2008年??8月第46卷第4期武钢技术

WISCOTECHNOLOGY

????Aug.2008

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Vol.46??No.4??59??

薄板坯连铸连轧技术的发展及在我国的实践

周汉香,陈洪伟

(武钢研究院,湖北武汉430080)

摘??要:介绍薄板坯连铸连轧技术的发展及其技术特点,同时对薄板坯连铸连轧技术在我国的生产实践和武钢新建薄板坯连铸连轧的工艺流程及薄板坯连铸和热连轧的工艺特点进行介绍。关键词:薄板坯;连铸连轧;工艺特点

中图分类号:TG335.13??文献标识码:A??文章编号:1008??4371(2008)04??0059??04

Developmentandpracticeofthinslabcontinuouscasting??continuousrolling

inChina

ZHOUHan??xiang,CHENHong??wei

(R&DCenterofWISCO,Wuhan430080,China)

Abstract:Thepresentpaperintroducesthedevelopmentandtechnologicalcharacteris??ticsofthethinslabcontinuouscasting??continuousrollingtechnologyandinthemean??whiledescribestheproductionpracticeofthistechnologyinChinaaswellastheprocessflowandtechnologicalcharacteristicsofthenewlybuiltthinslabcontinuouscasting??continuousrollingmillinWISCO.

Keywords:thinslab;continuouscasting??continuousrolling;processcharacteristics????薄板坯连铸连轧生产工艺是20世纪90年代世界钢铁工业发展的一项重大新技术,以其投资省、成本低、节能降耗、高效的优势,得到迅速的发展[1-3]。近年来,随着对薄板坯连铸连轧技术研究的深入,其工艺、设备和自动控制等方面技术不断发展。薄板坯连铸连轧技术由最初的与电炉匹配发展为与高炉??转炉流程匹配生产,不再受废钢和电力的限制。因转炉所提供的钢水质量得到改善,铸机产量和铸坯质量得到提高,所能生产的产品品种进一步扩宽,从只能生产简单的几个品种发展为可以生产双相钢和TRIP钢,近年来还可以生产无取向电工钢

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1??薄板坯连铸连轧技术的发展和特点1.1薄板坯连铸连轧技术的发展

1986年德国施罗曼西马克公司在自己的铸钢车间建立了1台采用??漏斗型??结晶器的立弯式薄板坯连铸机,并以6m/min的拉速成功地生产出50mm??1600mm的薄板坯,该技术简称CSP。几乎同时,德国曼内斯曼德马克公司(MDH)于1987年采用改进的超薄型扁形水口和平板直弧形结晶器以4.5m/min的拉速成功地生产出60mm??900mm和70mm??1200mm的薄板坯,该技术简称ISP。奥钢联于1988年在对瑞典阿维斯塔的传统连铸机进行改造时,采用薄平板型结晶器及薄型浸入式水口浇出第1块厚度为70mm的不锈钢薄板坯,该技术简称CON??ROLL。

1989年6月世界上第1条薄板坯连铸连轧生产线在美国纽柯公司的克劳福兹维尔厂建成投产,采用SMS的CSP技术,年产80万t。1992年

。开发出的薄板坯连

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铸连轧超薄带生产技术即半无头轧制技术,其产品厚度可望达到0.6~0.8mm,能够部分取代传统的冷轧材料。采用铁素体轧制技术,避免在??????相变时两相区轧制,从而避免了带钢力学性能的不均匀和厚度变化。

:周汉香),,,.

