7-近终形连铸与连铸新进展

完全凝固时 间t,s >600 60 <1 拉速 m/min 1-2.5 4-6 30-90
结晶器热流， Mw/m2
1-3
2-3
8-10
液相穴长度， m
>10
>5
<0.5
20
铸坯热履程平稳， （2) 铸坯热履程平稳，铸坯表面温度高且分布均匀
铸坯尺寸mm
比表面，m2/t
冷却速度，℃/s
凝固终点温度，℃
在建项目 流 数 5 2 2 － 1 生产能力 万t/a 520 200 200 － 145 生产 线 19 5 3 3 2 流 数 27 7 4 4 2
合计 生产能力 万t/a 2750 765 400 500 215
奥钢联
25
34
3565
7
10
1065
32
44
4630
24
薄板坯连铸连轧
• 典型薄板坯连铸连轧工艺： 典型薄板坯连铸连轧工艺： • SMS公司的紧凑式带钢生产技术 公司的紧凑式带钢生产技术CSP （Compact 公司的紧凑式带钢生产技术 Strip Production）； ）； • MDH公司的带钢在线生产技术 公司的带钢在线生产技术ISP （Inline Strip 公司的带钢在线生产技术 Production）； ）； • DANIELI公司的 公司的FTSC灵活的薄板坯连铸连轧技术 公司的 灵活的薄板坯连铸连轧技术 （Flexible Thin Slab Casting for Quality）； ）； • 日本住友－三菱公司开发的 日本住友－三菱公司开发的QSP（Quality Strip （ Production） ） • VAI公司的 公司的Conroll（Continuous Thin Slab 公司的 （ Casting & Rolling technology）工艺。 ）工艺。
薄板坯连铸连轧
• 1984年开始进行技术研究 年开始进行技术研究 • 1989年在 年在NUCOR的Crawfordzville 年在 的 投产。（德国西马克CSP工艺） 。（德国西马克 工艺） 投产。（德国西马克 工艺 • 其后相继建设： 其后相继建设： • 1992年8月，Hickman厂 年 月 厂 • 1994年11月，Hylsa厂，Mexico 年 月 厂 • 1995年2月，Gallatin厂 年 月 厂 • 1996年1月，Steel Dynamics 年 月 • 1996年7月，ACB 年 月 • …………
近终形连铸技术及连铸新进展
北 京 2008
主要内容
1. 2. 3. 4. 概述 薄板坯连铸连轧 薄带连铸 传统连铸的高效化技术
概述
脱硫
脱硅 − 脱磷
概述
4
1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0
0
6 2 4 5 7 9 10 13 1 3
50 0 1000
薄板坯连铸连轧
• 中国 • 引进 引进CSP在包钢、邯钢、珠钢建成 在包钢、 在包钢 邯钢、 • 后相继建成 • 马钢 马钢CSP • 涟源 涟源CSP • 酒钢 酒钢CSP • 唐钢 唐钢FTSC • ………
薄板坯连铸连轧
• 第一代技术 • 发明初衷：避开传统连铸坯断面尺寸，浇出 发明初衷：避开传统连铸坯断面尺寸， 尽量薄的板坯， 尽量薄的板坯，求铸坯直接进入精轧机轧出 成品 • 板坯厚度：50~60mm 板坯厚度： • 宽度：不小于 宽度：不小于1250mm • 电弧炉（100~150t）供应钢水 电弧炉（ ） • 单流产量不大于 万吨 年 单流产量不大于80万吨 万吨/年 • 主要生产碳钢 • 奥氏体轧制，终轧温度高于 奥氏体轧制，终轧温度高于8600C • 成品厚度最薄 成品厚度最薄1.2mm
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(4) 铸坯表面质量控制难度加大
厚板坯、薄板坯、薄带其表面积/体积（单位长度）分别为： 0.225－ 厚板坯、薄板坯、薄带其表面积/体积（单位长度）分别为： 0.225－ 0.263、1.03－1.06、10－15，表面积/体积比增加， 0.263、1.03－1.06、10－15，表面积/体积比增加，在相同钢水洁净 度条件下，夹杂物易集中在铸坯皮下，影响冷轧板的表面质量， 因此， 度条件下，夹杂物易集中在铸坯皮下，影响冷轧板的表面质量， 因此， 对薄板坯连铸来说，提高钢水洁净度更为重要。 对薄板坯连铸来说，提高钢水洁净度更为重要。
