短流程近终成形技术(薄板坯)
国内薄板坯连铸连轧技术发展简介
Ｋ ｙｗ ｒ ｓ ｔ ｉ ｅ ｔ ｏ ｔ ｎ ｏ ｓ ａ ｔ ｎ ｏ １ｎ ；ｒ ｄ ｃ ｉ ｎ ｐ ｏｅ ｓ ｅ ｏ ｄ ： ｈ ｎ ｂ ｌ ｃ ｎ ｉ ｕ ｕ ｃ ｓ ｉ ｇ ｒ ｌ ｉ ｇ ｐ ｏ ｕ ｔ ｏ ｒ ｃ ｓ
Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔ Ｏｆ Ｔｈ ｈｎ ｖ ｌｐ ｎ ｅ Ｔ ｉ．Ｂｅｔ Ｃ ｎ ｉｕ ｕ ｓｉｇｒ ｌ ｎ ｎ Ｃｈｎ ｌ ｏ ｔａ ｇ ｗｕ ｎｇ ｎ ｂｉ
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成 材率 。
薄 板坯 连铸 连 轧 生产 线 是 以薄 板坯 连 铸机 的 开发商 注 册名 称而 命 名 ， 为 ：Ｓ 西 马克 开 发） 分 Ｃ Ｐ（ 、
ＩＰ（ 马 克 和 阿 尔 维 迪 联 合 开 发 ）ＦＳ （ 利 开 Ｓ 德 、Ｔ Ｃ 达
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１８ ９ ９年 美 国 ＮＣ Ｒ克 劳福 滋维 尔厂 ， 当时克 劳福 ＵＯ
各种薄板坯连铸连轧工艺技术特 点
２６第 期 ０年 ５ ０
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年 生产 能 力 ５ ０万 ｔ Ｑ Ｐ生 产线 ３条 ，年 生 产 能 ０ ；ｓ 力 ５ ０万 ｔ Ｃ Ｎ Ｏ Ｌ生产线 ３条 ， 生产 能 力 ３ ５ ０ ；ＯＲ Ｌ 年 ｌ 万 ｔ 总计年 生产 能力 ５ ０ ； ５ ０万 ｔ 。 中 国国 内薄板 坯 连铸 连 轧 生产 企 业 中，珠 钢 年 生产 能力 １ ０万 ｔ ８ ，工 艺类 型采 用 Ｃ Ｐ １ ９ Ｓ ，９ ９年 ８月投 产 ； 钢 年 生 产 能 力 ２ ０万 ｔ 工 艺 类 型采 邯 ５ ， 用 Ｃ Ｐ １９ Ｓ ， ９ ９年 ｌ ２月投 产 ；包 钢 年 生产 能 力 ２ ０ ５ 万 ｔ 工 艺类 型采 用 Ｃ Ｐ ２ ０ 年 ８月投 产 ： 钢年 ， Ｓ ，０ １ 唐 生 产能 力 ２ ０万 ｔ 工 艺类 型 采 用 Ｆ Ｓ ，０ ３年 ３ ５ ， Ｔ Ｃ２ ０ 月投 产 ； 钢年 生产 能 力 ２ ０万 ｔ 工 艺 类 型 采 用 马 ０ ， ＣＰ ２０ Ｓ ，０ ３年 ｌ ０月投 产 ；涟 钢年 生产 能力 ２ ０ ４ ｔ 工 艺类 型采 用 Ｃ Ｐ ２ ０ ， Ｓ ， ０ ４年 ２月投产 ； 钢年 生 本 产 能 力 ２ ０万 ｔ ５ ；工 艺 类 型采 用 Ｆ Ｓ ， ０ ４年 ｌ ＴＣ ２０ ２ 月投 产 ； 钢 年 生 产 能 力 １０万 ｔ 工 艺 类 型采 用 通 ４ ， ＦＳ， 划 ２０ ＴＣ计 ０ ６年 投 产 ； 钢 年 生 产 能 力 ２ ０ 酒 ５ ｔ 工 艺类 型 采用 Ｃ Ｐ 计划 ２ ０ ， Ｓ， ０ ６年投 产 。 国 内薄 板 坯 连 铸 连 轧 生 产 线 已投 产 的 有 ７ 套 ， 生 产 能力 １ ２ 年 ６ ０万 ｔ 建 设 中 生产 线 ２套 ， ； 年 生产 能力 ３ ０万 ｔ 总计 ２ ｌ ９ ， ０ ０万 ｔ ａ ／ 。薄板 坯连铸 连 轧 生产线 规 格 ： ７ ０ ｍ 套 （ 钢） １８ ｍ １５ ｍ ｌ 本 ，６ ０ ｍ ２ 套 （ 钢 、 钢 ） １０ｍ 邯 唐 ， ６ ０ ｍ ３套 （ 钢 、 钢 、 马 涟 酒钢 ） ， １６ｍ ５ ０ ｍ ２套 （ 包钢 、 通钢 ） １ ５ ｍ ，３ ０ ｍ ｌ套 （ 钢） 珠 。 薄板 坯连 铸 连 轧 生产 线 生产 的钢 种 包括 低 碳
金属材料短流程、近终形的生产工艺
金属材料短流程、近终形的生产工艺金属材料短流程、近终形的生产工艺连铸近终形连铸（Near-Net-Shape Continuous Casting）是指使连铸坯的断面尺寸在保证钢材性能、质量的前提下，尽量接近最终钢材断面的形状、尺寸。
近终形生产工艺打破了传统的材料成形与加工模式，缩短了生产工艺流程，简化了工艺环节，实现近终形、短流程的连续化生产，提高生产效率。
近终型、短流程的成形加工技术具有高效、节能等特点，在技术上突出的特点是缩短加工周期，尽量减少变形量或者后续加工环节，由金属熔体直接得到所需的制品或近似的制品，同时，这些制品还具有现有加工方法所生产制品的性能和组织，这可大大减少后续挤压、轧制和压铸等耗能大、投资大、用工多的加工过程。
近终形连铸技术是金属材料研究领域里的一项前沿技术,它的出现为冶金业带来了革命性的变化,改变了传统冶金工业中薄型钢材的生产过程。
它主要包括薄板坯连铸技术、薄带连铸技、喷雾沉积技术等。
目前，薄板坯连铸技术已经进入工业化生产，而大多数薄带坯连铸技术仍主要处于实验室研究阶段，一些技术难点和缺陷还有待进一步解决。
日本预测，到2020年，在连铸技术领域，传统连铸占40％，薄板坯连铸占50％，薄带坯连铸占10％。
1 薄板坯连铸技术薄板坯连铸是介于传统连铸和薄带连铸之间的一种工艺。
世界上第一台薄板坯连铸机于1989年在美国Nucor公司的Crawfordsville工厂投产。
薄板坯的厚度通常为40-50mm，是传统连铸板坯厚度的1/3-l/6。
因此，生产过程中可取消粗轧机而直接进入精轧机。
普通连铸的吨钢投资为800-1200美元，而薄板坯连铸的吨钢投资只有300-500美元，经济效益十分巨大。
