CN1178840A - 连铸板坯短流程穿插装炉与微机优化加热工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种连铸板坯短流程穿插装炉与微机优化加热工艺,其特点是:确定连铸板坯是否可以穿插装炉;以半罐钢水的连铸板坯为一装炉单位与一罐规格、钢种和温度相近的初轧坯穿插装炉,根据钢种、规格和装炉温度不同,为不同炉型的加热炉设定不同的加热工艺制度,即计算出各种板坯的升温速度和在炉时间。本发明的工艺充分利用连铸坯的潜热和显热,可使加热炉能耗降低26.4%,产量增加25.2%,烧损减少26.8%,经济效益显著。

Description

连铸板坯短流程穿插装炉与微机优化加热工艺

本发明涉及轧钢板坯加热工艺领域，特别是关于连铸板坯短流程穿插装炉与微机优化加热工艺。

轧钢厂板坯加热炉在加热不同板坯时应采用不同的加热工艺制度。常规加热工艺制度或是适应于全是初轧板坯的加热，或是适用于全是连铸坯的加热。在老钢铁企业进行现代化改过程中，有相当长一个时期内，连铸和模铸共存。由于连铸坯和模铸坯的潜热和显热各不相同，温度分布各不相同，因此加热连铸坯和初轧坯的工艺制度也各不相同。为了充分利用连铸坯铸后的潜热与显热，必须有一套合理的装炉和加热工艺制度。

本发明的目的就是提供一种连铸板坯短流程穿插装炉与微机优化加热工艺，包括确定连铸板坯是否可以穿插装炉，以半罐钢水的连铸坯为一装炉单位的穿插装炉方法和根据不同钢种、规格和装炉温度计算板坯的升温速度和在炉时间。

本发明的另一个目的是为上述工艺提供一种确定连铸板坯可否穿插装炉的确认流程。

本发明的再一个目的是对于不同钢种，不同种类型的加热炉，不同板坯厚度和装炉温度，给出不同的加热工艺，即升度速度(从装炉温度升到出炉温度所需要的单位坯厚升温时间)和在炉时间。

按照本发明的连铸板坯短流程穿插装炉和微机优化加热工艺制度，由下列三部分组成：

1)确定连铸板坯是否可以穿插装炉，

2)装连铸坯和小批量初轧坯穿插装炉，即在连铸板坯短流程在线直送热装炉的基础上，以半罐钢水的连铸坯为一个装炉单位，将前三分之二板坯积存在连铸车间卸坯台上，到达规定的积存量后开始向加热炉送连铸坯，后三分之一连铸坯穿插跟进，装完后选一罐规格、钢种和温度相近的初轧板坯装炉，然后再依上述方式装连铸板坯，依此反复进行装炉。

采用这种穿插装炉工艺，可以缩短铸坯铸后传搁时间，使板坯最高装炉温度达到810℃(加热这种高温连铸坯可取消均热期)，平均可达到700℃。实施此穿插装炉工艺方案需要精心选择符合规格要求的初轧板坯，以防止连轧机辊缝的频繁调整，保证板形。

3)根据钢种、规格和装炉温度不同，为不同炉型的加热炉设定不同的加热工艺制度，即用微机按照铸坯热状态二维仿真差分方程优化计算出各种板坯的升温速度和在炉时间。

附图给出了连铸坯短流直送与初轧坯小批量穿插装炉工艺流程框图，特别说明了连铸坯是否可以穿插装炉的确认流程为：

1)判断铸后经切割、去毛刺、称重的连铸坯是否为注意坯，即是否需要离线处理的连铸板坯。

2)如果是注意坯，则离线判断是否需要清理，若需清理，则在清理之后送板坯库编组，若不需清理，则直接送板坯库编组。

3)如果不是注意坯，则需确定是否可以热送，若无法热送，则送往板坯库编组，若能热送，则在分析初轧热坯情况后判断是否可以穿插装炉。

4)如果可以穿插装炉，则确定装炉批量与方案，并确定是否需要下线编队，

5)如果需要下线编队，则确定是否装保温坑，若需装保温坑，则经垛坯台垛坯，在保温坑保温后与初轧坯作最佳穿插编组后出保温坑作穿插装炉，若不能装保温坑，则经垛坯台垛坯后送板坯库存放，制定穿插编组方案后与初轧坯穿插装炉。