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1条年产50万t的ISP生产线在意大利的阿维迪建成投产,并于1993年9月达到设计产量。与此同时,意大利达涅利的FTSR技术、日本住友金属的QSP技术及奥地利奥钢联的CONROLL技术等尚处于半工业试验状态。

针对最先投产的几条生产线所遇到的产量和质量的问题,各供货商又采取相应的措施。SMS加大了铸坯的厚度并减小了漏斗型结晶器连续变截面的变化程度,同时在二冷段采用了液芯压下技术,目的是在不增加坯厚的情况下,进一步改善铸坯的表面质量和内部质量。另外,为稳定结晶器液面、提高浇铸速度,进一步优化了浸入式水口的形状并采用结晶器液压振动;为提高带钢的表面质量,开发了压强达40MPa的高压水除鳞装置,同时减小了喷嘴与铸坯之间的距离,设置了回水收集装置。

德马克将平板型结晶器改为??橄榄型??,同时优化了浸入式水口的形状、加大了铸坯的厚度。在SMS、MDH完善现有工艺和设备的同时,达涅利公司在吸收漏斗型结晶器优点的基础上,发展和完善了漏斗型结晶器的设计思想,将漏斗型曲线穿过结晶器,延伸到扇形段,开发出H2结晶器和??凸透镜式??结晶器。这种结晶器降低了由于变截面而引起的坯壳应力,同时由于加大了熔池,可采用较高的拉速,获得更高的产量和产品质量,使浇铸包晶钢成为可能。1995年5月在对纽柯希克曼1号线改造中首次采用,效果显著,为今后的发展奠定了基础。随后,于1997年在加拿大的阿尔戈马建成投产了1条完整的薄板坯连铸连轧生产线,获得较好的产品质量,特别是表面质量,引起世人注目。

薄板坯连铸连轧技术经过近20年的发展,工艺、设备、自动化系统日趋完善,产品质量和产量不断提高。可以说目前薄板坯连铸连轧技术已步入成熟期,今后技术的发展主要在于:进一步提高连铸机的拉速,以提高产量;进一步提高产品质量,扩大产品范围;进一步减小产品厚度,实现??以热代冷??,提高产品的竞争能力。

程中,炼钢炉、薄板坯连铸机和热连轧机都是刚性较强的工艺装置,为了稳定地连续浇铸和控制,需匹配好各段物流;(3)在薄板坯连铸连轧工艺中,热连轧是决定规模和投资的主要因素,充分发挥热连轧机组的能力是整个工程建设的要点之一,炼钢炉、炉外精炼装置、薄板坯连铸机及铸机与轧机间的缓冲、衔接装置的设计、选择应以充分发挥热连轧机组的效率为主要前提。

1.3??薄板坯连铸连轧生产中的热点问题1.3.1??连铸连轧薄板坯的质量问题

基于薄板坯连铸连轧的特点,其产品质量尤其是连铸连轧薄板坯的表面质量一直是人们关注的问题,经过努力,这方面已取得了显著进展。根据测试结果,薄板坯连铸连轧的产品经过平整后的表面形貌与通常的喷丸处理后的薄板相当,但从??以热代冷??制造汽车外部件的角度出发,用薄板坯连铸连轧方式生产的薄带钢,在表面质量方面仍需进一步的努力。目前,在薄带钢生产中还存在边裂、表面裂纹等问题,虽然经过技术处理有所缓解,但没有从根本上完全消除这类问题,因此这就要求我们在钢水成分和洁净度方面(包括C、S、P、Al、Ca、N及夹杂物方面)加以控制,还要在连铸工序(包括中间包温度、拉速、结晶器热流、夹杂及表面夹渣等方面)加以控制。

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1.3.2??超薄钢板的力学性能

通过将连铸连轧生产出来的DD12深冲板、冷轧DC04深冲板和强度与DD12相当的冷轧薄板H260B的成型极限进行对比发现,用薄板坯连铸连轧方式生产的薄规格产品的成型性较冷轧深冲板坯有较大差距,且稍逊于烘烤硬化冷轧薄板。因此,就薄板坯连铸连轧薄规格产品的力学性能而言,目前只能取代强度比较高的冷轧产品,至于冷轧深冲板,则只能在当深冲件相对简单、对成型性要求不太严格的条件下部分取代