1984年，原联邦德国sehloemansiemagsMS公司在高度保密的情况下，着手开始研究薄板坯连铸技术，1986年取得重大进展，1989年第一条薄板坯连铸生产线在美国Nucor公司正式投产。
薄板坯连铸连轧技术
薄板坯连铸连轧技术哎，说起薄板坯连铸连轧技术，这可真是个让人头大的话题。
不过，别急，让我给你慢慢道来，咱们用点大白话聊聊这个技术，希望能让你听得明白，也不至于太枯燥。
首先，咱们得知道啥是薄板坯。
简单来说，就是那种厚度比较薄的钢坯，一般在几毫米到几十毫米之间。
这种薄板坯在建筑、汽车制造等行业里可受欢迎了，用途广泛得很。
那么，连铸连轧又是啥意思呢？这就好比是一条生产线，从钢水变成薄板坯，再到成品，整个过程是连续不断的。
想象一下，就像做面条，从和面、擀面到切面，一气呵成，效率杠杠的。
好了，现在咱们来聊聊这个技术的细节。
首先，钢水被倒入一个叫做连铸机的设备里。
这个连铸机就像是一个巨大的模具，钢水在里面冷却凝固，形成一长条的钢坯。
这个过程得控制好温度和速度，不然钢坯就容易变形或者有缺陷。
接下来，就是连轧环节了。
这个环节，钢坯会被送进轧机里，经过反复的轧制，逐渐变薄。
这个过程有点像是擀面杖擀面，只不过这里的“面”是钢坯，而“擀面杖”是巨大的轧辊。
轧制的过程中，还得不停地调整轧辊的速度和压力，确保钢坯的厚度均匀，表面光滑。
说到这儿，我得提一个特别有意思的细节。
你知道，轧制过程中会产生大量的热量，这些热量如果不及时散发，钢坯就会过热，影响质量。
所以，工程师们就想了个办法，用冷却水来给钢坯降温。
这就像是在做铁板烧的时候，不停地往铁板上浇水，既能降温，又能增加风味。
最后，经过连轧的薄板坯就可以被切割成合适的尺寸，打包出厂了。
这个过程虽然听起来简单，但实际上涉及到很多复杂的控制和调整，需要工程师们精心操作。
总的来说，薄板坯连铸连轧技术就像是一条高效的生产线，从钢水到成品，一气呵成。
虽然这个过程听起来有点枯燥，但正是这些技术的进步，让我们的生活变得更加便利。
下次你看到那些闪闪发光的汽车或者高楼大厦，不妨想想，这里面可能就有薄板坯连铸连轧技术的功劳呢。
薄板坯连铸连轧工艺技术发展的概况
薄板坯连铸连轧工艺技术发展的概况摘要：薄板坯连铸连轧工艺问世这么多年来发展迅速,CSP、ISP、FTSR为代表的各种工艺技术的发展各具特色。
总的发展趋势是,提高铸机生产能力充分发挥后部连轧机的生产能力；改进品种质量,提高产品的市场覆盖率；采用无头轧制工艺、生产超薄规格产品,以取代部分冷轧产品的市场；应用范围扩大,越来越多的在以高炉铁水为原料的大型联合企业中得到应用,为该工艺的发展开拓了更广阔的前景。
关键词：薄板坯连铸连轧发展趋势1 前言薄板坯连铸连轧是20 世纪80 年代末开发成功的生产热轧板卷的新技术，该项技术发展很快，世界各钢铁发达国家已相继开发了各具特色的薄板坯连铸连轧技术，主要有SMS 开发的CSP（CompactStrip Production）、DEMAG 的ISP（Inline Strip Production）、日本住友的QSP（Quality Slab Production）、达涅利的FTSR（Flexible Thin Slab Rolling）和VAI 的CONROLL（Continue Rolling）以及美国蒂金斯（Tippins）的TSP（Thin Slab Production）等6 种类型。
图2典型的薄板坯连铸—连轧热带钢生产线薄板连铸连轧工艺与常规的工艺相比,由于它具有节能、投资省、生产周期短、劳动成本低及适应性强等优点,故引起了全世界的重视。
据统计全球各地已建成投产及在建的薄板坯连铸共约50流,总生产能力为5228万t/a。
2 几种主要类型的技术特点及其发展2.1 CSP工艺技术世界第一条CSP生产线薄板坯连铸连轧生产线已于1989年建成投产,因其工艺开发早,技术成熟,工艺及设备相对较简单可靠,故实际应用也最多。
至1997年末,SMS已签定的合同已有27流铸机。
CSP技术的主要特点是采用立弯式铸机漏斗形结晶器,最初的铸坯很薄,一般为40～50mm,未采用液芯压下,后部设辊底式隧道炉作为铸坯的加热均热及缓冲装置,采用5～6架精轧机,成品带钢最薄为1～2mm。
薄板坯连铸连轧技术
薄板坯连铸连轧
1－电弧炉； 4－均热炉； 7－单机架斯特克尔轧机；
2－钢包精炼炉； 3－连铸机； 5－卷取机； 8－层流冷却； 6－立辊轧边机； 9－成品带卷
薄板坯连铸连轧
7、CPR工艺技术 、 工艺技术(Casting Pressing Rolling) 工艺技术 CPR工艺即铸压轧工艺，用于生产厚度小于25mm 工艺即铸压轧工艺，用于生产厚度小于 工艺即铸压轧工艺 的合金钢和普碳钢热轧带材。 的合金钢和普碳钢热轧带材。它利用浇铸后的大压下 (60%的极限压下量 ，仅使用一组轧机，最终可生产厚 的极限压下量)，仅使用一组轧机， 的极限压下量 度为6.0mm的薄带卷，也可生产低碳钢、管线钢、 度为6.0mm的薄带卷，也可生产低碳钢、管线钢、铁素 的薄带卷 体和奥氏体不锈钢及高硅电工钢等。 体和奥氏体不锈钢及高硅电工钢等。该生产线包括一台 连铸机、一台感应炉、除鳞机、一台四辊轧机。 连铸机、一台感应炉、除鳞机、一台四辊轧机。工艺流 程示意为：电炉或转炉炼钢→钢包精炼炉→ 程示意为：电炉或转炉炼钢→钢包精炼炉→薄板坯铸压 轧→感应加热炉→旋转式高压水除鳞机→精轧机→层流 感应加热炉→旋转式高压水除鳞机→精轧机→ 冷却→卷取机。 冷却→卷取机。
