20世紀(jì)50~70年代,在我國熱軋鋼管生產(chǎn)采用連鑄管坯前,熱軋鋼管生產(chǎn)所用的管坯(圓坯、方坯)均采用鋼錠軋制的管坯,如鞍鋼無縫廠、包鋼無縫廠,其管坯生產(chǎn)流程為:高爐鐵水→平爐煉鋼→鑄錠→初軋開坯→中大型軋機(jī)→圓坯→檢查、修磨,該生產(chǎn)流程是我國早期管坯生產(chǎn)的主要流程;成都無縫廠在煉鋼系統(tǒng)尚未投入之前,所用的方坯、方錠曾由重鋼、馬鋼供給,煉鋼系統(tǒng)(70t×4平爐)投入后,其所用方錠,由煉鋼系統(tǒng)提供,方坯仍由外購。
1977年成都無縫廠建成投產(chǎn)了我國自主設(shè)計(jì)制造的第一臺兩機(jī)四流弧形方坯連鑄機(jī),規(guī)格為140mm×140mm、160mm×160mm,后增加185mm×185mm,用于φ133mm頂管機(jī)組生產(chǎn)無縫鋼管;1986年該廠建成投產(chǎn)了由國內(nèi)設(shè)計(jì)制造的我國第一套小直徑圓管坯Φ90mm水平連鑄機(jī);1989-1992年又同美國西馬克·康卡斯特公司聯(lián)合設(shè)計(jì)制造了φ170~350mm和φ300~450mm(預(yù)留500mm)中大直徑圓坯弧形連鑄機(jī)各一臺,由此開始了我國直接應(yīng)用連鑄圓管坯生產(chǎn)無縫鋼管的歷史。
衡陽鋼管廠也是我國較早采用水平連鑄生產(chǎn)管坯的企業(yè),1991年5月該廠煉鋼連鑄生產(chǎn)線建成投產(chǎn),配有30tx2臺電爐、3臺40tLF爐、1臺VD爐、2臺雙機(jī)雙流水平連鑄機(jī),生產(chǎn)φ80~130mm管坯,是當(dāng)時(shí)我國水平連鑄生產(chǎn)規(guī)模最大的廠家。
1992年6月,天津鋼管從德國全套引進(jìn)的150噸電爐冶煉系統(tǒng)建成投產(chǎn)。該冶煉系統(tǒng)配備有LF、VD爐外精煉設(shè)備和一機(jī)四流管坯連鑄機(jī),生產(chǎn)φ210mm、φ270mm、φ310mm3種規(guī)格管坯。其生產(chǎn)流程為:廢鋼+海綿鐵→電爐→LF爐→VD爐→連鑄→圓坯→檢查。該生產(chǎn)線為當(dāng)時(shí)國內(nèi)最先進(jìn)的生產(chǎn)線,采用許多新技術(shù),諸如:泡沫渣埋弧熔煉;偏心爐底出鋼;爐蓋第五孔連續(xù)加料;LF、VD兩工位吹氬攪拌;經(jīng)VD的鋼水喂絲鈣處理;結(jié)晶器液面控制技術(shù);中間包冶金技術(shù);保護(hù)澆鑄技術(shù);二冷水自動配水;多點(diǎn)矯直技術(shù);采用多級計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)自動化和過程控制,實(shí)現(xiàn)各工序優(yōu)化操作等。
寶鋼ф140mm機(jī)組投產(chǎn)后,其采用的管坯也是由初軋廠提供的軋制管坯,直到1997年寶鋼從法國引進(jìn)的150t超高功率直流電弧爐、精煉及連鑄設(shè)備投產(chǎn),才開始了使用連鑄管坯。
20世紀(jì)90年代以來,隨著國內(nèi)主要無縫鋼管企業(yè)如攀成鋼、天津鋼管、寶鋼、華菱衡陽鋼管、湖北新冶鋼等建設(shè)的超高功率大電爐、爐外精煉及弧形連鑄機(jī)短流程生產(chǎn)線的陸續(xù)投產(chǎn);以及包鋼鋼管、黑龍江建龍、林州鳳寶等轉(zhuǎn)爐+爐外精煉+連鑄長流程生產(chǎn)線的建設(shè),使我國無縫鋼管企業(yè)管坯生產(chǎn)的裝備與工藝技術(shù)水平大幅度提升,管坯的連鑄比大大地提高,我國熱軋無縫鋼管生產(chǎn)所用的管坯(除個(gè)別企業(yè)、個(gè)別品種仍采用軋坯或鍛坯外),絕大部分采用連鑄圓管坯。主要設(shè)備參數(shù)見表5-1, 2017年我國無縫鋼管產(chǎn)量2017.2萬噸,其中重點(diǎn)企業(yè)熱軋管產(chǎn)量約1050萬噸。從鋼管分會統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)看,約70%的無縫鋼管(指熱軋)采用連鑄圓管坯生產(chǎn),約30%的無縫鋼管(指冷拔/冷軋+極少量熱軋)采用軋制圓管坯和其他管坯生產(chǎn)。我國連鑄圓坯生產(chǎn)無縫鋼管已成為無縫鋼管生產(chǎn)的主流,管壞生產(chǎn)工藝與技術(shù)的進(jìn)步,使連鑄管坯的規(guī)格、品種與質(zhì)量等方面都得到快速發(fā)展。
2010年以來,我國自主制造的連鑄機(jī)在技術(shù)裝備和生產(chǎn)的產(chǎn)品檔次方面有了很大的進(jìn)步,特別是超大規(guī)格的圓坯連鑄生產(chǎn),相繼創(chuàng)造新紀(jì)錄,已批量生產(chǎn)500~1000mm的大規(guī)格圓坯(如華菱衡陽鋼管生產(chǎn)出Φ500mm、Φ600mm、Φ700mm、φ800mm大圓坯),產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良,屬國內(nèi)外高水平。超大規(guī)格的圓坯代替模鑄,大幅度提高成材率,降低了生產(chǎn)成本,生產(chǎn)效益得到很大提高。國產(chǎn)連鑄裝備不僅在國內(nèi)已經(jīng)具備與外商同臺競爭的實(shí)力,而且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)成套出口。
連鑄圓坯不僅廣泛應(yīng)用于無縫鋼管管坯,而且在鍛造行業(yè)也得到廣泛應(yīng)用,尤其是大型鍛件,例如法蘭、大直徑齒圈、石油鉆鋌、大型桿件等。我國許多鋼廠都在圓坯連鑄生產(chǎn)上有所涉及,如:
(1)興澄特鋼大圓坯連鑄機(jī)生產(chǎn)的Φ600mm、φ800mm、Φ1000mm圓坯;
(2)淮鋼大圓坯鑄機(jī)生產(chǎn)的Φ380mm、Φ450mm、φ500mm、φ600mm圓坯;
(3)中原特鋼立式連鑄機(jī)生產(chǎn)的Φ400mm、φ600mm、φ800mm圓坯;
(4)承德建龍生產(chǎn)的φ300mm、φ500mm圓坯。
上述企業(yè)生產(chǎn)的管坯均能滿足鋼管生產(chǎn)、棒材型材生產(chǎn)、鍛壓生產(chǎn)(法蘭、環(huán)鍛、機(jī)械桿件)等的需求。