2008年??8月第46卷第4期武鋼技術(shù)

WISCOTECHNOLOGY

????Aug.2008

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Vol.46??No.4??59??

薄板坯連鑄連軋技術(shù)的發(fā)展及在我國的實(shí)踐

周漢香,陳洪偉

(武鋼研究院,湖北武漢430080)

摘??要:介紹薄板坯連鑄連軋技術(shù)的發(fā)展及其技術(shù)特點(diǎn),同時對薄板坯連鑄連軋技術(shù)在我國的生產(chǎn)實(shí)踐和武鋼新建薄板坯連鑄連軋的工藝流程及薄板坯連鑄和熱連軋的工藝特點(diǎn)進(jìn)行介紹。關(guān)鍵詞:薄板坯;連鑄連軋;工藝特點(diǎn)

中圖分類號:TG335.13??文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A??文章編號:1008??4371(2008)04??0059??04

Developmentandpracticeofthinslabcontinuouscasting??continuousrolling

inChina

ZHOUHan??xiang,CHENHong??wei

(R&DCenterofWISCO,Wuhan430080,China)

Abstract:Thepresentpaperintroducesthedevelopmentandtechnologicalcharacteris??ticsofthethinslabcontinuouscasting??continuousrollingtechnologyandinthemean??whiledescribestheproductionpracticeofthistechnologyinChinaaswellastheprocessflowandtechnologicalcharacteristicsofthenewlybuiltthinslabcontinuouscasting??continuousrollingmillinWISCO.

Keywords:thinslab;continuouscasting??continuousrolling;processcharacteristics????薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)工藝是20世紀(jì)90年代世界鋼鐵工業(yè)發(fā)展的一項(xiàng)重大新技術(shù),以其投資省、成本低、節(jié)能降耗、高效的優(yōu)勢,得到迅速的發(fā)展[1-3]。近年來,隨著對薄板坯連鑄連軋技術(shù)研究的深入,其工藝、設(shè)備和自動控制等方面技術(shù)不斷發(fā)展。薄板坯連鑄連軋技術(shù)由最初的與電爐匹配發(fā)展為與高爐??轉(zhuǎn)爐流程匹配生產(chǎn),不再受廢鋼和電力的限制。因轉(zhuǎn)爐所提供的鋼水質(zhì)量得到改善,鑄機(jī)產(chǎn)量和鑄坯質(zhì)量得到提高,所能生產(chǎn)的產(chǎn)品品種進(jìn)一步擴(kuò)寬,從只能生產(chǎn)簡單的幾個品種發(fā)展為可以生產(chǎn)雙相鋼和TRIP鋼,近年來還可以生產(chǎn)無取向電工鋼

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1??薄板坯連鑄連軋技術(shù)的發(fā)展和特點(diǎn)1.1薄板坯連鑄連軋技術(shù)的發(fā)展

1986年德國施羅曼西馬克公司在自己的鑄鋼車間建立了1臺采用??漏斗型??結(jié)晶器的立彎式薄板坯連鑄機(jī),并以6m/min的拉速成功地生產(chǎn)出50mm??1600mm的薄板坯,該技術(shù)簡稱CSP。幾乎同時,德國曼內(nèi)斯曼德馬克公司(MDH)于1987年采用改進(jìn)的超薄型扁形水口和平板直弧形結(jié)晶器以4.5m/min的拉速成功地生產(chǎn)出60mm??900mm和70mm??1200mm的薄板坯,該技術(shù)簡稱ISP。奧鋼聯(lián)于1988年在對瑞典阿維斯塔的傳統(tǒng)連鑄機(jī)進(jìn)行改造時,采用薄平板型結(jié)晶器及薄型浸入式水口澆出第1塊厚度為70mm的不銹鋼薄板坯,該技術(shù)簡稱CON??ROLL。

1989年6月世界上第1條薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線在美國紐柯公司的克勞福茲維爾廠建成投產(chǎn),采用SMS的CSP技術(shù),年產(chǎn)80萬t。1992年

。開發(fā)出的薄板坯連

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鑄連軋超薄帶生產(chǎn)技術(shù)即半無頭軋制技術(shù),其產(chǎn)品厚度可望達(dá)到0.6~0.8mm,能夠部分取代傳統(tǒng)的冷軋材料。采用鐵素體軋制技術(shù),避免在??????相變時兩相區(qū)軋制,從而避免了帶鋼力學(xué)性能的不均勻和厚度變化。

:周漢香),,,.

