ESP无头连铸连轧带钢工艺的创新与展望_张志勤
薄板坯连铸连轧技术及其ESP工艺
薄板坯连铸连轧技术及其ESP工艺陈燕才;张堂正【摘要】介绍了主要薄板坯连铸连轧工艺流程及其装备特点,分析了ESP新工艺的技术特性、工艺路线、设备参数,明确了ESP工艺在极薄带生产、"以热代冷"工艺上的显著优势.%Introducing process and equipment of the main thin slab casting-rolling, the paper analyzes the technical characteristics, process route and equipment parameters of the ESP process.The advantages of the ESP process in very thin slab production and "replacing cold with heat" technology are also discussed.【期刊名称】《武汉工程职业技术学院学报》【年(卷),期】2017(029)001【总页数】5页(P1-5)【关键词】薄板坯连铸连轧;ESP工艺;连铸连轧产线;无头轧制技术;CSP【作者】陈燕才;张堂正【作者单位】武钢研究院湖北武汉 430080;武钢研究院湖北武汉 430080【正文语种】中文【中图分类】TG162.8薄板坯连铸连轧技术自上世纪八十年末代投入工业化生产以来，由于其流程大别于此前的连铸加热连轧工艺，在不到三十年的时间里，得到了飞速地应用。
目前世界范围内薄板坯连铸连轧产线已近百条，产能接近2亿吨，形成了与传统连铸——热连轧工艺齐头并进的势头。
相比传统连铸——热连轧工艺，薄板坯连铸连轧技术将连铸、加(均)热和热连轧三大流程有机整合到一条产线内，优势十分明显：投资省，占地少，能耗低，成材率高，运行成本低，且通过无头轧制技术可生产传统热连轧工艺无法生产的薄材、极薄材，实现部分品种规格的“以热代冷”。
带钢无头连铸连轧技术(ESP)简介
带钢无头连铸连轧技术（ESP）简介截止2013年底，我国共有70套热轧宽带钢机组己投产，产能达到2.29亿吨，由此产生的能耗巨大。
近年来，为了节能降耗，欧洲、日本和韩国等国家的钢铁企业在努力实现热轧板带减量化制造技术方面进行了大量的研究开发工作并取得显著效果。
其中，开发和发展热轧板带无头轧制技术，进一步提高板带成材率、尺寸形状精度与薄规格超薄规格比例、实现部分〃以热代冷〃、降低辐耗等方面取得显著成绩。
该项技术是钢铁生产技术的又一次飞跃, 代表了当今世界热轧带钢的前沿技术。
1997年浦项和日立联合着手开始研制采用剪切、焊接工艺，进行中间坯连接的带钢无头轧制新工艺。
1998年4月，日本新日铁大分厂研制成功了利用高能激光器对中间板坯实现对焊的钢板无头轧制生产线。
2006-2007年浦项和日立采用剪切、焊接工艺进行中间坯连接的带钢无头轧制新工艺投入工业化生产，这种基于摆剪概念的新型固态连接工艺，实现了无头轧制连接技术的创新。
2009年意大利钢铁企业阿维迪与西门子公司联手打造的世界第一套ESP无头铸轧带钢生产线投产，当年产量达到45万吨。
本文以阿维迪ESP线为例，简要介绍带钢无头连铸连轧的工艺特点及技术优势。
一、ESP工艺流程及主要特点（一）ESP工艺流程介绍阿维迪ESP生产线如图1所示,该项技术是在德马克公司的ISP技术基础上开发的，其生产线中的连铸机采用平行板式直—弧形结晶器，铸坯导向采用铸轧结构，经液芯压下铸坯直接进入初轧机轧制成中厚板，而后经剪切可下线出售，不下线的板坯经感应加热后, 进入五架精轧机轧制成薄带钢，经冷却后卷曲成带卷。
ESP工艺生产线布置紧凑，不使用长的加热炉或克雷莫纳炉，生产线全长仅190m,是世界上最短的连铸连轧生产线。
ii tt UH 电tt BMr MH 泳冷"口谅、勇矗*图1.意大利阿维迪ESP生产线示意图（二）ESP工艺的主要技术特点1 .较高的浇铸速度。
我国薄板坯连铸连轧工艺发展现状及前景展望
我国薄板坯连铸连轧工艺发展现状及前景展望祝志新（辽宁科技大学材料成型及控制工程12级，鞍山114000）1引言薄板坯连铸连轧技术是20 世纪80 年代末世界钢铁工业发展的一项重大技术, 它的开发成功是近终形浇铸技术的重大突破。
