傳熱與鑄坯冶金質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面來(lái)考慮.鑄坯剛離開(kāi)結(jié)晶器,要采用大量水冷卻以迅速增加坯殼厚度,隨著鑄坯在二冷區(qū)移動(dòng),坯殼厚度增加,噴水量逐漸降低.因此,二冷區(qū)可分若干冷卻段,每個(gè)冷卻段單獨(dú)進(jìn)行水量控制.同時(shí)考慮鋼種對(duì)裂紋敏感性而有針對(duì)性的調(diào)整二冷噴水量.5）二冷水量與水壓:對(duì)普碳鋼低合金鋼，冷卻強(qiáng)度為：1.0-1.2L/Kg鋼。對(duì)低碳鋼、高碳鋼,冷卻強(qiáng)度為：0.6-0.8L/Kg鋼。對(duì)熱裂紋敏感性強(qiáng)的鋼種，冷卻強(qiáng)度為:0.4-0.6L/Kg鋼，水壓為0.1-0.5MPa，如圖3所示。

圖3 凝固系數(shù)與二冷水量關(guān)系

連鑄過(guò)程檢測(cè)與自動(dòng)控制

一、連鑄過(guò)程自動(dòng)檢測(cè)

（一）中間包鋼液溫度測(cè)定

1）中間包鋼液溫度的點(diǎn)測(cè)

用快速測(cè)溫頭及數(shù)字顯示二次儀測(cè)量溫度，如圖4所示。

圖4 二次溫度測(cè)量?jī)x

2）中間包鋼液溫度的連續(xù)測(cè)定

采用連續(xù)測(cè)溫?zé)犭娕紝?duì)中間包鋼液溫度進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，如圖5所示。

圖5 連續(xù)測(cè)溫?zé)犭娕?/p>

（二）結(jié)晶器液面控制

1）放射性同位素測(cè)量法如圖6所示：

圖6 放射性同位素測(cè)量法

2）紅外線結(jié)晶器液面測(cè)量法如圖7所示：

圖7 紅外線結(jié)晶器液面測(cè)量法

3）熱電偶結(jié)晶器液面測(cè)量法如圖8所示：

圖8 熱電偶結(jié)晶器液面測(cè)量法

4）激光結(jié)晶器液面測(cè)量法如圖9所示：

圖9 激光結(jié)晶器液面測(cè)量法

（三）連鑄機(jī)漏鋼預(yù)報(bào)裝置如圖10所示：

圖10 連鑄機(jī)漏鋼預(yù)報(bào)裝置

（四）連鑄二次冷卻水控制如圖11所示：

圖11 連鑄二次冷卻水控制

（五）鑄坯表面缺陷在線檢測(cè)

1）工業(yè)電視攝象法如圖12所示：

圖12 工業(yè)電視攝象法

2）渦流檢測(cè)法如圖13所示：

圖13 渦流檢測(cè)法

二、連鑄坯表面質(zhì)量及控制

（一）連鑄過(guò)程質(zhì)量控制

1）提高鋼純凈度的措施

（1）無(wú)渣出鋼

（2）選擇合適的精煉處理方式

（3）采用無(wú)氧化澆注技術(shù)

（4）充分發(fā)揮中間罐冶金凈化器的作用

（5）選用優(yōu)質(zhì)耐火材料

（6）充分發(fā)揮結(jié)晶器的作用

（7）采用電磁攪拌技術(shù)，控制注流運(yùn)動(dòng)

（二）連鑄坯表面質(zhì)量及控制

連鑄坯表面質(zhì)量的好壞決定了鑄坯在熱加工之前是否需要精整，也是影響金屬收得率和成本的重要因素，還是鑄坯熱送和直接軋制的前提條件。

連鑄坯表面缺陷形成的原因較為復(fù)雜，但總體來(lái)講，主要是受結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固所控制，如圖14所示。

圖14 連鑄坯表面缺陷示意圖

（三）連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量及控制

鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量是指鑄坯是否具有正確的凝固結(jié)構(gòu)、偏析程度、內(nèi)部裂紋、夾雜物含量及分布狀況等。

凝固結(jié)構(gòu)是鑄坯的低倍組織，即鋼液凝固過(guò)程中形成等軸晶和柱狀晶的比例。鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量與二冷區(qū)的冷卻及支撐系統(tǒng)密切相關(guān)，如圖15，圖16所示。

圖15 鑄坯內(nèi)部缺陷示意圖

圖16 “V”形偏析

1）減少鑄坯內(nèi)部裂紋的措施

（1）采用壓縮澆鑄技術(shù)，或者應(yīng)用多點(diǎn)矯直技術(shù)

（2）二冷區(qū)采用合適夾輥輥距，支撐輥準(zhǔn)確對(duì)弧

（3）二冷水分配適當(dāng)，保持鑄坯表面溫度均勻

（4）合適拉輥壓下量，最好采用液壓控制機(jī)構(gòu)

2）夾雜物的控制

從煉鋼

精煉 連鑄生產(chǎn)潔凈鋼，主要控制對(duì)策是：

（1）控制煉鋼爐下渣量

● 擋渣法（偏心爐底出鋼、氣動(dòng)法、擋渣球）

● 扒渣法：目標(biāo)是鋼包渣層厚＜50mm，下渣2Kg/t

（2）鋼包渣氧化性控制

● 出鋼渣中高（FeO+MnO）是渣子氧勢(shì)量度。（FeO+MnO）↑板胚T[O]↑

（3）鋼包精煉渣成分控制

不管采用何種精煉方法（如RH、LF、VD），合理攪拌強(qiáng)度和合理精煉渣組成是獲得潔凈鋼水的基礎(chǔ)。

合適的鋼包渣成分：CaO/ Al2O3＝1.5～1.8，CaO/ SiO2=8～13，（FeO+MnO）＜5％。高堿度、低熔點(diǎn)、低氧化鐵、富CaO鈣鋁酸鹽的精煉渣，能有效吸收大顆粒夾雜物，降低總氧。