6)如果不需要下线编队，则直接与初轧板坯穿插装炉。

7)如果不可以穿插装炉，则经垛坯台垛坯后判断是否能装入保温坑，如果保温坑有空位，则可在保温坑内存放，若没有空位，则在板坯库存放，确定最佳送轧时间后按普通装炉工艺装炉。

为了实现最佳加热工艺制度，首先将待加热的板坯分成三组：

一组钢包括低碳钢08～20，Q195B～Q255B，Q195BF～Q255BF，10Al～20Al，15g～25g等钢种；

二组钢包括中碳钢25～35,09Mn，09MnRE，08Al，10TiL，13MnTiL，15MnTi，14MnMoV，14MnVTiRE，15Ti，15MnV，15MnVN，16Mn，16MnRE，20CrMnSiA等钢种；

三组钢包括高碳钢40～65，65Mn，扁豆形花纹板232及406，25CrMnSiA～35CrMnSiA，K08Al重等钢种。

加热炉分两种类型，即平焰烧嘴加热炉和喷射烧嘴加热炉。

下表列出了在不同类型加热炉中，对不同装炉温度的不同组钢种的优化加热工艺制度，作为本发明的实施例。

            单位：速度(分/10mm坯厚)，时间(分)

装炉温度(℃)	平焰烧嘴加热炉						喷射烧嘴加热炉
													一组钢		二组钢		三组钢		一组钢		二组钢		三组钢
		升温速度	在炉时间	升温速度	在炉时间	升温速度	在炉时间	升温速度	在炉时间	升温速度	在炉时间	升温速度													在炉时间
0													9.5	219	11.0	253	12.1	278	9.1	209	10.7	246	11.6	267
	100	9.3	214	10.8	248	12.0	276	8.9	205	10.5	242	11.5													265
200													8.9	205	10.4	239	11.6	267	8.6	198	10.1	232	11.1	255
	300	8.4	193	9.8	225	11.0	253	7.9	182	9.4	216	10.5													242
400													7.7	177	9.1	209	10.1	232	7.3	168	8.7	200	9.6	221
	500	6.8	156	8.1	186	9.2	212	6.4	147	7.7	177	8.7													200
550													6.4	147	7.6	175	8.6	198	5.9	136	7.2	166	8.1	186
	600	6.0	138	7.1	163	8.1	186	5.6	129	6.7	154	7.6													175
650														129		152		173		117		140		159
	700		117		140		161		106		129														147
750														108		127		145		97		115		136
	800		97		115		133		85		104														120
850														87		101		117		78		90		106
	900		74		90		104		64		76														90
950														62		71		90		51		60		76
	1000		51		60		71		39		46														58

此表中的升温速度是(分钟/10mm坯厚)，即将每10mm厚度的板坯加热到出炉温度所需的时间(分钟)。

板坯装炉温度超过600℃时，升温速度不限。

表中所列的加热时间是按板坯厚度为230mm计算的，其它板坯厚度可依此类推。

如表所示，将加热炉分成平焰烧嘴加热炉和喷射烧嘴加热炉两类，在每类加热炉中分别加热一组钢、二组钢、三组钢，这些钢的装炉温度各不相同，因此加热工艺制度也各不相同。

具体地说，对于一组钢，即低碳钢08～20，Q195B～Q255B、Q195BF～Q255BF、10Al～20Al，15g～25g，在平焰烧嘴加热炉中加热时，所述的加热工艺制度为：

1)装炉温度(℃)为0、100、200、300、400、500、550、600时，升温速度分别选用9.5、9.3、8.9、8.4、7.7、6.8、6.4、6.0分钟/(10mm坯厚)，按板坯厚度230mm计，在炉时间分别为219、214、205、193、177、156、147、138分钟；

