第9章轧制(2012课件总678)

1、材料成形工艺及控制第三篇第三篇 塑性成形技术及工艺塑性成形技术及工艺 第第9章章 金属轧制理论及工艺金属轧制理论及工艺（7-8节）郑州大学郑州大学 李永刚李永刚 20142014年年1111月月4 4日日9.3 板带材生产板带材生产9.3.1 热轧板带生产技术热轧板带生产技术1.板带材产品概述板带材产品概述板带钢按厚度可分为板带钢按厚度可分为厚板、薄板和极薄带钢厚板、薄板和极薄带钢三大类。我国将：三大类。我国将： 厚度厚度60 mm以上的钢板称为以上的钢板称为 特厚板；特厚板； 2060 mm的钢板为的钢板为 厚板厚板； 4.020 mm的钢板为的钢板为 中板中板； 0.24 mm的钢板称为的

2、钢板称为 薄板薄板； 其中其中0.21.2 mm又称为又称为 超薄板带超薄板带； 小于小于0.2 mm的钢板称为极薄板带材，也称的钢板称为极薄板带材，也称箔材箔材。一般中厚板及薄板由热轧生产，目前一般中厚板及薄板由热轧生产，目前先进的热轧线先进的热轧线可以稳定生产可以稳定生产1.2 1.8mm的薄板带，国外已有生产的薄板带，国外已有生产0.78 mm厚的热轧卷成熟技术。厚的热轧卷成熟技术。箔材箔材只能由冷轧生产。只能由冷轧生产。 第第7 7次课开始次课开始（前（前PPT189PPT189页）页）2014nianNO-7START 国内外特厚板轧机情况：国内外特厚板轧机情况：目前最大规格特厚板轧

3、机为目前最大规格特厚板轧机为5500mm。全世界已建成的全世界已建成的5500mm轧机仅有轧机仅有6台台，分别位于日本新日铁大分钢厂、JEF京滨厂（原日本钢管扇岛厂）、JEF仓敷厂（原川崎制铁水岛厂）、住友金属鹿岛厂、德国迪林根钢厂和中国鞍钢鲅鱼圈新厂。其他特厚板轧机： 德国哈迪根厂4200mm轧机可轧制40t钢锭，生产厚至300mm钢板。法国敦刻尔克厂4300mm轧机，英国达尔泽尔厂4340mm厚板轧机，西班牙希抗厂3600mm厚板轧机都曾生产过建造航母用板，只不过焊接工作量要加大。鞍钢5500mm四辊可逆式双机架宽厚板轧机，由一台5500mm四辊式粗轧机和一台5000mm四辊式精轧机及其他

4、辅助设备共计40余台配套设备组成。 生产钢板尺寸宽度为900-5300mm，厚度为5-150mm，最厚可达450mm，长度为3-25米。主要生产宽度宽度4米以上军民用高强度宽厚船用钢板、舰艇板、核电米以上军民用高强度宽厚船用钢板、舰艇板、核电用特种钢板、耐大气腐蚀板、大口径油气焊管和模具板用特种钢板、耐大气腐蚀板、大口径油气焊管和模具板等高技术含量、高附加值产品。我国于上个世纪80年代初投产的舞阳钢铁公司4200mm厚板轧机是国内第一台大单重特厚钢板轧机。进入新世纪以来，宝钢5000mm轧机、沙钢两套5000mm轧机、五矿营口5000mm轧机、湘钢5000mm轧机、鞍钢5500mm轧机、江阴兴

5、澄4300mm轧机等先后投产，其中宝钢5000mm轧机、兴澄4300mm轧机、五矿营口5000mm轧机是能轧制大钢锭生产大单重特厚钢板轧机。现化工业对热轧板的质量要求有以下几点：现化工业对热轧板的质量要求有以下几点：(1) 尺寸精度高。尺寸精度高。尺寸精度主要是尺寸精度主要是厚度精度厚度精度，因为它不仅影响其使用性能，因为它不仅影响其使用性能，而且在生产中达到高精度的难度很大。而且在生产中达到高精度的难度很大。(2) 板形要求。板形要求。板形要平坦，无浪形、瓢曲，才能有效使用。由于板带钢板形要平坦，无浪形、瓢曲，才能有效使用。由于板带钢既宽且薄，对不均匀变形的敏感性特别大，所以要保持良好的板形

6、就很不既宽且薄，对不均匀变形的敏感性特别大，所以要保持良好的板形就很不容易。容易。(3) 表面质量要好表面质量要好。表面不得有气泡、结疤、拉裂、刮伤、折叠、裂缝、。表面不得有气泡、结疤、拉裂、刮伤、折叠、裂缝、夹杂和压入氧化铁皮等，因为这些缺陷不仅损害板制件外观，而且往往对夹杂和压入氧化铁皮等，因为这些缺陷不仅损害板制件外观，而且往往对性能也有巨大的危害，成为产生破裂和锈蚀的策源地，成为应力集中的薄性能也有巨大的危害，成为产生破裂和锈蚀的策源地，成为应力集中的薄弱环节。弱环节。(4) 性能要好。性能要好。板带钢的性能要求主要包括板带钢的性能要求主要包括力学力学性能、性能、工艺工艺性能和某些钢性

7、能和某些钢板的板的特殊特殊物理或化学性能。物理或化学性能。2.热轧板带材生产工艺特点热轧板带材生产工艺特点板带钢的外形特点（宽厚比很大）和主要技术要求决定着生产的特点：板带钢的外形特点（宽厚比很大）和主要技术要求决定着生产的特点：(1) 控制轧制压力。控制轧制压力。由于轧制压力巨大而且容易波动，以致影响到厚度和由于轧制压力巨大而且容易波动，以致影响到厚度和板形的波动，因而在生产中要采取种种措施以减小轧制压力波动的影响。板形的波动，因而在生产中要采取种种措施以减小轧制压力波动的影响。(2) 传统热轧传统热轧采取升速轧制。采取升速轧制。由于板带表面积大散热快，造成头尾温差大，由于板带表面积大散热快

