轧钢新技术1

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⑴充分发挥热带轧机的能力,向年产280万-320万t热 轧卷的目标挑战;
⑵形成不同类型薄板轧机产品的合理分工; ⑶进一步扩大薄板坯连铸连轧工艺的产品适应范围和 市场竞争力; ⑷探索未来技术进步的方向。
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薄板坯连铸连轧工艺中的的关键技术
一、结晶器:
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薄板坯连铸连轧工艺中的的关键技术
加厚结晶器在技术上可带来的好处: 1.增加结晶器钢水存量,即增加了钢水热容量,有利于保护渣融 化; 2.增加结晶器空腔体积,有利于浸入式水口的插入与合理设计, 避免钢水在浸入式水口周围凝结架桥; 3.结晶器钢水存量增加,可减少液面波动,稳定弯液面状态,减 少由卷渣引起的各种缺陷; 4.改善结晶器内热流分布的均匀性,使冷却较为均匀,减少坯壳 热应力并促进坯壳均匀生长; 5.延长钢水在结晶器内的滞留时间,有利于夹杂物上浮; 6.有利于增加铸坯宽度,设计和制作铸坯断面更宽的薄板坯连铸 机; 7.有利于薄板坯产量提高,更好地与热轧机生产能力相匹配。
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薄板坯连铸连轧技术的发展趋势
第一代技术的另一个主要特征是连铸用钢水几 乎全部由100-150t的电炉供应,单流铸机生产能 力不超过80万t/a;主要生产碳素钢,实行奥氏体 轧制,终轧温度大于800℃,终轧产品最薄为 1.2mm。典型的生产线有美国的克劳福兹维尔厂 、未改造的西班牙ACB厂、意大利阿维迪厂和我 国未改造前的珠江钢厂。
漏斗形结晶器
170
•100 cm2
63
漏斗形结晶器
CSP漏斗型结晶器 CSP 工艺的核心 结晶器窄面调节
SMS
目 的: 结晶器窄面锥度调节 更换铸坯宽度时更快的调节速度 准确的定位 CSP调宽特点: 免维修 根据用户及工艺参数进行优化 在调整过程中减少接触力t
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刚性引锭杆
CSP工艺
•1.什么是CSP:西马克公司开发出的CSP工艺(Compact Strip Production),也可称为紧凑式热带生产工艺。 •2. CSP工艺流程 •电炉→钢包精炼炉→薄板坯连铸机→均热→热连轧机→层流冷却→ 地下卷取 •3. CSP工艺特点 •生产简便且稳定,流程短,产品质量好,成本低,有很强的市场竞 争力。
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薄板坯连铸连轧工艺中的的关键技术
五、精轧机架
从投资额来分析,薄板坯连铸连轧生产线中连铸机部分占30%,轧机 部分则占70%。现有的各种类型的热精轧机组有4机架、5机架、6机 架乃至7机架(美国阿克梅钢公司),其生产能力均可达135万~200万t /a,大大超过薄板坯连铸机单流生产能力。目前热精轧机组均配有 轧辊轴向移动、板形平整度、厚度在线调控、轧辊表面热凸度控制等 装置,轧制1.0mm甚至更薄的热轧带卷已不成问题,关键的问题是如 何发挥出投资比例如此大的轧机能力。就其经济效益来讲,薄板坯连 铸应配置两流才能与一套热连轧机组匹配,同时薄板坯连铸机的拉速 也应最大限度地提高,薄板坯连铸连轧的高温、高速、连续生产的衔 接技术仍有待继续开发。
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常规流程与短流程工艺的投资比较
产品微观组织的比较
薄板坯连铸连轧技术的特点
1) 工艺简化、设备减少、生产线短,吨钢投资下降; 2) 生产周期短, 从废钢至成品卷,仅需2.5小时; 3) 成材率提高,能耗降低,从而降低了生产成本; 4) 产品的性能更加均匀、稳定; 5) 产品的纵、横向精度更高; 6) 适于生产薄规格产品,提高产品的附加值;
三、高压水除鳞
薄板坯表面积大,易出现二次氧化,生成氧化铁皮, 如不及时清除,会与轧辊在高温下接触,不仅损坏轧辊, 也常因轧制速度远高于浇铸速度而将氧化铁皮轧入。为此 ,各种薄板坯连铸机的设计方案都对除鳞给予了相当重视 ,新的结构都将除鳞机布置在粗轧机前,进而在进入加热 炉前、精轧前再次除鳞,FTSRQ(FTSC)生产线甚至在精轧 机架F1、F2后仍进行多道除鳞,确保氧化铁皮的清除。除 鳞装置有高压水、旋转高压水多种类型,其水压从1020MPa提高至40 MPa。
薄板坯连铸连轧已经成为一种成熟的生产工艺,并不断的开发 和发展。