（4）保護(hù)澆注

● 鋼水保護(hù)是防止鋼水再污染生產(chǎn)潔凈鋼重要操作

● 保護(hù)澆注好壞判斷指標(biāo)：－△[N]＝[N]鋼包－[N]中包；－△[Al]s＝[Al]鋼包－[Al]中包

● 保護(hù)方法：①中包密封充Ar；②鋼包

中間包長(zhǎng)水口，△[N]＝1.5PPm甚至為零；③中間包

結(jié)晶器浸入式水口

(5)中間包控流裝置

● 中間包不是簡(jiǎn)單的過(guò)渡容器，而是一個(gè)冶金反應(yīng)容器，作為鋼水進(jìn)入結(jié)晶器之前進(jìn)一步凈化鋼水

● 中間包促進(jìn)夾雜物上浮其方法：

a.增加鋼水在中間包平均停留時(shí)間t：t＝w/（a×b×ρ×v）。中間包向大容量深熔池方向發(fā)展。

b.改變鋼水在中間包流動(dòng)路徑和方向，促進(jìn)夾雜物上浮。

（6）中間包復(fù)蓋劑

中間包是鋼水去除夾雜物理想場(chǎng)所。鋼水面上復(fù)蓋劑要有效吸收夾雜物。

● 碳化稻殼；

● 中性渣：（CaO/SiO2=0.9～1.0）

● 堿性渣：（CaO+MgO/SiO2≥3）

● 雙層渣

渣中（SiO2）增加，鋼水中T[O]增加。生產(chǎn)潔凈鋼應(yīng)用堿性復(fù)蓋劑。

（7）堿性包襯

鋼水與中間包長(zhǎng)期接觸，鋼水與包襯的熱力學(xué)性能必須是穩(wěn)定的，這是生產(chǎn)潔凈鋼的一個(gè)重要條件。包襯材質(zhì)中SiO2增加，鑄坯中總氧T[O]是增加，因此生產(chǎn)潔凈鋼應(yīng)用堿性包襯。

對(duì)低碳Al-K鋼，中間包襯用Mg-Ca質(zhì)涂料（Al2O3→0），包襯反應(yīng)層中Al2O3可達(dá)21％，說(shuō)明能有效吸附夾雜物。

（8）鋼種微細(xì)夾雜物去除

● 大顆粒夾雜（>50μm）去除，采用中間包控流技術(shù)

● 小顆粒夾雜（<50μm）去除：

－中間包鈣質(zhì)過(guò)濾器

－中間包電磁旋轉(zhuǎn)

（9）防止?jié)沧⑦^(guò)程下渣和卷渣

● 加入示蹤劑追蹤鑄坯中夾雜物來(lái)源

● 結(jié)晶器渣中示蹤劑變化

● 鑄坯中夾雜物來(lái)源，初步估算外來(lái)夾雜物占41.6%二次氧化占 39%，脫氧產(chǎn)物為20%

（10）防止Ar氣泡吸附夾雜物

對(duì)Al－K鋼，采用浸入式水口吹A(chǔ)r防止水口堵塞，但吹A(chǔ)r會(huì)造成：

● 水口堵塞物破碎進(jìn)入鑄胚，大顆粒Al2O3軋制延伸會(huì)形成表面成條狀缺陷

● ＜1mmAr氣泡上浮困難，它是Al2O3和渣粒的聚合地，當(dāng)氣泡尺寸>200μm易在冷軋板表面形成條狀缺陷。

為解決水口堵塞問(wèn)題，可采用：

－鈣處理改善鋼水可澆性

－鈣質(zhì)水口

－無(wú)C質(zhì)水口

目前還是廣泛采用吹A(chǔ)r來(lái)防止堵塞。生產(chǎn)潔凈鋼總的原則是：鋼水進(jìn)入結(jié)晶器之前盡可能排除Al2O3。

（11）結(jié)晶器鋼水流動(dòng)控制

三、連鑄坯形狀缺陷及控制

（一）鼓肚變形

帶液心的鑄坯在運(yùn)行過(guò)程中，于兩支撐輥之間，高溫坯殼中鋼液靜壓力作用下，發(fā)生鼓脹成凸面的現(xiàn)象，稱之為鼓肚變形。板坯寬面中心凸起的厚度與邊緣厚度之差叫鼓肚量，用以衡量鑄坯彭肚變形程度。

減少鼓肚應(yīng)采取措施 ：

（1）降低連鑄機(jī)的高度

（2）二冷區(qū)采用小輥距密排列；鑄機(jī)從上到下輥距應(yīng)由密到疏布置

（3）支撐輥要嚴(yán)格對(duì)中

（4）加大二冷區(qū)冷卻強(qiáng)度

（5）防止支撐輥的變形，板坯的支撐輥?zhàn)詈眠x用多節(jié)輥

圖17 鑄坯鼓肚示意圖

（二）菱形變形

菱形變形也叫脫方。是大、小方坯的缺陷。是指鑄坯的一對(duì)角小于90°，另一對(duì)角大于90°；兩對(duì)角線長(zhǎng)度之差稱為脫方量。

應(yīng)對(duì)菱變的措施 ：

（1）選用合適錐度的結(jié)晶器

（2）結(jié)晶器最好用軟水冷卻

（3）保持結(jié)晶器內(nèi)腔正方形，以使凝固坯殼為規(guī)正正的形狀

（4）結(jié)晶器以下的600mm距離要嚴(yán)格對(duì)??；并確保二冷區(qū)的均勻冷卻

（5）控制好鋼液成分

（三）圓鑄坯變形

圓坯變形成橢圓形或不規(guī)則多邊形。圓坯直徑越大，變成隨圓的傾向越嚴(yán)重。形成橢圓變形的原因有：

（1）圓形結(jié)晶器內(nèi)腔變形

（2）二冷區(qū)冷卻不均勻

（3）連鑄機(jī)下部對(duì)弧不準(zhǔn)

（4）拉矯輥的夾緊力調(diào)整不當(dāng)，過(guò)分壓下

可采取相應(yīng)措施：

（1）及時(shí)更換變形的結(jié)晶器

（2）連鑄機(jī)要嚴(yán)格對(duì)弧

（3）二冷區(qū)均勻冷卻

（4）可適當(dāng)降低拉速

（四）夾雜物的控制

提高鋼純凈度的措施：

（1）無(wú)渣出鋼

（2）選擇合適的精煉處理方式

（3）采用無(wú)氧化澆注技術(shù)

（4）充分發(fā)揮中間罐冶金凈化器的作用

（5）選用優(yōu)質(zhì)耐火材料

（6）充分發(fā)揮結(jié)晶器的作用

（7）采用電磁攪拌技術(shù)，控制注流運(yùn)動(dòng)

（五）間包冶金

當(dāng)前對(duì)鋼產(chǎn)品質(zhì)量的要求變得更加嚴(yán)格。中間包不僅僅只是生產(chǎn)中的一個(gè)容器，而且在純凈鋼的生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。

70年代認(rèn)識(shí)到改變中間包形狀和加大中間包容積可以達(dá)到延長(zhǎng)鋼液的停留時(shí)間，提高夾雜物去除率的目的；安裝擋渣墻，控制鋼液的流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)夾雜物有效碰撞、長(zhǎng)大和上浮。80年代發(fā)明了多孔導(dǎo)流擋墻和中間包過(guò)濾器。

在防止鋼水被污染的技術(shù)開(kāi)發(fā)中，最近已有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。借助先進(jìn)的中間包設(shè)計(jì)和操作如中間包加熱，熱周轉(zhuǎn)操作，惰性氣氛噴吹，預(yù)熔型中間包渣，活性鈣內(nèi)壁，中間包喂絲，以及中間包夾雜物行為的數(shù)學(xué)模擬等，中間包在純凈鋼生產(chǎn)中的作用體現(xiàn)得越來(lái)越重要。

