薄带连铸-2

EUROSTRIP （欧洲带钢直接连铸连轧技术）简介之二喻维雄编写典型机组布置和主要设备参数EUROSTRIP工艺的典型布置典型工艺参数浇铸速度：15 – 150 m/min浇铸厚度： 1.5 – 4.5 mm带钢厚度： 1.0 – 3.5 mm最大宽度：1600 mm钢种：碳钢，不锈钢年产量：典型；500 000 吨特点：EUROSTRIP工艺所需设备少，生产厚度1 mm的带钢，设备布置总长大约70 m。

新建一个机组厂房占地仅150 x 110 m。

工艺说明双辊式薄带连铸工艺中，采用常规钢包、中间包和浸入式水口把液态钢水浇铸到特殊的结晶器中直接生产出热带钢。

结晶器由一对相对同步旋转的浇铸辊和两块陶瓷侧封板组成。

浇铸辊直径1500 mm，内部强冷；陶瓷侧封板经预热后顶压在浇铸辊的两个端面上，与浇铸辊一起构成一个钢液熔池。

钢液熔池的上方是一个水平的衬有耐火材料的结晶器盖，盖子与熔池液面保持一定的距离，用于防止或减少热损，同时防止钢液二次氧化。

从液面开始，在镀有金属的两个辊的表面生成带钢的外壳，在两辊之间最窄位置（所谓吻合点-kissing point （Ｋ．Ｐ．）），由于浇铸辊辊壁的高速热传导，使两面钢壳迅速生长，并在吻合点区域合并。

通过对浇铸辊的位置控制，使吻合点间距保持恒定。

为了稳定地控制上述凝固过程，对合并过程中两个钢壳的电阻连续进行测量。

由于表面温度很高和浸润性很低，钢液不会凝固到陶瓷侧封板上。

结晶器盖子下注入惰性气体保护液面。

由于薄带与浇铸辊之间作相对运动，所以不需要使用保护渣。

与常规的连铸工艺不同，这里没有二冷段，所以（除了过热之外）几乎全部凝固热都是通过浇铸辊散发出去。

浇铸的钢带越薄，铸机的生产率越高，因为凝固过程中随着两面钢壳的生成产生热阻。

2 mm厚浇铸带钢凝固需要大约0.4秒的时间。

从40 m/min 到130 m/min(最高达 150 m/min)的浇铸速度范围取决于带钢厚度、浇铸辊尺寸和熔池的深度。

薄带钢浇铸工艺可以在铸机与卷取机之间进行在线带钢处理。

可以根据各自浇铸的钢种合产品的不同要求，配置加热、冷却和轧制过程。

牢固粘合后的带钢从吻合点离开结晶器时，其温度依然很高。

它垂直向下运动，被导引穿过一个防氧化的隧道，经转向到水平方向，然后以950o C-1100 o C典型的入口温度进入一个四辊轧机，连续以大变形压力热轧，其压下率为大约20–50%。

厚度减薄之后，热带钢以相应提高的速度离开轧制辊缝，经过至少一个冷却段到达卷取机系统，连续卷取成20 - 35 t典型重量的钢卷。

用两个卷筒交替地进行卷取。

用第一个卷取机夹送辊前的飞剪或旋转剪实现两卷之间的剪切。

应当严格遵守规定的卷取温度。

设备选型在兴建半工业规模大型设备的选型中，EUROSTRIP的每个成员都积累了各自的丰富经验，走过相当曲折的道路。

八十年代，每个成员都研究过轮带式、哈茨雷特式、单辊式、双辊式直接浇铸工艺。

所有的成员最后都各自决定采用立式双辊工艺，选用直径1500 mm的大型浇铸辊。

在斜置式和水平式双辊以及单辊带钢浇铸方面，截至１９９７年奥钢联在不锈钢和也积累了普碳钢浇铸的丰富经验。

日本的TKN与NIPPON METALS公司在不等直径结晶器辊浇铸工艺的理论和实验工作中获取了详细的知识。

欧洲ARCELOR和TKS公司依然直接用辊子直径500mm的半工业规模设备进行基础冶金试验。

综合所有这些经验，并且根据对辊子直径的理论分析，决定在Krefeld 和Terni工业规模的EUROSTRIP设备中采用大直径浇铸辊。

它的优点如下：●提高年产量●延长辊子的金属镀层和铜套的使用寿命●采用简单的浸入式水口●浇铸辊剖面形状复杂程度降低浇铸辊结构的总体说明带钢连铸工艺中，最关键的部件就是浇铸辊，它也是EUROSTRIP的保密技术。

