簡介
連鑄機的冶金長度，也就是現代連鑄機帶液心矯直的鑄流液心長度，即從結晶器鋼水彎月面到拉矯水平段最後一對夾輥之間的液心距離。
冶金長度是連鑄機的一個最重要的參數。在冷卻條件和板坯斷面既定的情況下，冶金長度決定著連鑄機的生產規模。所以我們在確定連鑄機冶金長度時，既要考慮到既定生產能力的完成，又要考慮到投資的經濟可行性，更要考慮到所配轉爐能力的發揮，也就是要確保連鑄對轉爐能力的最佳匹配 。
冶金長度的影響因素和抉擇原則
連鑄機的最大拉速是一定厚度鑄坯的鑄流將被拉到最後一對夾輥處就完全凝固完的鑄流液心極限速度。此速度越大，冶金長度就越長;此速度越低，冶金長度就越短。它既是影響冶金長度的重要因素，又是確定連鑄機對轉爐能力能否最佳匹配起決定性作用的綜合因素。
連鑄機最大速度越高，拉坯速度就越高，澆鑄速度也就越大，從而連鑄機的生產能力也就越大。但它也有一定限度，因為鋼水的凝固速度限制了鑄坯出結晶器時的坯殼厚度。拉速越快，坯殼越薄，易發生過大變形，甚至漏鋼，同時又會造成鑄坯內部的疏鬆和縮孔，使質量變壞，反而降低產量。在一定的工藝條件下，為得到最好的經濟效果，在尋求最佳拉坯速度時，必須滿足兩個最基本的要求:一是鑄坯出結晶器下口時坯殼具有一定的厚度，以防變形太大，甚至漏鋼;二是鑄坯內、外部的質量好，能滿足生產要求。然而，在一定條件下，提高拉速有益於改善鑄坯的表面質量。根據國外某廠的試驗表明，大型板坯拉速提高到2m/min時改善了鑄坯內、外部質量，但拉速過高又易使鑄坯內部產生疏鬆和縮孔。在現代，連鑄工藝技術的改進和連鑄設備結構的改進，冷卻和防變形能力的加強，安裝對中精度的提高等等，都有助於不斷提高連鑄生產的拉坯速度。但這種提高只能是有限度的提高。不過，我們要看到，在當前連鑄機提高拉速澆鑄，已取得了令人滿意的成果。我們應該利用這個成果。所以我們在確定連鑄機最大生產拉速時，不能太保守，以致限制了轉爐能力的發揮，從而失去了本來可以用投入一點少量投資來換取最大經濟效益的難得機會 。
對某鋼確定冶金長度的剖析
某鋼現有轉爐、連鑄的規模
某鋼擁有300t轉爐三座，3吹2生產，配有大型模鑄和雙流板坯立彎型連鑄機兩台，還有RH-OB, CAS, KIP等二次精煉設備，以及鐵水預處理等其他一系列設備。設計的出鋼周期36min，兩台轉爐每天出鋼80爐，作業率79. 2，年產鋼坯約670萬噸。
某鋼連鑄機冶金長度的確定分析
某鋼計畫模鑄能力約270萬噸其餘400萬噸鋼坯配兩台雙流大型板坯連鑄機來完成。
某鋼的產品規格是:厚度210, 230,250mm寬度900-1930mm。
某鋼在計算冶金長度時，選擇的板坯厚度是產品大綱中最難澆鑄的板坯厚度250mm板坯寬度1380mm;出鋼周期是較小的周期36min。按這樣確定的參數而計算出來的冶金長度，來澆鑄他們大到1930mm那樣的寬大斷面，其年產量是相當大的，是連鑄對300噸t大轉爐的最佳匹配 。
對某公司建議的連鑄機冶金長度的剖析
武鋼公司原決定津300t轉爐3座，分第一、，二兩期建成。第一期建兩座300t轉爐，2吹1生產，配兩台雙流板坯連鑄機全連鑄;第二期再建一座300噸轉爐，3吹2生產，再建兩台連鑄機，其中一台為雙流板坯連鑄禮另一台為方坯連鑄機，也是全連鑄.委託某國諮詢公司作第一期基本設計和可行性研究。該諮詢公司為我們的兩台連鑄機作的基本設計，冶金長定的是34米，雖經我方力爭延長，但均未同意，只勉強答應為今後在必要時留延長5米的餘地。現在來試作研究和評估。
