薄带连铸技术及宝钢中试机组

中国第一条薄带连铸连轧生产线——宝钢股份薄带 中国第一条薄带连铸连轧生产线——宝钢股份薄带 —— 2009年 连铸产业化攻关项目于 2009年2月全线投入试生产
宝钢BAOSTRIP 宝钢BAOSTRIP®中试机组介绍 工艺路线及主要技术参数： 工艺路线及主要技术参数：利用宝钢特 钢原有的16t电炉，重建一个占地72m×36m的新 钢原有的16t电炉，重建一个占地72m×36m的新 16t电炉 72m 厂房。主要的工艺流程为： 厂房。主要的工艺流程为：炼钢车间生产的合 格钢水， 格钢水，经过跨小车运输到薄带连铸车间的浇 铸平台上， 铸平台上，钢水经中间包和布流水口注入到双 辊连铸机，铸成厚度为2 5mm的薄带坯, 辊连铸机，铸成厚度为2～5mm的薄带坯, 经单 的薄带坯 机架四辊轧机轧制后，冷却、卷取。 机架四辊轧机轧制后，冷却、卷取。
谢 谢
250
热轧 连铸 薄板坯
排放量 CO2/t 热轧卷 排放量kg
200
150
100
50
0
传统工艺
薄板坯工艺
宝钢薄带连铸技术方向选择 薄带连铸技术经过多年的发展形成过多种工 艺技术方案，根据结晶器形式的的不同被分为带 艺技术方案， 辊式、辊带式等。 式、辊式、辊带式等。其中双辊式薄带连铸技术 是其中最接近工业化的技术。 是其中最接近工业化的技术。双辊式薄带连铸又 分为同径双辊铸机和异径双辊铸机， 分为同径双辊铸机和异径双辊铸机，两辊的布置 方式有水平式、垂直式和倾斜式。 方式有水平式、垂直式和倾斜式。但最为成熟的 是水平等径双辊式薄带连铸工艺。 是水平等径双辊式薄带连铸工艺。
薄带连铸工艺与其他工艺比较
投资成本 生产成本
薄带连技术与新材料开发 采用薄带连铸技术在新材料开发， 采用薄带连铸技术在新材料开发，特别是在 生产很难热加工产品时，更是具有工艺上的优势， 生产很难热加工产品时，更是具有工艺上的优势， 由于铸带是在冷却速度达到100～1000 °C/s的条 由于铸带是在冷却速度达到100～ C/s的条 100 件下形成的，二次枝晶间距仅为2 5µm， 件下形成的，二次枝晶间距仅为2-5µm，显微组织 均质细晶，且具有遗传性，沿带厚成份偏析很小。 均质细晶，且具有遗传性，沿带厚成份偏析很小。 这对高合金材料的生产十分有益， 这对高合金材料的生产十分有益，特别是在难以 轧制的高合金薄带钢生产方面有着巨大发展潜力。 轧制的高合金薄带钢生产方面有着巨大发展潜力。 例如,目前国外在开发的TWIP TWIP钢 INVAR合金 合金、 例如,目前国外在开发的TWIP钢、INVAR合金、铁素 体不锈、镁合金带、高硅钢等。 体不锈、镁合金带、高硅钢等。
技 术
薄带连铸
1.5-3 mm 铸 ， 工艺阶段: 中间储备 连
. 3 mm 薄 板 薄 8 -20 mm
薄带连铸
(水平带钢连铸技术)
8-20 mm 精整 铸
连
由于缩短工艺流程，从而减少了吨钢100kg的 由于缩短工艺流程，从而减少了吨钢100kg的CO2排放量 100kg
对于薄板坯连铸厂来说， 节省了板坯加热的能耗 还降低了轧制力 如果热轧卷的厚度足够薄， 还能够省掉冷轧工序 从1999年开始，利用本 技术使 杜伊斯堡 厂CSP 生产线年产量达到240万 吨以上。
双辊薄带连铸的基本原理图
宝钢薄带连铸发展历史回顾 2003年 建成一条带宽1200mm双辊薄带连铸中试线并 2003年，建成一条带宽1200mm双辊薄带连铸中试线并 1200mm 投入使用。 投入使用。 2004年 完成不锈钢成卷试验。 2004年，完成不锈钢成卷试验。 2005年 完成碳钢成卷试验。 2005年，完成碳钢成卷试验。 2006年 完成硅钢成卷试验。 2006年，完成硅钢成卷试验。 2007年 展开第二阶段攻关。 2007年，展开第二阶段攻关。 2008年 完成在线四辊热轧机的增设并成功投入试验。 2008年，完成在线四辊热轧机的增设并成功投入试验。 2009年 中国第一条薄带连铸连轧生产线—— ——宝钢股 2009年2月，中国第一条薄带连铸连轧生产线——宝钢股 份薄带连铸产业化攻关项目全线投入试生产。 份薄带连铸产业化攻关项目全线投入试生产。
宝钢薄带连铸技术方向选择
钢水由SEN注入两个逆向旋 钢水由SEN注入两个逆向旋 SEN 转的水冷辊与两耐火材料侧封 板组成的三角熔池， 板组成的三角熔池，钢液接触 水冷辊，经传导传热过程，首 水冷辊，经传导传热过程， 先形成半凝固层、凝固层， 先形成半凝固层、凝固层，然 后在双辊的逆向转动下进入吻 合点， 合点，经过铸轧最终成为厚度 6mm左右的薄带坯 左右的薄带坯。 在2-6mm左右的薄带坯。再经 1或2机架四辊热轧机在线轧制 成为厚度1 3mm薄带后成卷 薄带后成卷。 成为厚度1-3mm薄带后成卷。
薄ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ连铸技术及宝钢中试机组