在現(xiàn)代連鑄的應(yīng)用和發(fā)展過(guò)程中，中間包的作用顯得越來(lái)越重要，其內(nèi)涵在被不斷擴(kuò)大，從而形成一個(gè)獨(dú)特的領(lǐng)域——中間包冶金。

中間包冶金的最新技術(shù)：

（1）H型中間包

（2）離心流中間包

（3）中間包吹氬

（4）去夾雜的陶瓷過(guò)濾器

（5）電磁流控制

圖18 H型中間包 [連鑄設(shè)備]鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)

鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)

鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)：設(shè)在連鑄機(jī)澆鑄位置上方用于運(yùn)載鋼包過(guò)跨和支承鋼包進(jìn)行澆鑄的設(shè)備。由底座、回轉(zhuǎn)臂、驅(qū)動(dòng)裝置、回轉(zhuǎn)支撐、事故驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)和錨固件6部分組成。

鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)的作用是將位于受包位置的滿載鋼包回轉(zhuǎn)至澆鋼位置，準(zhǔn)備進(jìn)行澆注，同時(shí)將澆完鋼水的空包轉(zhuǎn)至受包位置，準(zhǔn)備運(yùn)走。鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)大致有3種類(lèi)型：

單臂鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)：由底座、立柱、上轉(zhuǎn)臂、上轉(zhuǎn)臂驅(qū)動(dòng)裝置、下轉(zhuǎn)臂、下轉(zhuǎn)臂驅(qū)動(dòng)裝置組成。蝶形鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)：由底座、升降液壓缸、回轉(zhuǎn)架、鋼包支座、回轉(zhuǎn)臂、平行連桿、驅(qū)動(dòng)裝置、防護(hù)板組成。

鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)是連鑄機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備之一，起著連接上下兩道工序的重要作用。鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)情況基本上包括兩側(cè)無(wú)鋼包、單側(cè)有鋼包、兩側(cè)有鋼包三種情況，而單個(gè)鋼包重量已超過(guò)140噸。三種情況下，鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)受力有很大不同，但無(wú)論在何種情況下，都要保證鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)，定位準(zhǔn)確，起停時(shí)要盡可能減小對(duì)機(jī)械部分的沖擊，為減少中間包液面波動(dòng)和溫降，要縮短旋轉(zhuǎn)時(shí)間。因此，我們?cè)谧冾l器的容量選擇上，留有余地，即比電機(jī)功率加大一級(jí)。同時(shí)利用變頻器的s曲線加速功能，通過(guò)調(diào)整s曲線保證加、減速曲線平滑快速，減少對(duì)減速機(jī)的沖擊，再通過(guò)PLC判斷變速限位、停止限位實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中高、低速自動(dòng)變換及到位停車(chē)，同時(shí)滿足了對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)間和平穩(wěn)運(yùn)行的要求。

[連鑄設(shè)備]中間包

中間包是短流程煉鋼中用到的一個(gè)耐火材料容器，首先接受從鋼包澆下來(lái)的鋼水，然后再由中間包水口分配到各個(gè)結(jié)晶器中去。

連鑄機(jī)鋼水包和結(jié)晶器之間鋼水過(guò)渡的裝置，用來(lái)穩(wěn)定鋼流，減小鋼流對(duì)坯殼的沖刷，以利于非金屬夾雜物上浮，從而提高鑄坯質(zhì)量。

[連鑄設(shè)備]結(jié)晶器

在連續(xù)鑄造、真空吸鑄、單向結(jié)晶等鑄造方法中，使鑄件成形并迅速凝固結(jié)晶的特種金屬鑄型。

結(jié)晶器包括：

直型結(jié)晶器、弧形結(jié)晶器 curved mold：用于弧型和超低頭型（橢圓型）連鑄機(jī)上。

組合式結(jié)晶器 composite mold：由四塊壁板組成，每塊壁板又由一塊銅板和一塊鋼（鐵）板用螺栓連接而成。

多級(jí)結(jié)晶器 multi stage mold

調(diào)寬結(jié)晶器 adjustable mold：寬度可調(diào)的結(jié)晶器，一般只用于板坯連鑄。

結(jié)晶器是連鑄機(jī)的核心設(shè)備之一，直接關(guān)系到連鑄坯的質(zhì)量。結(jié)晶器的振動(dòng)頻率要求準(zhǔn)確，并根據(jù)拉坯速度自動(dòng)調(diào)整，在高振頻時(shí)，由于電機(jī)負(fù)載率上升，轉(zhuǎn)差率增加，導(dǎo)致振動(dòng)頻率有所降低，而為了保證振動(dòng)頻率的精確，需要打開(kāi)變頻器的轉(zhuǎn)差補(bǔ)償控制，在負(fù)載增加時(shí)，使變頻器自動(dòng)增加輸出頻率以提供在沒(méi)有速度降低情況下所需要的電機(jī)轉(zhuǎn)差率，補(bǔ)償量正比于負(fù)載的增加量，并在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)都起作用。

另外，結(jié)晶器的振動(dòng)是由電機(jī)帶動(dòng)偏心機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此表現(xiàn)為輸出電流及母線電壓呈現(xiàn)周期性震蕩，在振動(dòng)頻率較高時(shí)有引起母線過(guò)電壓故障的可能，通過(guò)允許變頻器的母線調(diào)節(jié)功能，使變頻器會(huì)基于直流母線電壓自動(dòng)調(diào)整輸出頻率，監(jiān)測(cè)到母線電壓瞬時(shí)升高時(shí)變頻器會(huì)適當(dāng)增加輸出頻率以減小引起母線電壓升高的再生能量，這樣做降低了出現(xiàn)變頻器過(guò)壓故障的可能性。

[連鑄設(shè)備]拉矯機(jī)

拉矯機(jī)

在連鑄工藝中，連鑄機(jī)拉坯輥速度控制是連鑄機(jī)的三大關(guān)鍵技術(shù)之一，拉坯速度控制水平直接影響連鑄坯的產(chǎn)量和質(zhì)量，而拉坯輥電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的性能又在其中發(fā)揮著重要作用。交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)日益成熟，交流變頻驅(qū)動(dòng)調(diào)速平穩(wěn)，調(diào)速范圍寬，對(duì)機(jī)械沖擊低，交流電機(jī)維護(hù)量低，交流變頻調(diào)速已取代直流調(diào)速，完全能夠滿足拉坯輥速度控制的需要。4、5號(hào)連鑄機(jī)的拉矯機(jī)為五輥雙機(jī)架三驅(qū)動(dòng)，上拉坯輥、下拉坯輥、矯直輥由三臺(tái)同型號(hào)電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)，完成引錠桿的上下傳送運(yùn)行和連鑄坯牽引，三臺(tái)電機(jī)必須保持同步，與一般的同步要求不同的是要保證三個(gè)輥面的線速度相同，而不是三臺(tái)電機(jī)的轉(zhuǎn)速相同，以避免出現(xiàn)負(fù)載分配不均引起母線過(guò)壓、欠壓、過(guò)載故障。