8、，造成头尾温差大，一般地在轧制中要采取升速轧制。一般地在轧制中要采取升速轧制。 抢时间，避免温降过大抢时间，避免温降过大(3) 板型和辊型控制板型和辊型控制。由于钢板宽厚比很大而带来变形敏感性增强，在轧。由于钢板宽厚比很大而带来变形敏感性增强，在轧制中要特别注意板形和辊形的控制。制中要特别注意板形和辊形的控制。(4) 表面氧化铁皮清除。表面氧化铁皮清除。由于板带钢表面积很大且对表面质量要求又高，由于板带钢表面积很大且对表面质量要求又高，在轧制中要特别注重表面的保护和氧化铁皮的清除。在轧制中要特别注重表面的保护和氧化铁皮的清除。(5) 热处理工艺。热处理工艺。由于对板带钢的性能要求高，生产中除注

9、意控制轧制工由于对板带钢的性能要求高，生产中除注意控制轧制工艺条件以外，还经常要采用热处理手段，使热处理工艺成为板带钢生产中艺条件以外，还经常要采用热处理手段，使热处理工艺成为板带钢生产中不可缺少的环节。不可缺少的环节。辊型控制主要方法？3.热带钢连轧的生产方式热带钢连轧的生产方式当前热轧板带主要有两种生产方式，即传统热连轧和薄板坯连铸连轧。当前热轧板带主要有两种生产方式，即传统热连轧和薄板坯连铸连轧。1)传统热连轧方式传统热连轧方式一般将一般将20世纪世纪90年代以前的热带钢连轧称为传统带钢热连轧，年产量可年代以前的热带钢连轧称为传统带钢热连轧，年产量可达达300万万t。目前国内约有半数左右

10、带钢是通过这种方式生产的。目前国内约有半数左右带钢是通过这种方式生产的。根据其技术特点，大致可分为三代，我国目前使用的热连轧机属于根据其技术特点，大致可分为三代，我国目前使用的热连轧机属于第三代第三代热连轧机。热连轧机。(1) 第一代热连轧机。第一代热连轧机。20世纪世纪50年代从前苏联引进的年代从前苏联引进的无厚度和板型控制无厚度和板型控制的的热连轧机，如鞍钢的热连轧机，如鞍钢的1700mm热连轧机。热连轧机。(2) 第二代热连轧机。第二代热连轧机。20世纪世纪70年代从日本引进的年代从日本引进的有厚度控制、但无板型有厚度控制、但无板型控制的热连轧机，如武钢的控制的热连轧机，如武钢的1700

11、mm热连轧机。热连轧机。(3) 第三代热连轧机。第三代热连轧机。20世纪世纪80年代从德国及日本引进的年代从德国及日本引进的有厚度、板型、有厚度、板型、微张力控制的热连轧机微张力控制的热连轧机，如宝钢的，如宝钢的2050 mm及及1580 mm热连轧机。热连轧机。2)薄板坯（中厚板坯）连铸连轧方式薄板坯（中厚板坯）连铸连轧方式薄板坯（中厚板坯）连铸连轧自薄板坯（中厚板坯）连铸连轧自1990年得到实际应用以来发展很快，截止年得到实际应用以来发展很快，截止2005年底，世界建成的薄（中厚）板坯连铸连轧生产线近年底，世界建成的薄（中厚）板坯连铸连轧生产线近40套；套；2007年统年统计为计为83套。

12、主要包括套。主要包括SMS的的CSP、DEMAG的的ISP、达涅利的、达涅利的FTSR、奥钢联、奥钢联的的CONROLL以及住友的以及住友的QSP等，另外国内鞍钢院自行设计的等，另外国内鞍钢院自行设计的ASP线已有线已有3条线投运。条线投运。中国：我国自中国：我国自1999年年8月第月第1条薄板坯连铸连轧生产线在珠江钢厂投产以来，条薄板坯连铸连轧生产线在珠江钢厂投产以来，中国连板坯连铸连轧工艺经历了设计、建设、运行、达产、产品开发、规模中国连板坯连铸连轧工艺经历了设计、建设、运行、达产、产品开发、规模效益、关键装备国产化几个阶段，到效益、关键装备国产化几个阶段，到2009年已建成和正在建设各种

13、不同类型年已建成和正在建设各种不同类型的的薄板坯连铸连轧生产线合计薄板坯连铸连轧生产线合计14条条，铸机，铸机30流，将形成年产能力流，将形成年产能力3530万吨。万吨。目前，中国薄板坯连铸连轧生产线在数量、产能以及年产量方面都位居世界目前，中国薄板坯连铸连轧生产线在数量、产能以及年产量方面都位居世界前列，并且在关键技术和产品研发等方面也取得了长足进步。（来自殷瑞玉前列，并且在关键技术和产品研发等方面也取得了长足进步。（来自殷瑞玉院士在院士在2009年薄板坯连铸连轧国际研讨会年薄板坯连铸连轧国际研讨会 “薄板坯连铸连轧的进步及其薄板坯连铸连轧的进步及其在中国的发展在中国的发展一文一文 ” ）连

14、铸板坯厚度不同，相应的生产线设备配置也不同，见表连铸板坯厚度不同，相应的生产线设备配置也不同，见表9-5。大致2013年数据表1 世界各种工艺薄板坯连铸连轧带钢生产线情况工艺名称 已投产或在建项目 备注 生产线数 流数 生产能力,万t/a CSP 28 46 5470 西马克公司开发ISP 4 5 580 德马格公司开发fTSC 6 10 1330 达涅利公司开发QSP 3 6 650 住友公司开发CONROLL 1 1 70 奥钢联公司开发ASP 9 18 1780 鞍山钢铁公司开发ESP 1 1 150 阿尔维迪公司开发合计 52 87 10030 表2 薄板坯连铸连轧生产线地区分布国家或

15、地区 已投产或在建项目 备注 生产线数 流数 生产能力,万t/a 中国 20 39 4710 美国 9 16 1646 意大利 3 3 390 德国 1 2 200 荷兰 1 2 130 西班牙 1 2 180 韩国 2 4 360 俄罗斯 1 1 120 二期再加一流连铸机,年产能270南非 1 1 120 埃及 2 3 340 土耳其 2 3 360 加拿大 1 2 220 墨西哥 1 1 90 伊朗 1 1 150 泰国 2 3 320 印度 2 2 240 马来西亚 2 4 400 合计 52 87 10030表表9-5 不同厚度的连铸坯相应生产线配置及特点不同厚度的连铸坯相应生产线配