薄带连铸
与连铸连轧过程相比，每吨钢可节省能源达800kJ， 与连铸连轧过程相比，每吨钢可节省能源达800kJ， 800kJ 排放量降低85% 85%， 降低90% 90%， 降低70% 70%。 CO2排放量降低85%，NOx降低90%，SO2降低70%。薄带 铸轧技术尤其适合我国钢铁工业的发展情况， 铸轧技术尤其适合我国钢铁工业的发展情况，由于能够 有效抑制Cu、 有效抑制Cu、S、P等夹杂元素在钢材基体中的偏析，从 Cu 等夹杂元素在钢材基体中的偏析， 而可实现劣质矿资源（如高磷、高硫、 而可实现劣质矿资源（如高磷、高硫、高铜矿或废钢等 ）有效综合利用，节省宝贵资源，是钢铁工业实现可持 有效综合利用，节省宝贵资源， 续发展的重要内容。 续发展的重要内容。
冷却控制 冷却方式
主要技术创新点 铜合金辊式结晶器； 铜合金辊式结晶器； 改进的结晶辊内冷却系统设计； 改进的结晶辊内冷却系统设计； 带有AGC 控制的辊缝调节系统； 带有AGC 控制的辊缝调节系统； 装置控制系统的辊面清理装置； 装置控制系统的辊面清理装置； 浇铸区域的气氛控制； 浇铸区域的气氛控制； 带自动纠偏功能的薄带连铸夹送辊设计。 带自动纠偏功能的薄带连铸夹送辊设计。
宝钢薄带连铸中试机组主要参数
设备名称 冶炼 连铸机 电弧炉/LF/VOD 电弧炉/LF/VOD 铸机型式/台数/ 铸机型式/台数/流数 结晶辊直径 浇注速度MAX 浇注速度 铸带厚度/ 铸带厚度 生产钢种 输送辊 飞剪 热轧机 卷取机 辊面宽度 飞剪型式/ 飞剪型式/最大剪切厚度 型式／辊面宽/ 型式／辊面宽/控制方式 卷取机/ 卷取机/最大卷重 16t，各1 座 16t， 双辊等径薄带连铸机/1/1 双辊等径薄带连铸机/1/1 800 mm 110 m.min-1 2～5 mm ～ 碳钢、不锈钢、 碳钢、不锈钢、硅钢 1350 mm 连杆式／ 连杆式／5 mm 层流冷却 四辊热轧机/1350 mm/带有HAGC控制系统 带有HAGC 四辊热轧机/1350 mm/带有HAGC控制系统 卷取机/ 卷取机/最大卷重 技术参数
薄带连铸代表技术
技术名称 DSC（新日铁） （新日铁） EUROSTRIP（AST） （ ） Postrip（浦项） （浦项） EUROSTRIP（蒂森克虏伯） （蒂森克虏伯） CASTRIP（纽柯） （纽柯） 辊径× 辊径×辊宽 钢包 铸速 （mm×mm） （t） (m.min-1) × ） ） 1200×1330 × 1500×800 × 1200×1300 × 1500×1450 × 500×2000 × 60 60 110 90 110 20～130 ～ 100 30～130 ～ 15～140 ～ 15～140 ～ 带厚 （mm ） 1.6～5.0 ～ 2.0～5.0 ～ 2.0～6.0 ～ 1.5～4.5 ～ 1.5～4.5 ～
宝钢薄带连铸产业化主要方向 针对存在的上述问题， 针对存在的上述问题，目前宝钢薄带连铸 研究的重点主要集中在以下五个方面： 研究的重点主要集中在以下五个方面： 1. 亚快速凝固规律及控制模型 2. 铸轧模型及其板形控制 3. 熔池布流及液面波动控制 4. 结晶辊 5. 侧封板
目前，薄带连铸的技术问题是清晰的， 目前，薄带连铸的技术问题是清晰的，技术 路线也是清晰的，关键是时间。 路线也是清晰的，关键是时间。 宝钢对薄带连铸技术的发展潜力充满信心， 宝钢对薄带连铸技术的发展潜力充满信心， 对薄带连铸技术实现产业化充满信心！ 对薄带连铸技术实现产业化充满信心！
Steel缩短热轧板生产工艺 ThyssenKrupp Steel缩短热轧板生产工艺
传 统 技 术
工艺阶段: 中间储备:
连铸、 连铸、热连轧
250 mm 1.5-25 mm 铸 ， 连
约 250mm 薄
薄板坯连铸连轧
62 mm 工艺阶段: 中间储备 0.8-9 mm ，
板 坯 连 铸 坯 约
62 mm
工艺设计的主要特点 整条生产线可实现无引带浇注 有完备的参数检测和数据采集系统 实现６个闭环控制： 实现６个闭环控制： ①自动开浇闭环控制 ②液位闭环控制 ③轧制力辊缝闭环控制 ④辊缝和铸带厚度闭环控制 ⑤线上速度的同步控制 ⑥纠偏控制
影响薄带连铸产业化的主要问题 影响薄带连铸产业化的主要问题是生产成本和 影响薄带连铸产业化的主要问题是生产成本和表 生产成本 面质量。 面质量。 薄带连铸目前耐火材料消耗、 薄带连铸目前耐火材料消耗、结晶器消耗在工序 成本中所占比例过高。 成本中所占比例过高。 薄带坯由于表比面积大， 薄带坯由于表比面积大，在生产过程中没有二次 处理措施，对铸态的表面质量（裂纹、冷隔、 处理措施，对铸态的表面质量（裂纹、冷隔、表 面凹坑、夹渣）要求非常高。 面凹坑、夹渣）要求非常高。 带钢的断面形状和厚度公差。 带钢的断面形状和厚度公差。