三臺(tái)變頻器接受相同的速度指令，按照同一頻率運(yùn)行，但由于三輥處于一個(gè)半徑8m的圓弧段的不同位置上，若要保持三個(gè)輥面的線速度相同，則三臺(tái)電機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)際應(yīng)有輕微差別，加上三臺(tái)電機(jī)的參數(shù)不可能完全相同，這就造成了三臺(tái)電機(jī)同步的困難。如果打開(kāi)母線調(diào)節(jié)功能，雖然可以在一定程度上避免由于不同步造成的母線電壓升高，但會(huì)造成電機(jī)轉(zhuǎn)速的不穩(wěn)定，從而使拉速值波動(dòng)，進(jìn)一步影響到結(jié)晶器鋼水液面和二冷配水的穩(wěn)定，甚至有造成事故的危險(xiǎn)。為此，我們利用變頻器內(nèi)置的PI控制功能，使三臺(tái)電機(jī)構(gòu)成主從驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，即以上拉坯電機(jī)作為主驅(qū)動(dòng)電機(jī)，工作在速度調(diào)節(jié)方式，下拉坯電機(jī)和矯直電機(jī)作為從動(dòng)電機(jī)，工作在帶有速度修正的速度調(diào)節(jié)方式下，通過(guò)比較主從電機(jī)的力矩電流產(chǎn)生偏差信號(hào)，從而修正從動(dòng)電機(jī)的速度。變頻器間的力矩電流信號(hào)傳送可以通過(guò)變頻器內(nèi)置的模擬量輸入、輸出通道來(lái)實(shí)現(xiàn)，無(wú)需另外添加硬件。這種方法構(gòu)成的主從驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，完全利用變頻器內(nèi)置功能實(shí)現(xiàn)，可以連續(xù)自動(dòng)完成速度修正，應(yīng)用在多輥傳動(dòng)的拉矯機(jī)上效果非常理想。

拉矯機(jī)和結(jié)晶器振動(dòng)裝置采用變頻器調(diào)速系統(tǒng)，拉矯機(jī)變頻器的啟動(dòng)、停止以及調(diào)速由PLC發(fā)送給拉矯機(jī)變頻器，拉矯機(jī)的實(shí)際速度FM經(jīng)光電隔離后再反饋給PLC，然后由PLC傳送給相應(yīng)儀表顯示實(shí)際值。結(jié)晶器振動(dòng)采用同調(diào)方式，即振動(dòng)頻率隨拉速變化而變化，即根據(jù)下面的公式，來(lái)控制結(jié)晶器振動(dòng)頻率f:

計(jì)算出振動(dòng)頻率f由PLC發(fā)送給結(jié)晶器振動(dòng)變頻器，使結(jié)晶器的振動(dòng)適應(yīng)于拉速變化，系統(tǒng)框圖如圖所示。

[連鑄設(shè)備]電磁攪拌器

電磁攪拌器 electromagnetic stirring, EMS：連續(xù)鑄鋼時(shí)，利用電磁力控制鋼液凝固過(guò)程，改善鑄坯質(zhì)量的工藝。也稱EMS技術(shù)。

電磁攪拌器（Electromagnetic stirring: EMS）的實(shí)質(zhì)是借助在鑄坯液相穴中感生的電磁力，強(qiáng)化鋼水的運(yùn)動(dòng)。具體地說(shuō)，攪拌器激發(fā)的交變磁場(chǎng)滲透到鑄坯的鋼水內(nèi)，就在其中感應(yīng)起電流，該感應(yīng)電流與當(dāng)?shù)卮艌?chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力，電磁力是體積力，作用在鋼水體積元上，從而能推動(dòng)鋼水運(yùn)動(dòng)。

電磁攪拌器的安裝位置和攪拌器模式

根據(jù)電磁攪拌器在鑄機(jī)冶金長(zhǎng)度上的不同安裝位置大致有以下幾種模式

結(jié)晶器電磁攪拌：Mold Electromagnetic stirring: MEMS 攪拌器安裝在結(jié)晶器銅管外面 二冷區(qū)電磁攪拌：Strand Electromagnetic Stirring: SEMS 攪拌器安裝在鑄坯外面 凝固末端電磁攪拌：Final Electromagnetic stirring:FEMS 用于方坯連鑄 攪拌器安裝在鑄坯外面

電磁攪拌器的冶金效果

攪拌位置

冶金效果

適用鋼種

MEMS

增加等軸晶率

低合金鋼

減少表面和皮下的氣孔和針孔

彈簧鋼

減少表面和皮下的夾雜物

冷軋鋼

坯殼均勻化

中高碳鋼等

稍稍改善中心偏析

SEMS

擴(kuò)大等軸晶率

不銹鋼

減少內(nèi)裂

改善中心偏析

工具鋼

減少中心疏松

FEMS

細(xì)化等軸晶

彈簧鋼

有效地改善中心偏析

軸承鋼

有效地改善中心縮孔和疏松

特殊高碳鋼

[連鑄工藝]火焰切割的工藝

厚度大于50mm的厚鋼板一般采用火焰切割，也叫氧氣切割。其工藝大體如下：

（1）根據(jù)切割鋼板的厚度安裝適當(dāng)孔徑的割嘴； 

（2）將氧氣和燃?xì)鈮毫φ{(diào)至規(guī)定值；

（3）用切割點(diǎn)火器點(diǎn)燃預(yù)熱焰，接著慢慢打開(kāi)預(yù)熱氧氣閥，調(diào)節(jié)火焰白心長(zhǎng)度，使火焰成中性焰，預(yù)熱起割點(diǎn)； 

（4）在切割起點(diǎn)上只用預(yù)熱焰加熱，割嘴垂直于鋼板表面，火焰白心尖端距鋼板表面1.5～2.5mm；

（5）當(dāng)起點(diǎn)達(dá)到燃燒溫度（輝紅色）時(shí)，打開(kāi)切割氧氣閥，瞬間就可進(jìn)行切割；

（6）在確認(rèn)已割至鋼板下表面后，就沿著切割線以適當(dāng)?shù)乃俣纫苿?dòng)割嘴繼續(xù)往前切割； 

（7）切割終了時(shí)，先關(guān)閉切割氧氣閥，再關(guān)閉預(yù)熱焰的氧氣閥。

定尺切割

定尺方式有碰球定尺和非在線定尺切割:

(1)碰球定尺

即切割機(jī)定尺脈沖信號(hào)由定尺碰球發(fā)出，但由于鋼坯表面的氧化皮的導(dǎo)電率差，盡管碰到了碰球，但不一定接觸良好，為防止誤切，系統(tǒng)利用拉矯機(jī)速度信號(hào)進(jìn)行積分運(yùn)算來(lái)計(jì)算坯長(zhǎng)，并與定尺信號(hào)進(jìn)行比較，確保定尺信號(hào)的準(zhǔn)確性。

(2)非在線定尺切割

利用專(zhuān)門(mén)的非在線式鑄坯長(zhǎng)度測(cè)量裝置，根據(jù)熱坯熱輻射的原理，通過(guò)探頭鎖定鑄坯在導(dǎo)軌內(nèi)的區(qū)域，當(dāng)鑄坯進(jìn)入?yún)^(qū)域并占滿整個(gè)區(qū)域后發(fā)出定尺信號(hào)，然后再給出剪切命令。

氧氣切割的基本原理及過(guò)程。

氧氣切割是利用氣體火焰的熱能將工件切割處預(yù)熱到燃點(diǎn)后，噴出高速切割氧流，使金屬燃燒并放出熱量而實(shí)現(xiàn)切割的方法。氣割過(guò)程有三個(gè)階段：

⑴預(yù)熱 氣割開(kāi)始時(shí)，利用氣體火焰（氧乙炔焰或氧丙烷焰）將工件待切割處預(yù)熱到該種金屬材料的燃燒溫度——燃點(diǎn)（對(duì)于碳鋼約為1100～1150℃）。

⑵燃燒 噴出高速切割氧流，使已達(dá)燃點(diǎn)的金屬在氧流中激烈燃燒，生成氧化物。

⑶吹渣 金屬燃燒生成的氧化物被氧流吹掉，形成切口，使金屬分離，完成切割過(guò)程。

氧氣切割的三條件：

金屬材料要進(jìn)行氧氣切割應(yīng)滿足以下三個(gè)條件：

1）金屬燃燒生成氧化物的熔點(diǎn)應(yīng)低于金屬熔點(diǎn)，且流動(dòng)性要好。

2）金屬的燃點(diǎn)應(yīng)比熔點(diǎn)低。

3）金屬在氧流中燃燒時(shí)能放出大量的熱量，且金屬本身的導(dǎo)熱性要低。

符合上述氣割條件的金屬有純鐵、低碳鋼、中碳鋼、低合金鋼以及鈦。其它常用的金屬材料如鑄鐵、不銹鋼、鋁和銅等由于不滿足此三條件，所以不能應(yīng)用氧氣切割，這些材料目前常用的切割方法是等離子弧切割。

[連鑄設(shè)備]冷卻噴嘴

連鑄二次冷卻的目的是對(duì)離開(kāi)結(jié)晶器后的鑄坯進(jìn)行連續(xù)冷卻 ,使之逐漸凝固 ,到切割機(jī)前完全凝固。凝固過(guò)程受鑄坯的導(dǎo)熱性、噴霧介質(zhì)的冷卻效果、以及鑄坯質(zhì)量等的限制。凝固過(guò)程應(yīng)控制鑄坯表面溫度在澆注方向均勻下降。所以連鑄坯二次冷卻噴嘴的冷態(tài)特性 ,對(duì)連鑄生產(chǎn)和保證連鑄坯質(zhì)量是非常重要的。對(duì)噴嘴生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的噴嘴噴頭的材質(zhì) ,要求有足夠的強(qiáng)度 ,否則在運(yùn)輸、安裝和檢修中一旦有磕碰、緊固等現(xiàn)象 ,會(huì)造成噴嘴的水流量、噴射角度和水流密度分布變化 ,對(duì)連鑄生產(chǎn)有不良影響。

冷卻噴嘴具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、噴霧均勻的特點(diǎn)，根據(jù)噴霧面積需要，可在集管上安裝許多噴嘴，當(dāng)噴嘴均勻排列時(shí)，可保證噴霧的互相交叉，并略有重疊部分，使整個(gè)集管?chē)娚浞植季鶆颍恢饕m用于連鑄機(jī)、初軋和各種需要扁平噴霧冷卻的機(jī)械設(shè)備中。

連鑄二冷噴嘴的類(lèi)型、噴霧方法對(duì)鑄坯冷卻的影響 ,各類(lèi)噴嘴冷卻的優(yōu)缺點(diǎn) ,以及環(huán)型噴嘴嘴頭的材質(zhì)在檢修中出現(xiàn)的問(wèn)題。對(duì)包鋼引進(jìn)大方坯和大圓坯的汽霧噴嘴和國(guó)產(chǎn)噴嘴的冷態(tài)特性進(jìn)行測(cè)試研究 ,測(cè)試結(jié)果表明 ,國(guó)產(chǎn)噴嘴的水流密度分布在中心的左右 ,分布均勻 ,對(duì)大方坯和大圓坯的橫向均勻降溫有益 ,但是國(guó)產(chǎn)噴嘴的噴射角度在測(cè)試的五種噴嘴中 ,有四種噴嘴符合國(guó)家黑色冶金對(duì)噴嘴噴射角度的要求 ,只有D40 197-1噴嘴在高壓測(cè)試時(shí)超國(guó)家要求的 +4° ,有少量國(guó)產(chǎn)噴嘴在同壓力條件下的流量誤差在 1%～ 10 %之間。

[連鑄設(shè)備]火焰切割機(jī)

圖片：

厚度大于50mm的厚鋼板一般采用火焰切割，也叫氧氣切割。其工藝大體如下：

（1）根據(jù)切割鋼板的厚度安裝適當(dāng)孔徑的割嘴； 

（2）將氧氣和燃?xì)鈮毫φ{(diào)至規(guī)定值；

（3）用切割點(diǎn)火器點(diǎn)燃預(yù)熱焰，接著慢慢打開(kāi)預(yù)熱氧氣閥，調(diào)節(jié)火焰白心長(zhǎng)度，使火焰成中性焰，預(yù)熱起割點(diǎn)； 

（4）在切割起點(diǎn)上只用預(yù)熱焰加熱，割嘴垂直于鋼板表面，火焰白心尖端距鋼板表面1.5～2.5mm；

（5）當(dāng)起點(diǎn)達(dá)到燃燒溫度（輝紅色）時(shí)，打開(kāi)切割氧氣閥，瞬間就可進(jìn)行切割；

（6）在確認(rèn)已割至鋼板下表面后，就沿著切割線以適當(dāng)?shù)乃俣纫苿?dòng)割嘴繼續(xù)往前切割； 

（7）切割終了時(shí)，先關(guān)閉切割氧氣閥，再關(guān)閉預(yù)熱焰的氧氣閥。

[連鑄設(shè)備]鋼包烘烤器

鋼包在新砌后和盛裝鋼水前一般都需要烘烤，用來(lái)烘烤鋼包的裝置就稱為鋼包烘烤器，又稱烤包器。

鋼包烘烤器有在線烘烤器和離線烘烤器兩大類(lèi)，離線烘烤器有立式烘烤器和臥式烘烤器兩種，另外還有專(zhuān)門(mén)烘烤中間包的中間包烘烤器。

第五篇：2.我國(guó)南方林業(yè)技術(shù)裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)南方林業(yè)技術(shù)裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