16、置及特点连铸工艺连铸工艺薄板坯连铸薄板坯连铸中板坯连铸中板坯连铸厚板坯连铸厚板坯连铸铸坯厚度铸坯厚度/mm结晶器形状结晶器形状铸速铸速/mmin-1轧制线主要设备轧制线主要设备品种品种质量质量投资投资4070漏斗形漏斗形高，最大高，最大6.0精轧精轧46机架机架低碳钢为主低碳钢为主较低（表面质量较差）较低（表面质量较差）小小90150平行板型平行板型中，最大中，最大5.0粗轧粗轧12机架机架+精轧精轧46机架机架与传统工艺相当与传统工艺相当与传统工艺相当与传统工艺相当中中200300平行板型平行板型低，最大低，最大2.5粗轧粗轧13机架机架+精轧精轧7机架机架多多高高大大CSP工艺是目前推广最

17、多的薄板坯连铸连轧生产线（工艺是目前推广最多的薄板坯连铸连轧生产线（SMS）CSP的含义：的含义：Compact strip process国内：珠钢；邯钢；包钢；涟钢；马钢；酒钢国内：珠钢；邯钢；包钢；涟钢；马钢；酒钢CSP的液芯压下液芯压下优点：液芯压下优点：（1 1）可增大结晶器出口铸）可增大结晶器出口铸坯厚度；坯厚度；（2 2）可轧制薄规格，减少）可轧制薄规格，减少能耗；能耗；（3 3）可减轻铸坯中心偏析，）可减轻铸坯中心偏析，尤其减轻了尤其减轻了MnMn引起的偏析，引起的偏析，改善铸坯中心疏松和细化晶改善铸坯中心疏松和细化晶粒，提高铸坯质量。粒，提高铸坯质量。 CSP生产线的特点生产

18、线的特点-来自文献资料来自文献资料(1)CSP生产线是世界上先进的工艺流程，装备水平高，采用全过程无氧化浇注，结晶器液采用全过程无氧化浇注，结晶器液面自动控制，液压振动结晶器，二冷自动配水，高压水除磷，辊缝调节，全活套张力控制，面自动控制，液压振动结晶器，二冷自动配水，高压水除磷，辊缝调节，全活套张力控制，弯辊控制，凸度控制，板形控制二组计算机等先进技术。弯辊控制，凸度控制，板形控制二组计算机等先进技术。 (2)CSP生产线实施全过程自动化控制，自动化水平高。 (3)劳动生产率高。CSP生产线国际先进水平人均年产值约600万元人民币、人均产钢2500t/a，单位产品工资成本不到0.5，而其它工

19、艺生产线一般为1320。 (4)投资低。与传统的热连轧机相比，CSP生产线投资降低约40。 (5)能耗低。CSP生产线省掉生产线省掉初轧初轧工序，利用连铸坯的余热，直接热送热装至均（加）热炉工序，利用连铸坯的余热，直接热送热装至均（加）热炉及连轧机组轧制，大幅度降低生产能耗，及连轧机组轧制，大幅度降低生产能耗，仅为传统热连轧机的1/2左右，直接节能1931.8MJ/t，间接节能4244.2MJ/t。 (6)生产成本低。CSP的生产成本约为常规轧机的78。 (7)工序少。省去大量中间环节，从原料到成品所需生产时间短，约为2h，常规生产工艺流程约为28h；用户从产品订货到交货，最短时间仅用3天，而

20、传统工艺需时为1015天。 (8)占地面积少。CSP生产工艺线流程短，布局紧凑，比传统生产工艺占地面积少。 (9)污染少。 (10)成材率比常规轧机高1.8。 (11)维修费用约为常规轧机的39%。ISPISP工艺技术的特点：工艺技术的特点：德马克（现与西马克合并）与意大利阿尔维迪联合开发）德马克（现与西马克合并）与意大利阿尔维迪联合开发）（1）ISP工艺流程采用了液芯压下液芯压下和固相铸轧固相铸轧工艺技术。（2）连铸机采用平行板式结晶器，并发展成带小鼓肚的橄榄球状，薄片式浸入式水口壁也增加了厚度，出钢口也改为底部出钢，寿命有较大提高。（3）ISP采用感应加热与热卷箱均热的衔接技术，该生产线的

21、加热设备有感应炉和无芯卷取无芯卷取的热卷箱式均热炉组成，是世界上最短的薄板坯连铸连轧生产线，全长仅为180m。其采用平行板式结晶器，上口中部有凸度，连铸坯厚度增大到65mm，拉速为4.0至5.0m/min,连铸机上采用了23%的液芯减薄工艺。全线采用1组3架式的在线粗轧机，大压下量，轧制速度接近连铸机的拉速，有助于控制钢板边缘凸度，同时使用初轧机进行薄板坯在线轧制，芯部因在高温（1400至1500）下较低的变形阻力而发生的再结晶效果会远远好于传统轧制工艺。加热炉采用高效率节能型感应加热炉及克日莫纳保温炉或无芯卷取的热卷箱式炉，有高灵活性的温度控制能力。5机架精轧机工艺参数可灵活调整，成品为厚度

22、1.0至19.0mm的热轧带卷。FTSR技术特点技术特点 FTSR技术是由意大利达涅利公司开发出的又一种薄板坯连铸连轧工艺。该技术具有相当的灵活性，能浇铸范围较宽的钢种，可提供表面和内部质量、力学性能、化学成分均匀的汽车工业用板。主要技术特点是： （1）采用直弧型铸机，H2结晶器，结晶器液压振动，三点除鳞，浸入式水口，连铸用保护渣，动态软压下（分多段，每段可单独），熔池自动控制，独立的冷却系统，辊底式均热炉，全液压宽度自动控制轧机，精轧机全液压的AGC，机架间强力控制系统，热凸度控制系统，防止粘皮的辊星系统，工作辊抽动系统，双缸强力弯辊系统等。 （2）可生产低碳钢、中碳钢、高碳钢、包晶钢、特种