1998年我国第一条薄板坯连铸连轧生产线在珠钢投产，从1998 年底到2006 年上半年, 我国已有珠钢、邯钢、包钢、鞍钢、唐钢、马钢、涟钢、本钢、通钢、济钢、酒钢、唐山国丰12 家钢铁企业的13 条薄板坯( 包括中薄板坯) 连铸连轧线相继投产, 年产能约3500 万t。
2001 年底, 全球已建成53 条薄板坯连铸连轧生产线, 共75 流, 包括CSP ( Compact StripProduct ion)、ISP (In—Line St rip Production) 、FTSR ( Free Thin Slab Roll)、QSP 、DSP 和CON ROLL 工艺形式。
在过去的25 年中,美国与中国的钢铁工业分别引领了前2 个10 年国际薄板坯连铸连轧技术的发展。
第 1 个10 年以美欧为主,美国则主要以电炉流程为主。
第 2 个10 年以中国为主,主要以转炉流程为特点,同时铸坯厚度向70 ～90mm发展。
现在,到了薄板坯连铸连轧技术发展的第3个10 年。
2011年以来中国钢铁行业面临严重危机。
导致危机的原因有以下几点：一是2011 年房地产、汽车、造船等下游行业增速明显减缓，导致对钢铁产品的需求下滑；二是由于宏观经济低迷，造成国际市场钢材需求量下降，2011 年我国钢材出口量增速明显下滑；三是四万亿经济刺激计划后导致国内钢铁行业扎堆上马，产能过剩，各企业为争夺有限的市场进行价格战，利润下滑。
没有更多经费投入到技术改良，产品研发上，高端产品不多，附加值低。
钢铁行业盛行丛林法则，企业兼并重组，削减产能是目前走出困境的良方。
2发展现状尽管如此，薄板坯连铸连轧技术仍是一项好的技术。
无头轧制技术的发展及展望
无头轧制技术的发展及展望上世纪60年代以前，传统生产钢材方法是先将钢水模铸成大型钢锭，经加热、轧制成坯，钢坯经冷却、清整后再加热，轧成用户所需断面的成品钢材。
近40多年来经历了三次飞跃式发展：一是将模铸改为连铸，取消开坯机；二是由一般连铸改为近终形连铸，减少加热、轧制次数；无头轧制技术是钢铁加工流程的第三次飞跃，即钢材生产不再是单块的、间隙性的，而是连续进行轧制，然后根据用户需求剪切成所需长度或卷重。
无头轧制的好处是：1.钢材全长以恒定速度进行轧制，生产率有较大提高；2.因对钢材全长施加恒定张力，使钢材断面形状波动减少，钢材质量改善，这点对热轧扁平材生产特别重要；3.由于成品长度不受限制，根据交货状态要求剪切，成品率显著提高；4.由于轧材运行稳定性提高，对热轧带钢来说，有利于生产薄规格带钢；5.和单块轧制不同，钢品啮入次数减少，减小对轧辊冲击，有利于提高轧辊寿命。
在施行无头轧制技术中分扁平材和长材两类，其中又有无头轧制和半无头轧制的区别；就技术类型来说分为焊接型和铸轧型两种，将分别叙述于后。
扁平材的无头轧制1.在传统热连轧带钢机上无头轧制。
第一台全连续无头轧制热连轧带钢机是1996年在日本JFE公司千叶厂投用的。
它的轧机组成是：粗轧机架3台，精轧机架7台，辊身长2030mm，设计最高轧速为25m／s，年产能力为540万t。
连铸坯经加热在粗轧机架轧成最大厚度为50mm中间带坯进人热卷箱，在热卷箱后设有中间带坯剪断机，将带坯头剪平，以便于后面的焊接设备(用对接压合法电磁感应焊接)进行焊接，焊接后的带坯经过带坯边部加热器使带坯温度均匀，然后送入精轧机架轧成所需带钢厚度，由于中间带坯头尾已经焊接，从理论上来讲是可以无限长的，故称为无头轧制。
轧机后卷取机前设有高速带钢剪断机，将高速前进的带钢(最大1200m／min)切断分卷。
在千叶厂3号轧机全连续无头轧制取得成功经验后，日本新日铁公司和韩国浦项公司分别将其大分厂和光阳厂热连轧带钢机改造成能无头轧制的全连续热轧带钢机。
中国轧钢技术的进步与展望(中文)通栏
中国轧钢技术的进步与展望张树堂陈其安王国栋周积智刘相华（中国金属学会轧钢学会）摘要在二十世纪最后10年，中国轧钢技术取得了很大进步，主要表现在：先进生产流程的逐步确立；轧钢生产装备、技术的现代化；国产化比例日益增高，新技术得到应用推广；轧钢产品的品种调整已取得初步成效，质量有了较大幅度提高；一些重大开发和研究项目取得了重大进展。