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几种典型的薄板坯连铸连轧技术及其特点
德国西马克(SMS)的CSP(Compact Strip Production)技术; 德国德马克(MDH)的ISP(Inline Strip Production)技术; 意大利达涅利(DANIELI)的FTSRQ(Flexible Thin Slab Rolling for Quality); 奥地利奥钢联(VAI)的CONROLL(Continue Rolling)技术; 日本住友金属的QSP(Quality Strip Production)技术; 美国蒂金斯(Tippins)的TSP(Thin Slab Production)技术;
薄板坯连铸连轧技术的现状
截止目前,薄板坯连铸机可以批量生产12个钢种组: 第一组:建筑用的可焊接非合金钢,即是一般建筑用的结构钢; 第二组:中碳钢,相当于我国Q345 ; 第三组:冷轧用的低碳钢,相当于St14; 第四组:冷加工和冷轧用的高强度微合金钢,这种钢种是用于汽 车和机器制造工业中的冲压部件,显微组织均匀性比传统的热轧板 带略胜一筹; 第五组:高强度含磷的合金钢,这组钢种也称为“焙烤硬化钢” ,大部分用于汽车工业;
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CSP布置示意图

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CSP主要技术特点
CSP主要技术特点
.立弯式铸机、 .漏斗形直结晶器, .钢性引锭杆, .辊底式均热炉。 .CVC热连轧机
CSP 连铸机结构示意图
常规结晶器
结晶器作用是使钢水凝固成一定断面形状并具有一定厚度、强度的 钢坯。四块冷却壁由铜板和钢板水箱组成。
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薄板坯连铸连轧技术的发展趋势
⑶扩大了单流铸机的生产能力,一般可提高到130万 t/a。由于150t以上电炉操作成功的把握性差,所以第二 代技术中,多采用转炉与连铸机相匹配。这对提高生产效 率、降低成本和对钢中残余元素的控制起到很好的作用。 我国1999年以后建成的连铸连轧生产线均采用转炉与连铸 机匹配。
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薄板坯连铸连轧工艺中的的关键技术
二、液心压下技术
结晶器加厚有利于提高薄板坯质量;而铸坯减薄有利于 轧钢操作。液心压下技术正是为能同时满足上述不同要求 而开发的技术。
液心压下技术是将拉出结晶器尚带有液心的薄板坯在尚 未凝固前进行15-20mm的轻度压下。
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薄板坯连铸连轧工艺中的的关键技术
刚性引锭杆
结构简单 送引锭杆时间短 最短的距离(到加热炉)
链式引锭杆
结构复杂 较长的送引锭时间 较长的距离到加热炉
薄板坯连铸连轧技术的现状
工艺 CSP ISP FTSR QSP CONROLL 合计
项目
生产厂
19 8 4 3 1 35
流数
27 12 5 4 1 49
生产能力
备注
2700 1110 515 500 70 4895
SMS 公司开发 MDH 公司开发 Danieli 公司 Sumitomo 公司 VAI 公司开发
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常规流程与短流程工艺工序的比较
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CSP工艺温度曲线
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常规流程与短流程工艺能源消耗的比较
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薄板坯连铸连轧技术的发展
薄板坯连铸生产线工艺有:
德国西马克(SMS)的CSP技术:Compact Strip Production 德国德马克(MDH)的ISP技术:Inline Strip Production 意大利达涅利(DANIELI)的FTSR技术:Flexible Thin Slab Rolling for Quality 奥地利奥钢联(VAI)的CONROLL技术:Continue Rolling 日本住友金属的QSP技术: Quality Strip Production 各种薄板坯连铸连轧技术各具特色,但最终目标是一致的,即通过 结构紧凑、热送热装、连铸连轧的薄板坯连铸连轧技术来实现高的经 济效益。
薄板坯连铸连轧技术的发展趋势
第一代技术的主要特点:
相对常规热连轧技术,第一代薄板坯连铸连轧技术具有 3方面重要突破:
⑴采用炉外精炼技术,最大程度地保证了连铸工艺所需 的钢水质量;
⑵设计了能连铸优质薄板坯的结晶器,由于板坯厚度薄 ,在结晶器内冷却的强度大,细化了板坯铸态的组织晶粒 ;
⑶成功地将连铸工艺与连轧工艺连接起来,实现了直接 轧制,从而取消了相变温度区的中间冷却,使热轧变形在 粗大奥氏体组织上直接进行,避免了合金元素在板坯冷却 过程中的析出,由此获得更精细、更均匀的金相组织。
⑷由“钢液熔池控制系统数学模型”实现液心压下工 艺。实践证明,采用液心压下技术,对铸坯细化晶粒的作 用更大。在相同的轧制温度下,可使铸坯获得更好的韧性 。
⑸结晶器断面尺寸增至70mm,使液心压下量的大小
在浇铸前和浇铸中可灵活设定,以适应终轧带卷厚度的要
求。
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薄板坯连铸连轧技术的发展趋势
第三代技术发展目标:
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wenku.baidu.com
薄板坯连铸连轧技术的现状
第六组:改善后的抗大气腐蚀的低合金高强度钢,这组钢也称为 “CORTEN”相当于我国的耐候钢和JIS标准的SPA-H; 第七组:微合金低合金高强度钢,这组钢种具有高抗拉强度和屈 服点,广泛应用于工程机械、大型厂房结构、桥梁以及大梁等结构 件的制造; 第八组:电气用硅合金钢,热轧硅钢带在纵向和横向上机械性能 都很均匀,与传统方法生产出的冷轧硅片可以媲美; 第九组:热处理合金钢; 第十组:铬不锈钢(即铁素体不锈钢AISI409)典型用途是:消 音器、食品工业、家具以及催化剂外壳。 第十一组:铬镍不锈钢 第十二组:高碳钢(含碳≥0.60%)
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薄板坯连铸连轧技术的发展趋势
第二代技术的主要特点:
经过对第一代技术近10年的不断改进和完善,20世纪 90年代末,第二代技术已经成熟。我国1999年底开始投 产的生产线基本都应用了第二代技术,其基本特点为:
⑴采用半无头轧制技术,减少了头尾损失,改善了组 织性能,提高了最终产品的质量。
⑵实施了铁素体轧制。轧件在前几架轧机以奥氏体组 织状态接受轧制,到一定厚度时,经快速水冷转变为铁素 体状态。后几架轧机将处于这一状态的轧件在科学的终轧 温度范围内轧到要求的产品尺寸,随后按工艺要求冷却至 卷取温度。这种方法进一步改善了产品的内在组织性能。
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薄板坯连铸连轧工艺中的的关键技术
四、加热方式 薄板坯连铸连轧的工艺要求铸坯直接进入精轧机,铸
坯薄且温度高还需均匀,必须在线对铸坯予以加热保温。 ISP生产线经铸轧后的铸坯为15 mm,先进入感应加热区 再由克日莫那炉(Cremona)天然气加热保温;CSP生产线 50 mm以下的铸坯,经剪切后长为47 m,送到均热炉用 天然气加热,该炉长达240 m,可放五块铸坯。前者布置 紧凑,对环境污染小,但设备较复杂,维修困难,后者有 利于铸坯贮存,一旦轧机出现故障,整个生产线有缓冲时 间。均热炉又有辊底式、隧道式、步进梁式几种。
轧钢新技术
薄板坯连铸连轧工艺
教学目的与要求:
1.了解薄板坯连铸连轧工艺特点; 2.掌握薄板坯连铸连轧技术的开发和研究; 3.掌握典型的薄板坯连铸连轧工艺
本章重难点:
薄板坯连铸连轧技术的开发和研究以及典型的薄板 坯连铸连轧工艺。
导入
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薄板坯连铸连轧工艺特点
•薄板坯连铸连轧工艺的实质,从技术角度上看是: •(1)通过一系列有别于传统板坯连铸机的工艺装备,将铸出的板坯厚 度减薄到某一合理临界区间,以至可以省去传统热轧板带轧机组中的 粗轧机架,而只通过4架以上精轧机架轧成薄热轧带卷。 •(2)通过一系列精确的工艺控制,使生产过程中各工序点的温度控制 在某一合理范围内,且只允许连铸机和热连轧机之间予以较小的热量 补充,从而在充分节能的条件下实现长时间的连铸连轧工艺运作,达 到能量的充分利用。 •(3)通过一系列调控措施,使生产过程中物流维持在—个合理范围内( 例如铸机拉速为3~6m/nin),使之在保持一定流量前提下(例如产量 为60~180 t/(流·h)),工艺流程控制为一个合理的时间节奏;既不 因铸速过快而出现故障,又不因拉速过慢而出现物流传送的过多停顿 。 •(4)通过一系列的技术措施,使从钢液进入结晶器至热轧卷取完毕的 时间节奏缩短到30~15 min左右。
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