薄板坯连铸连轧技术
提 纲
•连续铸钢 •薄板坯连铸连轧 •近终型浇铸
连续铸钢 连续铸钢
连续铸钢(连铸 是将钢水通过连铸机直接 连续铸钢 连铸)是将钢水通过连铸机直接 连铸 铸成钢坯，从而取代模铸和初轧开坯的一种钢 铸成钢坯， 铁生产先进工艺。世界各国都以连铸比(连铸坯 铁生产先进工艺。世界各国都以连铸比(连铸坯 产量占钢总产量比例)的高低来衡量钢铁工业生 产量占钢总产量比例 的高低来衡量钢铁工业生 产结构优化的程度和技术水平的高低。 产结构优化的程度和技术水平的高低。连铸的 好处在于节能和提高金属收得率。 好处在于节能和提高金属收得率。
薄板坯连铸机厚度的变迁
１ ８ 年 在美 国纽 柯厂 建成 ， ９９ 以西 马克 公 司开 发 的
（ ） 约能源 ， 高成材率 。从 原料至产 品 ， ３节 提 吨
钢投资下 降 １ ～３ ， ９ ４ 吨材 成本 降低 ８ ～ １０美 Ｏ ０ 元， 金属 消 耗 、 能 消 耗 、 热 电耗 分 别 为 常规 流程 的 ６ ． ％、０ 和 ８ ， ６７ ４ Ｏ 成材率可提高 ｌ ～１ 。 １ ３ １ ３ 薄板坯 连铸 机 的技术 问题 ．
出， 仅需 １ ５ｈ 而传 统 工 艺 往往 需 要 ３ ． ， ０ｈ以上 ，
从 而节约 了流 动资金 ， 降低 了生产成 本 ， 企业可 以 很 快地 取得 较好 的经 济效 益 。
１ １ 薄 板坯 连铸连 轧 技术 的发展 ．
薄板 坯 连 铸 连 轧 技 术 的研 究 是 德 国西 马 克
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２０ 年 第 １ ０７ 期
梅 山科 技
・ １・ ６
薄板 坯 连铸 机 厚 度 的变 迁
刘 江 宋 景 欣
（ 山 钢 铁 公 司 炼 钢 厂 南 京 梅
２０ ３ ） １０ ９
摘 要 ： ０世纪 ８ 自２ Ｏ年 代 以来薄板 坯 连铸连 轧技 术得 到 了快速 发展 ， 绍 了世 界各 国薄板 介
坯 连铸 连轧 生产 线 的情 况 ， 阐述 了厚度 对薄板坯 的意义 ， 出 了中厚板坯 铸机 的优 势 。介绍 了 提 不 同工艺的 主要特 点及 发展 趋 势 ， 中总结 出该技 术发 展 的发展 趋 势一 一 中厚板 坯 连铸 连轧 。 从 关键 词 ： 薄板坯 ； 铸连 轧 ； 连 中厚板 连铸 机 ； 术 技
薄板坯连铸连轧技术综述
薄板坯连铸连轧技术综述薄板坯连铸连轧技术是一种高效、节能的钢铁生产工艺。
它将连铸和连轧两个过程有机地结合起来，使得钢铁生产的效率大大提高，并且能够生产出高品质的薄板材料。
本文将从连铸和连轧两个方面进行综述。
一、连铸技术连铸技术是将熔化的钢水连续铸造成坯料的过程。
与传统的浇铸工艺相比，连铸技术有以下优点：1.高效节能。
传统的浇铸工艺需要大量的能量来加热和冷却模具，而连铸技术可以将钢水连续铸造成坯料，减少了能量的消耗。
2.坯料质量好。
连铸技术可以使钢水在较短的时间内冷却凝固，形成细小的晶粒，从而提高坯料的机械性能和表面质量。
3.可控性强。
连铸技术可以通过调整铸模的结构和流动状态来控制坯料的形状和尺寸，满足不同用户的需求。
二、连轧技术连轧技术是将连铸坯料经过多道轧制后变成薄板材料的过程。
与传统的轧制工艺相比，连轧技术有以下优点：1.工艺流程简化。
传统的轧制工艺需要多次反复的轧制和退火处理，而连轧技术可以将这些过程有机地结合起来，减少了生产环节和能源消耗。
2.产品质量稳定。
连轧技术可以通过调整轧制工艺参数来控制薄板材料的厚度和表面质量，保证了产品质量的稳定性。
3.生产效率高。
连轧技术可以实现高速轧制，大大提高了生产效率和产量。
三、薄板坯连铸连轧技术的应用薄板坯连铸连轧技术已经广泛应用于钢铁生产领域。
它不仅可以生产高品质的薄板材料，而且还可以有效地节约能源和减少环境污染。
目前，国内外很多大型钢铁企业都采用了薄板坯连铸连轧技术，如宝钢、鞍钢、武钢等。
同时，随着技术的不断进步和创新，薄板坯连铸连轧技术将会有更广阔的应用前景。
薄板坯连铸连轧技术是一种高效、节能、高质量的钢铁生产工艺。
它在钢铁生产中发挥着越来越重要的作用，是推动钢铁产业可持续发展的重要手段之一。
薄板制作工艺流程概述
薄板制作工艺流程概述引言薄板制作是一种常见的金属加工方法，用于制造各种薄型金属产品，如薄板零件、薄板结构等。
本文将概述薄板制作的工艺流程，包括原材料准备、切割、成形、表面处理等关键步骤。
原材料准备薄板制作的首要工作是准备好合适的原材料。
常用的薄板材料包括钢板、铝板、铜板等。
在选择原材料时，需要考虑产品的用途、性能要求以及成本等因素。
一般情况下，薄板材料会以卷或板的形式供应。
在使用前，首先需要对原材料进行检查，确保其质量符合要求。
然后，根据实际需要，将原材料剪切成适当的尺寸，以便后续加工。
切割切割是薄板制作中的关键步骤之一。
切割的目的是将原材料切割成所需形状和尺寸的薄板零件。
常用的切割方法包括剪切、切割机、激光切割等。
剪切是最常见的切割方法之一，适用于薄板材料的切割。
通过使用剪切机械，可以将原材料快速、准确地切割成所需形状。
切割机是一种自动化切割设备，能够根据预定的图纸和程序，对原材料进行精确的切割。
激光切割则是一种高精度的切割方法，通过激光束对原材料进行薄板切割。
成形切割完成后，需要对薄板材料进行成形。
成形是将平面薄板材料加工成所需的形状和曲线的过程。
常用的成形方法包括冲压、折弯、拉伸等。