2)装炉温度(℃)为650、700、750、800、850、900、950、1000时，升温速度不限，按板坯厚度230mm计，在炉时间分别为129、117、108、97、87、74、62、51分钟。

而对于二组钢，即中碳钢25～35、09Mn、09MnRE、08Al、10TiL、13MnTiL、15MnTi、14MnMoV、14MnVTiRE、15Ti、15MnV、15MnVN、16Mn、16MnRE、20CrMn-SiA等钢种，在平焰烧嘴加热炉中进行加热时，其加热工艺制度为：

1)当装炉温度(℃)为0、100、200、300、400、500、550、600时，升温速度分别选用11.0、10.8、10.4、9.8、9.1、8.1、7.6、7.1分钟/(10mm坯厚)，按板坯厚度230mm计，在炉时间分别为253、248、239、225、209、186、175、163分钟；

2)当装炉温度(℃)为650、700、750、800、850、900、950、1000时，升温速度不限，按板坯厚度230mm计，在炉时间分别为152、140、127、115、101、90、71、60分钟。

对于三组钢，即高碳钢40～65、65Mn、扁豆花纹板232及406、25CrMnSiA～35CrMnSiA，K08Al重等钢种，在平焰烧嘴加热炉里加热时，其加热工艺制度为：

1)当装炉温度(℃)为0、100、200、300、400、500、550、600时，升温速度分别选用12.1、12.0、11.6、11.0、10.1、9.2、8.6、8.1分钟/(10mm坯厚)，按板坯厚度230mm计，在炉时间分别为278、276、267、253、232、212、198、186分钟；

2)当装炉温度(℃)为650、700、750、800、850、900、950、1000时，升温速度不限，按板坯厚度230mm计，在炉时间分别为173、161、145、133、117、104、90、71分钟。

对于一组钢，即低碳钢08～20、Q195B～Q255B、Q195BF～Q255BF，10Al～20Al、15g～25g，在喷射烧嘴加热炉中加热，

1)当装炉温度(℃)为0、100、200、300、400、500、550、600时，升温速度分别选用9.1、8.9、8.6、7.9、7.3、6.4、5.9、5.6分钟/(10mm坯厚)，以板坯厚度230mm计，在炉时间分别为209、205、198、182、168、147、136、129分钟；

2)当装炉温度(℃)为650、700、750、800、850、900、950、1000时，升温速度不限，以板坯厚度230mm计，在炉时间分别为117、106、97、85、78、64、51、39分钟。

对于二组钢，即中碳钢25～35、09Mn、09MnRE、08Al、10TiL、13MnTiL、15MnTi、15MnMoV、14MnVTiRE、15Ti、15MnV、16Mn、16MnRE、20CrMnSiA等钢种，在喷射烧嘴加热炉中加热，

1)当装炉温度(℃)为0、100、200、300、400、500、550、600时，升温速度分别选用10.7、10.5、10.1、9.4、8.7、7.7、7.2、6.7分钟/(10mm坯厚)，以板坯厚度230mm计，在炉时间分别为246、242、232、216、200、177、166、154分钟；

2)当装炉温度(℃)为650、700、750、800、850、900、950、1000时，升温速度不限，以板坯厚度230mm计，在炉时间分别为140、129、115、104、90、76、60、46分钟。

对于三组钢，即高碳钢40～65、65Mn、扁豆形花纹板232及406、25CrMnSiA～35CrMnSiA、K08Al重等钢种，在喷射烧嘴加热炉中加热时，

1)当装炉温度(℃)为0、100、200、300、400、500、550、600时，升温速度分别选用11.6、11.5、11.1、10.5、9.6、8.7、8.1、7.6分钟/(10mm坯厚)，在炉时间分别为267、265、255、242、221、200、186、175分钟；

2)当装炉温度(℃)为650、700、750、800、850、900、950、1000时，升温速度不限，以板坯厚度230mm计，在炉时间分别为159、147、136、120、106、90、76、58分钟。