23、不锈钢等。最早FTSRQ（Flexible Thin Slab Rolling For Quality)，后改为FTSC （Flexible Thin Slab Casting） 意大利达涅利FTSC中厚板坯技术：中厚板坯技术：7575130mm 130mm 典典型代表：奥钢联型代表：奥钢联ConrollConroll； 住友住友QSPQSPCONROLL技术特点技术特点 是由奥钢联开发的，铸坯厚度可达130mm，厚度较厚，该技术与传统的热轧带钢生产相接近。主要技术特点是： （1）超低头弧形连铸机，平板式直结晶器，结晶器宽度自动调整，新型浸入式水口，结晶器液压驱动，旋转式高压水除鳞，二冷系统动

24、态冷却，步进式加热炉，液态轻压下，液压AGC，工作辊带液压活套装置，轧机CVC技术等。 （2）可生产低、中、高碳钢、高强度钢、合金钢、不锈钢、硅钢、包晶钢等。品种多，接近传统轧制中厚板坯技术-提高产量QSPQSP技术特点技术特点 是日本住友金属开发出的生产中厚板坯的技术中厚板坯的技术，开发的目的：在于提高铸机生产能力的同时生产高质量的冷轧薄板。主要技术特点是： （1）采用直弧型铸机，采用多锥度高热流结晶器，非正弦振动，电磁闸，二冷大强度冷却，中间罐高热值预热燃烧器，辊底式均热炉，轧辊热凸度控制，板形和平整度控制等。 （2）可生产碳钢、低碳铝镇静钢（LCAK）、低合金钢、包晶钢等。 典型薄板坯连

25、铸连轧线的温度控制典型薄板坯连铸连轧线的温度控制 （ISP线线 ） 企业名称 生产线形式 连铸流数 铸坯厚度/mm 铸坯宽度/mm 年产能估计/万t 珠钢 CSP 2流 5060 9501350 180 邯钢 CSP 2流 6070 9001680 260 包钢 CSP 2流 5070 9801560 280 鞍钢 ASP(1700) 2流 100135 9001620 280 鞍钢 ASP(2150) 4流 135170 10001950 550 马钢 CSP 2流 9065 9001600 260 唐钢 FTSR 2流 9070 8501680 300 涟钢 CSP 2流 7055 900

26、1600 260 本钢 FTSR 2流 9070 8501680 260 通钢 FTSR 1流 9070 9501560 130 济钢 ASP(1700) 2流 135150 9001500 280 酒钢 CSP 2流 7052 9501680 260 唐山国丰 ZSP(1450) 2流 130170 8001300 200 附表附表 国内薄板坯连铸连轧生产线情况（国内薄板坯连铸连轧生产线情况（2007年数据年数据)我国13条薄板坯连铸连轧生产线的轧机配置 TSCR生产线 粗轧及精轧机组轧机机型 R1 R2 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 珠钢CSP CVC CVC CVC CVC

27、CVC CVC 邯钢CSP conv CVC CVC CVC CVC CVC CVC 包钢CSP CVC CVC CVC CVC CVC CVC 马钢CSP CVC CVC CVC CVC CVC CVC CVC 唐钢FTSR conv conv PC PC PC ORG ORG 鞍钢ASP1 V1 conv conv conv WRS WRS WRS WRS 鞍钢ASP2 V1 conv conv conv WRS WRS WRS WRS 涟钢CSP CVC CVC CVC CVC CVC CVC CVC 本钢FTSR conv conv PC PC PC ORG ORG 济钢ASP V1

28、conv conv WRS WRS WRS WRS WRS 通钢FTSR conv conv PC PC PC ORG ORG 酒钢CSP CVC CVC CVC CVC CVC CVC 国丰ZSP V1 conv PC PC PC PC PC PC 2005年我国各薄板坯连铸连轧生产线的主要品种、规格概况 企业名称 主要生产钢种及牌号 主要产品规格 宽厚（mm） 2005年产量 /万t 珠钢 SPA-H，ZJ330，ZJ400，X60，Hp296，ZJ510L，ZJ550L 110013501.212.7 157.8 邯钢 SS400,SPHC,Q345A,H510L,SPA-H,CCSA

29、90016801.221.0 259.8 包钢 SPHD,Q235B,Q345A,SS400,SS490,X60 10201531.012.0 288.4 鞍钢 SPCC,08Al,Q195,Q235B/C/DQ345B/C/D,Q420B/C,Q460C,45#,HP295,IF,SPCC,SPHC,X52-X70,45-70Mn 36015201.612.0 222.8 马钢 SS400,SPHC,SPHD,SPA-H,MGW540,MGW600,MGW800 90016003.09.5 唐钢 SS330,SS400,SS490,SPHD,Q345B,T510L 123516001.212

30、.0 301.1 涟钢 Q195,Q235,Q345,SS400,SPHC,SPHD,08Al,SGCC,A36,X42,16MnL,SPA-H 90015601.212.0 241.0 本钢 IF(St16),ELC(St14,St12F),SS400,Q345A,Q235B,SS400P,HSLAX46,X52,SPA-HC45 123516001.212.0 89.8 鞍钢鞍钢1700短流程薄板坯连铸连轧生产线短流程薄板坯连铸连轧生产线薄板坯连铸连轧唐钢薄板坯连铸连轧唐钢薄板坯连铸连轧薄板坯连铸连轧碳钢薄板坯连铸连轧产品碳钢薄板坯连铸连轧产品薄板坯连铸连轧薄板坯连铸连轧的薄板坯连铸连轧的

31、铸坯厚度为铸坯厚度为5090mm，连铸与轧制设备间多采用隧道，连铸与轧制设备间多采用隧道式连接，其工艺特点有：式连接，其工艺特点有：针对不同钢种和所需带钢厚度，选择生产针对不同钢种和所需带钢厚度，选择生产3570mm厚板坯；厚板坯；连铸结晶器内冷却强度大，柱状晶短，铸态组织连铸结晶器内冷却强度大，柱状晶短，铸态组织晶粒细化晶粒细化；隧道式辊底式加热炉隧道式辊底式加热炉可以灵活控制板坯的加热工艺；可以灵活控制板坯的加热工艺；选用选用板卷箱板卷箱可以减少中间坯温降，缩短预精轧机和精轧机之间的距离；可以减少中间坯温降，缩短预精轧机和精轧机之间的距离；（热卷箱热卷箱）（）（主要主要ISP线采用线采用）