冲压是一种常见的成形方法，通过在薄板上施加压力，将其变形成所需形状。
冲压通常需要使用模具，以保证成形过程的精度和一致性。
折弯是将薄板材料在弯曲点处折叠成所需形状的方法，可以使用机械折弯机完成。
拉伸则是将薄板材料拉伸成更大长度或更复杂形状的方法，通过拉伸设备施加拉力实现。
表面处理薄板制作完成后，还需要进行表面处理，以提高薄板的性能和外观。
常用的表面处理方法包括喷涂、镀锌、抛光等。
喷涂是将颜料或涂料喷涂在薄板表面的方法，可以改善薄板的耐腐蚀性、抗氧化性，及保护其外观。
镀锌则是将薄板表面涂层通过电镀方法，在其表面形成一层锌层，以提高其耐腐蚀性能。
抛光是通过机械或化学方法使薄板表面变得平滑，提高其光洁度和外观。
结论薄板制作是一种重要的金属加工方法，广泛应用于工业领域。
薄板成型工艺技术
薄板成型工艺技术薄板成型工艺技术是一种通过加热和压力作用将薄板材料塑形成特定形状的制造工艺。
薄板成型工艺技术广泛应用于汽车、航空航天、电子、电器等行业，主要用于制作外壳、结构件和零部件等。
薄板成型工艺技术主要包括冲压成型、负模压制和热塑变形等几种方法。
冲压成型是最常用的一种薄板成型工艺技术，它通过金属板材在冲裁模和成型模的作用下，通过冲击力和压力使金属板材变形成特定形状，然后再进行修整、切割等加工工艺。
这种方法可快速高效地生产出大量一致形状的零部件，具有生产周期短、成本低的优势。
负模压制是一种将薄板材料置于模具上方的负模中，再通过压力使其塑形成模具轮廓的工艺技术。
这种方法适用于制作一些复杂形状、薄壁、高精度的零部件。
同时，由于材料在成型过程中受到压力分布均匀，所以零件变形小、质量稳定。
热塑变形是一种利用材料的热塑性特性进行成型的工艺技术。
将薄板材料加热到一定温度，使其软化，然后再通过压力使其塑形成特定形状。
这种方法适用于制作一些曲线、弯角较多的零件，可以实现一些常规工艺无法达到的形状效果。
薄板成型工艺技术在实际应用过程中，需要考虑材料选择、模具设计、成型参数等因素。
对于材料的选择，需要考虑其机械性能、塑性、可焊性等要求。
对于模具设计，需要根据产品形状和尺寸，确定模具的结构和形状，以确保成型的精度和质量。
对于成型参数，需要通过试验和调整，确定合适的温度、压力等参数，以确保成型过程中的材料变形和质量。
总之，薄板成型工艺技术是一种制造工艺，通过加热和压力塑形薄板材料，用于制作各种零部件和产品。
不同的成型方法可以根据需要选择，以满足不同形状、尺寸和精度的要求。
在实际应用中，需要综合考虑材料、模具和成型参数等因素，以确保成型过程的稳定性和成品质量的可控性。
薄板成型工艺技术在提高产品质量、降低生产成本、提高生产效率等方面具有重要的意义和应用价值。
常规板坯连铸轻压下技术的发展与应用.
常规板坯连铸轻压下技术的发展与应用近年来，利用动态轻压下改善常规板坯、厚板坯以及大方坯连铸的生产效率、控制铸坯常见的中心偏析、中心疏松和中心线裂纹等缺陷在生产实践中不断得到肯定。
由于其在连铸过程既控制铸坯温度又控制铸坯的压下变形，从而在提升铸坯内部质量、提高连铸生产效率和缩短后续轧制生产流程等方面具有的巨大发展潜力和独特优越性，正在被视为发展中的新一代连铸技术而受到广泛关注。
连铸轻压下指在铸坯凝固末端一个合适的两相区内利用当地的夹辊或其它专门设备，对铸坯在线实施一个合适的压下量，用以抵消铸坯凝固末端的体积收缩，避免中心缩孔（疏松）形成；抑制凝固收缩而引起的浓化钢水流动与积聚，减轻中心宏观偏析程度的铸坯凝固过程压力加工技术。
其中，将只能在铸机辊列某一固定位置实施的轻压下称之为静态轻压下；能够在线跟踪铸坯的热状态，并根据其当时的实际凝固位置实施轻压下称之为动态轻压下。
由于动态轻压下技术在提升铸坯内质、提高连铸效率等方面独特的优越性，已得到国内外日益广泛的重视。
连铸轻压下技术发展历程1 轻压下技术思想的提出上世纪八十年代，为了研究板坯的中心偏析和避免使用电磁搅拌所带来的中心白亮带问题，新日铁公司曾尝试在凝固末端的扇形段人为加大辊缝收缩量（约0.6-0.8mm/m），发现其对控制板坯鼓肚和中心偏析有比较明显的效果。
这就是所谓的板坯静态轻压下，静态轻压下必须与拉速很好配合才能具有比较稳定的工艺效果，应用过程中有很大的局限性。
此后，新日铁和NKK 还分别研究了一些变异的轻压下途径，如NKK 提出人为鼓肚轻压下的概念，并将此应用在该公司福山6 号板坯连铸机上。
新日铁也提出过圆盘凸型辊轻压下法，其做法是把夹辊的中间部分做成凸台。
不难发现，由于上述轻压下工艺一直没能摆脱静态轻压下固有的局限性，实际生产中，难以很好地发挥作用，所以这些技术一直难以推广应用。
但它为凝固过程通过辊缝控制来改善铸坯内部质量提供了发展思路。
冶金新技术讲座4
金属泥成形原理图
加压模锻前
金属泥 加压模锻后
电磁铸造
5.电磁铸造
采用电磁冶金技术，可借助磁场力使作为电磁导体的熔融金属悬浮， 实现非接触运输、非接触搅拌和非接触凝固，从而提高产品质量。 电磁铸造是利用电磁感应原理实现无模连续铸造技术，即液体金属 不与铸模接触成形，而是在电磁力约束下液态金属保持自由表面状态 下凝固成形，其表面呈镜面，由于在磁场作用下凝固，金属组织与结 构得到改善。
第七章 毛坯生产新技术—近终成形
