柳志伟_年产250万吨薄板坯连铸连轧带钢生产_毕业设计开题报告

品种钢生产技术,使该工艺生产的品种在覆盖面上更接近传统工艺。
1.3 先进性
连铸连轧全称连续铸造连续轧制（英文：Continue Casting Direct Rolling，简称 CCDR） ，是把液态钢倒入连铸机中轧制出钢坯（称为连铸坯） ，然后不经冷却，在均 热炉中保温一定时间后直接进入热连轧机组中轧制成型的钢铁轧制工艺。这种工艺 巧妙地把铸造和轧制两种工艺结合起来，相比于传统的先铸造出钢坯后经加热炉加 热再进行轧制的工艺具有简化工艺、改善劳动条件、增加金属收得率、节约能源、 提高连铸坯质量、便于实现机械化和自动化的优点。 工艺流程： （1）将加热成熔融状态的液态钢装入钢水包中，由天车（桥式起重机）吊运至 连铸机上方； （2）将钢水包中的液态钢水注入连铸机中进行连铸生产，连铸坯从连铸机下方 拉出； （3）用飞剪对连铸坯进行定尺剪切，剪切成定尺长度的连铸坯送入隧道均热炉 中； （4）连铸坯在隧道均热炉中缓慢前进，以保证连铸坯温度均匀和恒定； （注：隧 道均热炉的长度通常在 100-200 米之间，甚至更长达到 250m） （5）连铸坯从隧道均热炉的另一端出来后进入热连轧机组中轧制； （6）经轧制成型后的钢材进入水冷段进行层流冷却； （7）经过层流冷却后的钢材进入卷取机中卷取； （8）卷成卷筒状的钢材由天车运送入成品库中存放。
山、马鞍山、涟源 7 条线投入生产;并有本溪、酒泉 2 条作业线开始建设。可以看出, 薄板坯—热连轧工艺将在我国钢铁生产中占有更加重要的地位。 技术发展阶段 薄板坯连铸连轧技术的发展到目前为止大体可分为如下 3 个阶段: 开发期(1984 年~1989 年):德国施罗曼-西马克(SMS)公司于 1984 年率先投资进 行薄板坯连铸连轧技术的开发工作,并于 1987 年在美国纽柯公司建成了第 1 代 CSP 薄板坯连铸连轧设备,在 1989 年 7 月成功投产,此阶段为该技术的开发期。20 世纪 80 年代,常规板坯连铸技术已日益成熟,把常规板坯连铸的成熟技术应用到薄板坯连 铸上,成为研究、 开发的指导思想。 对此,德国的 SMS 公司走在了研究和开发的前列。 德国施罗曼-西马克(SMS)公司于 1985 年在 1 台立弯式连铸机上开发了漏斗形结晶 器,并成功地浇注了薄板坯。1986 年,SMS 公司在 Thyssen 公司的铸钢车间成功地进 行薄板坯连铸机试验,使薄板坯连铸进入了新的篇章。薄板坯连铸机的成功使薄板坯 连铸连轧成为可能,1989 年 7 月美国纽柯公司引进德国的 SMS 型铸机,建立了世界上 第 1 条把薄板坯连铸机和四辊连轧机组合运行的紧凑型带钢生产线(CSP 工艺),设计 能力为年产 80 万 t,生产钢种为普碳钢、结构钢和深冲钢等;薄板坯厚度为 50mm,宽 度 1 000~1 350mm,成品厚度为 2.5~12.7mm,宽度 1 000~1 300mm。 推广期(1989 年~1997 年):1989 年美国纽柯公司克劳福兹维尔厂的 CSP 工艺投 产以后,薄板坯连铸连轧的技术优势为人们所认识,并成为 20 世纪 90 年代世界钢铁 工业的投资热点。除了 SMS 公司的 CSP 工艺外,还出现了德国德马克公司(MDH)的 ISP、意大利达涅利公司(DANIE-LI)的 FTSR、奥地利奥钢联公司(VAI)的 CON-ROLL 和日本住友金属公司的 QSP 等第 2 代薄板坯连铸工艺,这段时期为薄板坯连铸连轧技 术的推广阶段。在推广期,各种工艺作了许多改进,体现在: (1)具有了改变连铸板坯宽度和厚度的调整装置 (也称可调薄板坯连铸机),允许 在 40~80mm 厚度范围内浇铸板坯。