1、薄板坯连铸连轧关键技术介绍自薄板坯连铸连轧技术问世 10 多年来,已有多种不同的方法,众多的生产线展示不同的技术特点。薄板坯连铸连轧工艺和传统工艺相比,关键在于突破了传统的工艺概念,采用了许多先进的新技术、新装备。综合起来,关键技术主要集中在如下方面:(1)结晶器及其相关装置。CSP 工艺的漏斗型结晶器,ISP 工艺的橄榄球形结晶器,有最终向一个类似的方向发展的趋势。(2)浸入式水口。浸入式水口和结晶器的匹配是连铸技术的一个重要课题。(3)保护渣技术。连铸保护渣的性能对连铸的成败关系重大。(4)铸轧技术。早期的 CSP 工艺没有铸轧技术,现在几乎所有的工艺都认识到了铸轧技术的重要性。(5)动态
2、软压下技术。(6)冷却制度。(7)高压水除鳞技术。(8)加热方式。(9)精轧机组。3、相关技术的设计(1)结晶器为提高薄板坯连铸单流产量,提高铸坯质量,扩大品种,结晶器已由传统的平行板形演化成现在的漏斗形乃至全鼓肚形,使上口的面积加大,以利于浸入式水口的插入及保护渣的熔化。结晶器的形状不同,所采用的浸入式水口也不同。但随着技术的发展,各种类型的浸入式水口也都在不断演变。如 CSP 工艺所采用的长水口,已由传统的板坯连铸机使用的第一代演变到现在的十字出口状的第四代,这种十字状出口可增加钢水流量,稳定拉速,提高使用寿命。薄板坯连铸机相比传统的板坯连铸机拉速更高,再加上结晶器上口空间的限制,一般连铸
3、机上常用的混合型和预熔型颗粒渣已不适用。现在采用的是粘度更低、流动性更好的中空颗粒渣,加入后可在结晶器壁与坯壳间迅速形成稳定可控的渣膜,起到良好的润滑和吸附作用。(2)铸轧技术 铸轧技术是薄板坯连铸连轧工艺的关键技术,包括液芯压下和液-固两相轧制两方面。铸坯从结晶器下口出来,经过铸轧其厚度可减少 60%。液芯铸轧对细化晶粒效果明显,可获得良好的韧性,而固相轧制为薄板坯连铸机直接生产中板提供了条件。铸轧技术的成功运用为提高铸坯质量,进一步降低能耗做出了贡献。(3)拉坯速度拉坯速度高是薄板坯连铸的特点之一,拉速一般在 5-8m/min。为使薄板坯连铸连轧生产线上的连铸机和连轧机更加匹配,提高铸坯的
4、拉速势在必行。要提高拉速,则要求进一步改善结晶器的传热,所以必须加大冷却强度、减小结晶器铜板厚度、控制保护渣为薄膜状。(4)加热方式薄板坯连铸连轧工艺中大都采用均热炉的加热方式,炉内布置内芯冷却的耐热辊道,保温效果好。视薄板坯入炉温度的高低而进行保温或加热,大大降低了能耗。对于双流薄板坯连铸机及 1 套连轧机的流程,均热炉为平移式或摆动式,极大地方便了铸坯的加热和传输。在某些薄板坯连铸连轧工艺中,均热炉还承担了一定的连铸和连轧之间的衔接匹配缓冲作用。(5)连轧机组薄板坯连铸机提供的板坯厚度一般为 40-70mm,对于某些不带液芯铸轧的工艺,可设粗轧机组,将铸坯减薄后再送精轧机组,这就为采用尽量
5、少的精轧机架生产较薄的热轧带卷创造了条件。连轧机组一般都配备了先进的板型控制技术,如:CVC、RTC、PFC/CFC等技术。另外,在薄板坯连铸连轧工艺中的热除鳞技术、在线磨辊技术、宽度自动控制技术、控制冷却技术等相对传统的厚板坯生产工艺都做了大量的技术改进。总之,正是这些新技术的研究应用,使得薄板坯连铸连轧工艺得以成功应用。4、 薄板坯连铸连轧技术的发展趋势近年来,随着对薄板坯连铸连轧工艺和技术研究的深入,人们不断地从工艺、设备和自动控制等方面开发出新的技术。薄板坯连铸连轧技术得到迅速发展和完善,从最初主要生产低成本普通钢材产品为目标,发展为对品种、产量和质量等要求越来越高。其发展趋势具体在下
6、几个方面。(1)各种技术相互渗透,共同发展漏斗型结晶器逐渐占主流。除西马克公司 CSP 技术采用漏斗型结晶器外,达涅利公司 FTSR 技术采用的是被称为 H2 的长漏斗型结晶器,进一步发展了漏斗型结晶器的优势;德马克公司 ISP 技术放弃了最初采用的平板型结晶器,而改为采用被称为橄榄型(小漏斗)的结晶器。尽管具体的形状和尺寸各异,但采用漏斗型结晶器已被大多数厂商所认可。板坯向中厚方向发展。最初开发的薄板坯连铸连轧技术,连铸坯尽量要求薄。但随着产量和质量要求的提高,转而采用中厚板坯,目前采用 90/70mm 厚的铸坯较多。采用液芯压下技术。最早采用液芯压下技术的是 ISP 技术。目前,该技术不但
7、被接纳,而且还在不断的开发和完善,如 CSP 采用的无级软压下技术和 FTSR 采用的动态软压下技术。采用辊底式均热炉作为中间衔接段。最早采用辊底式均热炉的是 CSP 技术,FTSR 和 QSP 也一直用辊底式均热炉,ISP 早期用的是克雷莫纳炉,后又改为卷取箱,最近也采用了辊底式炉。(2)新工艺、新技术不断开发采用半无头轧制技术的成功开发,使其迅速投入工业化生产。机电设备配置投入加大,装备水平越来越高。精轧机组出口速度提高。5、产量、质量日趋提高产量规模趋大。早期单流薄板坯连铸机的生产能力为 50-80万吨/年。不利于热连轧机能力的发挥,合理的薄板坯连铸机年产量应大于 100 万吨/流。新建
8、的单流产量都在 120-160 万吨/年。为此,冶炼的能力要求和铸机的能力相匹配,通过适当增铸坯厚度、宽度,提高拉速,增加铸机流产量,有可能实现一台铸机(单流)与一部热连轧机匹配生产,达到 200 万吨/年以上生产能力。产品质量提高。由于冶炼、连铸工艺技术的改进和轧制工艺的不断完善,产品质量也在不断提高。目前,薄板坯连铸连轧产品的厚度和形状可控制在标准公差的 25以内。品种范围扩大,规格越来越薄。CSP 将热轧带钢产品分为 12大类,其中进入工业化生产的有 10 大类,另有 2 类处于试生产阶段,可望将来也会得到解决。目前,薄板坯连铸连轧技术生产的产品厚度最薄可达 0.7mm 左右,未来的薄板坯连铸连轧生产线的产品将以1mm 超薄规格为主,这样可利用热轧超薄板替代相当一部分商品冷轧板。