关键词轧钢技术现代化品种调整PROGRESS AND PROSPECT OF STEEL ROLLING TECHNIQUE IN CHINAZhang Shutang Chen Qi’an Wang Guodong Zhou Jizhi(CSM Institute of Metalworking)ABSTRACT In the last 10 years of 20th century, the progress of steel rolling technique in China was obtained and has mainly been observed in following areas: gradual set-up of advanced production route; modernization of steel rolling equipment and technique; increase of domestic manufacturing ratio for new and revamping projects, adoption of new technique; primary result s of rolled product variety adjustment obtained, improvement of product quality; major progress of some R & D projects.KEY WORDS steel rolling technique, modernization, rolled product variety adjustment从1990年到1995年，中国钢铁产量年平均增长率达到了7.2%。
薄板坯连铸连轧技术发展现状及展望
结论
薄板坯连铸连轧轧制区组织模拟在优化工艺、提升产品质量和开发新型钢材 等方面具有重要意义。通过组织模拟，可以深入了解轧制过程中材料的组织变化 和性能特点，为生产工艺优化提供理论支持和实践指导。同时，针对不同应用场 景选择合适的钢种和轧制工艺参数也成为可能，有助于提高钢材产品的质量和附 加值。
未来研究方向
薄板坯连铸连轧轧制区背景及基 础概念
薄板坯连铸连轧是指将液态钢水倒入薄板坯连铸机中进行连续铸造，然后将 连铸坯送入轧机进行连续轧制。在这个过程中，钢水在连铸机中逐渐冷却凝固， 形成具有一定形状和尺寸的连铸坯。随后，连铸坯被送入轧机进行高温高压的连 续轧制，最终形成具有一定厚度、宽度和性能的钢材产品。
总的来说，中国薄板坯连铸连轧技术已经得到了广泛的应用和推广，并在不 断创新和发展。未来，随着市场的需求和行业的发展，薄板坯连铸连轧技术将在 钢铁产业中发挥更加重要的作用。
薄板坯连铸连轧是一种高效、节能的钢材生产工艺，具有较高的生产效率和 产品质量。在轧制过程中，钢材的组织形态和性能特点对产品的质量和使用性能 具有重要影响。因此，薄板坯连铸连轧轧制区组织模拟成为了一个备受的研究领 域。通过组织模拟，可以深入了解轧制过程中材料的组织变化和性能特点，为工 艺优化和产品性能提升提供理论支持和实践指导。
薄板坯连铸连轧技术面临的挑战包括技术更新换代、市场竞争和技术人才的 培养等方面。随着科技的不断发展，该技术将面临越来越多的新挑战和机遇。未 来，需要加强技术研发和创新能力，不断提高产品质量和降低成本，以适应市场 需求的变化。加强技术人才的培养和引进，为技术的发展和应用提供强有力的人 才支持。
总之，薄板坯连铸连轧技术在新形势下取得了显著进步和发展，具有广泛的 应用前景和重要的发展价值。未来，需要继续加强技术研发和创新能力，提高产 品质量和降低成本，加强技术人才的培养和引进，以推动该技术在现代制造业中 的进一步发展和应用。
ESP无头连铸连轧带钢工艺的创新与展望
1. 1 带钢无头连铸连轧工艺的发展现状
目前, 世界上已投入工业化生产的带钢无头 连铸连轧生产线有 2 条, 即意大利阿维迪与西门 子奥钢联合作开发的 ESP 生产线和浦项公司与 达涅利合作开发的带钢无头连铸连轧生产线。