??????60??????武鋼技術(shù)第46卷

1條年產(chǎn)50萬t的ISP生產(chǎn)線在意大利的阿維迪建成投產(chǎn),并于1993年9月達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量。與此同時,意大利達(dá)涅利的FTSR技術(shù)、日本住友金屬的QSP技術(shù)及奧地利奧鋼聯(lián)的CONROLL技術(shù)等尚處于半工業(yè)試驗(yàn)狀態(tài)。

針對最先投產(chǎn)的幾條生產(chǎn)線所遇到的產(chǎn)量和質(zhì)量的問題,各供貨商又采取相應(yīng)的措施。SMS加大了鑄坯的厚度并減小了漏斗型結(jié)晶器連續(xù)變截面的變化程度,同時在二冷段采用了液芯壓下技術(shù),目的是在不增加坯厚的情況下,進(jìn)一步改善鑄坯的表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量。另外,為穩(wěn)定結(jié)晶器液面、提高澆鑄速度,進(jìn)一步優(yōu)化了浸入式水口的形狀并采用結(jié)晶器液壓振動;為提高帶鋼的表面質(zhì)量,開發(fā)了壓強(qiáng)達(dá)40MPa的高壓水除鱗裝置,同時減小了噴嘴與鑄坯之間的距離,設(shè)置了回水收集裝置。

德馬克將平板型結(jié)晶器改為??橄欖型??,同時優(yōu)化了浸入式水口的形狀、加大了鑄坯的厚度。在SMS、MDH完善現(xiàn)有工藝和設(shè)備的同時,達(dá)涅利公司在吸收漏斗型結(jié)晶器優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,發(fā)展和完善了漏斗型結(jié)晶器的設(shè)計(jì)思想,將漏斗型曲線穿過結(jié)晶器,延伸到扇形段,開發(fā)出H2結(jié)晶器和??凸透鏡式??結(jié)晶器。這種結(jié)晶器降低了由于變截面而引起的坯殼應(yīng)力,同時由于加大了熔池,可采用較高的拉速,獲得更高的產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量,使?jié)茶T包晶鋼成為可能。1995年5月在對紐柯�？寺�1號線改造中首次采用,效果顯著,為今后的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。隨后,于1997年在加拿大的阿爾戈馬建成投產(chǎn)了1條完整的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線,獲得較好的產(chǎn)品質(zhì)量,特別是表面質(zhì)量,引起世人注目。

薄板坯連鑄連軋技術(shù)經(jīng)過近20年的發(fā)展,工藝、設(shè)備、自動化系統(tǒng)日趨完善,產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量不斷提高�？梢哉f目前薄板坯連鑄連軋技術(shù)已步入成熟期,今后技術(shù)的發(fā)展主要在于:進(jìn)一步提高連鑄機(jī)的拉速,以提高產(chǎn)量;進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量,擴(kuò)大產(chǎn)品范圍;進(jìn)一步減小產(chǎn)品厚度,實(shí)現(xiàn)??以熱代冷??,提高產(chǎn)品的競爭能力。

程中,煉鋼爐、薄板坯連鑄機(jī)和熱連軋機(jī)都是剛性較強(qiáng)的工藝裝置,為了穩(wěn)定地連續(xù)澆鑄和控制,需匹配好各段物流;(3)在薄板坯連鑄連軋工藝中,熱連軋是決定規(guī)模和投資的主要因素,充分發(fā)揮熱連軋機(jī)組的能力是整個工程建設(shè)的要點(diǎn)之一,煉鋼爐、爐外精煉裝置、薄板坯連鑄機(jī)及鑄機(jī)與軋機(jī)間的緩沖、銜接裝置的設(shè)計(jì)、選擇應(yīng)以充分發(fā)揮熱連軋機(jī)組的效率為主要前提。

