直接澆注薄板坯
為了盡可能地減少鋼鐵生產工序,實現節能和獲取更高的經濟效益,一些工業發達國家正在積極試驗研究一種能直接澆注薄板坯的連續鑄坯技術,並已取得了突破性的進展。澆鑄成的薄扳坯,厚皮為1~40mm,寬度為400~2000mm,既可作為熱寬帶鋼軋機精軋機組的原料,又可作為冷連軋機生產帶鋼的坯料。
這類直接澆鑄薄板坯的連鑄機主要有如下6種類型:單輥式、雙輥式、內環式、輪帶式、雙帶式和激冷塊式。單輥式是通過一噴嘴將鋼水直接噴在一轉動的結晶輥上,而後以極強的噴霧冷卻使噴到結晶輥上的銅水急驟冷卻而成為薄板坯。雙輥式是通過一澆鑄水口,將鋼水注入由兩個相同或不同直徑的結晶器輥構成的結晶器中,而後對結晶器輥和從結晶器中拉出的薄板坯進行高速噴水冷卻,使鋼水成為完全凝固的薄扳坯。內環式是將鋼水注人由一個轉動鋼環和鋼輥構成的結晶器中,通過高速冷卻而使之成為薄板坯。輪帶式是將鋼水通過一澆鑄水口注入由旋轉鋼輪和移動式鋼帶構成的結晶器中,通過噴霧冷卻而使之成為薄板坯。雙帶式是通過一耐火材料法鋼槽向由移動式鋼帶構成的結晶器中供應鋼水,然後再以噴霧冷卻的方式使之形成薄板坯。激冷塊式懸將鋼水注入由可旋轉的激冷鋼塊構成的結晶器中,使之冷躲為薄扳坯。
直接澆鑄薄扳坯的連鑄機的研製成功,將使連鑄機澆鑄的鋼坯的尺寸更加接近於軋鋼機所生產的成品鋼材的尺寸,可進一步簡化軋機的軋製過程,進一步節能和提高生產效率。
美國和日本在這項技術方麵所取得的成果最為顯著。1984年,美國阿拉克尼公司發表了用雙帶式連鑄機澆鑄不繡鋼極薄板坯的試驗成果。該公司用這種連鑄機成功地澆鑄出了厚度小於2mm的不鏽鋼板坯。美國鋼公司和伯利恒鋼公司研究成功了能澆鑄13~40mm(厚)X1830mm(寬)的薄板坯的雙帶式連鑄機。美國西屋電爐鋼公司和阿姆科鋼公司研製成功了能連鑄0。8~3mm厚的薄板坯的單輥式連鑄機。
1984年,日本川崎和住女鋼鐵公司研究成功一種能直接澆鑄序龐為10~40mm的薄板坯的雙帶式連鑄機。該連鑄機的結晶器由問步移動的上下兩條鋼帶和左右兩塊鋼製擋板構成,鋼諧間的距離為10~40mm,擋扳間的距離為600mm,這兩個距離分別是所澆鑄薄板坯的厚度和寬度。在澆鑄過程中由冷卻裝置對鋼帶和擋板進行噴霧冷卻。用這種連鑄機澆鑄薄板坯時,由於強製冷卻,其凝固速度極快,因而鑄坯的成分均勻,偏折極少,晶粒得到細化,板坯的表麵及內部質量均好。
這種雙帶式連鑄機的生產線,山一次和二次中間鋼水鐮、結晶器、夾送輥、電動機、火焰切割器和堆垛機構成。鑄機從一次中間鋼水罐到火焰切割器的總長度為69米,鑄機的最高鑄速為15米分。
日本住友金屬公司用這種連鑄機進行澆鑄薄板坯的鋼種有,低碳鋁鎮靜鋼、矽鎮靜鋼、高錳鋁鎮靜鋼和不鏽鋼。鋼水的澆鑄溫度為1550℃~1580℃。他們為防止因板坯和結晶器鋼帶間的摩擦而在板坯表麵上產生橫裂紋,在鋼帶表麵均勻地塗抹了一層潤滑劑,所澆鑄的板坯表麵無裂紋和重皮缺陷,內部中心疏鬆非常輕,幾乎沒有發現中心偏析缺陷。
1085年日本日立造船公司技術研究所研究成功一種雙輥式薄板坯連鑄機。該連鑄機由中間鋼水罐、兩個結晶器輥、扳坯導槽、冷卻裝置和夾送輥組成。鑄機的銅製結晶器輥的直徑為300~620mm。在結晶器輥的下方設置的板坯導槽可對從結晶器出來的未完全凝固的板坯起支承作用。澆鑄時所用的鋼水為含碳0。2%的低碳鋼,溫度為1610℃。