2006 年 9 月 12 日, 阿维迪钢铁集团 公司与 西门子工业服务部奥钢联公司达成协议, 建设一 条新的 ESP 全无头模式的连铸连轧生产线。阿
41
0. 9 1. 0( 0. 9)
1. 2. 2 ESP 工艺技术背景
阿维迪公司克雷莫纳厂 ISP 技术的成熟, 为 ESP 技术奠定了基础, 该公司决定采用 ESP 技术 投资兴建 1 条新的 生产线。ESP 生产线比 已经 运行在克雷莫纳的 ISP 生产线投资成本更低。
ESP 生产线的提出是基于: 1) 阿维迪公司掌 握的炼钢和连铸技术可以生产出无缺陷带坯; 2) 阿维迪 ISP 线 经过连铸连轧 机组和感应加 热器 后, 中间带坯全长温度和形状稳定, 不再需要克雷 莫纳炉或热卷箱; 3) 由于铸机和轧机操作的管理 合理, 不会导致产生非计划停机或故障, 不需较长 辊底式炉; 4) 连浇炉数增加, 连浇期间无头轧制带 钢产生效益足以补偿前述风险[ 6] 。
430
3. 56
100
70. 0
175
2. 20
95
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2. 88
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轧制
加热
能耗/
能耗/
( k Wh t 1) ( kWh t 1 )
用水量/ ( m3 t 1 )
最小厚度 ( 目标值) /
mm
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1. 6 1. 2( 1. 0)
JFE钢铁公司轧钢技术的进步及展望
JFE钢铁公司轧钢技术的进步及展望本文概要介绍了JFE钢铁公司成立以来轧钢工艺的主要研究开发成果。
这些研究成果使JFE钢铁公司从第一道次轧制到最终产品的全生产工艺，在保证产品质量（尺寸精度、性能、表面质量等）的同时，提高了生产效率和成材率，并且降低了生产成本。
此外，高强度高韧性材料的开发，要求相应的稳定生产高级钢的轧钢技术和应对产品多样化的柔性生产技术。
为此，JFE钢铁不断进行更高端轧钢技术的研发。
轧钢工序的作用是将连铸钢坯轧制成薄板、厚板、型钢等各种不同形状的产品，并通过对轧材热履历的控制，使轧制产品具有各种不同的性能。
薄板、厚板、型钢轧制是利用基于材料在转动轧辊间延伸这个极简单原理的轧制技术，制造出满足客户要求的各种形状的产品，并且与高端的加热-冷却技术相结合，对钢的组织进行控制，提高产品的强度、延性和韧性。
连续退火和表面处理工序通过对钢材连续热履历的控制，使材质均匀化和具有耐蚀性和良好表面性状，提高最终产品的质量。
为了防止地球温暖化和满足环境保护的要求，需要使用更高强度、更好韧性的钢铁材料。
相应地，制造省资源材料的新型制造工艺也是不可或缺的技术。
而为了满足社会对节能环保要求的不断提高，钢铁工业也要不断降低制造过程中CO2和废弃物的排放。
此外，提高生产效率的生产线高速化连续化技术、以最低成本生产高级钢技术、多品种小批量的柔性生产技术等也是十分迫切的要求。
为应对上述要求，JFE钢铁公司持续不断地进行轧制工艺新技术研发，采用创新型轧制新技术，实现了高级钢的稳定生产。
本文概括介绍JFE钢铁公司成立以来轧钢工艺的主要研究开发成果，并对今后轧钢技术的发展进行展望。
1轧制技术的开发1.1热轧技术的开发薄钢板热轧生产在要求高生产效率的同时，还要求对坯料加热到轧制、冷却过程中轧材热履历进行控制，以生产出高质量的热轧薄板。
此外，还要求节能、生产稳定以及自由轧制生产多品种薄板。
1970年代以后，JFE钢铁公司在坯料加热方面，积极采用有效利用连铸坯显热、实现节能和CO2减排的热装直接轧制工艺（HDR）。
新世纪的轧钢创新工艺展望
新世纪的轧钢创新工艺展望
新世纪的轧钢创新工艺展望
1 新世纪钢铁工业的发展特征-可持续发展要求的环境友好和资源再生钢铁工业在20世纪取得了重大发展,使钢铁材料成为全球应用的主要基础材料,其钢铁成型的主要方式-轧钢的连续化生产和控轧控冷技术是20世纪钢铁工业标志性的.技术进步,它和氧气转炉炼钢和精炼、连续铸钢并列为推动钢铁工业技术进步的三大技术,彻底改变了传统的钢铁生产工艺流程,为新世纪的紧凑式生产工艺流程奠定了基础.