應該說，按照中方所給的產品大綱，該諮詢公司所計算出的板坯平均厚度和平均寬度，經我們核算的結果都是正確的。但中方給的這個產品大綱中，還有最小的幾個寬度都沒有給出比例，如1050,1100,1150mm，不等於這些斷面就可以不澆。而且在中方所給出的厚度及所占比例中有最小的170mm這一級別。某諮詢公司卻是算進平均厚度，恰巧170mm厚度級是屬於澆鑄時間最短的澆鑄厚度，實際上我們在生產中可能澆得極少或根本不澆它。這樣一來，某諮詢公司給我們計算出來的平均厚度和平均寬度，就都是傾向於好澆鑄的平均斷面了。也就是說，澆鑄這樣的平均斷面板坯所花的澆鑄時間就減少好多了，因此用不著提高拉速就行了，所以連鑄機的冶金長度及澆鋼能力就認為沒有必要再大一點了。這也就是定34m冶金長度的理由。然而，我對這樣的平均斷面設計是持異議的，一是前面已經講到過，這種計算本身存在著缺陷;二是中方提交的產品大綱所計畫的一些板坯寬度和厚度比例，的確還有太欠斟酌的方面，這就是我們對好澆鑄的寬度和厚度的比例提得太大，沒有給留出餘地。某鋼在這方面就考慮得好些。在產品大綱中，在板坯厚度方面，某鋼寫上最大厚度250mm澆鑄得最多，較小的厚度230, 210mm澆得極少;在板坯寬度方面，對最大的寬度1930mm等級別卻寫的數字很小，只9. 2，而武鋼對最大寬度1550mm等級別，卻寫的數字很大，大到25%。
而某鋼對較小的板坯寬度級別卻寫的比例要大得多，但武鋼對較小的寬度級別卻寫的比例要小得多，甚至連最難澆的最小寬度級別1050, 1100和1150mm等級別根本就不給出比例，而是從1200mm級別以上才給出比例。所以，某鋼儘管澆1930mm等那樣大的板坯斷面，而所計算出的平均寬度卻反倒比我們武鋼只澆最大板坯寬度1550mm斷面還要來得小些，結果出現了一種反常的情況，板坯寬度小的武鋼其平均寬度大些;板坯寬度大的某鋼，其平均寬度反而小些，即武鋼的平均寬度為1387. 7mm和1418. 4mm,而某鋼反而是1380mm。同時還出現了某鋼變成澆鑄平均厚度是250mm，武鋼澆鑄平均厚度是229. 8mm。如果今後實際的生產真是如此，倒不是不可以，問題是，這僅僅是一個初步的構想。既然是構想，那為什麼不為設備留點餘地。關鍵是對這一問題還缺乏足夠的認識，由於這個原因，某諮詢公司就有充分理由拒絕我們延長連鑄機冶金長度的請求，這不能不引以為教訓。
為了在理論上擴大連鑄機能力站住腳，我認為首先對產品大綱的寬度比例應該給予補齊;二是應該對我們的平均斷面作些必要而合理的調整。為了顧及到某諮詢公司已計算出的板坯平均厚度229. 8mm不變，特提出將原來不合理的平均寬度138?. 7mm調整到1164. 8m。這樣調整是考慮到建議的這個平均斷面229. 8mm. x 1164. 8mm並沒有象寶鋼那樣用最大厚度250mm，而是採用了厚度229. 8毫米。又考慮到我們總得對兩個最難澆的參數250mm厚度和1050mm寬度稍稍有所照顧才算妥當。而且，在考慮照顧時還並沒有選最小的寬度1050mm，而是選了比它大兩個級差的1164. 8mm。這樣選定，並沒有把連鑄機能力擴大很多，只不過是略為留了點餘地罷了。下面將按上述調整比例比較合理的平均斷面229. 8mm x 1164. 8m二來進行一系列有關分析和計算。
對34米冶金長度連鑄機能力的計算
按照第三煉鋼產品大綱的規劃斷面及其所占比例，計算出來的平均斷面229. 8mm x1164. 8mm，來作一台連鑄機年平均產鋼坯的生產能力計算。
就是按照和日本的0. 9Vmax方式來算連鑄機最大生產拉速的話，一台鑄機年平均生產鋼坯量也不過為183. 9萬噸，比起某鋼的年平均鑄機生產能力220. 2萬噸，還要低36. 3萬噸至46.53萬噸的生產能力，更何況某鋼的每台連鑄機的年生產能力是按最難澆板坯厚度250mm，而不是按平均厚度來計算得出的結果。因此，某鋼一台鑄機的年綜合生產能力比上面算的那個46. 53萬噸差量還要大得多，足見我們34m冶金長度鑄機能力大大不足。
34米冶金長度連鑄機所帶來的問題
(1)第三煉鋼廠建成後，300t二吹一的轉爐能力可高達333萬多噸(按出鋼周期36min，轉爐作業率79. 2%算)而給我們規劃的這台連鑄機，年平均生產能力才173萬噸，顯然遠遠不能適應轉爐能力，就是再上一台同樣規格的雙流板坯連鑄機，按某諮詢公司設計的生產方式，二台鑄機也只能是300萬噸的年綜合生產能力水平，顯然，仍然不能實現公司放開生產的要求。