薄板坯连铸连轧
• 水口 • 薄板坯连铸用水口功能 1、引导和保护钢流 、 2、控制和改善铸流在结晶器内的流动状态 、 3、减小铸流冲击深度 4、分散铸流带入的热流，促进夹杂物上浮 、分散铸流带入的热流， 和坯壳均匀生长
23
薄板坯种类
CSP：西马克（SMS）开发； ISP：德马克（Demag）开发， FTSR：达涅利（Danieli）开发； QSP：住友金属（SMI）开发； Conroll：奥钢联（VAI）开发。
已投产项目 工艺 开发商 生产 线 CSP ISP FTSR QSP CONROL L 合计 西马克 德马克 达涅利 住友金属 16 4 1 3 1 流 数 22 5 2 4 1 生产能 力万t/a 力万 2230 565 200 500 70 生产 线 3 1 2 － 1
模 铸 -钢 锭 冷 装 流 程
12
Leabharlann Baidu
温 温 （ ℃ ）
8
1500 2000
8'
2500 3000 3500
11
4000 4500 5000 5500 6000
11'
6500
14
7000 7500
1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0
0
2
温 温 （ ℃ ）
薄板坯连铸连轧
• 第一代流程示意图
薄板坯连铸连轧
• 第二代技术 • 20世纪 年代趋于成熟 世纪90年代趋于成熟 世纪 • 应用液芯压下技术 • 结晶器出口铸坯厚度增至 结晶器出口铸坯厚度增至70~90mm • 实现了半无头轧制和铁素体轧制 • 最薄产品厚度达到小于 最薄产品厚度达到小于0.8mm • 加热炉长度加长 • 单流产量达到 单流产量达到130万吨 年 万吨/年 万吨 • 转炉供应钢水 • 产品开始覆盖低合金结构钢、高碳钢、取向 产品开始覆盖低合金结构钢、高碳钢、 硅钢、 硅钢、不锈钢等
薄板坯连铸连轧
• 薄板坯连铸连轧设备 • …… • 水口 • 结晶器 • 二冷区 • 拉矫机 • 切割机 • 加热炉 • 高压水除鳞 • 精轧机 • 卷取机
薄板坯连铸连轧
• 仅就薄板坯连铸而言 • 薄板坯连铸特点 • 板坯厚度薄 • 生产过程连续 • 薄板坯凝固速度快 • 薄板坯比表面积大 • 薄板坯冶金长度短
0
6 2 4 5 3 1
200 400 600 800
8 7 10 9 11 12
1000 12 00 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400
薄 板 坯 连 铸 － 连 轧 流 程
5
时 间 （ m in ）
概述
近终形连铸： 近终形连铸： • 保证成品钢质量的前提下，尽量缩小 保证成品钢质量的前提下， 铸坯断面， 铸坯断面，部分或者全部取代压力加 工。 • 主要包括： 主要包括： • 薄板坯连铸连轧 • 薄带连铸 • 喷雾成形
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薄板坯连铸工艺设备特点
1）继承了厚板坯连铸的成熟技术： 继承了厚板坯连铸的成熟技术： 保护浇注 中间包冶金 结晶器液面控制 结晶器自动加保护渣 漏钢预报 气水冷却技术 动态二冷控制 多点弯曲和矫直 结晶器电磁制动（EMBr） 结晶器电磁制动（EMBr）技术
2）开发适合于薄板坯连铸新技术 漏斗状结晶器（核心技术） 漏斗状结晶器（核心技术） 薄壁式浸入式水口 带液芯铸轧技术 高拉速保护渣 结晶器非正弦液压振动
薄板坯连铸连轧
第二代流程示意图
薄板坯连铸连轧
• 未来第三代技术 • 铸机通钢量：4.0~4.5吨/分； 铸机通钢量： 吨 分 • 生产线规模：280~320万吨； 生产线规模： 万吨； 万吨 • ≤2.2mm厚度热轧卷具有较大的比例（例 厚度热轧卷具有较大的比例（ 厚度热轧卷具有较大的比例 ％），实现薄板以热代冷 如﹥30％~50％），实现薄板以热代冷； ％ ％），实现薄板以热代冷； • 开发热轧－酸洗－热镀锌产品； 开发热轧－酸洗－热镀锌产品； • 开发热轧－冷轧－热镀锌产品； 开发热轧－冷轧－热镀锌产品； • 进一步开发硅钢等高附加值产品。 进一步开发硅钢等高附加值产品。