作者：张树堂周积智作者单位：钢铁研究总院,北京,100081 刊名：中国冶金英文刊名： CHINA METALLURGY 年，卷(期)： 2003 ""(1) 分类号： F407 关键词：。
从ECR无头连铸连轧看实现高效连铸的关键
从ECR无头连铸连轧看实现高效连铸的关键ECR无头连铸连轧工艺中的高效连铸技术环境保护、降低生产成本是钢铁生产永恒的主题。
10几年来薄板坯连铸连轧、铸坯热送、热装技术使连铸成为最活跃的领域，这些技术的发展与实践大幅度地降低了设备投入及生产成本，提高了产品的竞争力。
同板材相比，长材生产在这些方面的进展则没有那么明显。
一方面长材生产是以小型钢厂生产为特点，投资少，见效快，众多的生产厂情况各异，技术水平差异很大。
这是方坯连铸技术革新及新技术推广落后于板材的主要原因。
另一方面，长材产品在钢材的总产量中占有相当的比重，长材生产推广高效连铸、铸坯热送、热装技术以及连铸连轧技术潜力巨大。
ECR无头连铸连轧工艺生产实践表明，采用先进合理的连铸工艺及其配套的装备，浇注160x200mm规格的连铸坯，普碳钢浇铸速度最大可以达到6米/分钟，合金钢浇铸速度最大可以达到3.5米/分钟以上。
实现了无漏钢连铸。
经连铸机生产的连铸坯通过隧道式加热炉直接供给轧机，不间断地直接轧制。
ECR无头连铸连轧生产线可极大地缩短从定单到最终产品发货之间的供货周期，最短供货周期可小于4小时，提高了生产的灵活性。
与现有的其它生产工艺相比，ECR无头连铸连轧生产线特殊钢生产成本平均降低45-50美元/吨，普通钢生产成本平均降低12-14美元/吨。
ECR无头连铸连轧技术1 主要工业参数和产品大纲ABS厂的ECR无头连铸连轧生产线设计能力为年产50万吨特钢成品，一台90吨电炉及配套的精炼设备，车间生产能力为90吨/小时。
特钢成品为用于机械加工行业、汽车制造工业以及其他特钢应用领域的优质圆钢、方钢、六角钢棒、线材和棒卷。
ECR无头连铸连轧生产线生产特钢成品时可以保证在线处理，不经离线再加工就可以生产出符合要求的优质产品。
ECR无头连铸连轧生产线同时也可生产普钢。
生产普钢的优势是使工厂在非常广的成品规格范围内，具有非常高的生产能力。
生产圆钢、螺纹钢筋、线材和棒卷、中小型钢、工字钢和特殊型钢的能力在80万吨/年左右。
带钢无头连铸连轧技术发展现状
带钢无头连铸连轧技术发展现状明章生;栗克建;曹鹏军;冯毅;朱斌;马鸣图【期刊名称】《河北冶金》【年(卷),期】2024()2【摘要】带钢无头连铸连轧技术(ESP)是在传统热轧工艺基础上进行改进的工艺,有更高的工作效率、成本优势和产品竞争力。
连铸过程中,钢水在结晶器内有着复杂的热/力学行为,精确控制钢水在结晶器内的流动、传质、凝固、受力和溶质再分配,是保证铸坯质量的关键。
本文介绍了ESP工艺的研究背景,阐述了其工艺优势和国内发展状况。
在此基础上,着重分析了连铸结晶器中温度场的变化、保护渣的作用以及轧制时的温度场变化,为ESP工艺优化提供理论参考。
通过对ESP工艺的优化设计进行深入分析,对产线中因高拉速造成的轧辊磨损快和难以批量生产特殊钢种的问题,提出在线换辊、一对一设计产线工艺参数以及保护渣化学成分,并结合ESP 工艺特点及我国冷轧钢市场,对“以热代冷”的可行性进行了分析。
认为,国内薄板钢“以热代冷”具有广阔的发展前景,但目前研发生产的“以热代冷”热轧板较少,仍需要进一步探索。
虽然ESP工艺已经能生产超薄规格的热轧带钢(<1.0 mm),但却无法实现量产,对于相同化学成分的钢材,不同的铸造工艺也会有很大的显微组织及力学性能差异。
目前,ESP工艺对板材内部组织转变的影响仍未建立一个完整的理论体系,钢材内部组织转变及合金元素扩散的影响将是未来研究的重点方向。
