20世紀50~70年代,在我國熱軋鋼管生產采用連鑄管坯前,熱軋鋼管生產所用的管坯(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,其管坯生產流程為:高爐鐵水→平爐煉鋼→鑄錠→初軋開坯→中大型軋機→圓坯→檢查、修磨,該生產流程是我國早期管坯生產的主要流程;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了我國自主設計制造的第一臺兩機四流弧形方坯連鑄機,規(guī)格為140mm×140mm、160mm×160mm,后增加185mm×185mm,用于φ133mm頂管機組生產無縫鋼管;1986年該廠建成投產了由國內設計制造的我國第一套小直徑圓管坯Φ90mm水平連鑄機;1989-1992年又同美國西馬克·康卡斯特公司聯(lián)合設計制造了φ170~350mm和φ300~450mm(預留500mm)中大直徑圓坯弧形連鑄機各一臺,由此開始了我國直接應用連鑄圓管坯生產無縫鋼管的歷史。
衡陽鋼管廠也是我國較早采用水平連鑄生產管坯的企業(yè),1991年5月該廠煉鋼連鑄生產線建成投產,配有30tx2臺電爐、3臺40tLF爐、1臺VD爐、2臺雙機雙流水平連鑄機,生產φ80~130mm管坯,是當時我國水平連鑄生產規(guī)模最大的廠家。
1992年6月,天津鋼管從德國全套引進的150噸電爐冶煉系統(tǒng)建成投產。該冶煉系統(tǒng)配備有LF、VD爐外精煉設備和一機四流管坯連鑄機,生產φ210mm、φ270mm、φ310mm3種規(guī)格管坯。其生產流程為:廢鋼+海綿鐵→電爐→LF爐→VD爐→連鑄→圓坯→檢查。該生產線為當時國內最先進的生產線,采用許多新技術,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VD的鋼水喂絲鈣處理;結晶器液面控制技術;中間包冶金技術;保護澆鑄技術;二冷水自動配水;多點矯直技術;采用多級計算機控制系統(tǒng),實現(xiàn)基礎自動化和過程控制,實現(xiàn)各工序優(yōu)化操作等。
寶鋼ф140mm機組投產后,其采用的管坯也是由初軋廠提供的軋制管坯,直到1997年寶鋼從法國引進的150t超高功率直流電弧爐、精煉及連鑄設備投產,才開始了使用連鑄管坯。
20世紀90年代以來,隨著國內主要無縫鋼管企業(yè)如攀成鋼、天津鋼管、寶鋼、華菱衡陽鋼管、湖北新冶鋼等建設的超高功率大電爐、爐外精煉及弧形連鑄機短流程生產線的陸續(xù)投產;以及包鋼鋼管、黑龍江建龍、林州鳳寶等轉爐+爐外精煉+連鑄長流程生產線的建設,使我國無縫鋼管企業(yè)管坯生產的裝備與工藝技術水平大幅度提升,管坯的連鑄比大大地提高,我國熱軋無縫鋼管生產所用的管坯(除個別企業(yè)、個別品種仍采用軋坯或鍛坯外),絕大部分采用連鑄圓管坯。主要設備參數(shù)見表5-1, 2017年我國無縫鋼管產量2017.2萬噸,其中重點企業(yè)熱軋管產量約1050萬噸。從鋼管分會統(tǒng)計的數(shù)據(jù)看,約70%的無縫鋼管(指熱軋)采用連鑄圓管坯生產,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。我國連鑄圓坯生產無縫鋼管已成為無縫鋼管生產的主流,管壞生產工藝與技術的進步,使連鑄管坯的規(guī)格、品種與質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在技術裝備和生產的產品檔次方面有了很大的進步,特別是超大規(guī)格的圓坯連鑄生產,相繼創(chuàng)造新紀錄,已批量生產500~1000mm的大規(guī)格圓坯(如華菱衡陽鋼管生產出Φ500mm、Φ600mm、Φ700mm、φ800mm大圓坯),產品質量優(yōu)良,屬國內外高水平。超大規(guī)格的圓坯代替模鑄,大幅度提高成材率,降低了生產成本,生產效益得到很大提高。國產連鑄裝備不僅在國內已經具備與外商同臺競爭的實力,而且已經實現(xiàn)成套出口。
連鑄圓坯不僅廣泛應用于無縫鋼管管坯,而且在鍛造行業(yè)也得到廣泛應用,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上有所涉及,如:
(1)興澄特鋼大圓坯連鑄機生產的Φ600mm、φ800mm、Φ1000mm圓坯;
(2)淮鋼大圓坯鑄機生產的Φ380mm、Φ450mm、φ500mm、φ600mm圓坯;
(3)中原特鋼立式連鑄機生產的Φ400mm、φ600mm、φ800mm圓坯;
(4)承德建龍生產的φ300mm、φ500mm圓坯。
上述企業(yè)生產的管坯均能滿足鋼管生產、棒材型材生產、鍛壓生產(法蘭、環(huán)鍛、機械桿件)等的需求。