中国炼钢-连铸在现有技术进步基础上的新命题

新世纪我国炼钢连铸生产取得的进步显著，但是在技术进步的主要方向上，还有待进一步提高认识、统一思想。我们首先应该看到的是钢铁企业的总体性目标，而不是个别技术，更不是盲目的大型化和产品“万能化”。今后新命题的核心应该是“要建设以恒拉速/高拉速连铸为核心的，高效率、低成本的洁净钢生产体系”和能量高效转换并充分回收利用的体系，在此基础上，以信息化、智能化为手段，进行集成性的整体优化。据此我们梳理出在现有基础上的一些新的科技创新命题，供大家参考。
　　如何更高效地实现各工位间的协同-匹配
　　在高效恒拉速/高拉速为核心的连铸技术引领下，如何加快各厂向专线化生产方式的转变，即对现有生产作业线的节奏，特别是铁素物质流、能量流与信息流进行合理组织和优化，努力组织效率更高，工艺和装置更协同，质量更稳定优良的专线化生产。应当指出，市场订单碎片化对各生产工序的影响程度是很大的，但宝钢股份就是在分析各工位装备、工艺特点基础上，进行合理调整优化，坚持按专线化方式，实现稳定高效的生产。方向必须明确并坚持，各厂才能努力定位好适合本厂工艺装备和产品结构的专线化生产方式，实现各工位间的协同-匹配“层流”稳定运行。这也是推动高效恒拉速/高拉速连铸工艺实现的重要前提。
    要以“流程网络”指导炼钢厂的设计和改造
　　在炼钢厂改造过程中，一定要高度注意物质流/能量流网络的优化设计，这是一个似隐时显工程科学问题。具体来讲，要高度重视炼钢厂的平面布置图设计和生产组织的网络化设计。平面图一旦确定，就很难用“攻关”的方法来解决。平面图——“流程网络”实际上包含了物质、能量、时间、空间相关信息和框架结构。其中既包括了高炉-炼钢厂之间的界面技术、连铸机-热轧厂之间的界面技术，也包括了炼钢厂内部各工序、装置之间的空间位置、时间节奏和能力匹配/协同。因此，要以“流程网络”和动态-有序、协同-连续的概念来指导炼钢厂的设计和改造，要用界面技术和动态运行GANTT图作为手段来组织炼钢厂生产。
    要高度关注大幅度提高信息化程度的新命题
　　为了提高生产效率和能量利用、转化效率，我们在2009年就提出了应当认真研究构建并优化钢铁企业物质流/能量流网络的命题。不少单位近几年做了大量工作，取得了很好的效果，但仅就炼钢厂来讲，涉及各个工位的物质/能量的传递、变换网络是十分复杂的，要做到实时调整优化，必须依靠信息化手段，即将与物质流/能量流相伴随的信息流（数码、图像等）真实、及时采集，科学分析并通过大数据等手段找出低成本、高效率运行的规律，建立有效的信息提取和控制工具，使物质流/能量流网络按照动态-有序、协同-连续的规则实现信息化运行。
　　为此信息监测收集手段，运行控制的软硬件都有大量的研究工作要做，信息化水平的高低，直接涉及炼钢厂生产水平提高、产品质量稳定和成本降低的大事，我们必需高度重视。
    必需高度重视产品质量的提高
　　在工艺稳定的基础上，促使现有产品（特别是大宗产品）质量提高，重点应放在产品质量的稳定性、可靠性和适用性上，这是我们必需重视的又一个重要命题。