铸坯比表面积大，温度高，FeO皮严重，高压水除鳞不干净， 铸坯比表面积大，温度高，FeO皮严重，高压水除鳞不干净，影响薄板表 皮严重 面质量。为此，在薄板坯连铸/连轧生产线上设置2或3处的高压水除鳞装 面质量。为此，在薄板坯连铸/连轧生产线上设置2 置（400bar）。 400bar）。 结晶器卷渣：结晶器空间小，拉速高，流动强度大，容易卷渣。 结晶器卷渣：结晶器空间小，拉速高，流动强度大，容易卷渣。
4 5
6 7
模 铸 － 钢 锭 红 送 流 程
9 10 12 13 11 11'
3000 3500 4000 4500 5000 5500
8 1 3
50 0 1000 1500 2000
14
6000 6500 7000 7500
模铸流程： 1、原料 3、矿槽 5、兑铁 7、浇注 9、均热炉 10、初轧机 11(11’)、板坯库 12、加热炉 13、精轧机－卷取 14、成品库 连铸流程： 1、原料 3、矿槽 5、兑铁 7、精炼 9(9’)、板坯库 10、加热炉 11、轧制－卷取 12、成品库 薄板坯连铸－连轧流程： 1、原料 3、矿槽 5、兑铁 7、精炼 9、板坯输送 10、加热炉 11、轧制－卷取 12、成品库
2、烧结 4、高炉出铁 6、转炉出钢 8(8’)、钢锭
2500
1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0
0
6 2 4 5 7 8
连 铸 － 冷 装 流 程
10 11
2、烧结 4、高炉出铁 6、转炉出钢 8、连铸
温 温 （ ℃ ）
1 3
200 400 600 800
7
8
9
薄板坯连铸连轧
• 最直接的问题： 最直接的问题： • 什么是薄板坯连铸连轧？ 什么是薄板坯连铸连轧？ • 与传统连铸相比，薄板坯连铸有什么区 与传统连铸相比， 别
薄板坯连铸连轧
• 什么是薄板坯连铸连轧？ 什么是薄板坯连铸连轧？ • 铸坯直接进入加热炉加热，然后进入精 铸坯直接进入加热炉加热， 轧机直接轧制成材 • 应用于板材生产 • 铸坯不下线，没机会进行质量检查和清 铸坯不下线， 理 • 铸坯厚度薄 • 铸机和轧机连在一起同步协同运行
薄板坯连铸连轧
• 第三代流程示意图
薄板坯连铸凝固特点
与传统厚板坯比较，薄板坯凝固特点如 下：
厚板坯 薄板坯 薄带坯
（1）凝固速度快，液芯长度短： 传统厚板坯完全凝固时间需10分以上，而
尺度，mm 150-300 20-70 2-4
薄板坯仅需1分左右，因此厚板坯液芯长度 一般为20－25m，而薄板坯液芯长度仅为5 －6m。液芯长度短，减轻了设备重量，铸 机结构简化，这是一个很重要的优点。
9
1000 1200 1400 1600 18 00 2000 2200
9'
2400
12
2600 2800 3000 3200 3400
1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0
0
6 2 4 5 11 1 3
200 400 600 800 1000
8 7 10
250×1500 50×1500
1.5 5.3
0.15 2.0
900-1000 1150-1200
薄板坯的物理热有效利用：薄板坯散热面积增加约4 薄板坯的物理热有效利用：薄板坯散热面积增加约4倍，拉速 快约5 使铸坯表面温度更高进入精轧机组， 快约5倍；使铸坯表面温度更高进入精轧机组，有利于减小轧 制变形抗力。 制变形抗力。 铸坯内部结构致密， （3）铸坯内部结构致密，偏析小
连 铸 － 热 装 热 送 流 程
温 温 （ ℃ ）
9
1200 1400
12
1600 18 00 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400
2、烧结 4、高炉出铁 6、转炉出钢 8、连铸
1800 1600 温度（℃） 1400 1200 1000 800 600 400 200 0