1.3??薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)中的熱點(diǎn)問題1.3.1??連鑄連軋薄板坯的質(zhì)量問題

基于薄板坯連鑄連軋的特點(diǎn),其產(chǎn)品質(zhì)量尤其是連鑄連軋薄板坯的表面質(zhì)量一直是人們關(guān)注的問題,經(jīng)過努力,這方面已取得了顯著進(jìn)展。根據(jù)測試結(jié)果,薄板坯連鑄連軋的產(chǎn)品經(jīng)過平整后的表面形貌與通常的噴丸處理后的薄板相當(dāng),但從??以熱代冷??制造汽車外部件的角度出發(fā),用薄板坯連鑄連軋方式生產(chǎn)的薄帶鋼,在表面質(zhì)量方面仍需進(jìn)一步的努力。目前,在薄帶鋼生產(chǎn)中還存在邊裂、表面裂紋等問題,雖然經(jīng)過技術(shù)處理有所緩解,但沒有從根本上完全消除這類問題,因此這就要求我們在鋼水成分和潔凈度方面(包括C、S、P、Al、Ca、N及夾雜物方面)加以控制,還要在連鑄工序(包括中間包溫度、拉速、結(jié)晶器熱流、夾雜及表面夾渣等方面)加以控制。

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1.3.2??超薄鋼板的力學(xué)性能

通過將連鑄連軋生產(chǎn)出來的DD12深沖板、冷軋DC04深沖板和強(qiáng)度與DD12相當(dāng)?shù)睦滠埍“錒260B的成型極限進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn),用薄板坯連鑄連軋方式生產(chǎn)的薄規(guī)格產(chǎn)品的成型性較冷軋深沖板坯有較大差距,且稍遜于烘烤硬化冷軋薄板。因此,就薄板坯連鑄連軋薄規(guī)格產(chǎn)品的力學(xué)性能而言,目前只能取代強(qiáng)度比較高的冷軋產(chǎn)品,至于冷軋深沖板,則只能在當(dāng)深沖件相對簡單、對成型性要求不太嚴(yán)格的條件下部分取代

[9]

。

1.3.3??薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)的鋼種

薄板坯連鑄連軋從只能生產(chǎn)簡單的幾個品種發(fā)展為可以生產(chǎn)合金鋼、微合金鋼、特殊鋼,近年來隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,還可以生產(chǎn)雙相鋼和TRIP鋼、無取向電工鋼,薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)取向硅鋼的優(yōu)勢也十分明顯,主要表現(xiàn)在鑄坯快速凝固,第二相析出物細(xì)小、均勻,并可實(shí)現(xiàn)較低的鑄坯加熱溫度[10],目前國內(nèi)生產(chǎn)上述各鋼種的廠1.2薄板坯連鑄連軋的特點(diǎn)

薄板坯連鑄連軋技術(shù)的工藝特點(diǎn)是:(1)整個

工藝流程是由煉鋼(電爐或轉(zhuǎn)爐)??爐外精煉??薄板坯連鑄??物流的時間節(jié)奏與溫度銜接??熱連軋5個單元工序組成,將原來的煉鋼廠和熱軋廠緊,;(2)

第4期周漢香,等:薄板坯連鑄連軋技術(shù)的發(fā)展及在我國的實(shí)踐????61??????