當用連鑄機直接澆鑄薄扳坯時,連鑄機應具有極強的冷卻能力,否則將不可能澆鑄出合乎質量要求的扳坯。美國,日本的一些研究人員認為,澆鑄薄板坯時板坯的冷卻速度主要取決於所澆鑄薄板坯的厚度,板坯的厚度越小,冷卻速度要越高。一般說來,冷卻速度應達到10℃/秒。當澆鑄的板坯厚度為1mm時,要求扳坯的冷卻速度要大於10℃/秒。
由於在設備和工藝上尚存在一些問題,目前直接澆鑄薄扳坯的連鑄技術尚未正式用於鋼水的連鑄生產中。但在這方麵所取得的上述試驗成果,已為連鑄技術的發展帶來了新的生機,它將使鋼水的連續鑄坯技術發生一係列根本性的變革。我國鋼鐵界對此應予以足夠的重視,積極開展此項技術的試驗研究工作。
高爐冷卻壁水溫差觀測的“千裏眼”
高爐生產過程中,一個令人很擔心的問題,就是高爐冷卻使水溫差問題。這個問題在我國至今絕大多數高爐生產中未得到很好解決。
眾所周知,高爐生產過程中,進行冷卻的目的在於防止磚襯的被損壞,促使生成渣皮,以保護爐殼免被燒穿和保持高爐合理的操作爐型。為達到這個目的,就必須建立起合理的冷卻製度。正是為有效地解決這個問題,及時、準確地測設冷卻壁水溫差,就成為維持合理冷卻製度的關鍵。
以往冷卻壁水溫差的測量,都由人工用水銀溫度計進行巡回測量記錄,體力勞動強度大,也很難做到及時、準確。在1989年冬的一次全國性有關專家參加的研討會上,首鋼一位負責現場高爐冷卻壁水溫差測量的專家形象地說:“一個班需要很多人圍繞高爐轉,每一分鍾測一次,一次幾十個點。夏天溫度商,人人汗流浹背;冬天人們穿行於‘水簾洞’之中,又冷又累。就是這樣幹,測出的點仍然間斷的,不是連續的,準確度和命中率都受到很大影響。”
令人欣慰的是,而今觀測高爐冷卻壁水溫差的“千裏眼”終於出現了。這個“千裏眼”就是冶金部自動化研究院與鞍鋼合作研製成功的工業遙距數據采集係統??高爐冷卻壁水溫差自動測量係統。該測量采用主從式分布式結構,由三大部分組成。安裝在高爐冷卻壁進出水管上的200多個溫度傳感器,可通過電纜接到兩個采集拒的接線端子排上。采集櫃內裝有計算機數據采集站,每個數據采集站連接著溫度傳感器。計算機係統通過訊線與所有采集站進行通訊聯係。該係統設有高分辨率彩色顯示器及寬行打印機等。
“千裏眼”幫助人們觀測高爐冷卻壁進出水溫差,共水溫差值忠實地反映出高爐爐壁燒損情況,以及爐內煤氣燃燒分布。準確地、連續地測量出各冷卻壁水溫差勝,對於防止高爐爐缸、爐壁燒穿,對於指導高爐生產均有重大現實意義。現代化的高爐安全生產,離不開這個“千裏眼”。
從廢物中提取的“垃圾鈣化氣”可切割鋼板
一把切割槍噴出烈焰,像裁紙似的毫不費力地將鋼板裁成斷片。你也許不會想到,這切割槍使用的燃燒氣體,競是從垃圾等廢物中提取的,它的科學名字稱為“垃圾鈣化氣”。,“垃圾鈣化氣”是以城市垃圾中的有機物為原料,根據不同需要添加不同比例的生石灰、廢石油瀝青或廢煤焦油等,裝入特製的臥式密封轉體爐中,在隔絕空氣使之缺氧的環境條件下進行高溫處理,然後再經過冷卻塔、過濾器、水封槽、洗滌塔等裝置加以淨化處理,便獲得一種高熱值可燃氣體。經測試,該氣體熱值達47721,比天然氣熱值還高。