(2)采用液芯压下工艺,减少甚至消除了板坯中央 疏松,改善了晶粒结构,改进了板坯表面质量,从而提高了板坯质量。(3)优化连铸振 动控制,从而提高浇速和产量。同时还对板坯的下游设备进行了一些改变 ,如改善板 坯冷却和除鳞设备、加强轧制控制提高表面质量和板型控制精度,还使用了人工智能 神经网络来强化过程控制。 提高期(1997 年至今):从 1997 年开始,各国对原来的薄板坯连铸机技术存在的 不足之处进行了不断的改进,并建造和投产了第 3 代薄板坯连铸机。代表生产线如加 拿大阿尔戈马和中国唐钢的 FTSR 生产线,南非萨尔达尼亚的 ISP 生产线,我国包钢、 邯钢、涟钢和马钢的 CSP 生产线等。在提高期,通过应用软件技术的开发,使生产更 加稳定,同时在生产线上成功地运用了半无头轧制技术和铁素体轧制技术 ,使该生产 线在生产低碳钢、薄规格产品上更具优势,另外,在此阶段还开发出硅钢、多相钢等
大部分向 70mm—90mm 的方向发展。 鞍钢的中等厚度薄板坯厚度达到了 135mm。 邯 钢、唐钢的薄板坯连铸连轧生产线，以及南非萨尔达尼厂、加拿大阿尔戈马公司的 薄板坯连铸连轧生产线均采用了较厚的薄板坯规格。连铸坯厚度的变化也带来了轧 机配置的变化，有的生产线采用 7 机架连轧机，有的生产线采用 1—2 架粗轧机，分 粗轧和精轧两个阶段配置进行生产。 （2）连铸坯厚度增加带来了明显的技术优势：一是较厚的连铸坯有利于实现较 大的压缩比，有利于保证质量，使产品性能更优良。连铸坯厚一些，对扩大产品品 种范围、提高性能是有利的。二是采用中等厚度的连铸坯时，结晶器内腔大，容纳 的钢水多，液面比较稳定，连铸坯的质量容易保证，水口的寿命也更长些。三是连 铸坯厚度增加，对提高连铸机产量、减少生产事故、节能、提高经济效益和降低成 本等都有明显的优势。 （3）产品规格变薄，以热代冷。薄板坯连铸连轧工艺具有薄规格连铸坯大压下 量连轧机以及精确的板型控制等技术特征，更适合生产薄规格钢带。珠钢生产的厚 度≤2.0mm 的产品达到 80%，为薄板坯连铸连轧产品实现以热代冷和生产高附加值 产品提供了良好的条件。薄板坯连铸连轧生产的板卷强度偏高，成品规格的优势覆 盖了部分冷轧产品，使热轧板卷可以在某些方面代替价格昂贵的冷轧板卷，广泛应 用于汽车制造和家电、管道、容器制造等行业。国内最早建设的珠钢、邯钢、包钢 三条薄板坯连铸连轧生产线，最终产品的最小厚度为 1.2mm，而国内近几年投产的 薄板坯连铸连轧生产线最终产品的最小厚度达到了 0.8mm 以下，并且薄规格产品的 比例逐年扩大。 （4）可生产的钢种不断增加。目前，大约 85%以上的热轧产品可以用薄板坯连 铸连轧工艺生产。高强度低合金钢、包晶钢、高碳钢、电工硅钢、不锈钢、深冲钢 等几乎全部板材产品，都在不同的厂家生产过。珠钢采用电炉——薄板坯连铸连轧 流程，开发出了低合金高强度耐候板，成功占据了国内市场相当的份额。德国 TKS 厂、 意大利 AST 厂在薄板坯连铸连轧生产线上生产出取向和无取向电工钢。 采用 CSP 工艺的 NUCOR 公司 Berkeley 厂和蒂森——克虏伯公司的 Bruck 厂，以及采用 QSP 工艺的美国 BHP 北极星公司等企业，采用铁素体轧制工艺和控轧控冷技术，在薄板 坯生产线上开发出了深冲钢和双相钢板等生产工艺。意大利 AST 厂、德国 TKS 厂在 薄板坯连铸连轧生产线上试生产了超纯铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢等品种。可以 预期，随着薄板坯连铸连轧生产技术的不断发展与完善，薄板坯连铸连轧产品将在 更大范围内满足市场的需求。 （5）半无头轧制、铁素体轧制技术得到应用。第二代薄板坯连铸连轧技术实现 了半无头轧制、铁素体轧制技术的开发及应用。半无头轧制技术减少了穿带过程产 生的带钢温度降低、厚度不易控制和生产不稳定的问题，有利于薄规格产品的轧制。