【总页数】8页(P1-8)【作者】明章生;栗克建;曹鹏军;冯毅;朱斌;马鸣图【作者单位】重庆科技学院冶金与材料工程学院;中国汽车工程研究院股份有限公司;宝武特冶航研科技有限公司;中新(重庆)超高强材料研究院有限公司【正文语种】中文【中图分类】TG335.9【相关文献】1.双辊铸轧薄带钢铸轧力计算公式及控制模型2.ESP无头带钢精轧后段高速钢轧辊的研发和使用3.薄板坯连铸连轧及薄带钢连铸冷轧技术现状4.双辊铸轧薄带钢过程铸轧力计算的数学模型5.连续铸轧-Arvedi公司与西门子公司联手打造世界第一套Arvedi ESP无头铸轧生产机组因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
日照钢铁ESP产线的技术创新及应用
日照钢铁ESP产线的技术创新及应用一、研究的背景与问题薄规格带钢是指厚度小于2.0mm的热轧板带，广泛应用于汽车、集装箱、家电、电缆桥架等领域，用于替代冷轧产品，是热轧板带发展的重要方向。
薄规格轧制是在高速度和高负荷条件下的复杂制造过程，存在板型不良和过程失稳等一系列关键技术难题。
1.5mm薄规格以下常规热轧难以批量生产，该规格热轧带钢稳定轧制是目前国内外产线追求的技术目标。
稳定实现1.5mm以下轧制具有重大的技术意义和经济意义。
薄板坯连铸连轧技术的出现，适应了这种客观形势的需要，是近30年来世界钢铁工业取得的重要技术进步之一，是继氧气转炉炼钢、连续铸钢之后，又一项带来钢铁工业技术革命的新技术。
CSP轧机上的生产工艺研究和生产实践上取得了显著成果，并在国内某些厂家实现了半无头生产模式，在提高产品的厚度精度、板形质量、通卷组织性能稳定性、均匀性和成材率方面体现出显著的优势。
但面对钢铁产能过剩，特别是热轧板卷严重过剩的现实，此类薄板坯连铸连轧产线面临着传统产线日益严峻的挑战，需要进一步开发全无头轧制技术，从而更大程度发挥流程优势、增加产品的附加值、降低产品的制造成本并增加生产过程的环境友好性。
2009年2月意大利Arvedi无头轧制技术（ESP）投入工业化生产，标志着连铸连轧技术的又一次进步。
全无头超薄钢带制造技术在国外已经通过实践证明是先进实用的，其工艺技术和能耗指标等相关技术特性在行业内处于先进水平。
中国钢铁业界很早就关注到薄板坯连铸连轧技术，从“七五”计划开始，中国一直将薄板坯连铸连轧技术列为高新技术和重点鼓励技术范围，其中以CSP 技术发展最为成熟。
通过技术引入、消化、推广和稳定发展四个阶段，在薄板坯连铸连轧技术领域取得了一系列的成果，包括薄板坯连铸连轧物理冶金特点及其组织演变规律、单块和半无头的薄规格产品生产技术、薄板坯连铸连轧微合金化技术、中高碳钢生产技术和硅钢生产技术等。
但整体看，我国与国外仍然存在较大的差距，全无头轧制的研究依然处于理论探讨阶段，没有相应的设备研发、工艺生产技术实践经验和研究结论。
ESP工艺下低碳钢奥氏体演变行为
展了相关研究并取得了一些重要成果 [９ － １４] ꎬ但对
于 ＥＳＰ 工艺条件下低碳钢连铸坯直接轧制、粗轧
收稿日期: ２０２０ － ０６ － ２８
基金项目: 国家重点研发计划项目(２０１７ＹＦＢ０３０４９０１ꎬ２０１７ＹＦＢ０３０４１０４) .
作者简介: 周晓光(１９７８ － ) ꎬ男ꎬ辽宁辽中人ꎬ东北大学副教授ꎻ 刘振宇(１９６７ － ) ꎬ男ꎬ内蒙古赤峰人ꎬ东北大学教授ꎬ博士生导师.
１４ ｍｍ → １０ ｍｍ → ７ ｍｍ → ４ ８ ｍｍ → ３ ５ ｍｍ →
２ ５ ｍｍꎬ前 ３ 道次模拟粗轧过程ꎬ后 ３ 道次模拟
精轧过程ꎬ６ 道次的轧制温度分别为 １ １００ꎬ１ ０７０ꎬ
１ ０００ꎬ９５０ꎬ９３０ 和 ９００ ℃ .
两组工艺条件下ꎬ分别在粗轧结束和精轧结
束后对板坯进行淬火ꎬ观察对应位置高温奥氏体
东北大学学报( 自然科学版)
３８
阶段大道次变形量以及中间坯补热工序对奥氏体
组织演变规律和相关机理尚不明确.
第 ４２ 卷
碳钢产品提供了理论指导.