2??薄板坯連鑄連軋技術(shù)在我國的應(yīng)用實(shí)踐2.1??薄板坯連鑄連軋技術(shù)在我國的發(fā)展

自從1999年8月廣州珠江鋼廠第1臺CSP

生產(chǎn)線建成投產(chǎn)以來,我國的薄板坯連鑄連軋技術(shù)發(fā)展愈來愈快。到2007年,我國已有珠鋼、邯鋼、包鋼、鞍鋼、唐鋼、馬鋼、漣鋼、本鋼、通鋼、濟(jì)鋼、酒鋼、唐山國豐12家鋼鐵企業(yè)13條薄板坯(包括中薄板坯)連鑄連軋線相繼投產(chǎn),年產(chǎn)能約3500萬t。在今后的5年內(nèi),我國的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線可能達(dá)到15條,年產(chǎn)能將突破4000萬t,其產(chǎn)能將占我國熱軋板卷的30%以上,薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線將占世界的近30%。近2年來,我國已建成的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線圍繞著全流程的生產(chǎn)工藝穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、新產(chǎn)品開發(fā)、冷軋基板性能控制和充分發(fā)揮流程潛能實(shí)現(xiàn)高效化生產(chǎn)等方面展開;另一方面,陸續(xù)建成投產(chǎn)的生產(chǎn)線迅速達(dá)產(chǎn)、增效,我國薄板坯連鑄連軋領(lǐng)域不斷創(chuàng)造新的紀(jì)錄。表1為我國13條薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線的主要工藝參數(shù)和產(chǎn)能。

表1??我國13條薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線的

主要工藝參數(shù)和產(chǎn)能

企業(yè)名稱珠鋼邯鋼包鋼

生產(chǎn)線形式CSPCSPCSP

連鑄流鑄坯厚數(shù)/流度/mm2222422221222

50~6060~7050~70

年產(chǎn)能估計(jì)/萬t

950~1350180鑄坯寬度/mm900~1680980~1560

260280280550260300260260130280260200

上;(4)軋機(jī)機(jī)架數(shù)量越來越多,軋制速度及主電機(jī)容量越來越大;(5)設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力越來越高,一般單流150萬t/a,雙流250萬t/a;(6)采用新技術(shù)越來越多,自動化控制技術(shù)日新月異。

2.2??我國薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)中存在的

問題及今后的工作方向

(1)充分發(fā)揮流程技術(shù)優(yōu)勢,擴(kuò)大薄規(guī)格比例,實(shí)現(xiàn)以熱代冷。近年來,技術(shù)的發(fā)展使薄規(guī)格熱軋鋼板生產(chǎn)更經(jīng)濟(jì)和更具有吸引力,薄規(guī)格熱軋鋼板對冷軋市場日益形成挑戰(zhàn)。薄規(guī)格熱軋帶鋼的目標(biāo)市場主要為對于表面質(zhì)量、尺寸精度、力學(xué)性能要求低的領(lǐng)域,如汽車、建筑業(yè)、管材和金屬構(gòu)件等。另外,熱軋薄規(guī)格帶鋼除直接應(yīng)用外,還用于薄規(guī)格冷軋帶鋼的原料。目前,我國??以熱代冷??的工作才剛剛起步,充分發(fā)揮薄板坯連鑄連軋流程優(yōu)勢,擴(kuò)大薄規(guī)格比例,實(shí)現(xiàn)以熱代冷,是今后薄板坯連鑄連軋產(chǎn)品市場發(fā)展的一個主要方向。

(2)加強(qiáng)關(guān)鍵裝備及消耗品制造技術(shù)的研發(fā),力爭全面實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。實(shí)現(xiàn)薄板坯連鑄連軋關(guān)鍵裝備以及關(guān)鍵消耗品技術(shù)的全面國產(chǎn)化是降低產(chǎn)品成本的一個關(guān)鍵,也是提高工藝技術(shù)水平的一個標(biāo)志。目前在某些方面如連鑄保護(hù)渣、漏斗型結(jié)晶器等方面做了大量的工作,也取得了一定的成績,但還要在產(chǎn)品質(zhì)量、性能穩(wěn)定性方面做更多更細(xì)致的研發(fā)工作。實(shí)現(xiàn)薄板坯連鑄連軋關(guān)鍵技術(shù)的國產(chǎn)化還應(yīng)加強(qiáng)漏鋼預(yù)報(bào)技術(shù)、動態(tài)輕壓下技術(shù)、電磁制動技術(shù)等以及軋機(jī)關(guān)鍵部件的研發(fā)和國產(chǎn)化,這對提高中國薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線的競爭力、降低生產(chǎn)成本是十分必要的。