　　过去许多企业的质量指标习惯以合格率、平均值来评价水平的高低，这掩盖了产品生产过程中有关参数大幅度波动的情况。早在20世纪90年代冶金部开会时以轴承钢[O]为例，提醒了大家不要讲平均值小于多少，而要讲最高值是多少，平均[O]≤10×10-6和[O]≤10×10-6是完全不同的，前者最高值可达20×10-6以上，最低也可≤6×10-6，体现的是工艺不稳定，效率不稳定和性能不稳定、不可靠，用户就不敢用你的产品。后者则体现了稳定和可靠，用户就放心。
　　除了成分精确控制，各类钢种对夹杂物、偏析乃至组织的控制要求也应成为我们关心和研发的重点，尤其是一些高品质钢，不仅对夹杂物的大小、数量、分布有要求，甚至还不允许某些夹杂物的存在。对此我们必须在找出与国外先进产品的质量差距的基础上，着力研发解决问题的有效工艺措施。这里核心问题是工艺技术和装置控制的研究和生产过程是否规范、稳定，是否注意到了每一个哪怕细小的参数波动对质量的影响而一丝不苟地进行控制和管理。对质量的稳定性、可靠性和适用性必须进行仔细的研究和管理。
　　产品质量问题是一个普适性的问题，无论是螺纹钢、线材等大宗产品，还是硅钢、汽车板、管线钢、轴承钢等所谓“高档产品”都有质量问题有待研发。我们现在质量的研究往往局限在某些产品甚至个别性能上，而对螺纹钢、线材、45钢等大宗产品实际上也有很多质量问题有待深入开展研究工作。
    进一步推动关键技术集成包的优化和应用
　　前面总结过的先进技术几乎都有这个任务。例如铁水包多功能化在新建厂实施时如何集现有不同经验之优点，设计出衔接界面更紧凑，过程温降更低，铁水量控制更准的平面布置与装备，老厂改造则要解决已有平面布置上的距离远、折返运输和无序等待等问题。这是一个技术包的集成问题，不是单一技术问题。
　　又如转炉滑动水口出钢口怎样改进滑板结构、提高寿命，怎样缩短更换时间，怎样优化出钢口形状保证挡渣良好的情况下少留余钢。与此同时，还应研究包内渣层减少条件下钢包内渣-钢之间氧的传递及其对质量的影响问题。
　　要深入研究与高效恒拉速/高拉速连铸相适应的不同钢种的最佳拉速参数和与之相应的炼钢厂内各工位间的物质、能量、信息传递与控制的最佳方式并进行优化和分类模块化。
　　关于薄板坯连铸-连轧和半无头轧制的技术，已有几个厂试验或正式生产，发挥了生产薄规格钢材的流程优势；但批量化半无头轧制比例还有待提高。更有怎样大幅度提高薄板坯连铸铸速，提高半无头轧制切分卷数，甚至向无头轧制过度的可行性问题有待我们研究。
　　此外，现有企业已成功应用的小方坯-螺圆/线材高温直装技术，这是量大面广的共性技术，应该创造条件积极推广。扩大板坯可热送钢种及其热装温度等技术包的优化和推广也是很重要的问题。
　　还有对推动炼钢生产高效、低成本起了重要作用的转炉溅渣护炉技术，在当前的发展中也面临着如何改善冶炼工艺，控制炉底上涨，确保底吹元件功能和[C]·[O]合理化，如何制定少渣炼钢条件下的溅渣护炉工艺等也已是十分紧迫的课题。
　　电炉冶炼配加铁水可能是我国相当长一段时间中必须面对的原料结构问题。虽然高铁水比冶炼决不是电炉生产的发展方向，它带来的能耗增加和环境污染问题更是值得引起注意，但面对现实，在当前研究更适于配加铁水冶炼的氧枪结构、炉型结构，进而对配加铁水条件下的电炉煤气回收利用、电炉烟气余热高效回收利用装备与工艺技术加以研究，以降低能耗，也是我们应当关注的命题。
　　新世纪以来，中国炼钢-连铸已经取得了很大的进步，又面临许多新命题，我们应该坚定创新方向，开拓前进，相信会在钢厂结构调整、钢铁工业产业升级的过程中，发挥新的作用，取得新的成就。