高效灵活的下一代连铸技术

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一、引言

连铸的起源可以追溯到19世纪80年代中期。随着S．Junghans结晶器振动技术开发和20世纪50年代Iain Halliday引入的“负滑脱”概念，使连铸达到实现的可能性，并连铸机生产率提高。

Iain Halliday在1961年美国底特律召开的AIME会议上表示，一台连铸机在不停机的情况下每年仅可以生产100万t板坯，这在当时连铸领域已成为发展极限。当时以及此后的40多年，没有人对此提出疑问。如今，连铸机年产能力已达到每流100万t～150万t，并且80％以上钢铁联合企业都能达到这样的生产能力。

西门子奥钢联研究了使连铸机生产能力突破每流年产200万t大关的关键问题，并且开发了若干关键技术，并最终达到这一目标。

二、连铸机生产发展趋势

如今，浇铸厚度200mm～250mm的板坯连铸，标准传统拉速通常为1．0m／min～1．5m／min。这使生产率达到每流约200t／h。冶金通常据此设计，并且采用了众所周知的如浸入式水口和快速更换中间包技术。薄板坯连铸机的拉速要比板坯拉速快3~4倍，才能达到同样的生产率。然而，更高的生产几乎是不可能的，因为这将受到连铸机的物理和冶金性能的限制，尤其是中厚板坯铸机更不可能了。

除了这些连铸机设计和冶金学方面的限制外，从经济效益考虑，表明提高连铸机的生产率，将会使生产成本降低，并缩短ROI（投资回报率）周期。这对投资人很有吸引力，因为产量的提高，并没有以牺牲质量或运营能力为代价。一个重要的因素是增加了钢在结晶器内的时间，并且连铸机的利用率最大化对产量的持续提高起着至关重要的作用。

如今2／3以上的板坯连铸机具有在线调宽功能，从而使提供的板坯可按照轧制宽度规程进行生产。研究表明，一些连铸机在连浇炉次少的情况下，很少使用在线调宽功能或调整轧机压力来适应用户对多规格宽度的要求。然而在其他情况下，进行长时间多炉连浇并全面使用在线调宽功能。

目前，70％以上的板坯连铸机不具备厚度调节能力。大多数连铸机只用单一厚度作为“最佳”厚度，甚至虽然设备可以根据轧制要求，生产“最佳”浇铸厚度板坯，以满足严格的轧制工艺要求(例如高碳钢可获得热轧机需要的厚度)或最佳冶金性能(例如中厚板的压下率)。亚洲新建的连铸机大多都具有厚度自动调节功能。

以上说明，通过改进连铸机的灵活性和全面利用机器的操作性能，连铸机的生产能力存在大幅度提高的潜力。

三、经济效益方面的考虑

在解释连铸机单产达到400万t／a的工艺方案之前，西门子奥钢联对两种连铸机进行了研究，以便对典型案例进行比较，从而有利于操作人员对新投资进行选择：第一个案例是投资建设两台双流连铸机，第二个案例是安装一台双流高生产率连铸机。

案例l：投资建设两台双流连铸机(旧厂改造)

假设某厂家两台双流板坯连铸机，每台年产量为200t／年。设备的维修和生产成本都高于现代化板坯连铸机，并且产品质量无法完全达到目前的市场要求，操作活性也比较低。

如果用现代大生产率板坯连铸机来取代这样的旧连铸机将具有下列优势：

·一台连铸机的产能就可达到400万t／年

·操作成本低

·维修成本低

·收得率高