32、精轧机组精轧机组通常采用与普通精轧组上相似的轧制速度进行轧制；通常采用与普通精轧组上相似的轧制速度进行轧制；可增设近距离地下式卷取机用于生产较薄带钢；可增设近距离地下式卷取机用于生产较薄带钢；适于生产薄规格带材。适于生产薄规格带材。最近几年薄板坯连铸连轧发展（一）生产率大幅度提高每条生产线的能力由最初的80万t/a（1台连铸机）、160万t/a（2台连铸机）提高到100120万t/a（1台连铸机）和200250万t/a。我国鞍山钢铁公司2150mm中等厚度板坯连铸连轧生产线设计能力达500万t/a。唐山钢铁公司fTSC线2005年产量首次突破300万t大关，月产量曾超过27.23万t。包钢、邯

33、钢、涟钢等CSP线年产量均已超过设计能力，鞍钢2150mm ASP线年产量也已接近500万t/a设计能力。生产率大幅度提高的主要原因是： 铸坯厚度加大、连铸机拉速不断提高。CSP工艺63/48mm厚铸坯设计拉速达6m/min，fTSC等工艺90/70mm厚铸坯设计拉速为6m/min，实际拉速达到55.5m/min。 轧机架数增多，轧制压力加大。 技术操作熟练且结晶器结构改进，致使漏钢率减少、作业率提高。我国邯钢薄板坯连铸连轧生产线漏钢率2008年15月份平均为0.14%，低于2007年同期的0.18%，2008年3月更创造出0.05%的优异成绩。 （二）薄规格产品比例增加 部分薄产品规格可代替

34、冷轧带钢用于建筑业等，如意大利阿维迪公司ISP线生产厚度小于2.05mm钢带比例达54%，其中厚度为1.261.6mm的钢带生产比例为25%，厚度为1.01.25mm范围的钢带生产比例为14%，生产线所生产带钢最薄规格为0.7mm。我国珠江钢铁公司CSP线厚度小于2mm薄板占生产总量40.7%，新一代薄板坯连铸连轧带钢线最薄规格带钢均由厚1.2mm降至0.8mm。（三）钢种范围扩大除一般钢种外，新增钢种有：美国曼斯菲尔德厂CONROLL线、纽柯公司克劳福兹维尔厂CSP线及意大利阿维迪厂ISP线成批生产铁素体不锈钢。许多钢厂生产油气长输管线用钢，2000年开始试生产管线钢，2002年开始生产AP

35、IX52、X60钢级管线钢，2003年试生产X70/80管线钢，2004年生产X70钢级管线钢。埃及EZZ厂采用fTSC线生产了北极严寒地区用X70管线钢，俄罗斯OEMK公司采用fTRC工艺建成一座年产120万t用于制造北极高寒地区X70管线钢的钢厂。包头钢铁公司CSP线也已生产出X60管线钢，成功地应用于输送管线。美国曼斯菲尔德厂CONROLL线和意大利阿维迪厂ISP线成批生产电机硅钢，我国马鞍山钢铁公司CSP线也生产电机硅钢。加拿大Algoma公司fTSC线成批生产包晶钢，以及屈优强度超过700MPa的低合金高强度钢板，我国本溪钢铁公司fTSC线也试生产出包晶钢。虽还没有成批生产汽车面板的

36、生产实践，但美国Severcorr钢厂CSP线设计以汽车板为主，现刚投产，尚无这方面报导。从目前情况来看，除奥氏体不锈钢、变压器硅钢、镀锡板等尚在试验研究阶段外，估计薄板坯连铸连轧带钢生产线能生产薄带钢的覆盖面约在80%左右。 （四）工艺技术改进和创新在铸机结晶器方面做了很大改进。fTSC线采用长漏斗型结晶器和达涅利4孔式浸入式水口，可使钢水在结晶器内保持良好的流畅状态，促进初生坯壳均匀凝固，获得良好的表面质量。同时设有漏钢和粘结预报系统及结晶器热像图防止粘结和漏钢，并及时对铸坯表面质量作出判断，CSP线也开始使用新型漏斗结晶器，采用Cu-Cr-Zr合金作为结晶器板，在结构上也使铜板壁厚不均匀

37、，使其补偿结晶器内的非均匀热流，其目的是使结晶器铜板热面的温度尽可能均匀分布，保证结晶器内保护渣的熔化和流动均匀一致。普遍采用连铸机液芯压下技术（LCR），可调节板坯厚度。CSP工艺连铸机生产出70mm板坯采用液芯压下可达到厚55mm薄板坯，为生产超薄规格产品创造了原料条件，并同时改善了铸坯内部质量。fTSC工艺通过液芯压下将结晶器出口铸坯厚度由90mm厚度压缩至70mm。大压下轧制技术。精轧机架均设计成可承受较大负荷，最大轧制力达44000kN，因而增大了轧制超薄规格产品的生产能力。热轧辊缝润滑技术。通过使用有效的辊缝润滑技术使薄规格的轧制生产难度降低，同时使轧机在轧制薄规格时出现的振动现象

38、减少甚至消失。由于轧辊磨损的降低，提高了辊形精度，使轧制计划后期的产品表面质量得到提高。半无头轧制技术。以数倍定长度铸坯的浇铸和轧制代替单块加热和轧制，可以稳定轧制条件，利于提高产品质量和收得率，消除了和穿带及甩尾有关的麻烦，降低了废品率，提高了生产率，也为轧制薄规格产品提供了技术支撑。 连铸机板坯连铸结晶器电磁制动连铸机连铸机板坯连铸结晶器电磁制动过程有两个基本效应，即制动效应和搅拌效应。电磁制动的工作原理是：在板坯结晶器的两个宽面处，外加一对恒定磁场，其方向从一个宽面垂直穿过钢水到达另一个宽面。从浸入式水口的两个侧孔吐出的流股，以相当大的速度垂直切割外加的恒定磁场，就在其中感应起电势。因钢