及技术特点ꎬ通过铸坯直接轧制以及带有中间坯
１ 实验材料及工艺设计
补热工序的大道次变形量热轧实验模拟奥氏体组
１ １ 成分设计
基于此ꎬ本文针对 ＥＳＰ 工艺特殊的热履历以
ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｗｉｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ. Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅｈｅａｔｉｎｇ ｒｏｌｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓꎬ ｔｈｅ
ａｕｓｔｅｎｉｔｅ ｇｒａｉｎｓ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｄｉｒｅｃｔ ｒｏｌｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｒｅ ｃｏａｒｓｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ４８％ ꎬ ５３ ６％
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阿维迪公司 克雷莫纳 厂的 ISP 工 艺路线为 连铸 ※粗轧机 组(3 架)※感 应加热装 置 ※精轧 机组(5 架), 生产线长约 175 m 。 而传统带有隧 道式加热炉的薄板坯 连铸连轧生产线(O TS)长 约为 430 m 。表 2 为 3 种薄 板坯连铸 连轧工艺 对比[ 5] 。
设计
工艺
维迪公司与西门子奥钢联各持股 50 %, 共同投资 兴建总部位于意大利克雷莫纳的合资公司 —克雷 莫纳工程有限公司 , 该合资公司负责这项耗资 3 亿欧元的新生产线的开发与设计 。西门子奥钢联
公司成为克雷莫纳厂工艺和设备制造安装的总承
包商 。 该 ESP 采用单条连铸线 , 目前产能为 200 万
t/ a , 如果提高铸机的拉速 , 在 1 850 m m ESP 生 产线上(单 流)以 7 .5 m/ min 的拉速 进行 无头 轧 制 , 设计产 能可 达 250 ～ 300 万 t/ a[ 2] 。 图 1 为 ESP 生产线示意图 , 表 1 为 ESP 生产线的技术参 数[ 3] 。
1 .2 .2 ESP 工艺技术背景
阿维迪公司克雷莫纳厂 ISP 技术的成熟 , 为 ESP 技术奠定了基础 , 该公司决定采用 ESP 技术 投资兴建 1 条新的 生产线 。 ESP 生产线比 已经 运行在克雷莫纳的 ISP 生产线投资成本更低 。
ESP 生产线的提出是基于 :1)阿维迪公司掌 握的炼钢和连铸技术可以生产出无缺陷带坯 ;2) 阿维迪 ISP 线 经过连铸连轧 机组和感应加 热器 后 , 中间带坯全长温度和形状稳定 , 不再需要克雷 莫纳炉或热卷箱 ;3)由于铸机和轧机操作的管理 合理 , 不会导致产生非计划停机或故障 , 不需较长 辊底式炉 ;4)连浇炉数增加 , 连浇期间无头轧制带 钢产生效益足以补偿前述风险[ 6] 。
Innovation and expectation of endless strip production
ZH ANG Z hi-qin , GAO Zhen-feng , H E Li-bo (T echno logy Cent er o f A ng ang Steel Co ., L td ., A nshan 114009 , China)
2010 年 12 月 · 70 · 第 26 卷 第 6 期
炼 钢 St eelm aking
Dec .2010 V ol .26 No .6
ESP 无头连铸连轧带钢工艺的创新与展望
张志勤 , 高真凤 , 何立波
(鞍钢股份有限公司 技术 中心 , 辽宁 鞍山 114009)
摘 要 :对意大利阿维迪公司(A rvedi)ESP 无头连铸连轧带钢工艺的创新历程 、工艺装备概况及其优势 进行了论述 , 对 ESP 工艺与各类薄带铸轧生产工艺进行了对比 , 并对 ESP 工艺的未来发展进行了展望 。 关键词 :ESP ;无头轧制 ;带钢 ;连铸连轧 中图分类号 :T F 777.7 文献标识码 :B 文章编号 :1002-1043(2010)06-0070-04
结晶器厚度/ 板坯厚度/ 最大拉速/ 出精轧机带钢
mm
mm
(m·min-1) 厚度/ mm
90
70
6 .5
0 .8 ～ 12
1 00
80
5 .7
0 .8 ～ 12
1 10
90
5 .1
0 .8 ～ 12
图 2 浦项公司光阳厂新一代板带生 产线工艺流程图
1 .2 带钢无头连铸连轧工艺的创新历程 1 .2 .1 紧凑节能的 ISP 工艺开发
板坯规格
年产量/
万t
OTS
55 mm ×1 600 m m 170
克雷莫纳厂 IS P55 mm ×1 350 m m 110
普通 ISP 55 mm ×1 600 m m 170
表 2 3 种薄板坯连铸连轧工艺对比
生产线 投资
单位
长度/ (在欧洲)/ 投资比/
m
亿欧元
%
430
3 .56
100
175
作者简介 :张志勤(1964 -), 男 , 鞍山钢铁股份公司技术中心 , 高级工程师 , 从事钢铁前沿技术跟踪与研究 。
第6期
张志勤 , 等 :ESP 无头连铸连轧带钢工艺的创新与展望