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。

1.3.3??薄板坯连铸连轧生产的钢种

薄板坯连铸连轧从只能生产简单的几个品种发展为可以生产合金钢、微合金钢、特殊钢,近年来随着技术的不断发展,还可以生产双相钢和TRIP钢、无取向电工钢,薄板坯连铸连轧生产取向硅钢的优势也十分明显,主要表现在铸坯快速凝固,第二相析出物细小、均匀,并可实现较低的铸坯加热温度[10],目前国内生产上述各钢种的厂1.2薄板坯连铸连轧的特点

薄板坯连铸连轧技术的工艺特点是:(1)整个

工艺流程是由炼钢(电炉或转炉)??炉外精炼??薄板坯连铸??物流的时间节奏与温度衔接??热连轧5个单元工序组成,将原来的炼钢厂和热轧厂紧,;(2)

第4期周汉香,等:薄板坯连铸连轧技术的发展及在我国的实践????61??????

2??薄板坯连铸连轧技术在我国的应用实践2.1??薄板坯连铸连轧技术在我国的发展

自从1999年8月广州珠江钢厂第1台CSP

生产线建成投产以来,我国的薄板坯连铸连轧技术发展愈来愈快。到2007年,我国已有珠钢、邯钢、包钢、鞍钢、唐钢、马钢、涟钢、本钢、通钢、济钢、酒钢、唐山国丰12家钢铁企业13条薄板坯(包括中薄板坯)连铸连轧线相继投产,年产能约3500万t。在今后的5年内,我国的薄板坯连铸连轧生产线可能达到15条,年产能将突破4000万t,其产能将占我国热轧板卷的30%以上,薄板坯连铸连轧生产线将占世界的近30%。近2年来,我国已建成的薄板坯连铸连轧生产线围绕着全流程的生产工艺稳定、产品质量稳定、新产品开发、冷轧基板性能控制和充分发挥流程潜能实现高效化生产等方面展开;另一方面,陆续建成投产的生产线迅速达产、增效,我国薄板坯连铸连轧领域不断创造新的纪录。表1为我国13条薄板坯连铸连轧生产线的主要工艺参数和产能。

表1??我国13条薄板坯连铸连轧生产线的

主要工艺参数和产能

企业名称珠钢邯钢包钢

生产线形式CSPCSPCSP

连铸流铸坯厚数/流度/mm2222422221222

50~6060~7050~70

年产能估计/万t

950~1350180铸坯宽度/mm900~1680980~1560

260280280550260300260260130280260200

上;(4)轧机机架数量越来越多,轧制速度及主电机容量越来越大;(5)设计年生产能力越来越高,一般单流150万t/a,双流250万t/a;(6)采用新技术越来越多,自动化控制技术日新月异。

2.2??我国薄板坯连铸连轧生产中存在的

问题及今后的工作方向

(1)充分发挥流程技术优势,扩大薄规格比例,实现以热代冷。近年来,技术的发展使薄规格热轧钢板生产更经济和更具有吸引力,薄规格热轧钢板对冷轧市场日益形成挑战。薄规格热轧带钢的目标市场主要为对于表面质量、尺寸精度、力学性能要求低的领域,如汽车、建筑业、管材和金属构件等。另外,热轧薄规格带钢除直接应用外,还用于薄规格冷轧带钢的原料。目前,我国??以热代冷??的工作才刚刚起步,充分发挥薄板坯连铸连轧流程优势,扩大薄规格比例,实现以热代冷,是今后薄板坯连铸连轧产品市场发展的一个主要方向。

(2)加强关键装备及消耗品制造技术的研发,力争全面实现国产化。实现薄板坯连铸连轧关键装备以及关键消耗品技术的全面国产化是降低产品成本的一个关键,也是提高工艺技术水平的一个标志。目前在某些方面如连铸保护渣、漏斗型结晶器等方面做了大量的工作,也取得了一定的成绩,但还要在产品质量、性能稳定性方面做更多更细致的研发工作。实现薄板坯连铸连轧关键技术的国产化还应加强漏钢预报技术、动态轻压下技术、电磁制动技术等以及轧机关键部件的研发和国产化,这对提高中国薄板坯连铸连轧生产线的竞争力、降低生产成本是十分必要的。