第二章 薄板坯连铸连轧工艺

粗轧（1～架）＋精 轧（7架）
几乎不受限制
表面质量较差
传统工艺相当
质量较高
少
中
大
2.2.2 冶金工艺特性
2.2.2.1 结晶器结构的选择
薄板坯连铸机的出现并顺利实现工业化生产，结晶器的 设计是其中关键技术。纵观当今各种薄板坯连铸连轧工艺， 结晶器形状出现了相同趋势，即上口面积加大，目的的是利 于浸入式水口的插入及保护渣的熔化，以改善铸坯表面质量 。
2.2.1 连铸坯厚度选择
• 薄、中、厚板坯厚度分别界定为40～60mm、90～150mm、200～300mm。 • 铸坯厚度是一个区别各类连铸工艺的特征参数，也是影响铸坯质量的重要参
数。 • 究竟薄板坯厚度多少最适合，一直是争论的焦点，不同的技术有不同的结晶
器出口坯厚度，如CSP结晶器下口处厚度为40～70mm．而奥钢联却认为铸坯 厚度不必过薄，70～125mm即可。薄板坯的厚度选择不仅要和轧制产品的尺 寸相适应，还和整个工艺流程中采用哪些相关技术有关。此外，还应分析市 场情况，确保能提供质量上乘、销路好的产品。
连铸工艺 铸坯厚度/mm
结晶器形状 拉速m/min 轧制设备
品种 质量 投资
表1 三种连铸工艺特点比较
薄板坯连铸
中板坯连铸
厚板坯连铸
40～70
90～150
200～300
漏斗形
平行板形
平行板形
最大6.0
最大5.0
最大2.5
精轧（4～6架） 低碳为主
粗轧（1～2架）＋卷 取＋精轧（4～6架）
传统工艺相当
薄板坯连铸连轧生产线配置
• 连铸连轧生产线的设备配置，主要取决于工艺技术观点。 • 西马克公司和达涅利公司基于近终形连铸的观点选择较小供
坯厚度，并考虑轧机数量和液芯压下工艺的协调条件。而奥 钢联则主张选用中等厚度坯料供给连轧机。 • 近年来，这两种观点逐渐相互靠拢，确保连铸连轧这一生产 方式具有更加显著的节能、低投入、低成本和高质量效果。
5）步进式加热炉布置的薄板坯连铸连轧生产线
• 此类布置的主要优点是利用加热炉大的钢坯存贮量，来增大连铸与连轧 之间的缓冲时间。缓冲时间的大小取决于步进炉内钢坯的存储量，一般 设计上可以考虑缓冲时间取1.5～2.0h为宜。
2.2 薄板坯连铸连轧技术的开发与研究
自薄板坏连铸连轧技术间世至今．已有多种不同连铸薄板坯的方法，众多 生产线均采用了薄板坯连铸连轧工艺流程，显示出不同特色。纵观当今世界各 国对该项技术的研究，可以分为以下几个阶段： 1.寻找合理的铸坯厚度，使整个生产线发挥出最大生产率和最佳经济效益； 2.不断改进、完善结晶器形状、液芯压下、固相轧制、二冷冷却制度等一系列 工艺特性技术，确保了工艺的先进性和可靠性； 3.除主体技术外，研究并发许多相关技术，如结晶器材质、浸入式水口、结晶 器振动装置、连铸保护渣、高压水除鳞、轧辊在线磨辊等； 4.成功实现了薄板外连铸机与热连轧机组间的有效连接和协调匹配技术。
• 这种结晶器只能使用薄片形浸入式水口，水口很 薄，其与器壁只能保持10~15mm间隙，造成水口 插入处宽面侧保护渣熔化不好，影响了铸坯表面 质量。
• 为此，德马克重新设计了上口断面形状，由原平 行板型改为小漏斗型，其形状一直保持到结晶器 下口仍有(1.5-2)mm的小鼓肚。近年来，其结晶 器的小鼓肚越改越加大。
• 在此类生产线中，替代辊底式隧道加热炉的是感应加热设备，加热温度控制在 ± 5℃ ，受单流连铸机供坯能力的限制，坯料规格厚度可达90～110mm，因此， 要求轧机的需用轧制压力和轧机刚度要相对大一些。
4）双流连铸机与粗、精轧机组的薄板坯连铸连轧生 产线配置
• 此类配置受到广大用户的欢迎，已经成为薄板坯连铸连轧生产线的主 流配置。这是由于此类轧钢设备具有较大的轧制压力，允许采用厚度 较大的铸坯，或者可用于轧制难变形的产品，由于生产线采用双流连 铸机配置，其产量可以高达250万吨。
第二章 薄板坯连铸连轧工艺
2.1 薄板坯连铸连轧工艺特点
1. 整个工艺流程是由炼钢炉(电炉或转炉) →炉外精炼→薄板坯连铸 机→物流的时间节奏与温度衔接装置→热连轧机组等五个单元工序 组成、将原来意义上的炼钢厂和热轧厂紧凑地压缩，有效地结合在 一起。
2. 在薄板坯连铸连轧工艺中，热连轧机是决定规模和投资的主要因素。 就薄板坯连铸机与热连轧机组而言，两者占投资的比例约为30％： 70％．所以充分发挥热连轧机组的能力应是整个工程建设的重要因 素。
（2）漏斗形结晶器（CSP）
• 形Baidu Nhomakorabea尺寸 • 特点：
长1100mm，漏斗长 700mm，上部宽170mm， 下口宽50mm。下端厚度 50~70mm。宽面板之间 形成了一个垂直方向带锥 度的空间。
有利于浸入式水口的插入；有利于保护渣
的均匀扩散；满足铸坯厚度要求；漏斗形
5. 薄板坏连铸机平均拉速一般在4.5～6m/min间，最低拉速不能小于 2.5m/min。为了稳定地连铸，对宽度为1350～1600mm的薄板坯连铸机而 言，每小时钢水流量应不少于150t。据此计算，采用电炉应为150t的超 高功率电炉；转炉容量则应不小于80t，以100t以上为宜。
6. 生产钢种可包括各类碳钢、低合金板带、不锈钢板带、热轧板带等。
对结晶器的要求
• 结构简单，便于制造和维护； • 良好的导热性和刚性； • 重量轻； • 内表面具有良好的耐磨性和耐蚀性。
结晶器形状特点 长度＞1000mm，上口面积增大，漏斗形
拉坯受阻，横裂缺陷 小振幅,高频率的振动装置
（1）平行板式薄板坯结晶器
• 这是德马克公司ISP工艺的第一代结晶器，立弯 式，上部垂直段，下部弧形段，侧板可调．上口 断面矩形，尺寸为(60～80)mmx(650～1330)mm。
1）薄板坯连铸工艺流程
钢水
中间包 结晶器 二冷区 飞剪机
高压水除鳞
保温炉 高压水除鳞
均热炉
精轧机组
近距离卷取机 打包入库
层流冷却 远距离卷取机
2）只有精轧机的薄板坯连铸生产线
这种生产线铸坯厚度约为50～70mm，设计年产量多在150万t。产品最小厚度1.0mm。
3）单流铸机与粗精轧机组配置
• 这种生产线连铸坯厚度大多数为70～90mm，设计产量多在150万吨，产品厚度最 小0.8～1.2mm。