近终成形技术(Near Net Shape Technology)是20世纪 80年代电渣精铸-电渣转铸及电渣离心铸造问世,以及微电 弧成形的发展，由国际冶金界首先定名为构件近终成形技 术，成为材料制备学的一个新分支。 连铸技术的发展及技术突破，在传统连铸技术基础上 开发了薄板坯连铸、辊式薄带连铸及超小断面线坯和空心 管坯连铸，构成近终形连铸（Near Net Shape Continuous）新概念。 当代一切提高金属零件质量的手段，不外乎提高金属 纯净度，控制零件凝固组织，以及通过微合金化及热处理 以改善性能。近终成形集中在一道工序完成物性转变，无 疑是物性转变与物性控制过程中最佳的短流程工艺之一。 近终成形技术分为六大类，其学科分支框图如下：
目前有色金属及合金半固态金属泥制备与成形技术较成熟， 已获得工业应用，但黑色金属泥成形进展缓慢，其技术难点 主要有：
金属泥成形
1）固-液相线区间大的合金； 2）连续稳定地制备半固态金属泥； 3）准确控制熔体温度、固相比率及分布； 4）半固态金属泥的输送； 5）工具及模具等装置的使用寿命。 目前制备半固态的金属泥主要采用电磁搅拌法为主的工 艺，同时探索：（1）非均匀形核法；（2）应变诱导熔体活 化法制备金属泥。同时研究压铸、挤压、注射、锻压等方法 对半固态金属泥进行加工。 金属泥成形原理如图所示。
薄板坯连铸连轧技术
4.铁素体轧制 铁素体轧制是指粗 轧仍在全奥氏体状态下 完成，通过粗轧机和粗 轧机之间的超快速冷却 系统，使带钢温度在进 入第一架精轧机前变成 完全铁素体，使精轧过 程完全在铁素体范围内 进行。
薄板坯连铸连轧的工艺类型
因众多的单位参与研究开发，形成了各 具特色的生产工艺，主要有的有：CSP、 ISP、FTSR、CONROLL、QSP等。 结晶器的结构不同是其不同工艺的标志， 下面将对不同生产工艺的结晶器结构进行 简要介绍：
薄板坯连铸连轧发展现各国薄板坯连铸连轧生产线统计（截至2007年） 年
薄板坯连铸连轧，带来了巨大的 经济效益和社会效益，将向着更高的 产品质量，更广的产品范围发展，由 于热轧带钢取代冷轧的比例在不断增 加，必将对冷轧市场造成重大冲击。
谢谢大家！
• FTSR结晶器采用了更加优越的H^2大 （长）漏斗型结晶器，上口比CSP结晶 器更宽大，鼓肚形状贯穿整个铜板，一 直延续到扇形段中部，铸坯的矩形化是 在扇形段内完成。
大漏斗形结晶器内腔形状
3、ISP工艺 、 工艺(1nline strip Production) 工艺 ISP技术为德马克公司所有（后并入 西马克公司），早期使用的是平行 板型结晶器 ，浇出60mm左右的铸 坯，但由于水口太薄、寿命低，铸 坯表面质量不好等问题，后改为橄 榄球形结晶器。
小漏斗形结晶器内腔形状
2、FTSR工艺(Flexible Thin Slab Rollmg) FTSR工艺(Flexible • FTSR工艺是意大利DANIELI公司开发的、 钢水由漏斗形结晶器铸成中间带“鼓肚” 的板坯（50～80mm）后经带孔型的垂直段 导辊将其压平，并经软压下压薄至40～ 60mm。
2.液芯软压下 液芯软压下是指在铸坯出结晶器下口后 对其坯壳进行挤压，液芯仍保留其中，经 二冷扇形段，液芯不断收缩直至薄板坯全 部凝固。液芯压下量大多在20~25mm。
短流程近终型
金属材料短流程、近终形的生产工艺一、金属材料的近终型生产工艺近终形连铸是指在保证最终产品质量所需压下量的前提下,更接近于产品最终形状的连铸技术。
主要包括薄板坯连铸技术、薄带连铸技、喷雾沉积技术等。
近终形连铸技术是金属材料研究领域里的一项前沿技术,它的出现为冶金业带来了革命性的变化,改变了传统冶金工业中薄型钢材的生产过程。
传统的薄型钢材生产工艺包括多道次热轧和反复冷轧等工序,工序复杂、生产周期长能耗、产品成本高、劳动强度大。
采用薄带连铸技术,能将连续铸造轧制甚至热处理融为一体设备投资减少生产工序简化生产周期缩短产品成本显著降低且产品质量不亚于传统工艺。
此外,利用薄带连铸技术的快速凝固效应,还能生产出轧制工艺难以生产的材料以及具有特殊性能的新材料。
薄板坯连铸连轧自上世纪80年代末开发成功以来引起了冶金界的高度重视,成为继氧气转炉炼钢、连续铸钢之后钢铁工业的又一次技术革命。
至今,在短短的十多年里,薄板坯连铸技术发展势头迅猛,己有15个国家的31台薄板连铸连轧设备投产,其产量也激增到近4720万吨。
目前,世界上已建成的典型工艺流程有CPS、ISP 、CONROLL 、FTSR等。
下面我们主要介绍一下CPS技术和FTSR技术：1.薄板连铸技术1.1CPS技术CPS技术是由德国施罗曼一西马克公司(SMS)开发成功的,是目前应用最广泛的薄板坯连铸连轧工艺,已有19条生产线成功地投入了工业生产。
CPS的工艺过程为:采用立弯式连铸机生产厚50mm~60mm的铸坯,经分段剪后,送入辊底式均热炉(120~185m)进行加热、均热。
薄板坯经加热炉入口段、加热段和均热段加速到20~30m/min进入轧制工序。
六机架精轧机组将厚50mm~60mm的铸坯轧制成1.2~12.7mm的带材,经层流水帘冷却后卷取。
生产线全长约270m。
优点:流程短、生产稳定、产品质量好等。
缺点:对钢水质量要求高、难以生产很宽或较厚的钢板、均热炉设备尚未定型化等。
高效连铸和近终型连铸生产技术
高效连铸和近终型连铸生产技术近终形连铸是指在保证成品钢材质量的前提下，尽量缩小连铸坯的断面，使之更接近最终产形状的连铸过程。
与传统的连铸工艺相比，近终形连铸能够简化生产工艺减少设备、缩短生产线、节约能源、提高成材率。
国内有关钢铁企业在近终形连铸技术的应用上亦取得了值得关注的成绩。
目前，国内有关单位对此进行了积极的研究和开发。