在实际操作过程中，根据所装板坯的钢种、装炉温度、加热炉类型和板坯厚度，选出相应的升温速度和在炉时间，将这些参数输入控制加热炉的计算机来控制烧钢。

在某钢铁公司半连轧厂加热炉采用本发明的工艺制度后，能耗从普通工艺的1.435GJ/t降低到1.056GJ/t，降低率为26.4％；加热炉产量从99.9t/h提高到125.1t/h，增产率为25.2％；钢坯氧化烧损率从0.865％降低到0.633％，降低率为26.8％，按现行价格计算，采用本发明的工艺制度，吨钢增效14.81元/吨，大范围推广应用，可为企业和国家创造巨大的经济效益。

Claims (8)

1、一种连铸板坯短流程穿插装炉与微机优化加热工艺，其特征在于：

1)确定连铸板坯是否可以穿插装炉，

2)将连铸坯和小批量初轧坯穿插装炉，即在连铸板坯短流程在线直送热装炉的基础上，以半罐钢水的连铸板坯为一装炉单位，将前三分之二板坯暂积存在连铸车间卸坯台上，到达到规定的积存量后开始向加热炉送连铸板坯，后三分之一连铸板坯穿插跟进，装完后选一罐规格、钢种和温度相近的初轧板坯装炉，然后再依上述方式装连铸板坯，依次反复进行装炉，

3)根据钢种、规格和装炉温度不同，为不同炉型的加热炉设定不同的加热工艺制度，即用计算机按照铸坯热状态二维仿真差分方程优化计算出各种板坯的升温速度和在炉时间。

2、根据权利要求1的连铸板坯短流程穿插装炉与微机优化加热工艺，其特征在于所述的确定连铸板坯是否可以穿插装炉的流程为：

1)判断铸后经切削、去毛刺、称重的连铸坯是否为注意坯，即是否为需要离线处理的连铸板坯，

2)如果是注意坯，则离线判断是否需要清理，若需清理，则在清理之后送板坯库编组，若不需要清理，则直接送板坯库编组，

3)如果不是注意坯，则需确定是否可以热送，若无法热送，则送往板坯库编组，若能热送，则在分析初轧热坯情况后判断是否可以穿插装炉，

4)如果可以穿插装炉，则确定装炉批量与方案，并确定是否需要下线编队，

5)如果需要下线编队，则确定是否装保温坑，若需装保温坑，则经垛坯台垛坯，在保温坑保温后与初轧坯作最佳穿插编组后出保温坑作穿插装炉，若不能装保温坑，则经垛坯台垛坯后在板坯库存放，经制定穿插编组方案后与初轧坯穿插装炉，

6)如果不需要下线编队，则直接与初轧板坯穿插装炉，

7)如果不可以穿插装炉，则判断是否能装入保温坑，若保温坑有空位，则可在保温坑内存放，若没有空位，则在板坯库存放，确定最佳送轧时间后按普通装炉工艺装炉。

3、根据权利要求1的连铸坯短流程穿插装炉与微机优化加热工艺，其特征在于，对于一组钢，即低碳钢08～20，Q195B～Q255B，Q195BF～Q255BF，10Al～20Al，15g～25g，在平焰烧嘴加热炉中加热时，所述的加热工艺制度为：

1)装炉温度(℃)为0、100、200、300、400、500、550、600时，升温速度分别选用9.5、9.3、8.9、8.4、7.7、6.8、6.4、6.0分钟/(10mm坯厚)，按板坯厚度230mm计，在炉时间分别为219、214、205、193、177、156、147、138分钟，

2)装炉温度(℃)为650、700、750、800、850、900、950、1000时，升温速度不限，按板坯厚度230mm计，在炉时间分别为129、117、108、97、87、74、62、51分钟。

4、根据权利要求1的连铸板坯短流程穿插装炉与微机优化加热工艺，其特征在于对于二组钢，即中碳钢25～35、09Mn、09MnRE、08Al、10TiL、13MnTiL、15MnTi、14MnMoV、14MnVTiRE、15Ti、15MnV、15MnVN、16Mn、16MnRE、20CrMn-SiA等钢种，在平焰烧嘴加热炉中进行加热时，其加热工艺制度为：