(2)該鑄機由於冶金長度較短，提高拉速生產受到限制，因此某諮詢公司兒乎安排生產所有規格的鑄坯斷面，都要在兩台連鑄機處於同時生產狀態，進行串換澆鋼來完成。基本上都是在第一台連鑄機還未連澆完時，第二台連鑄機就早已提前開澆近40min,隨後，再如此循環進行下去。只有在一台連鑄機出事故不得不停澆時，’才安排一台連鑄機澆鋼，而且只安排澆210mm x 1600mm斷面，才能勉強達到日澆36爐鋼的水平。值得注意的是澆210mm厚度的鑄坯，連鑄機的最大拉速是2 m/mia，可是在安排澆210mm x1600mm斷面時，要求按1. 95m/min的最大生產拉速來澆鑄，更何況武俐根本不需要澆鑄1600mm寬的鑄坯斷面，所以這種唯一能用一台鑄機澆鋼36爐的安排根本就實現不了。
(3)該鑄機由於生產能力低，拉速無法提高，所以在實際生產中必然造成月生產鋼坯量波動太大，出現有時低至月產15. 5萬噸，有時高達月產24. 82萬噸的不均衡生產情況。這使得生產組織管理都有很大難度。特別是遇到突發事件時，由於沒有迴旋餘地，對生產組織者將更為困難。
(4)在鐵水能充分保證供應時，公司要求多出連鑄坯少出鋼錠的情況下，轉爐要多作貢獻，但連鑄卻無能為力處於十分被動的境地 。
武鋼三廠連鑄機的冶金長度確定
考慮問題的出發點應當是，所匹配的連鑄機應儘可能地使300t轉爐發揮它應有作用，而不能讓連鑄機卡轉爐的脖子。現提出四個較優方案，優中選佳。
1.計算參數選擇:
(1)鑄坯斷面，選平均斷面的平均厚度和平均寬度229. 8mm x164.8mm。
(2)轉爐出鋼周期選擇36mino其他和下面方案相同:即最大出鋼量為300t;這樣計算出來的冶金長度為40. 6m。一台連鑄機的年平均生產能力為204. 3萬噸鋼坯;月平均澆鋼爐數為24.5爐，月平均生產連鑄坯21. 2萬噸。此為第一方案。
2.方案二:鑄坯斷面，厚度選最難澆的250mm，寬度選比平均斷面較大些的1350mm，出鋼周期仍選36min，計算的冶金長度為38. 96m。年平均生產鑄坯197. 3萬噸;日平均澆鋼23. 7爐;月平均產鋼坯20. 48萬噸。
3.方案三:鑄坯斷面選平均厚度平均寬度229. 8m x 1164. 8m，出鋼周期取較大點的40min計算的冶金長度為37. 4m，年平均生產鋼坯190. 24萬噸;日平均澆鋼 22. 85爐，月平均產鋼坯為19. 7萬噸。
上面所採取的計算方法是在分析西歐和日本的核算連鑄機能力方法以後，所採用的能適應自己生產實際的方法。在計算連鑄機冶金長度時，確定連鑄機最大生產拉速，既不取他們兩者之中的最大值，也不取其最小值，而是取為連鑄機最大拉速的85%來作計算。這樣選擇，既不冒進，也不保守，能儘可能準確的反映連鑄機的實際生產能力 。
總結
根據武鋼給定的產品大綱和上面所選定的參數，對上面提出的三個較優方案進行如下比較:
1.選冶金長度38. 96m或者37. 35m，年平均生產能力分別為197. 3萬噸和190. 24萬噸，對轉爐的適應性不足，也根本無餘地可留，且能力低於寶鋼鑄機，欠妥當。
2.選冶金長度40. 6m，一台連鑄機年平均生產能力為204. 3萬噸，適應性剛好吻合，澆鋼難易程度也都適當的有所照顧。所以，我認為選《方案1》應成為武鋼第三煉鋼廠連鑄對轉爐的最佳匹配。
若按某諮詢公司選冶金長度34m，對我公司全局和對武鋼第三煉鋼廠都極為不利。若以後再延長到39m，不僅能力仍然不足，而且非常麻煩，還很難做到不影響生產。如果延長到40. 6m，也只不過充其量增加三個水平段，按某國設計扇形度計算就算30萬美金一個水平段，兩流共六個水平段也不過180萬美元左右，但換來比這大幾十倍的巨大經濟效益，何樂而不為呢，對此，必需慎重對待 。