由有关专家撰写的此篇文章，系统介绍了近终形连铸技术的发展现状与趋势，值得有关钢铁企业特别是准备上此项目的企业参考和借鉴。
按照连铸坯的断面来分，近终形连铸可分为薄板坯连铸、带钢连铸、异形坯连铸、空心管坯连铸等。
薄板坯连铸世界上第一条薄板坯连铸连轧生产线于1989年在美国纽柯公司的克劳福兹维尔厂建成投产。
经过短短十几年的发展，到2002年底，全世界已建成56条薄板坯连铸连轧生产线，而我国是世界上建有薄板坯连铸连轧生产线最多的国家。
1996年，我国与德国西马克公司签订了三家捆绑引进CSP技术设备合同，这三家分别是：广州珠江钢铁有限责任公司、邯郸钢铁公司、包头钢铁公司。
1999年8月和11月，珠钢与邯钢相继投产，包钢于2001年8月建成投产。
唐山钢铁公司、涟源钢铁公司和马鞍山钢铁公司也分别与意大利的达涅利公司、日本的三菱重工、德国的西马克—德马克公司签订了薄板坯连铸连轧技术设备引进合同。
鞍钢从奥地利的奥钢联公司引进了一套中等厚度(135mm)的薄板坯连铸机，并依靠国内技术集成，建设连轧生产线。
此外，本溪钢铁公司、唐山新丰钢铁有限公司、济南钢铁公司也在兴建薄板坯连铸连轧生产线，计划于2005年投产。
薄板坯连铸连轧工艺各种各样。
其中比较成功并在世界各地建有生产线的类型有CSP、ISP、CONROLL、FTSRQ、TSP、SUMITOMO等。
CSP(Compact Strip Production)工艺是由德国的西马克公司开发的目前最流行的薄板坯连铸连轧生产工艺，世界上第一条薄板坯连铸连轧生产线即为该公司所建。
近终成形技术
近终成形技术随着3D打印技术的快速发展，近终成形技术（近终成品）成为了一种新兴的制造方式。
近终成形技术的应用范围很广，包括航空航天、汽车制造、医学和消费品等领域。
本文将介绍近终成形技术的工作原理、应用、优点和挑战等相关内容。
一、什么是近终成形技术近终成形技术是一种快速制造技术，通过添加层状加工方法制造复杂的金属零件和组件。
该技术可以在几个小时内制造基于CAD模型的零件，不需要工艺民工制造零部件，并且不受复杂几何形状的限制。
近终成形技术目前主要用于制造不透明材料的零件或部件，例如钛等金属材料。
二、近终成形技术的工作原理近终成形技术的基本原理类似于3D打印。
该技术基于CAD绘图，使用粉末金属材料进行填充，然后通过激光、电子束或焊接技术进行固化。
在完成所需的制造过程后，未完全静止的零件会进行另一个过程，即过刮擦和抛光，消除表面和内部缺陷。
最后，零件将被加热并固定温度，以保证材料结构的稳定性。
三、近终成形技术的应用近终成形技术的应用范围很广。
它可以用于各种行业，例如航空航天、汽车制造、医学和消费品。
在航空航天领域，制造工艺需要耐用而稳定的零部件。
近终成形技术可以制造出比传统制造方法更轻、更强、更耐久的零件，例如燃气轮机叶片和飞机发动机。
在汽车制造领域，近终成形技术可以制造出更轻、更节能的汽车部件。
它可以使用更高强度的金属材料制造轻型汽车和改进全部件轻量化。
在医学领域，近终成形技术可以改进植入物的生产。
这意味着可以制造更加贴合身体形状的植入物，并且可以避免植入物出现异物反应。
在消费品的业务领域，近终成品技术可以制造复杂的珠宝和手表零件。
通过使用这种技术，可以在更短的时间内获得更好的结果。
四、近终成形技术的优缺点近终成形技术的优点是，它可以快速制造出复杂的3D 零件，而不需要管特别多的生产流程。
它是目前最快、最灵活的制造方式，可以更容易地实现快速生产和多样化制造。
此外，近终成形技术还可以通过在粉末中添加材料和纳米颗粒来改进零件的材料特性。
薄板坯连铸连轧技术
薄板坯连铸连轧技术周汉香(武钢技术中心湖北武汉430081)摘 要 介绍了薄板坯连铸连轧技术的工艺实质、工艺特点及关键技术,综述了CSP 法、ISP 法、FT 2SRQ 法、C ONRO LL 法、TSP 法等6种主要的薄板坯连铸连轧技术,并介绍了国内、国外薄板坯连铸连轧技术的应用情况,指出我国应大力发展薄板坯连铸连轧技术,使我国钢铁工业更加强盛。
关键词 薄板坯 连铸连轧 CSP 法 ISP 法N ear N et Shape Con -casting T echnologyZhou Hanxiang(The T echnology Center of WISC O Wuhan Hubei 430081)Abstract The present paper describes the essence of the near net shape continuous casting technology ,its process features and piv otal techniques and reviews the principal processes such as CSP ,ISP ,FISRQ ,C ONRO LL and TSP and introduces the application of this technology nowadays at home and abroad and points out that in order to China ’s iron &steel industry grow stronger and m ore prosperous all efforts have to be made to prom ote the development of the near net shape contin 2uous casting technology.K eyw ords near net shape slab continuous casting -continuous rolling CSP process ISP process联系人:周汉香,女,工程师收稿日期:2002-06-021 前 言用钢水直接制取形状、质量接近最终成品的材料,是材料科学工作者们长期以来一直努力追求的目标[1]。
