全球97%-98%的粗鋼都采用連鑄機進行鑄造加工，連鑄的發(fā)展趨勢遵循：提高鑄造產(chǎn)品質(zhì)量，滿足對鋼鐵產(chǎn)品的未來需求，通過節(jié)能減排或提高連鑄工藝產(chǎn)能改善連鑄對環(huán)境造成的不利影響。此外，數(shù)字化技術(shù)也日益重要。

本文主要針對包含高端鋼鐵產(chǎn)品在內(nèi)的螺紋鋼生產(chǎn)以及SBQ特殊鋼棒材生產(chǎn)的應用技術(shù)進行了系統(tǒng)描述。

結(jié)晶器是連鑄機最重要的部件，被稱之為連鑄設備的“心臟”，也是保證鑄坯質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，高穩(wěn)定性澆鑄條件取決于結(jié)晶器潤滑和結(jié)晶器振動狀況。在此背景下，研發(fā)了生產(chǎn)過程中實現(xiàn)最佳質(zhì)量控制的工藝技術(shù)和數(shù)字化解決方案。

1 通過緊湊型探測儀同步測定鋼水液位和保護渣渣層

為了保證連鑄車間內(nèi)連鑄機結(jié)晶器澆鑄出最佳質(zhì)量的鑄坯，應對溶池液位（彎月面）以及上部的保護渣和浮渣層厚度進行精準控制，并通過測量溶池液位方式控制進入結(jié)晶器的鋼水流動，正確且快速的測量對澆鑄穩(wěn)定性至關(guān)重要。另一方面，保護渣具有多樣化用途，如防止空氣中的氧進入鋼水發(fā)生氧化反應，影響鑄坯質(zhì)量；在結(jié)晶器壁與凝固殼之間形成一層渣膜，這層渣膜具有潤滑作用，減少拉坯阻力，防止凝固殼與銅板粘結(jié)；對溶池液位（彎月面）進行絕熱保溫，確保鋼水和結(jié)晶器之間進行均勻熱交換；另外，澆鑄保護渣不能充分熔化，會導致嚴重的澆鑄缺陷，甚至連鑄過程被迫中斷。因此，持續(xù)控制彎月面處的鋼渣和保護渣厚度，保證結(jié)晶器均勻澆鑄拉坯，對生產(chǎn)高質(zhì)量的鋼坯具有重大意義。

開發(fā)出一項多功能傳感器，命名為CONGAUGE LB6755傳感器，同時與德國Berthold技術(shù)公司就該項目密切合作，最終取得了理想的效果。CONGAUGE LB6755傳感器基于廣泛、快速和可靠的輻射測量技術(shù)，對結(jié)晶器液位進行常規(guī)澆鑄液位控制。此外，采用多晶檢測器（圖2），結(jié)合先進的評估編程代碼，確定結(jié)晶器中鋼水液位和保護渣渣層厚度。與測量保護渣渣層厚度的其他方案相比，這種傳感器將兩種方式融入一個緊湊型單元，節(jié)約了成本，降低了檢修維護和評估測量的復雜性。

用CONGAUGE LB6755傳感器對澆鑄過程進行深入仔細的檢測，測量和評估了兩種液位，從而更好地自動控制保護渣添加作業(yè)。這種新型傳感器對提高產(chǎn)品質(zhì)量意義重大，并為工業(yè)4.0解決方案打開了一扇大門，能夠更好、更精準地控制連鑄機結(jié)晶器區(qū)整個澆鑄過程。

2 采用大轉(zhuǎn)矩直驅(qū)電機，取得結(jié)晶器振動最佳效果

結(jié)晶器振動在連續(xù)澆鑄過程中對連鑄坯的產(chǎn)品質(zhì)量起到關(guān)鍵性作用，根據(jù)鋼種情況及鑄坯截面規(guī)格要求，快速而精確地在線調(diào)整結(jié)晶器振動曲線，所生產(chǎn)鑄坯的質(zhì)量效果非常好。簡單易行的電動傳動裝置布局緊湊、經(jīng)濟實惠，但缺乏在線控制功能，另一方面，液壓傳動裝置具備在線調(diào)整功能，可稱為經(jīng)典的解決方案，但價格昂貴，檢修維護頻繁。

CONDRIVE 傳動裝置設計結(jié)構(gòu)精巧緊湊，在線控制功能卓越，而且與其他結(jié)晶器振動傳動系統(tǒng)相比，控制功能更加精準（圖3）。

CONDRIVE傳動裝置的最大優(yōu)勢就是運行穩(wěn)定可靠，檢修維護率低。生產(chǎn)現(xiàn)場運行的首套結(jié)晶器振動傳動裝置已安全運行四年，沒有對其進行過大修。與機電傳動裝置相比，能耗低，僅為過去的50%。CONDRIVE傳動裝置適用于澆鑄方坯和大圓坯連鑄機，所需要的大修時間很短，每流結(jié)晶器振動傳動裝置的大修時間僅需半天。

CONDRIVE傳動裝置也可以按照EaaS（即設備出租服務）模式進行租賃服務工作，將CAPEX轉(zhuǎn)換為OPEX。

采用VERSCON技術(shù)，可以使高端鋼鐵生產(chǎn)商采用立式半連續(xù)鑄造工藝生產(chǎn)大型鋼坯，取代鑄錠鑄造工藝，從而提高連鑄機產(chǎn)能，降低環(huán)境污染，并確保生產(chǎn)出表面質(zhì)量高的鋼坯。

通過提高鑄流產(chǎn)能，降低切割量以及高速澆鑄連鑄機設計結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)最優(yōu)生產(chǎn)率。通過一機多流高速連鑄以及半連續(xù)直接向軋機熱裝鋼坯方式，最大限度地提高生產(chǎn)能力，同時依據(jù)鑄流產(chǎn)能情況，采用無頭軋制工藝，從而達到直接連軋最大生產(chǎn)能力（105t/h）。

研發(fā)了一套新型智能鑄坯特殊斷面控制系統(tǒng)，并申請了專利保護，減少了檢修維護頻繁、運營成本高的不利因素，同時提高了鑄坯生產(chǎn)率，增加了澆鑄速度和鑄坯斷面規(guī)格。

對于特殊鋼棒材（SBQ）生產(chǎn)商，提出了兩種針對結(jié)晶器區(qū)域的工藝技術(shù)和數(shù)字化解決方案，對提高連鑄產(chǎn)品的質(zhì)量起到關(guān)鍵性作用。通過CONGAUGE LB6755傳感器裝置，可以深入了解結(jié)晶器內(nèi)部潤滑狀況，同時能夠向結(jié)晶器中自動添加保護渣并控制保護渣渣層厚度。另一方面，CONDRIVE直接振動傳動裝置是精準在線控制結(jié)晶器振動的前沿設備。這兩種裝置的檢測信號均可支持檢測過程中的異常情況，并且可以很好地與工業(yè)4.0解決方案進行集成整合，如數(shù)字化過程狀態(tài)分析儀。