39、水有导电率，感生感应电流，感应电流的方向与流股的方向和外加磁场方向互相垂直，符合右手定则。该感应电流与当地的外加恒定磁场相互作用，在流股上产生电磁力它们也相互垂直，符合Flaming左手定则。电磁力是体积力，作用在流股钢水的体积元上。由于从浸入式水口两个侧孔吐出的流股方向相反，其感生的感应电流方向也相反，因而电磁力的方向始终与流股的流动方向相反，从而制动了流股使其减速，这就是制动效应。由于制动的结果，流股分裂而造成分散的流动，这就是搅拌效应。借助这两个效应控制结晶器内钢水的流动，这就是板坯连铸结晶器电磁制动的工作原理。 另外：薄带连铸技术进入工业中试阶段 相当于-铝板铸轧技术近终型浇铸近终型浇

40、铸 与连铸连轧过程相比，每吨钢可节省能源达与连铸连轧过程相比，每吨钢可节省能源达800kJ， CO2排放量降低排放量降低85%，NOx降低降低90%，SO2降低降低70%。薄。薄带铸轧技术尤其适合我国钢铁工业的发展情况，由于能带铸轧技术尤其适合我国钢铁工业的发展情况，由于能够有效抑制够有效抑制Cu、S、P等夹杂元素在钢材基体中的偏析，等夹杂元素在钢材基体中的偏析，从而可实现劣质矿资源（如高磷、高硫、高铜矿或废钢从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，是钢铁工业实现可等）有效综合利用，节省宝贵资源，是钢铁工业实现可持续发展的重要内容。持续发展的重要内容。

41、近终型浇铸近终型浇铸薄带连铸薄带连铸薄带连铸工艺与其他工艺比较传统工厂传统工厂长度：长度：600m薄板坯连铸工厂薄板坯连铸工厂长度：长度：370m薄带连铸工厂薄带连铸工厂长度：长度：100m成本成本投资成本投资成本生产成本生产成本近终型浇铸近终型浇铸近终型浇铸近终型浇铸薄带连铸技术与新材料开发 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，由于铸带是在冷热加工产品时，更是具有工艺上的优势，由于铸带是在冷却速度达到却速度达到1001000 C/s的条件下形成的，二次枝晶间的条件下形成的，二次枝晶间距仅为距仅为2-5

42、m，显微组织均质细晶，且具有遗传性，沿带，显微组织均质细晶，且具有遗传性，沿带厚成份偏析很小。厚成份偏析很小。 这对高合金材料的生产十分有益，特别是在难以轧制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。例如的高合金薄带钢生产方面有着巨大发展潜力。例如,目前国目前国外在开发的外在开发的TWIP钢、钢、INVAR合金、铁素体不锈、镁合金带、合金、铁素体不锈、镁合金带、高硅钢等。高硅钢等。 近终型浇铸近终型浇铸技术名称辊径辊宽（mmmm）钢包（t）铸速(m.min-1)带厚（mm ）DSC（新日铁）1200133060201301.65.0EUROSTRIP

43、（AST）1500800601002.05.0Postrip（浦项）12001300110301302.06.0EUROSTRIP（蒂森克虏伯）1500145090151401.54.5CASTRIP（纽柯）5002000110151401.54.5薄带连铸代表技术2530mm1320mm6mm约250mm连铸，62 mm薄板坯连铸， 新技术传统技术约. 3 mm薄板坯连铸，8 -20 mm薄带连铸 连铸、热连轧连铸、热连轧工艺阶段:中间储备:薄板坯连铸连轧薄板坯连铸连轧工艺阶段:中间储备薄带连铸薄带连铸工艺阶段:中间储备薄带连铸薄带连铸(水平带钢连铸技术)250 mm1.5-25 mm62

44、mm0.8-9 mm1.5-3 mm8-20 mm精整ThyssenKrupp Steel缩短热轧板生产工艺缩短热轧板生产工艺近终型浇铸近终型浇铸l2003年，建成一条带宽年，建成一条带宽1200mm双辊薄带连铸中试线并双辊薄带连铸中试线并投入使用。投入使用。l2004年，完成不锈钢成卷试验。年，完成不锈钢成卷试验。l2005年，完成碳钢成卷试验。年，完成碳钢成卷试验。l2006年，完成硅钢成卷试验。年，完成硅钢成卷试验。l2007年，展开第二阶段攻关。年，展开第二阶段攻关。l2008年，完成在线四辊热轧机的增设并成功投入试验。年，完成在线四辊热轧机的增设并成功投入试验。l2009年年2月，中

45、国第一条薄带连铸连轧生产线月，中国第一条薄带连铸连轧生产线宝钢股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。近终型浇铸近终型浇铸宝钢薄带连铸发展历史回顾宝钢薄带连铸发展历史回顾 近终型浇铸近终型浇铸宝钢薄带连铸中试机组主要参数宝钢薄带连铸中试机组主要参数 设备名称设备名称技术参数技术参数冶炼电弧炉/LF/VOD16t，各1 座连铸机铸机型式/台数/流数双辊等径薄带连铸机/1/1结晶辊直径800 mm浇注速度MAX110 m.min-1铸带厚度/25 mm生产钢种碳钢、不锈钢、硅钢输送辊辊面宽度1350 mm飞剪飞剪型式/最大剪切厚度连杆式5 mm冷却控

46、制冷却方式层流冷却热轧机型式辊面宽/控制方式四辊热轧机/1350 mm/带有HAGC控制系统卷取机卷取机/最大卷重卷取机/最大卷重l 影响薄带连铸产业化的主要问题是影响薄带连铸产业化的主要问题是生产成本生产成本和和表表面质量面质量。l 薄带连铸目前耐火材料消耗、结晶器消耗在工序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。l 薄带坯由于表比面积大，在生产过程中没有二次薄带坯由于表比面积大，在生产过程中没有二次处理措施，对铸态的表面质量处理措施，对铸态的表面质量（裂纹、冷隔、表（裂纹、冷隔、表面凹坑、夹渣）面凹坑、夹渣）要求非常高。要求非常高。l 带钢的断面形