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RAL短流程近终成形技术主讲人：张晓明轧制技术及连轧自动化国家重点实验室RAL 4 薄板坯连铸连轧的关键技术问题薄板坯必须采用连铸连轧工艺在卷重相同情况下，厚板坯定尺长度8～12m，薄板坯就需40～60m，比表面积达5以上。
这种既薄且长的铸坯就不能采取CCR或低温热装工艺，必须实行连铸连轧工艺。
薄板坯连铸连轧应具备的基本条件及采用的新技术⏹厚板坯连铸连轧的基本条件；⏹薄板坯连铸过程采用的新技术；⏹薄板坯连铸与轧制之间的衔接匹配技术；⏹薄板坯热轧新技术等。
RAL 4.1薄板坯连铸采用的新技术4.1.1 新型结晶器及其相关技术薄板坯连铸－薄板坯连铸连轧的突破口结晶器设计－薄板坯连铸技术的核心结晶器形状及分类形状：早期差别较大，现在越来越接近，突出表现在上口面积逐步增大。
分类：依结晶器形状不同大体可分为平行板型、漏斗型、全鼓肚型三种。
ISP工艺采用的平行板结晶器RAL特点：上部是垂直段，下部是弧形段，侧板可调，上口断面是矩形，由于结晶器上口的厚度为60～80mm，所以只能采用薄片型浸入式长水口，水口与结晶器内壁间只有10～15mm的间隙。
问题：⏹水口插入处宽面保护渣熔化不好，很难获得恒定可控的保护渣层，影响了薄板坯的表面质量；⏹水口的壁厚仅有10mm，水口寿命很低，最大钢水通过量仅为2t/min，产量受到限制。
RAL平板型结晶器进行的改进⏹由平板型结晶器改为小漏斗型（小橄榄球型），即将结晶器上口宽面厚度逐步加大到60＋（25×2）mm的鼓肚型，一直延伸到结晶器出口（1.5×2）mm的小鼓肚。
⏹水口仍采用薄片型，由于鼓肚的存在，使结晶器上口空间加大，水口壁厚也增加到20mm，这样使结晶器的寿命大大延长。
RAL ⏹结晶器长度为1120mm ，其中漏斗区长度为700mm 。
上口中间部位的最大厚度达150mm ，下口处厚度为40～70mm ，可以满足精轧机组对铸坯厚度的要求。
CSP 工艺采用的漏斗型结晶器⏹上口宽面两侧为平行段，与宽面中部的铜壁按椭圆弧线连接，沿垂直方向在两宽面间形成带锥度的漏斗状内腔，在结晶器出口部分又收缩为平行段，其间距相当于薄板坯厚度；特点RAL问题⏹钢水凝固过程中发生弯曲变形，而理想的形状是尽可能减少或消除坯壳内两相区的弯曲变形率；⏹结晶器的漏斗形状和由漏斗向平行段过渡区形状的设计非常关键，要考虑凝固壳承受的复杂应力、截面周长变化、凝固收缩等多种因素的影响。
RAL ⏹奥钢联认为，铸坯厚度为70～90mm 时能耗最低，加工成本也较低。
CONROLL 工艺中采用的平行板型结晶器特点⏹凝固过程中不发生变形，钢水液面稳定，有利于消除铸坯表面裂纹，有助于钢水中夹杂物的上浮和防止卷渣出现；⏹采用扁平状的浸入式水口，钢水从两侧壁孔流出，结晶器断面尺寸为70～125mm ；RAL优点⏹分散坯壳所受的应力，坯壳应力低，气隙小，铸坯表面不易产生裂纹，可浇铸易裂钢种；⏹结晶器内部空间更大，动态流场好，坯厚相同情况下，钢水容量增加60%，钢水的自然减速效应加强；⏹液面更加稳定，有利于控制铸坯初期坯壳的形成。
RAL 同步振动（矩形波）；负滑振动（梯形波）；正弦波振动；非正弦波振动。
薄板坯连铸结晶器的振动型式液压振动、高频率、小振幅的非正弦波振动方式。
结晶器的四种振动方式薄板坯连铸结晶器振动趋势：选择振动模式的标准传统连铸结晶器保证坯壳愈合，振动模式选择的标准是负滑动时间愈长愈好。
高速连铸结晶器消除振痕深度及因摩擦对初生坯壳产生的拉应力，振动模式选择标准是负滑动时间尽可能缩小。
采用这种振动模式存在的问题结晶器保护渣消耗量下降，使坯壳与结晶器壁间的润滑性能变坏，摩擦力增大，容易发生粘结漏钢。
解决办法⏹开发出含有LiO的低粘度、低熔点、流动性好的保护渣；2⏹采用特殊振动波形－非正弦振动，即：在正滑区振动和拉坯速度差较小，降低作用在坯壳上的拉应力，在负滑区振动和拉坯的速度差较大，对坯壳施加足够大的压缩力，降低负滑动时间比NSR（负滑动时间与振动周期的比）或增大正滑动时间（振动周期与负滑动时间的差）。
正弦振动211()100%A A A α=-⨯结晶器上升时间比下降时间长，除可改变振幅、频率外，还可自由地调节波形偏斜率，改变振动波形。
而这里讲的非正弦振动是指与正弦振动相对应，具有波形偏斜率（）的波形，通过液压伺服系统对液压振动装置进行控制。
完全取决于振幅和频率这两个振动参数，其波形的调节能力很小，难以完全满足上述要求。
非正弦振动RAL 4.1.2 结晶器和浸入式水口一体化设计水口设计主要内容水口形状；出口角度；水口材质。
薄板坯连铸水口设计考虑的问题1）结晶器的几何形状，特别是厚度方向上要求水口与铜板间保持一定间隔，以保证不凝钢；2）应提供足够的钢水量，如果要与传统板坯连铸的产量接近，水口流出的钢水量应达到2～3t/min；3）水口应具有足够的壁厚，一般最小为10mm，使其有较长的寿命。
RAL CSP工艺所采用的浸入式水口⏹采用漏斗形结晶器，保证了水口有足够的伸入空间，为厚壁长水口的使用及水口使用寿命的提高创造了条件。