经过一系列的数字化模型试验、实验室试验以及实际操作等研究开发，才取得成功的设计。

EUROSTRIP浇铸辊由一个钢芯和一个铜合金套筒组成，铜合金套筒内有许多冷却通道。

通过铜套的高强度水冷却保证钢液凝固。

用一种特殊金属镀层保护浇铸辊的外表面。

辊子的直径浇铸辊的几何形状（外径和辊身长度）与两侧的围板一起决定着钢液熔池的容积。

这个熔池有６个限界面：上部水平表面、两个侧封板的接触面、浸入式水口的接触面、以及两个浇铸辊的接触面。

在理想的结晶器中，不会通过侧封板散失热能，也不会通过水平表面和浸入式水口散失热能。

100%的热流是在浇铸辊与钢液之间的两个接触表面交换。

然而，实际上不可能完全达到这种状态。

尽管如此，设计和制造时，仍然要求浇铸辊必须吸收使钢液凝固的全部热能、以及到达吻合点前的过热和欠冷热量。

在通过浇铸辊套筒传导这些热能的过程中，冷凝中的两半钢壳在辊子之间的吻合点合并成为均一的带钢产品，以接近该钢种的非平衡凝固温度离开结晶器。

生产能力从生产能力的角度来看，实质上，钢液与浇铸辊之间的接触面面积大小决定着带钢的生产速度。

接触面积越大→生产能力越高提高生产能力始终是追寻的目标，因此，我们为了提高铸机生产能力花了很大的努力。

影响带钢连铸的技术因素很多，但是，假定所有的工艺技术参数保持恒定，从几何形状考虑，只有三种方法可以改变铸机的生产能力：●辊身长度：辊身长度不仅决定了铸机的生产能力，而且也决定了带钢的宽度。

●熔池的深度：熔池的深度加大，也就加大了接触表面积。

显然，在双辊铸机中，熔池的深度不可能超过浇铸辊的半径，这是一个技术上的绝对上限。

即使采用最高强度和热传导能力最高的材料，熔池液面高度也必须小于浇铸辊的半径。

因此，EUROSTRIP工艺中，为了在保证合格的带钢质量的同时保证工艺过程的高度稳定性，我们根据可以采用的最佳结晶器材料优化了（钢液表面与吻合点之间的）接触角。

浇铸辊直径：浇铸辊的直径是一个几何常数，它与接触角（以及熔池深度）一起确定了实际的凝固长度。

浇铸辊直径越大→生产能力越高EUROSTRIP在兼顾提高生产能力和尽可能多的厚度范围的条件下，选择了当前可能的最大直径。

流体动力学浇铸辊完全决定着钢液熔池的几何尺寸。

由于EUROSTRIP的熔池自由表面足够大，可以实现影响结晶器工艺特性的流体动力条件。

EUROSTRIP结晶器可以采用很普通的水口，对于水口预热以及消耗成本来说都有利。

我们按照EUROSTRIP浇铸辊直径开发出高度复杂的流体动力学，这时我们的工艺的一个至关重要的方面。

使用寿命浇铸辊的适用寿命取决于它的内部结构以及浇铸辊的累计热循环次数。

每次热循环（辊子旋转一周为一次循环）生产出长度为d*p的带钢。

假定辊子的内部结构保持不变，则生产x米长的带钢所需的热循环次数与浇铸辊的直径成反比。

因此，要生产同样长度的带钢，大直径辊子比小直径辊子所需的转数（热循环次数）少。

浇铸辊直径越大→它的适用寿命越长。

主要设备组成钢包回转台与常规连铸相同，钢包回转台的功能是把钢包从运送位置转移到浇铸位置。

这种布置适合进行多炉连浇。

奥钢联的钢包回转台设计方案具有结构紧凑、坚固、安全、便于操作维修等特点。

配置有钢包重量自动监视。

它的标准型式是所谓蝴蝶式单独升降臂型回转台，也可以提供其它型式，例如共升降单独旋转臂型式，或者带Ｃ型钩的旋转臂型式。

中间包车中间包车用于运输中间包，以及实现中间包和浸入式水口在浇铸辊上方的精确定位。

它方便于钢包长水口的操作以及有效地按照要求把保温渣添加到中间包内。

按照向带钢铸机提供最纯净钢水的要求选择中间包的几何形状。

按照典型的50万吨年产量考虑，需要两台中间包车。

作为选择方案，也可以在面积有限的条件下采用中间包回转台。

浇铸辊配置有高强度内部冷却的两个浇铸辊以同步速度相反方向旋转。

浇铸辊直径150mm的选择是在生产能力与可浇铸厚度范围之间的一种折中方案。

浇铸辊由一个钢芯和一个铜合金套筒组成。

铜套上有高强度水冷却通道。

表面镀有特殊金属保护层的辊子固定在一个可快速更换的框架上。

侧封板通过控制装置，把两块预热后的陶瓷侧封板分别顶压在浇铸辊的两个端面上，构成一个结晶器。

在浇铸过程中对结晶器自始至终进行监视和控制。

在线轧制在线轧制机架用于减小带钢厚度，同时改善热带钢的机械性能。

在不进行动态改变厚度规格操作时，用厚度控制液压缸精确调节辊缝，使带钢厚度保持恒定。

配置有工作辊弯辊和横移系统，用于控制板型和平直度，因此，能够在连续数小时不间断运行中可靠地保证带钢公差。

通过机架旁的夹送辊控制带钢张力，用分段冷却式工作辊实现工作辊热凸度控制。

双卷取系统采用双卷取系统，并配置一台飞剪，实现不间断卷取。

当带钢头部进入地下卷取系统时，一个液压夹送装置抓住带钢头部，从而产生卷取过程中需要的带钢张力。

达到要求的卷取重量时，飞剪切断带钢，后面的带钢进入另一台卷取机。

卷取完成之后，从水冷式卷筒上卸下带卷。

用卸卷小车把带卷运送到带卷运输装置上。

带卷经称重和印字后，即可发货。