1)当装炉温度(℃)为0、100、200、300、400、500、550、600时，升温速度分别选用11.0、10.8、10.4、9.8、9.1、8.1、7.6、7.1分钟/(10mm坯厚)，按板坯厚度230mm计，在炉时间分别为253、248、239、225、209、186、175、163分钟，

2)当装炉温度(℃)为650、700、750、800、850、900、950、1000时，升温速度不限，按板坯厚度230mm计，在炉时间分别为152、140、127、115、101、90、71、60分钟。

5、根据权利要求1的连铸板坯短流程穿插装炉与微机优化加热工艺，其特征在于对于三组钢，即高碳钢40～65、65Mn、扁豆花纹板232及406、25CrMnSiA～35CrMnSiA，K08Al重等钢种，在平焰烧嘴加热炉里加热时，其加热工艺制度为：

1)当装炉温度(℃)为0、100、200、300、400、500、550、600时，升温速度分别选用12.1、12.0、11.6、11.0、10.1、9.2、8.6、8.1分钟/(10mm坯厚)，按板坯厚度230mm计，在炉时间分别为278、276、267、253、232、212、198、186分钟，

2)当装炉温度(℃)为650、700、750、800、850、900、950、1000时，升温速度不限，按板坯厚度230mm计，在炉时间分别为173、161、145、133、117、104、90、71分钟。

6、根据权利要求1的连铸板坯短流程穿插装炉与微机优化加热工艺，其特征在于对于一组钢，即低碳钢08～20、Q195B～Q255B、Q195BF～Q255BF，10Al～20Al、15g～25g，在喷射烧嘴加热炉中加热，

1)当装炉温度(℃)为0、100、200、300、400、500、550、600时，升温速度分别选用9.1、8.9、8.6、7.9、7.3、6.4、5.9、5.6分钟/(10mm坯厚)，以板坯厚度230mm计，在炉时间分别为209、205、198、182、168、147、136、129分钟，

2)当装炉温度(℃)为650、700、750、800、850、900、950、1000时，升温速度不限，以板坯厚度230mm计，在炉时间分别为117、106、97、85、78、64、51、39分钟。

7、根据权利要求1的连铸板坯短流程穿插装炉与微机优化加热工艺，其特征在于对于二组钢，即中碳钢25～35、09Mn、09MnRE、08Al、10TiL、13MnTiL、15MnTi、15MnMoV、14MnVTiRE、15Ti、15MnV、16Mn、16MnRE、20CrMnSiA等钢种，在喷射烧嘴加热炉中加热，

1)当装炉温度(℃)为0、100、200、300、400、500、550、600时，升温速度分别选用10.7、10.5、10.1、9.4、8.7、7.7、7.2、6.7分钟/(10mm坯厚)，以板坯厚度230mm计，在炉时间分别为246、242、232、216、200、177、166、154分钟，

2)当装炉温度(℃)为650、700、750、800、850、900、950、1000时，升温速度不限，以板坯厚度230mm计，在炉时间分别为140、129、115、104、90、76、60、46分钟。

8、根据权利要求1的连铸板坯短流程穿插装炉与微机优化加热工艺，其特征在于对于三组钢，即高碳钢40～65、65Mn、扁豆形花纹板232及406、25CrMnSiA～35CrMnSiA、K08Al等钢种，在喷射烧嘴加热炉中加热时，

1)当装炉温度(℃)为0、100、200、300、400、500、550、600时，升温速度分别选用11.6、11.5、11.1、10.5、9.6、8.7、8.1、7.6分钟/(10mm坯厚)，在炉时间分别为267、265、255、242、221、200、186、175分钟，

2)当装炉温度(℃)为650、700、750、800、850、900、950、1000时，升温速度不限，以板坯厚度230mm计，在炉时间分别为159、147、136、120、106、90、76、58分钟。

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