47、状和厚度公差。带钢的断面形状和厚度公差。 近终型浇铸近终型浇铸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 “冷隔”是水平连铸机实现间歇拉坯时在铸坯表面上留下的一种缺陷，它是水平连铸坯所特有的。冷隔深度相当于一个拉坯周期形成的坯壳厚度。它在铸坯表面上反复出现。 4.带钢热轧机的布置形式带钢热轧机的布置形式图图9.46给出了各种带钢热轧机的概念设计。给出了各种带钢热轧机的概念设计。传统带钢热轧线可以生产所有的钢种，年产量可达传统带钢热轧线可以生产所有的钢种，年产量可达500万万t。 图图9.46(a)紧凑式带钢轧机线可以达到紧凑式带钢轧机线可以达到300万万t。 图图9.46(b)四

48、辊可逆式炉卷轧机也可生产所有钢种，年产量小于四辊可逆式炉卷轧机也可生产所有钢种，年产量小于100万万t。 图图9.46(c)CSP机组两流生产时年产量可达到机组两流生产时年产量可达到250万万t。图图9.46(d、e)C-薄板坯连铸机；薄板坯连铸机；CB-卷取箱；卷取箱；CS-铸机剪切机或剪头机；铸机剪切机或剪头机； DC-地下卷取机；地下卷取机；DS-除鳞设备；除鳞设备；E-轧边机；轧边机；FM-精轧机；精轧机；HC-热卷取机；热卷取机；LC-层流冷却；层流冷却；R-不可逆粗轧机；不可逆粗轧机；RR-可逆粗轧机；可逆粗轧机；RHF-辊道炉膛加热炉；辊道炉膛加热炉；SSP-板坯定径压力机；板坯

49、定径压力机；TS-传递系统；传递系统；WBF-加热炉加热炉图图9.46 各种带钢热轧机的概念设计（各种带钢热轧机的概念设计（较为常见的系统较为常见的系统）可逆轧机投资少n高温连铸坯的直接热装 ：n加热炉 ：辊底炉、步进炉n大压下轧制技术 ：CSP道次压下率最大达到60%。n主要的轧机配置方案：主要的轧机配置方案：n5063 67F；n7090 1R+6F;n90100 2R+56F;n中厚板 100150 12R+67F。薄板坯连铸连轧生产中轧制部分的特点 粗轧机精轧机薄板坯连铸连轧在中国 （1）常规热轧带钢工艺及设备布置）常规热轧带钢工艺及设备布置-中厚板坯中厚板坯 连铸车间合格的连铸坯 称

50、 重 高压水除鳞 定宽压力机粗 轧切头/尾 高压水除鳞 精 轧 层流冷却 卷 取 装炉、加热 入库 精整 检查 打 包 称 量 喷 印 热卷箱 板坯库保温坑冷装保温炉 边部加热保温热装连铸热装连铸直轧保温罩边部加热课课下下了了解解常规热轧的设备布置常规热轧的设备布置- -示例示例1 1R2层流冷却系统488 27524 0006 x 5 500 = 33 000F1 F2 F3 F4 F5 F6除鳞 1122 000103 3609 000149 060F7加热炉 大立辊卷取机 1卷取机 236 545151 215R1 定宽压力机切头剪边部加热器除鳞 2精轧机卷取机 3板坯：厚度板坯：厚度1

51、80250mm 宽度宽度6502180mm 长度长度411m成品：厚度成品：厚度1.225.4mm 宽度宽度6502130mm代表生产线：鞍钢代表生产线：鞍钢1780 武钢武钢2250 等等课课下下了了解解板坯：厚度板坯：厚度180250mm 宽度宽度6502180mm 长度长度411m成品：厚度成品：厚度1.225.4mm 宽度宽度6502130mm生产线：攀钢生产线：攀钢1450 热卷箱常规热轧的设备布置常规热轧的设备布置-示例示例2课课下下了了解解（2）薄板坯连铸连轧工艺）薄板坯连铸连轧工艺连铸定尺坯加热精轧轧后冷却卷取钢卷运输开卷检查钢卷打包钢卷称重钢卷打号钢卷入库定尺坯剪切薄板坯薄板

52、坯 连铸连轧连铸连轧 流程流程1课课下下了了解解薄板坯薄板坯 连铸连轧连铸连轧 设备布置设备布置1 CSP生产能力生产能力: - 单线单线: - 双线双线:铸坯厚度铸坯厚度:成品宽度成品宽度:150万吨万吨/年年250万吨万吨/年年5570 mm900.1680 mm层流冷却层流冷却CSP连铸机连铸机辊底式均热炉辊底式均热炉事故剪事故剪卷取机卷取机除鳞机除鳞机精轧机精轧机成品厚度成品厚度:1.2.20 mm生产线：珠钢CSP 包钢CSP课课下下了了解解连铸长坯剪切奥氏体轧制半无头轧制长坯加热定尺坯加热粗轧粗轧选择奥氏体轧制铁素体轧制单块轧制铁素体轧制中间冷却中间保温中间保温中间冷却精轧精轧轧后

53、冷却轧后冷却分卷剪切冷却交替卷取单台卷取钢卷运输开卷检查钢卷打包钢卷称重钢卷打号钢卷入库选择选择定尺坯剪切薄板坯薄板坯 连铸连轧连铸连轧 流程流程2课课下下了了解解薄板坯薄板坯 连铸连轧连铸连轧 设备布置设备布置2 UTSP(FTSC)生产能力生产能力: - 单线单线: - 双线双线:铸坯厚度铸坯厚度:成品宽度成品宽度:150万吨万吨/年年250万吨万吨/年年7090（100） mm850.1 680 mm成品厚度成品厚度:0.8.12.70 mm生产线：唐钢 UTSP 本钢连铸连轧线课课下下了了解解（3）中厚板坯连铸连轧热轧带钢工艺）中厚板坯连铸连轧热轧带钢工艺连铸定尺坯加热精轧轧后冷却卷取