⏹注意：水口的外部形状决定了钢水在结晶器内上部流动通道，而内部形状，特别是出口形状决定了钢水在结晶器内流动状态和注入时的动能分布。
RAL ISP和CONROLL采用的薄壁扁平式水口ISP工艺水口下口总厚度为30～35mm，其中水口通道厚度是10～15mm、水口壁厚为10mm。
CONROLL工艺薄壁扁平式水口，由两侧壁开孔出钢。
为延长连浇时间，采用在线快速更换水口的技术，更换时间只需1min，弥补薄壁扁平式水口寿命短的不足。
RAL水口材质⏹趋于采用经等静压成型的AlO3-C或Al2O3-ZrO2-C的耐2火材料。
⏹材质改进，水口向薄壁化方向发展，在寿命提高的同时，还扩大了水口与结晶器器壁的间隙，有利于保护渣的熔化。
RAL 4.1.3 液芯压下技术（Liquid Core Reduction）含义指在传统连铸工艺形式的二冷区对铸坯实施在线带液芯压下的工艺技术，它是容凝固与塑性变形、连铸与轧制一体的新工艺技术。
液芯压下的形式轻压下技术（Soft Reduction）；铸轧技术（Casting pressing Rolling）；液芯压下技术（Liquid Core Reduction）等。
⏹严格意义上讲，轻压下技术、铸轧技术是液芯压下技术的特殊表现形式。
轻压下技术（Soft Reduction）轻压下目的及作用补偿最终凝固阶段的收缩，消除中心疏松和宏观偏析，提高铸坯内部质量。
轻压下的形式⏹辊式压下；⏹锻压式压下。
液芯压下的主要作用（1）在连铸坯的凝固末端进行适量压下，以减小铸坯中心宏观偏析及疏松，改善铸坯内部质量；（2）在结晶器下方进行压下，容许结晶器具有较大的容积，有利于稳定连铸结晶器内钢液面，提高连铸保护渣的润滑效果，促进钢中夹杂的上浮，改善铸坯表面质量；（3）可灵活地改变铸坯厚度，扩大产品规格范围，使生产组织具有更大的灵活性；（4）细化晶粒，改善铸坯的凝固组织。
RAL薄板坯连铸采用液芯压下目的、特点及效果目的解决连铸与轧制对铸坯厚度要求不同的矛盾连铸：希望结晶器内腔尺寸尽可能大些，以利于浸入式水口的插入，促进保护渣液渣层的形成和稳定，降低浇注操作的难度等。
轧制：希望铸坯尽可能地薄，减少机组的机架数量及生产出超薄带卷，扩大板带钢规格。
RAL薄板坯液芯压下形式静态压下：在局部扇形段完成铸坯厚度的减小。
动态压下：在整个二冷区完成液芯压下，并在铸坯凝固末端前的合理位置最终完成液芯压下。
RAL液芯压下在薄板坯连铸连轧中的应用薄板坯连铸过程采用的液芯压下技术（1）德国MDH公司ISP工艺；（2）德国SMS公司CSP工艺；（3）意大利Danieli公司FTSC工艺；（4）德国SMS与Thyssen合作开发的CPR 工艺；铸轧技术（Casting pressing Rolling）（5）日本住友金属开发的QSP工艺。
RAL ISP工艺采用的液芯压下技术•结晶器为平行板式结构，内腔厚度为60mm。
•结晶器下方的0号段由12对辊子组成，整段设计成钳式结构，在液压缸的作用下可将辊缝调整成锥形，对铸坯实施在线液芯压下。
•0段后面的多辊扇形段由16对辊子组成，对铸坯进一步实施压下，内弧辊子可由其各自的液压缸单独压下，所以可根据不同的钢种实施灵活的压下方案。
•铸坯经液芯压下后可达到43mm。
RALISP工艺采用的液芯压下技术改进：铸机改为立弯型;结晶器内腔厚度由初期的60mm加大到80～100mm;多辊扇形段由初期的16对辊子改为6～8对辊一组的常规扇形段，由前后各一对液压缸来调整每个扇形段的辊缝及锥度，使扇形段结构简化。
RAL CSP工艺采用的液芯压下技术液芯压下过程：3个扇形段为钳式结构，当铸坯头部通过扇形段I后，该扇形段的活动侧调整到楔形压下位置，凝固坯壳在此被压向一起，该处铸坯的厚度要薄于所要求的铸坯厚度，当经压下的铸坯到达扇形段II的尾部时，扇形段II开始压下，当扇形段II调整结束后，扇形段I便打开到所生产铸坯厚度的位置，当厚度减少的铸坯到达扇形段III的尾部时，扇形段III开始压下。
CSP工艺的液芯压下过程RAL FTSC采用的动态软压下技术（DSR-Dynamic soft reduction）⏹结晶器出口扇形段的足辊采用异径辊，承担将铸坯宽面凸度压平的任务；⏹采用动态液芯长度控制系统（LPCS－Liquid Pool Control System），可根据最终带钢厚度的要求对薄板坯的厚度进行连续调整；⏹压下量较大，可达20～25mm。
RAL CPR工艺采用的液芯压下技术凝固坯壳厚度10～15mm，结晶器出口厚度50mm，为使坯壳受挤压时芯部能够完全焊合，表面温度达到1300℃，其二冷方式不同于普通连铸工艺。
挤压辊对铸坯进行挤压，使其芯部焊合。
铸坯厚度为20～30mm，两辊或四辊轧机将铸坯进一步压缩到13～25mm，挤压辊和轧辊均为主动辊。
CPR工艺采用的液芯压下技术RAL QSP采用的硬压下技术（Hard Reduction）⏹液芯压下在3个独立压下扇形段进行，并且分别位于一个恒定半径区内，没有弯曲应力，压下装置安装在包含几个辊的各个扇形段上。
当铸坯离开弯曲扇形段后，厚度90 50mm。
⏹采用新的钢水液面控制系统，通过步进液压缸来控制水口塞棒；通过压下液压缸位置的改变估算液芯压下体积变化，进而控制结晶器内钢水液面高度。
RAL液芯压下过程铸坯的变形特点及主要变形参数Pawelski和Eiserman用中空矩形试样热轧模拟液芯压下过程铸坯的变形特点⏹变形不均匀，主要发生在边部，随着厚度减薄，试样窄边出现鼓肚，宽面向内凹，铸坯减薄主要由窄面鼓肚造成的。