周玉申

（廣東省嶺南綜合勘察設(shè)計(jì)院，廣州 510520）

摘要：論述了我國(guó)南方林業(yè)技術(shù)裝備的發(fā)展現(xiàn)狀，提出了南方林業(yè)技術(shù)裝備發(fā)展中存在的主要問(wèn)題，預(yù)測(cè)了南方林業(yè)技術(shù)裝備未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：林業(yè)技術(shù)裝備，現(xiàn)狀，發(fā)展趨勢(shì) 林業(yè)技術(shù)裝備發(fā)展現(xiàn)狀

新中國(guó)成立后, 全國(guó)掀起轟轟烈烈的社會(huì)主義建設(shè)熱潮，木材作為基本建設(shè)三大材之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。為了合理高效開(kāi)采木材、利用木材，全國(guó)掀起了生產(chǎn)機(jī)械化、自動(dòng)化熱潮，通過(guò)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)林業(yè)技術(shù)和裝備, 并逐步吸收創(chuàng)新, 我國(guó)林業(yè)技術(shù)裝備得到了很大的發(fā)展, 并陸續(xù)興建了一批國(guó)營(yíng)林業(yè)機(jī)械制造企業(yè)，成立了林業(yè)技術(shù)裝備科研單位和大專(zhuān)院校，通過(guò)改進(jìn)、改造和革新，研制了多種批量生產(chǎn)的林業(yè)機(jī)械產(chǎn)品，在林業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重大作用, 大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率,保障了全國(guó)營(yíng)林和木材生產(chǎn)任務(wù)的完成，對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了重要貢獻(xiàn)。

由于長(zhǎng)期的對(duì)木材的過(guò)量采伐，使我國(guó)的生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞，林業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展出現(xiàn)了資源不可持續(xù)的困局和危機(jī)。1987 年起我國(guó)政府對(duì)林業(yè)發(fā)展進(jìn)行了戰(zhàn)略調(diào)整，實(shí)施了“天然林保護(hù)工程”，木材限額采伐等一系列政策。從此林業(yè)生產(chǎn)體系發(fā)生了重大變化，相應(yīng)的林業(yè)技術(shù)裝備也出現(xiàn)了較大的調(diào)整。一些與采伐運(yùn)輸機(jī)械相關(guān)的林機(jī)制造企業(yè)受到巨大沖擊，而與木材綜合利用相關(guān)的林產(chǎn)工業(yè)、家具生產(chǎn)機(jī)械和人造板機(jī)械則隨著實(shí)行社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)得到快速發(fā)展，部分國(guó)營(yíng)林業(yè)機(jī)械制造企業(yè)經(jīng)過(guò)改制后迅速壯大，成為中國(guó)人造板機(jī)械制造業(yè)的骨干企業(yè)。與此同時(shí)，一大批民營(yíng)林業(yè)技術(shù)裝備制造企業(yè)迅速崛起，進(jìn)一步增強(qiáng)了中國(guó)林業(yè)裝備制造業(yè)的發(fā)展活力，有力地推動(dòng)了中國(guó)林業(yè)技術(shù)裝備制造業(yè)的發(fā)展。

目前全國(guó)約有林業(yè)技術(shù)裝備制造企業(yè)2000 家，其中具有一定規(guī)模的約有300 家；可提供營(yíng)造林及木材生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備500 多種，木材加工機(jī)械設(shè)備1100 多種，人造板生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備800 多種；可提供成套的營(yíng)造林裝備、人工林培育和生產(chǎn)技術(shù)裝備、采伐運(yùn)輸機(jī)械技術(shù)裝備、木材加工技術(shù)裝備、人造板生產(chǎn)技術(shù)裝備、家具制造技術(shù)裝備、森林火災(zāi)防御技術(shù)裝備、林業(yè)有害生物防治技術(shù)裝備、林業(yè)生物質(zhì)資源利用技術(shù)裝備，從生產(chǎn)企業(yè)、從業(yè)人員及所提供的產(chǎn)品品種來(lái)說(shuō)，已成為世界上林業(yè)技術(shù)裝備的生產(chǎn)大國(guó)。

總體而言, 在全國(guó)林業(yè)生產(chǎn)中, 國(guó)營(yíng)林區(qū)、規(guī)模經(jīng)營(yíng)的大型林區(qū)木材生產(chǎn)作業(yè)的機(jī)械化程度比較高, 集體林區(qū)、個(gè)體經(jīng)營(yíng)的小型林區(qū)木材生產(chǎn)作業(yè)機(jī)械化和營(yíng)林作業(yè)的機(jī)械化程度則比較低。在營(yíng)林生產(chǎn)作業(yè)中, 目前僅苗圃育苗作業(yè)的主要工序基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化,而其他作業(yè)的機(jī)械化程度均不足10％, 與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比是差距最大的行業(yè)。木材加工、人造板生產(chǎn)、家具制造、林產(chǎn)工業(yè)、森林火災(zāi)防御等行業(yè)的技術(shù)裝備，雖已實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械化或自動(dòng)化，但技術(shù)裝備達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的很少，多數(shù)裝備相當(dāng)于發(fā)達(dá)國(guó)家20 世紀(jì)80 年代的水平，與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距很大。

廣東省是計(jì)劃經(jīng)濟(jì)建設(shè)時(shí)期全國(guó)五大重要林區(qū)之一。為了合理高效開(kāi)采利用木材資源，支持國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)，廣東省林業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)掀起了轟轟烈烈的技術(shù)革新熱潮，全省木材生產(chǎn)技術(shù)裝備程度基本與全國(guó)重點(diǎn)林區(qū)同步，國(guó)營(yíng)林區(qū)的木材生產(chǎn)基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，由于我省的地形特點(diǎn)，集體林區(qū)的木材生產(chǎn)、營(yíng)造林生產(chǎn)及其他作業(yè)的機(jī)械化程度相對(duì)較低，處于逐漸向作業(yè)機(jī)械化方向發(fā)展的過(guò)程中。但近十幾年來(lái), 隨著林業(yè)政策的結(jié)構(gòu)性調(diào)整，林業(yè)技術(shù)裝備發(fā)展出現(xiàn)了較大的滑坡，除與木材綜合利用相關(guān)的林產(chǎn)工業(yè)、家具生產(chǎn)和人造板企業(yè)得到快速發(fā)展外，而營(yíng)林作業(yè)、一些林農(nóng)的木材生產(chǎn)作業(yè)還停留在原始的人工作業(yè)狀態(tài)中，這與國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)目標(biāo)和現(xiàn)代林業(yè)發(fā)展很不相符。林業(yè)技術(shù)裝備的落后狀況與社會(huì)及相關(guān)部門(mén)的重視程度有關(guān)，這種狀況不利于林業(yè)兩大體系建設(shè)的加快實(shí)現(xiàn)。林業(yè)技術(shù)裝備發(fā)展中存在的主要問(wèn)題