54、钢卷运输开卷检查钢卷打包钢卷称重钢卷打号钢卷入库定尺坯切割工艺流程工艺流程板坯库热坯下线冷坯装炉可逆粗轧热卷课课下下了了解解中厚板坯中厚板坯 连铸连轧连铸连轧 设备布置设备布置层流冷却系统F1 F2 F3 F4 F5 F6除鳞 1F7加热炉 大立辊卷取机 1卷取机 2R1 定宽压力机切头剪除鳞 2精轧机卷取机 3板坯：厚度板坯：厚度135180mm 宽度宽度6502080mm 长度长度617m成品：厚度成品：厚度1.212.7mm 宽度宽度6502030mm生产线：鞍钢生产线：鞍钢1700 唐钢唐钢1700热卷箱课课下下了了解解5.热轧薄板生产设备热轧薄板生产设备1)加热区设备加热区设备对于对

55、于传统热连轧生产传统热连轧生产工艺，由于提高板坯热装率和热装温度是最有效地节工艺，由于提高板坯热装率和热装温度是最有效地节能措施，因而配置上下两面多段供热的能措施，因而配置上下两面多段供热的步进梁式加热炉步进梁式加热炉是最佳选择。是最佳选择。薄板坯连铸连轧线：一般采用隧道式炉底加热炉，也可选择步进梁式加热薄板坯连铸连轧线：一般采用隧道式炉底加热炉，也可选择步进梁式加热炉或在粗轧机与精轧机之间选用感应加热炉及热卷箱。炉或在粗轧机与精轧机之间选用感应加热炉及热卷箱。隧道式炉底加热炉隧道式炉底加热炉分为加热段、均热段和缓冲段，炉长约分为加热段、均热段和缓冲段，炉长约150200m，集加，集加热、均热

56、、保温、输送及缓冲等功能为一体。板坯以连铸速度入炉，接近轧热、均热、保温、输送及缓冲等功能为一体。板坯以连铸速度入炉，接近轧机时开始减速，并与轧机速度相同。板坯头部进入轧机时，其他部分仍然在机时开始减速，并与轧机速度相同。板坯头部进入轧机时，其他部分仍然在炉内保温，所以保证了板坯的横断面与纵向的温度分布均匀，降低了炉内保温，所以保证了板坯的横断面与纵向的温度分布均匀，降低了AGC系系统的控制要求，原始组织的均匀和轧制过程温度的均匀保证了产品性能和质统的控制要求，原始组织的均匀和轧制过程温度的均匀保证了产品性能和质量的稳定和均匀。量的稳定和均匀。ISP薄板坯连铸连轧线薄板坯连铸连轧线采用的是长度

57、为采用的是长度为1820m的感应加热炉及热卷箱，炉子的感应加热炉及热卷箱，炉子是由排列在辊道上的一组感应线圈组成，每米一个感应线圈，板坯在辊道上是由排列在辊道上的一组感应线圈组成，每米一个感应线圈，板坯在辊道上运行时穿过感应线圈，高频电流的集肤效应使板坯表面温度升高，弥补表面运行时穿过感应线圈，高频电流的集肤效应使板坯表面温度升高，弥补表面温降。热卷箱由气体加热，起卷取和开卷作用。温降。热卷箱由气体加热，起卷取和开卷作用。 加热炉 传统热轧板带：传统热轧板带：步进梁式加热炉 CSP，FTSC工艺：常用辊底式隧道加热炉; ISP工艺：常用感应加热技术； CONROLL工艺：常用步进梁式加热炉。中

58、板坯 辊底式隧道加热炉 又名直通式辊底隧道炉直通式辊底隧道炉或隧道式辊底加热炉隧道式辊底加热炉，采用气体燃料。 炉长200m左右，内有150160个耐热辊道辊。分为加热段（40m）、均热段、缓冲段（100m，可保证铸坯加热到1200左右的开轧温度）、和出料段。 该炉将连接将连接连铸机连铸机和和连轧机连轧机的输送辊道和加热炉的输送辊道和加热炉合为一体，合为一体，炉体为直通隧道，内装耐热辊道。铸坯出连铸机后边以拉坯速度前进，边加热，达到加热温度后，加速运行到炉尾，以轧机的咬入速度出炉，出炉进入轧机。感应加热 在加热炉中采用排列在辊道上的一组感应线圈进行感应加热的技术，称为感应加热。 炉长20m左右

59、，每米设置一个感应线圈，形成与带钢传送方向成垂直的电感应场。由控制加热段和均热段组成。 改变线圈中电流强度电流强度可以控制加热速度，改变电流频率电流频率可以调节对钢坯的加热深度。 经过加热的铸坯进入克日莫纳炉的卷曲机卷成带卷。 步进梁式加热炉 分三段：加热段，缓冲保温，出料段。 基本特征：炉底由固定梁和步进梁（移动梁）组成。铸坯在炉底上的移动靠移动梁做矩形轨迹的往复运动，可将铸坯放置在固定梁上由进料端一步一步的送到出料端。步进梁式加热炉移动梁的运动步进梁式加热炉移动梁的运动 加热方式的优缺点 辊底式隧道加热：使用最多，可靠性强，工艺顺畅，使用灵活；占地太大，生产线过长，维修费相对高（耐热辊的定

60、期更换）。 感应加热：缓冲时间长，可灵活调整加热温度和深度，占地小；新技术，不成熟，维护困难，投资相对大。 步进梁式加热：最简单，技术成熟，投资少，使用维修费用低，易掌握；对铸坯单重有限制，如果单重太大，炉子过宽，会导致投资增加很多。课下了解课下了解-提高提高板厚精度板厚精度措施之一措施之一 减少加热钢坯上的黑印和保持钢坯的均匀加热减少加热钢坯上的黑印和保持钢坯的均匀加热利用步进式加热炉及合适的加热方式，轧制中采用黑印自动补偿技术，炉内采用绝热滑道和交错布置方法，以及钢坯热装入炉等技术都能有效地减少钢坯的黑印。（加热不均匀） 加热炉内(除炉膛处)全部采用陶瓷纤维耐火材料、采用先进的控制方式(如