厚板4200mm产线热送热装率提升研究_李孟礼.pdf

宝钢技术2023 年第 3 期厚板 4 200 mm 产线热送热装率提升研究李孟礼，韦晓然(宝钢湛江钢铁有限公司厚板厂，广东 湛江524000)摘要:介绍了影响热装计划的因素及工序，以厚板热坯的产出与损耗为出发点，分析热坯未做热装轧制的原因。结合工序跟踪发现的瓶颈及特点，采取从源头出发优化生产计划编排、优化设计平衡上下工序能力、打破瓶颈提升二切工序条件、调整库区区分减少热坯温度损失等措施，使炼钢与厚板之间的工序能力得到进一步匹配，促使各工序的生产过程向连续化、低成本、高质量、高效益的方向发展。关键词:板坯平衡;热装;匹配中图分类号:TG335 5+1文献标志码:B文章编号:10080716(2023)03004005doi:10 3969/j issn 10080716 2023 03 007esearch on increasing hot delivery and hot charging rate of 4 200 mmthick plate production lineLI Mengli and WEI Xiaoran(Heavy Plate Plant，Baosteel Zhanjiang Iron Steel Co，Ltd，Zhanjiang 524000，Guangdong，China)Abstract:The factors and processes affecting the hot charging plan were introduced Taking theoutput and loss of thick plate hot billet as the starting point，the reasons why the hot billet is not hotcharged and rolled were analyzed Combined with the bottlenecks and characteristics found in processtracking，we formulate a plan to optimize the production plan from the source，design optimization andbalance the capacity of upper and lower processes，break the bottleneck and improve the conditionsof the secondary cutting process，and adjust the reservoir area division and reduce the temperatureloss of hot billet The processing capacity between steelmaking and the thick plate is furthermatched，and the production process of each process is developed in the direction of continuity，lowcost，high quality，and high efficiencyKey words:slab balance;hot charging;matching李孟礼助理工程师1995 年生2017 年毕业于辽宁科技大学现从事金属轧制及冷却技术电话0759-3522704E-mail686262 baosteel com1背景及现状随着厚板 4 200 mm 产线轧制产能的不断扩展，加热炉在炉时间不足及能源消耗较大等问题已经成为制约产能发挥、降低轧态加工成本的重要因素;如何扩展产能、节能降耗，成为 4 200 mm产线进一步发展的关键问题。采用连铸坯热送热装后，可以降低板坯加热的在炉时间，提高加热炉的出钢产量和加热质量，降低燃料消耗、减少烧损等，达到提高产能、提高成材率、降低轧态加工成本的效果。热送热装也成为生产计划管理水平的重要指标，推动了炼钢连铸厚板的生产计划一体化管理，形成计划与工序的一贯制管理模式，促使各工序的生产过程向连续化、低成本、高质量、高效益的方向发展 1 2。2热装计划的影响因素及工序湛江钢铁具有从原料到板带材产品的生产能04李孟礼等厚板 4 200 mm 产线热送热装率提升研究力，板坯消耗产线主要有 3 条:热轧 2 250 mm、热轧 1 780 mm、厚板4 200 mm。厚板热装计划编排主要从炼钢精炼工序开始，根据合同订单要求，结合热轧产线需求与工序能力匹配的特点，以精炼为源头、板坯有限资源的最大利用原则，对相应的精炼、浇铸、加热、轧制、精加工工序进行分配。2 1产出与消耗在出钢平衡中，根据出钢计划的特点，厚板向出钢具有便捷性，但不具备主体性。设计的板坯产出与消耗生产计划中，2021 年厚板产能平均日计划产量 7 050 t，板坯消耗占比 27 98%;年度计划产量 248 万 t，板坯消耗占比 24 10%。2021 年板坯的产出与消耗日计划产量见表 1。表 1板坯产出与消耗日计划产量表Table 1Daily planned production schedule of slaboutput and consumption单位:t高炉铁水量连铸量2 250 mm 热轧轧制量4 200 mm 厚板轧制量12 600 229 80020 0007 0502 2工序分配精炼工序主要分 3 种，分别是 H 精炼、LF精炼和 LATS 精炼;主要配置为 3 台 H、2 台LATS、2 台 LF;搭配方式为 1 H+1 LF、1 H+2 LATS、1 H+1 LF。连铸工序 4 台连铸机，2 台双流2 150 mm 连铸机、1 台双流1 650 mm 连铸机、1 台双流 2 300 mm 连铸机，其中双流 2 300 mm连铸机供厚板向出钢计划。