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.848 北京科技大学学报 第29卷 3#、4#连铸机产能合计为109,99万ta1.可见工 36.3min下，将一台连铸机增加为5流可以合理解 序产能为：转炉>LF炉>连铸机，在现有的条件下 决与转炉产能不匹配的问题 连铸机是整个流程的瓶颈，故要提高整个流程的产 为更直观的对BOF一LF一CCM三者的产能进 量，首先是提升连铸机的产能.由式(3)可知，铸坯 行比较，引入匹配系数，山，计算方法如下： 规格一定时提升连铸机产量方法有增加作业率、提 λP=Pn/PB (4) 高拉速和增加流数].在实际生产中，提升连铸机 产能还可以采用改变铸坏断面的方法]，如将 式中，P为流程中工序产能匹配系数；PB为流程中 150mm×150mm改造为150mmX165mm,但这种 基准工序的产能，th;P。为流程中工序的产能， 方法还要考虑后续工序一轧机的生产工艺与装备， th-1 因此本文不考虑这种方法 匹配系数”可以表示两个工序间产能的匹配 3.1从连铸机作业率角度分析 程度，”越趋近1表示两工序间产能越趋近相等而 按照“一一对应”模式，一座转炉对应一台连铸 越匹配、考虑到生产的安全与顺畅，下一工序的生 机，从作业时间平衡角度分析，1和2#转炉作业率 产能力一般应稍有富余，如连铸机的生产能力应大 为92%，平均冶炼周期为29.3min;若只考虑作业 于转炉炼钢产能， 时间，连铸机浇注周期为28min,连铸机作业率应为 邢钢将一台连铸机改造为5流，其生产能力与 87.9%.目前连铸机热态作业率仅为81%，连铸机 转炉的匹配系数可以从4流的0.792提升到 产能有提升潜力，如果从产能平衡角度，即使连铸 0.990,在此基础上再对连铸机的生产进行优化，如 机作业率达到90.0%，在产能上也不能满足流程匹 提高作业率、控制温度提高拉速，可进一步平衡连铸 配协调要求.从工序运行协调性的角度，实际生产 机与转炉的产能，当然，增加流数也会增加设备的 中增加连铸机将使调度更加混乱影响系统顺行， 维护的成本，因此在提升连铸机产能上，需要综合多 3.2从连铸机拉速角度分析 种措施，在效果和成本中进行平衡。当一台连铸机 邢钢连铸机品种钢拉速最大值为2.2 流数为6流时，其生产能力与转炉的匹配系数为 mmin1,作业率80.84%，2台连铸机最大年产能 1.188,这时连铸机的产能大于转炉的产能. 力为126.97万ta-1,小于1和2#转炉的产量；如 3.4分析总结 将拉速提升到2.47mmin-1,作业率90%，其产能 在邢钢2006年生产中，连铸机浇铸温度控制不 达到工序产能协调要求.连铸机的拉速主要取决于 佳，造成连铸机拉速较低，不能适应高效生产需要， 钢液浇铸温度，因此对现有的工艺技术进行改进和 因此，应首先控制好钢水浇铸温度，以保证合适的拉 改善钢液浇铸温度1o]. 速，否则需要采用增加流数等方法提升连铸机产能 3.3从连铸机增加流数角度分析 通过对提升连铸机产能常采用的三种方法进行 增加连铸机流数可以使其产能满足流程产能平 分析，其中改变连铸机流数可不受操作水平的影响 衡需求，通过图3分析，在现有生产节奏中，转炉冶 而提升连铸机产能，比其余两种方法更可以从根本 炼周期29.3min、LF精炼周期32.0min(双工位1# 上解决连铸机产能不足的局面，在工艺水平不高的 和2“LF加热时间的平均值)、连铸机在拉速1.91 情况下，可以将人为因素对生产的影响降到最低， ms(3和4连铸机拉速平均值)时的浇铸周期 当然，增加流数也会增加设备的维护成本，因此在提 210 +BOF 升连铸机产能上，需要综合分析多种措施，在效果和 190+LF +四流CCM 成本上进行权衡 170 +五流CCM 150+六流CCM 连铸机产能满足流程需求后，流程的瓶颈就转 130 移到LF,LF的产能与转炉相差较小，其生产能力与 110 转炉的匹配系数为0.916，可以通过改进精炼工艺 90 和运行水平，缩短精炼周期2]，最终达到转炉流程 70 6065707580859095100 整体产能的优化，以发挥LF在时间/温度上缓冲 作业率% 能力 图3邢钢转炉一F炉一连铸机产能分析 在文献[5]中提出对于普钢厂50t转炉一般配 Fig-3 Productive capacity analysis of BOF-LF-CCM in Xingtai 置2座为宜，相应的连铸机配置为2台，邢钢4座 Iron Steel Co.Ltd. 