我國(guó)林業(yè)技術(shù)裝備制造業(yè)是“大而不強(qiáng)”，林業(yè)裝備制造業(yè)工藝技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng)，尤其是主機(jī)設(shè)備的關(guān)鍵工藝技術(shù)缺乏創(chuàng)新，長(zhǎng)期處于跟蹤和模仿?tīng)顟B(tài)，產(chǎn)品質(zhì)量、自動(dòng)化程度和節(jié)能環(huán)保水平與國(guó)際先進(jìn)產(chǎn)品相比差距較大，嚴(yán)重影響了我國(guó)林業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。雖然技術(shù)裝備在我國(guó)林業(yè)生產(chǎn)中正發(fā)揮著重要作用，大大提高了林業(yè)作業(yè)質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率，為加快林業(yè)建設(shè)步伐做出了較為突出的貢獻(xiàn)，但中國(guó)林業(yè)技術(shù)裝備整體水平還很低，許多高技術(shù)產(chǎn)品仍依賴進(jìn)口，一些生產(chǎn)領(lǐng)域急需的林業(yè)裝備還是空白，如高端人造板生產(chǎn)設(shè)備、聯(lián)合采伐設(shè)備及林副產(chǎn)品加工機(jī)械設(shè)備等?，F(xiàn)有的林機(jī)裝備達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的不多，約70%的裝備相當(dāng)于發(fā)達(dá)國(guó)家20 世紀(jì)80 年代的水平，雖然國(guó)產(chǎn)木工機(jī)械的總體技術(shù)水平高于其他林業(yè)技術(shù)裝備，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，在品種數(shù)量、產(chǎn)品功能、數(shù)控普及率、加工精度及環(huán)保指標(biāo)等方面都還存在一定的差距。存在的主要問(wèn)題：

2.1 林業(yè)行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)裝備發(fā)展不平衡

我國(guó)的林業(yè)技術(shù)裝備起步較晚，林業(yè)技術(shù)裝備的開(kāi)發(fā)及生產(chǎn)能力基礎(chǔ)薄弱；林業(yè)技術(shù)裝備的開(kāi)發(fā)缺乏系統(tǒng)性，專(zhuān)業(yè)之間發(fā)展很不平衡，長(zhǎng)期受經(jīng)濟(jì)政策的影響，以木材生產(chǎn)和利用為目的，重視木材資源開(kāi)發(fā)和綜合利用技術(shù)裝備的發(fā)展，忽視了營(yíng)造林及相關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)裝備的發(fā)展；重視大規(guī)模經(jīng)營(yíng)的國(guó)營(yíng)企業(yè)林業(yè)生產(chǎn)技術(shù)裝備的發(fā)展，忽視了小規(guī)模經(jīng)營(yíng)集體企業(yè)和林農(nóng)的林業(yè)生產(chǎn)技術(shù)裝備的發(fā)展；重視地理備件好的林區(qū)生產(chǎn)技術(shù)裝備的發(fā)展，忽視了地理備件差的南方丘陵林區(qū)生產(chǎn)技術(shù)裝備的發(fā)展。

2.2 開(kāi)發(fā)品種結(jié)構(gòu)與需求結(jié)構(gòu)不協(xié)調(diào)

林業(yè)技術(shù)裝備企業(yè)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)上從企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，注重大型技術(shù)裝備、工業(yè)生產(chǎn)線技術(shù)裝備、大規(guī)模經(jīng)營(yíng)技術(shù)裝備、應(yīng)用面廣的技術(shù)裝備、經(jīng)濟(jì)效益好的技術(shù)裝備的開(kāi)發(fā)，而對(duì)小型技術(shù)裝備、林農(nóng)個(gè)體作業(yè)技術(shù)裝備、小規(guī)模經(jīng)營(yíng)技術(shù)裝備、應(yīng)用面窄小的技術(shù)裝備、經(jīng)濟(jì)效益不顯著但社會(huì)效益好的技術(shù)裝備的開(kāi)發(fā)缺乏積極性。林業(yè)技術(shù)裝備一機(jī)多用功能性不強(qiáng)，替代性差，價(jià)格高，推廣難度大；簡(jiǎn)易、便攜、低廉的技術(shù)裝備少，創(chuàng)新能力不夠，阻礙了斧、鐮、鋸等傳統(tǒng)替代型技術(shù)裝備的發(fā)展。

2.3 客觀條件所限，影響了林業(yè)技術(shù)裝備的推廣和發(fā)展

由于南方丘陵山區(qū)林農(nóng)經(jīng)營(yíng)作業(yè)分散，林業(yè)社會(huì)化服務(wù)專(zhuān)業(yè)化程度較低，專(zhuān)業(yè)服務(wù)組織發(fā)展緩慢，不適合大型林業(yè)技術(shù)裝備的推廣應(yīng)用，而簡(jiǎn)易、便攜、低廉的技術(shù)裝備品種又少，現(xiàn)有小型技術(shù)裝備故障率高，功能單一，配套性差，利用率不高，產(chǎn)品的質(zhì)量不高，但價(jià)格偏高，影響了林業(yè)技術(shù)裝備的推廣和發(fā)展。

2.4 產(chǎn)品缺乏創(chuàng)新性，傳統(tǒng)產(chǎn)品過(guò)剩

我國(guó)林業(yè)技術(shù)裝備通過(guò)不斷引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外具有代表性和先進(jìn)的機(jī)型進(jìn)行試驗(yàn)改進(jìn)和完善，盡管形成了比較完備的林業(yè)機(jī)械種類(lèi)，這些產(chǎn)品技術(shù)幾乎全部來(lái)源于對(duì)國(guó)外產(chǎn)品的模仿，技術(shù)含量低、量大面廣的產(chǎn)品重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重，生產(chǎn)能力過(guò)剩，造成市場(chǎng)過(guò)度競(jìng)爭(zhēng)，企業(yè)效益下滑；而適應(yīng)林業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)滯后；林業(yè)技術(shù)裝備具有復(fù)雜性和多變性，也就是批量小、品種多、變化快，許多產(chǎn)品開(kāi)發(fā)創(chuàng)新投入少，創(chuàng)新能力薄弱，企業(yè)又無(wú)力加大科技創(chuàng)新的投入，無(wú)法從事基礎(chǔ)性研究和原始開(kāi)發(fā)；一些林業(yè)裝備制造企業(yè)的技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和管理落后，原材料、能源浪費(fèi)嚴(yán)重；許多企業(yè)規(guī)模小、設(shè)備陳舊、產(chǎn)品檔次低、觀念落后，管理粗放，對(duì)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展缺乏規(guī)劃和明確定位。