2 3工序瓶颈特点2 3 1精炼条件LATS 精炼计划出钢时，同一时刻只能出一个物流向计划，两物流向出钢会涉及钢包中转不匹配精炼产能，以及出现钢水交叉物流，影响上工序产能发挥。对于双重精炼处理钢种，LF+H 路径，LF 炉将常规合金基本添加到位，H 微调，少量易氧化特殊合金可在 H 添加;H+LF 路径，H 将合金基本添加到位，LF 炉微调;双重处理方式较其他精炼方式出钢周期较长，且该方式 4 台连铸机只能满足 2 台连铸机同时出钢。2 3 2计划条件厚板轧制计划的编排需要以匹配二切线、加热炉、轧线工序能力最大化发挥为原则，小批量、大批量集批组织生产，同时在轧制过程中，为保证钢板的质量控制，每轧制一定数量的板坯就要更换精轧机工作辊。更换前后的两个工作辊之间的轧制对象称为一个配辊计划，每一个配辊计划包括烫辊材和主体材两部分3。组成同一配辊计划轧制规格必须满足如下约束条件:轧制宽度主体材一定块数后朝递减方向变化。控温厚度、控温温度变化要平稳，不能反复跳跃。小批量、大批量集批生产。根据加热工艺要求，相同加热代码集中编排。相同轧制宽度规格或者类似轧制宽度规格钢板，精轧机工作辊在机轧制不能超过一定长度(结合钢板同板差的厚度控制要求对同规格及类似规格轧制块数进行限制)。配辊计划整体按宽度方向的变化原则，简要形状如图 1 所示。图 1配辊计划宽度方向变化简图Fig1Width direction change diagram of distribution roll plan根据各产线间的关联关系和现有资源的高效利用，生产计划需要结合各产线、工序的产出与消耗状况，工序分配的硬件条件、工序特点等进行编排;在生产计划设计过程，需要以轧制工序为基础，结合资源倾向特点，倒推炼钢工序的精炼计划;以上下工序连接的角度，精炼计划即为源头，从源头出发，才能在最开始的设计阶段实现最初的工序匹配。3历史数据分析对 2020 年厚板向出钢数据进行统计及分析，总出坯量 2 310 510 t，总装炉量 2 319 026 t，其中满足热送条件有 1 686 566 t，热送率 73 00%;达到 400 热 装 装 炉 量 1 230 659 t，热 装 率53 07%。3 1热坯未热送原因数据统计分析统计归类分析 2020 年因热坯下线而未能做热送量合计 623 832 t，热坯下线原因包含 B、T坯，板坯表面质量，计划下线，工艺要求及厚板收料等因素。具体数据见表 2。14宝钢技术2023 年第 3 期表 2热坯未热送下线原因统计归类表Table 2Statistical classification table of the reasons why hotbillets are not hot delivered offline项目数量/t占比/%总出坯量2 310 510热送量1 686 5667300下线量B、T 坯81 5613 53板坯表面质量56 5562 45计划下线165 4767 16工艺要求30 9011 34厚板收料289 33812 52小计623 83227 00由表 2 可知，厚板收料影响热坯下线量较大，占比 12 52%;同时也可以说明炼钢送坯能力大于厚板收料能力。从上、下工序能力平衡的角度进行突破，迫切需要提升厚板工序收料能力，以及对送料与收料间再重新设计匹配。3 2热坯未热装原因数据统计分析统计归类分析 2020 年因热坯下线而未能做热装量合计 517 927 t，热坯下线原因包含产出01、02 封锁，产出无合同材，产出 YY 封锁，二切下线，8 h 内装炉未到 400，主作业线设备检修或故障，品种钢、薄板轧制，以及炼钢计划与轧制计划不匹配等。具体数据见表 3。表 3热坯未热装下线原因统计归类表Table 3Statistical classification table of the reasons why hotbillets are not hot charged offline项目数量/t占比/%总装炉量2 319 026热装量1 230 6595307下线量产出 01 封锁1 872008产出 02 封锁16 663072产出无合同材50 260217产出 YY 封锁25 298109二切下线197 4978528 h 内装炉未到 400 77 076332主作业线设备检修或故障38 622167品种钢、薄板轧制17 709076炼钢计划与轧制计划不匹配92 930401小计517 9272234由表 3 可知，二切下线、生产计划不匹配、库区温降较快影响热装损失量较大，其中二切工序的影响占比 8 52%、生产计划(品种钢、薄板轧制，炼钢计划与轧制计划不匹配)的影响占比4 77%、库区温降(8 h 内装炉未到 400)的影响占比 3 32%。数据说明二切工序是热装率提升的一大瓶颈，迫切需要对二切设备条件进行优化;库区的潜在影响是后续热装率提升的可挖掘空间;同时生产计划编排也是影响热装率提升的关键因素，只有制定出以热装为主线的生产计划编排标准，热装率的提升才能得到进一步的突破。3 3数据分析总结结合生产实际，对 2020 年热坯出钢历史数据分析可以得出，影响热送率提升的主要因素为下工序收料;影响热装率提升的主要因素为二切下线、生产计划不匹配、库区温降等。4厚板工序跟踪4 1板坯下线对 2020 年 1112 月厚板侧下线板坯进行跟踪，数据归类汇总见表 4，其中占比率=(板坯类型块数/总装炉块数)100%;下线率=(下线块数/对应类型的块数)100%。表 4下线板坯类型归类表Table 4Classification table of slab types foroffline production单位:%板坯类别占比率下线率其他品种1043003一切二6427271一切三253017 26由表 4 可以看出，一切三板坯生产过程二切工序瓶颈较大，板坯在 25 30%的占比情况下，下线率达到 17 26%;说明一切