河北联合大学轻工学院 本科生毕业设计开题报告
题
目： 年产 250 万吨薄板坯连铸连轧带钢生产 线工艺设计
学 专 班 姓 学

部： 工程教育部 业： 材料成型及控制工程 级： 10q 成型 1 名： 柳志伟 号： 201015191012
指导教师： 万德成
2014 年 3 月 19 日
一、选题背景 1.1 课题来源
1.2 发展史
薄板坯连铸连轧技术是 20 世纪 90 年代以来世界钢铁工业迅速推广的一项重大 新技术,它的开发成功是近终形连铸技术的重大突破。薄板坯连铸工艺具有流程短、 生产工艺简化、节能、减少投资费用、降低生产成本和提高钢材收得率等优点。与 传统钢材生产技术相比,从原料到成品,薄板坯连铸设备吨钢投资降低 19%~34%,每 吨钢材成本降低 80~100 美元,生产时间可缩短 10 倍以上,厂房面积减少 24%,金属消 耗减少 66.7%,加热能耗减少 40%,电耗减少 80%[1]。自 1989 年世界上第 1 套薄板坯 连铸连轧设备投产以来,该技术发展迅速,已有十多种工艺出现,比较典型的有:CSP 工艺、ISP 工艺、FTSR 工艺和 CONROLL 工艺等。这些工艺的开发成功和实现商业 化生产 , 已经为许多钢铁企业带来了显著的经济效益和竞争优势 , 使一些中小型钢 厂 ,如美国的纽柯公司、动力钢公司等 ,利润大增 ,成为钢铁工业结构改革成功的典 范,而且一些长流程钢厂也竞相新建或改建成薄板坯连铸厂。 据统计,截止 2001 年 12 月,全球已有包括生产及少数在建项目共 36 条作业线(54 流),其年产能约为 6000 万 t。 其中 CSP:26 条生产线(包括 ISP5 条),42 流(包括 ISP7 流),其中年产能约为 4200 万 t(包括 ISP765 万 t)；FTSR：4 条作业线,5 流,其年产能力为 500 万 t；QSP：3 条作 业线,4 流,年产能力约为 500 万 t；ONROLL；3 条作业线，3 流，年产能力约为 315 万 t。我国自 1999 年 8 月,珠江钢厂 CSP 投产以来,至今已有邯郸、鞍山、包头、唐
本课题来源于唐钢薄板坯连铸连轧车间。 唐钢 FTSR 生产线我国第一条自主集成的簿板坯连铸连轧生产线。2003 年投产 的唐钢生产线，以自主集成的战略，大胆采用了各国的优势，即将意大利 FTSR (flexibe Thin Slab Rolling 灵活的簿板坯轧制)簿板连铸机、美国布里克蒙辊底炉、日 本三菱 PC(Pair Cross 成对交叉) 轧机和石川岛的地下卷取机等世界一流技术，经过 组合集成，确立了唐钢簿板坯连铸连轧生产线的技术优势，形成了独特的具有竞争 力的唐钢 UTSP 超簿生产线 (Ultra Thin Strip Production Line) 。 不仅使二冷动态软压 下、半无头超簿规格轧制、铁素体轧制、包晶钢连铸等专有技术在唐钢获得成功应 用。85 毫米铸坯、结晶器 SEN (浸入式水口) 、不同系列保护渣等具有自主知识产 权的工艺技术，为国内有关钢铁企业的结构调整和自主集成创新提供了有益经验。 唐钢的生产线代表了包钢和邯钢生产线，它们都是采用 FTSR + 转炉流程，精 轧机 F1~F3 采用 PC、F4~F5 采用在线磨辊 ORG(On-line Roll Grinding) 技术。