“智能化是连铸技术装备发展的方向，应在连铸技术装备开发研制的过程中，采用现代化创新方法和智能控制方法，加大科技创新力度，提高科技创新质量，从而拓展连铸技术的产品领域，这将带给连铸生产一种崭新的面貌。”由内蒙古科技大学、中国重型机械研究院股份公司（下文简称中国重型院）、大连理工大学、东北大学冶金技术研究院联合组织的炼钢连铸技术论坛于8月13日~15日在内蒙古包头市召开。中国重型院设备研究所所长刘赵卫在会上发表了上述讲话。中国重型院总工杨拉道在会上所作《不锈钢与碳钢连铸的区别》的报告，对我国不锈钢连铸技术的发展作了系统的总结。
信息化、智能化技术为高端连铸保驾护航
刘赵卫指出，“十二五”期间，我国新材料产业将重点发展六大类材料，即特种金属功能材料、高端金属结构材料、先进高分子材料、新型无机非金属材料、高性能复合材料和前沿新材料，在高端金属结构材料中，首先提出的是高品质特殊钢。《新材料产业“十二五”发展规划》（以下简称《规划》）指出：“要以满足装备制造和重大工程需求为目标，发展高性能和专用特种优质钢材：重点发展核电大型锻件、特厚钢板、换热管、堆内构件用钢及其配套焊接材料，加快发展超超临界锅炉用钢及高温高压转子材料、特种耐腐蚀油井管及造船板、建筑桥梁用高强钢筋和钢板，实现自主化；积极发展节镍型高性能不锈钢、高强汽车板、高标准轴承钢、齿轮钢、工模具钢、高温合金及耐蚀合金材料。”
近些年来，尽管我国特殊钢产业生产装备和技术水平不断提升，产品品种和质量不断升级，但一些高端特殊钢产品还是无法满足需求，甚至无法生产，与国际先进水平仍有较大差距。2011年我国仍要从国外进口钢材1558万吨，很大程度上是有些钢材我国还不能生产。由于技术封锁，很多特殊用途（如造船）的钢材无法从国外买到。因此，加快高品质特殊钢的技术攻关，研发和生产下游亟需的高品质特殊钢种已成当务之急。
当前，精炼、连铸生产装备控制依靠分布式设计、网络化技术，已经具备较高的自动化水平，但多数仍采用传统现场仪表和经典控制模式，在提高产品质量和生产过程优化方面具有局限性。
高品质特殊钢的精炼、连铸生产过程本身具有很多复杂的时变性、非线性、不确定的因素，经典控制模式很难满足要求。而信息化、智能化技术，可为高品质钢特厚大型板坯连铸生产线提供技术保障，进而提升生产线的高技术应用水平，优化工艺和生产过程，改变和提升传统产业的制造水平。应用智能化技术实现高品质钢精炼、特殊钢连铸生产本身就是一次创新，为冶金行业的高品质特殊钢生产树立标杆，引领和推动钢铁冶金行业走向智能化阶段。
引人注目的连铸新技术
据刘赵卫介绍，近年来，中国重型院在连铸领域取得了下列最新研究成果及应用：
一是结晶器在线热态调宽。结晶器在线热态调宽避免了传统的更换结晶器、二次开浇带来的原材料损失和时间损失，提高了设备利用率、金属收得率，降低了生产成本。板坯连铸机在线调宽技术是提高生产率的重要措施。它也可以用于结晶器锥度控制。
二是结晶器液压振动。中国重型院自上世纪90年代初开始研发液压振动，采用“理论研究—实验室实验—工业应用—优化设计”的方式进行技术攻关，在国内率先开发出来具有自主知识产权的液压振动。到目前为止，产品已涵盖板坯、大方坯/圆坯（异型坯）、小方坯等连铸所有浇铸断面。
三是动态轻压下。轻压下技术的基本原理是通过在连铸坯液相穴末端附近对连铸坯实施一定的压下量来补偿或抵消连铸坯的凝固收缩量。凝固末端轻压下可以改善中心疏松或缩孔，减轻中心偏析。其关键技术主要包括在线动态热跟踪模型、新型动态二冷配水模型、动态辊缝实施模型、曲线精确衔接的连续弯曲连续矫直计算技术、异形坯结晶器、二冷区凝固传热及一冷水、二冷水系统、连铸机漏钢预报专家系统、中间包电磁感应加热系统、特厚板电磁搅拌系统。
结晶器监控集成技术方兴未艾
大连理工大学材料科学与工程学院姚曼博士在会上对连铸结晶器监控集成技术作了详尽的介绍：
结晶器过程控制是连铸生产全流程控制的核心环节。近年来，高效连铸技术在我国取得了长足进步，结晶器过程整体监控水平的提升在其中发挥了重要作用。凝固初期，强度较低的初生坯壳在传热、磨擦、收缩、机械等应力的综合作用下极易产生各类表面缺陷，或形成潜在的裂纹源在二冷区扩展，极端情况下则直接导致黏结甚至各种形式的漏钢。随着连铸钢种、高端产品规模的持续扩大，高拉速下过高的通钢量导致结晶器热负荷显著增加，各类表面缺陷及纵裂和漏钢等问题突出，这种情况在高品质钢开发和生产过程中更加明显。在企业更加注重品种、质量与效率的今天，上述问题始终无法得到很好解决，成为困扰生产的技术“瓶颈”。此外，连铸坯热送装、直接轧制的发展趋势，对铸机拉速、出坯温度与表面质量要求苛刻，以上因素都对结晶器过程监控水平提出了更高要求。
目前，实用中的结晶器监控系统以铜板温度检测为主。顺应高效连铸发展趋势，建立集传热、磨擦、振动、润滑等综合作用于一体的实时监控系统，开发过程可视化等高端功能，为生产及时传递高拉速下结晶器内传热、磨擦和润滑等细致信息，提供各种行为与物理场分布的“不对称”和“非均匀”、“不稳定”和“波动性”特征，以及由上述现象导致的表面裂纹与重大质量缺陷的评估和预测等，将是未来结晶器过程监控技术装备的研究与应用重点。
结晶器监控集成系统主要可实现以下检测与测量：一是结晶器磨擦力与振动状态检测，二是结晶器铜板温度在线检测，三是结晶器铜板局部热流密度在线测量，四是连铸坯凝固进程实时监控，五是保护渣热态行为在线检测与评价，六是结晶器过程可视化，七是结晶器异常预报。连铸过程在线监测集成技术是实现连铸生产精确控制的支撑手段，在连铸坯质量控制、事故预报、工艺控制与优化、设备运行与维护和连铸机设计与优化等方面有广阔应用前景。
信息来源：中国钢铁新闻网（www.csteelnews.com)