2.5 政策扶持力度不夠，不利于林業(yè)技術(shù)裝備的發(fā)展

由于林業(yè)行業(yè)所處的特殊環(huán)境和山區(qū)林農(nóng)經(jīng)營(yíng)作業(yè)分散、經(jīng)營(yíng)成本高、影響因素多、經(jīng)濟(jì)效益差的特殊性，林業(yè)生產(chǎn)所采用的技術(shù)裝備要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易、攜帶方便、價(jià)格低廉，這樣的技術(shù)裝備對(duì)開(kāi)發(fā)企業(yè)來(lái)說(shuō)顯然是無(wú)利可圖的，生產(chǎn)企業(yè)做的越多就虧的越多，這就需要政府出面給予扶持，目前政府對(duì)業(yè)技術(shù)裝備行業(yè)的支持扶助是不夠的，國(guó)家相關(guān)部門(mén)已認(rèn)識(shí)到這一問(wèn)題，但落實(shí)管理工作還很薄弱，協(xié)調(diào)服務(wù)不足，不利于林業(yè)技術(shù)裝備的發(fā)展。林業(yè)技術(shù)裝備發(fā)展趨勢(shì)

目前世界林業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的林業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)集約化, 木材生產(chǎn)及其加工設(shè)備高度自動(dòng)化, 林業(yè)災(zāi)害防御技術(shù)已實(shí)現(xiàn)了遙感、衛(wèi)星監(jiān)測(cè)和計(jì)算機(jī)智能控制等高新技術(shù)現(xiàn)代化, 營(yíng)造林機(jī)械正處于由單工序機(jī)械化向多工序聯(lián)合機(jī)械化發(fā)展, 林副產(chǎn)品加工機(jī)械向工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化和商品化發(fā)展。

林業(yè)技術(shù)裝備技術(shù)總的發(fā)展趨勢(shì)是: 迅速吸收和應(yīng)用電子信息科技發(fā)展的成就, 向智能、高效、多功能和大型化方向發(fā)展, 重視資源和生態(tài)的保護(hù), 以及降低林產(chǎn)品生產(chǎn)作業(yè)成本的技術(shù)研究與應(yīng)用。林業(yè)技術(shù)裝備技術(shù)已逐步融合液壓技術(shù)、現(xiàn)代微電子技術(shù)與控制技術(shù)、信息技術(shù), 并注重與生物技術(shù)等的結(jié)合。許多智能化的林業(yè)技術(shù)裝備研究成果已開(kāi)始應(yīng)用, 正在向林業(yè)機(jī)械作業(yè)的高效率、高質(zhì)量、低成本和改善操作者的舒適性與安全性的方向發(fā)展。

我國(guó)林業(yè)技術(shù)裝備發(fā)展趨勢(shì)：從簡(jiǎn)單模仿、低端制造、自動(dòng)化程度低向自主開(kāi)發(fā)、中高端制造、機(jī)電液一體化轉(zhuǎn)變；從高消耗、低成本、高增長(zhǎng)向低消耗、高技術(shù)、穩(wěn)增長(zhǎng)轉(zhuǎn)變；從適應(yīng)森林養(yǎng)護(hù)、林業(yè)采伐、林產(chǎn)品加工向綠色環(huán)保、生態(tài)養(yǎng)護(hù)、低碳經(jīng)濟(jì)方面轉(zhuǎn)變；產(chǎn)品從低附加值向中高附加值轉(zhuǎn)變；林業(yè)裝備關(guān)鍵技術(shù)從過(guò)多依賴進(jìn)口向自主研發(fā)轉(zhuǎn)變，建立具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心關(guān)鍵技術(shù)體系，為我國(guó)現(xiàn)代林業(yè)建設(shè)和發(fā)展提供強(qiáng)有力的支撐。要重點(diǎn)研究的內(nèi)容

推進(jìn)林業(yè)技術(shù)裝備的發(fā)展, 既要遵循林業(yè)技術(shù)裝備發(fā)展的規(guī)律,又必須從我國(guó)國(guó)情和林業(yè)生產(chǎn)實(shí)際出發(fā), 把握我國(guó)林業(yè)技術(shù)裝備發(fā)展的規(guī)律,明確發(fā)展目標(biāo), 選擇符合國(guó)情、林情的發(fā)展道路。

提升林業(yè)技術(shù)裝備發(fā)展要符合現(xiàn)代林業(yè)發(fā)展的總體要求，即“用現(xiàn)代發(fā)展觀念引領(lǐng)林業(yè), 用多目標(biāo)經(jīng)營(yíng)做大林業(yè), 用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)提升林業(yè), 用現(xiàn)代物質(zhì)條件裝備林業(yè), 用現(xiàn)代信息手段管理林業(yè), 用現(xiàn)代市場(chǎng)機(jī)制發(fā)展林業(yè), 用現(xiàn)代法律制度保障林業(yè), 用擴(kuò)大對(duì)外開(kāi)放拓展林業(yè), 用培育新型務(wù)林人推進(jìn)林業(yè), 努力提高林業(yè)科學(xué)化、機(jī)械化和信息化水平,提高林業(yè)產(chǎn)出率、資源利用率和勞動(dòng)生產(chǎn)率, 提高林業(yè)發(fā)展的質(zhì)量、素質(zhì)和效益”。要把林業(yè)技術(shù)裝備的發(fā)展, 置于推進(jìn)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、市場(chǎng)化、國(guó)際化的大背景中, 置于建設(shè)生態(tài)文明、推進(jìn)現(xiàn)代林業(yè)的進(jìn)程中, 從機(jī)電、林學(xué)、環(huán)境、管理、法律等多門(mén)學(xué)科, 從經(jīng)濟(jì)、政治、文化、社會(huì)等多個(gè)角度開(kāi)展研究和整體推進(jìn)。

我國(guó)林業(yè)技術(shù)裝備發(fā)展的重點(diǎn)主要體現(xiàn)在: 加強(qiáng)林業(yè)技術(shù)裝備技術(shù)研究開(kāi)發(fā)和技術(shù)推廣, 提高林業(yè)技術(shù)裝備科技水平;積極構(gòu)建新型科技創(chuàng)新體系, 集中力量解決林業(yè)技術(shù)裝備技術(shù)近中期發(fā)展的瓶頸問(wèn)題, 創(chuàng)新和擁有一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)及重大產(chǎn)品,著力提升林業(yè)技術(shù)裝備水平, 推動(dòng)我國(guó)林業(yè)技術(shù)裝備由數(shù)量增長(zhǎng)向質(zhì)量、技術(shù)水平提高的發(fā)展方向轉(zhuǎn)變。

主要參考文獻(xiàn)

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