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图 1 ESP 1 570 mm 生产 线示意图
表 1 ESP 1 570 mm 无头连铸连轧生产线的 技术参数
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炼 钢
第 26 卷
品种为碳钢和高强度低合金钢 , 用于汽车 、家电和 建筑行业[ 1] 。
2 .1 ESP 工艺技术优势
1)ESP 生产线是第 1 条能够在7 m in 内完成 从钢水直至 地下卷取机的带 卷热轧全连续 生产
线 , 而原有的 ISP 薄板坯连铸连轧生产线从钢水 浇铸到产出成品带钢需要 15 min 。
1 ESP 带钢连铸连轧工艺的创新
1 .1 带钢无头连铸连轧工艺的发展现状
目前 , 世界上已投入工业化生产的带钢无头 连铸连轧生产线有 2 条 , 即意大利阿维迪与西门 子奥钢联合作开发的 ESP 生产线和浦项公司与 达涅利合作开发的带钢无头连铸连轧生产线 。
2006 年 9 月 12 日 , 阿维迪钢铁集团 公司与 西门子工业服务部奥钢联公司达成协议 , 建设一 条新的 ESP 全无头模式的连铸连轧生产线 。 阿
与能耗降低相关的是直接或间接的温室气体
和有害气体的排放减少 , 生产一般规格带卷时降 低 40 %～ 50 %, 而生产较薄规格时降低 65 %～ 70 %。水消耗方面 , 其耗水量比最好的传统生产 带卷方式降低 80 %。
2 .2 ESP 工艺品种结构优势
1)全系列钢种范围 。 ESP 线设 计产品大 纲 为从低碳钢到高碳钢 , 以及合金钢的完整产品系 列 , 包括高等级优质钢种(如取向和无取向硅钢 , 用于制造汽车车 身面板的 IF 钢)。 利用阿维 迪
意大利阿维迪公司近年来一直致力于 ISP 工 艺的研究和改进 , 其 1992 年投产的 ISP 生产线在
当时是欧洲第 1 条 、世界第 2 条薄板坯连铸连轧 生产线 , 且只生产碳素带钢 , 年产量达 110 万 t 。 该生产线高度紧凑 、灵活 , 代表当代先 进的低成 本 、节能型热轧薄带钢生产水平 。自从 1992 年投 产以来 , ISP 生产线经过多次成功改造 , 开发出了 薄板坯连铸与直接轧制的链接技术 , 实现了无间 断连铸 , 成为生产优质热轧带钢的成熟生产线 。 经过多年实践 , 目前该 ISP 生产线已达到世界先 进水平 , 与传统工艺相比 , 更加节能与环保 。
4)可以生产高品质超薄带钢 , 部分可以代替 冷轧产品 , 直接进行酸洗和镀锌 。
5)在节能环保方面 , ESP 技术可以在高温下 充分利用连铸坯高温能量 , 即使实施较大的压下 量 , 产生的轧制力也较低 。 与常规热连轧机比较 减少 2 ～ 3 座加热炉 ;同 CSP 薄板坯连铸连轧比 , 也减少 200 多米长隧道加热炉 。 并且在高温下轧 制又大大降低了轧机的功率 , 电耗降低 。 ESP 与 ISP 工艺相比 , 取消了克雷莫纳炉 , 但其感应加热 炉的功率增加了 , ISP 感应加热炉的最大 功率为 20 M W[ 2] , ESP 感 应 加 热 炉 的最 大 功 率 为 36 M W[ 6] 。此外 , ESP 与其它薄板坯连铸连轧工艺 不同,在提高生产线能力和效率时 , ESP 只需要 很少的能量 。 在极限拉速下 , 即7 .6 m/ mi n(坯料 为 70 m m ×1 250 mm)和 8 .3 m/ min(坯料为 55 m m ×1 250 m m)时 , 感应加热器能量输入将降为 零 。ESP 的能耗比 ISP 减少约 25 %～ 30 %, 比 传统热带钢轧机减少约 40 %[ 6] 。
ESP 设备可以生产出达到冷轧表 面质量(A 级) 的热轧产 品(可以 直接 用于 汽车裸 露部 件的 制 造);还可以使用转炉钢水生产出具有 IF 钢特点 的热轧产品 。
2)薄规格产品 。 ESP 工艺采 用无头轧制 技 术 , 减少了穿带次数 , 因而可以通 过阿维迪 ESP 工艺大量生产能够在诸多领域中替代冷轧产品的 薄规格(厚度0 .8 ～ 1 .0 m m)并具有阿维迪专利权 的热轧产品 , 包括屈服极限 315 M Pa 、厚 1 m m 的 钢种 ;屈服极限 420 M Pa 、厚1 .25 m m的钢种 ;厚 度在 2 m m 以 下的高强 度钢种(强度 700 ～ 800 M Pa);厚1 .2 ～ 1 .5 m m的 DP 600 ～ DP 1000 钢种 , 可以替代部分冷轧产品 , 提高了产品的附加值 。
Abstract :In t hi s paper the inno vatio n co urse , the technolog ies and equipment s and adv ant ag es of t he Endless St rip P roductio n (ESP)in I talian A rvedi Co mpany are described and compari son betw een ESP and various t hi n st ri p cast rol li ng pro cesse s are discussed , and t he fut ure developm ent o f the ESP is e xpected . Key words:ESP ;Endless St rip Producti on ;St rip ;Continuous Casting and Ro lli ng