转炉，其中2座生产普碳钢，对应的连铸机也为23＃、4＃连铸机产能合计为109∙99万 t·a —1．可见工 序产能为：转炉＞LF 炉＞连铸机在现有的条件下 连铸机是整个流程的瓶颈．故要提高整个流程的产 量首先是提升连铸机的产能．由式（3）可知铸坯 规格一定时提升连铸机产量方法有增加作业率、提 高拉速和增加流数［9］．在实际生产中提升连铸机 产能还可以采用改变铸坯断面的方法［10］如将 150mm×150mm 改造为150mm×165mm但这种 方法还要考虑后续工序—轧机的生产工艺与装备 因此本文不考虑这种方法． 3∙1 从连铸机作业率角度分析 按照“一一对应”模式一座转炉对应一台连铸 机从作业时间平衡角度分析1＃和2＃转炉作业率 为92％平均冶炼周期为29∙3min；若只考虑作业 时间连铸机浇注周期为28min连铸机作业率应为 87∙9％．目前连铸机热态作业率仅为81％连铸机 产能有提升潜力．如果从产能平衡角度即使连铸 机作业率达到90∙0％在产能上也不能满足流程匹 配协调要求．从工序运行协调性的角度实际生产 中增加连铸机将使调度更加混乱影响系统顺行． 3∙2 从连铸机拉速角度分析 邢钢 连 铸 机 品 种 钢 拉 速 最 大 值 为 2∙2 m·min —1作业率80∙84％2台连铸机最大年产能 力为126∙97万 t·a —1小于1＃和2＃转炉的产量；如 将拉速提升到2∙47m·min —1作业率90％其产能 达到工序产能协调要求．连铸机的拉速主要取决于 钢液浇铸温度因此对现有的工艺技术进行改进和 改善钢液浇铸温度［10］． 图3 邢钢转炉－LF 炉－连铸机产能分析 Fig．3 Productive capacity analysis of BOF－LF－CCM in Xingtai Iron ＆ Steel Co．Ltd． 3∙3 从连铸机增加流数角度分析 增加连铸机流数可以使其产能满足流程产能平 衡需求．通过图3分析在现有生产节奏中转炉冶 炼周期29∙3min、LF 精炼周期32∙0min（双工位1＃ 和2＃LF 加热时间的平均值）、连铸机在拉速1∙91 m·s —1（3＃和4＃连铸机拉速平均值）时的浇铸周期 36∙3min 下将一台连铸机增加为5流可以合理解 决与转炉产能不匹配的问题． 为更直观的对 BOF—LF—CCM 三者的产能进 行比较引入匹配系数 λp ［711］计算方法如下： λp＝Pn／PB （4） 式中λp 为流程中工序产能匹配系数；PB 为流程中 基准工序的产能t·h —1 ；Pn 为流程中工序的产能 t·h —1． 匹配系数 λp 可以表示两个工序间产能的匹配 程度λp 越趋近1表示两工序间产能越趋近相等而 越匹配．考虑到生产的安全与顺畅下一工序的生 产能力一般应稍有富余如连铸机的生产能力应大 于转炉炼钢产能． 邢钢将一台连铸机改造为5流其生产能力与 转炉 的 匹 配 系 数 可 以 从 4 流 的 0∙792 提 升 到 0∙990在此基础上再对连铸机的生产进行优化如 提高作业率、控制温度提高拉速可进一步平衡连铸 机与转炉的产能．当然增加流数也会增加设备的 维护的成本因此在提升连铸机产能上需要综合多 种措施在效果和成本中进行平衡．当一台连铸机 流数为6流时其生产能力与转炉的匹配系数为 1∙188这时连铸机的产能大于转炉的产能． 3∙4 分析总结 在邢钢2006年生产中连铸机浇铸温度控制不 佳造成连铸机拉速较低不能适应高效生产需要． 因此应首先控制好钢水浇铸温度以保证合适的拉 速否则需要采用增加流数等方法提升连铸机产能． 通过对提升连铸机产能常采用的三种方法进行 分析其中改变连铸机流数可不受操作水平的影响 而提升连铸机产能比其余两种方法更可以从根本 上解决连铸机产能不足的局面在工艺水平不高的 情况下可以将人为因素对生产的影响降到最低． 当然增加流数也会增加设备的维护成本因此在提 升连铸机产能上需要综合分析多种措施在效果和 成本上进行权衡． 连铸机产能满足流程需求后流程的瓶颈就转 移到 LFLF 的产能与转炉相差较小其生产能力与 转炉的匹配系数为0∙916可以通过改进精炼工艺 和运行水平缩短精炼周期［12］最终达到转炉流程 整体产能的优化以发挥 LF 在时间／温度上缓冲 能力． 在文献［5］中提出对于普钢厂50t 转炉一般配 置2座为宜相应的连铸机配置为2台．邢钢4座 转炉其中2座生产普碳钢对应的连铸机也为2 ·848· 北 京 科 技 大 学 学 报 第29卷