热轧薄板带钢生产-连铸连轧及连续铸轧技术教学课件46P

1、07次课件内容：热轧薄板带钢生产:三、连铸连轧及连续铸轧技术 薄板坯连铸连轧 薄板坯连铸连轧技术的兴起： 西马克（SMS）公司在1985年开发了紧凑式热带生产技术（简称CSP），1989年首先在美国建成投产，取得巨大经济效益。之后德马克（MDH）开发了在线热带生产技术（简称ISP ）。意大利达涅利公司（Daniel）开发了灵活的薄板坯连铸连轧工艺（简称FTSRQ）。三种技术的主要区别：连铸机、衔接装置。我国连铸连轧技术的发展： 1996年邯钢、包钢、珠钢与西马克（SMS）公司签订合同，全套引进三条CSP 生产线，并于19992001年投入生产。 2002年唐钢建成FTSRQ三菱组合生产线一、概

2、述1.薄板坯连铸连轧：将传统的炼钢厂和热轧厂紧凑的压缩并流畅地结合在一起。2.近终形连铸技术：在保证成品钢材质量的前提下，尽量缩小铸坯的断面来取代压力加工。 3. 薄板坯连铸连轧的优点（1）工艺简化，设备减少，生产线短。（2）生产周期短。（3）节约能源，提高成材率。 （4）更有利于生产薄带和超薄带钢4.实现薄板坯连铸连轧的主要条件 （1）具备高温无缺陷板坯的生产技术。 （2）连铸机具有板坯在线调宽技术。 （3）炼钢、连铸机、热连轧机操作高度稳定 5. 薄板坯连铸连轧存在的问题（1）作业率的不匹配。（2）生产节奏不匹配。 （3）板坯的温度场不同。 （4）对铸坯的尺寸要求不同。 （5）维修和停机的

3、周期不同。 薄板坯连铸连轧不能完全代替传统的热连轧工艺压 缩 比 小产品表面质量差原因二、薄板坯连铸连轧生产中的主要设备及工艺薄板坯连铸连轧工艺的组成：炼钢 炉 炉外精炼装 置 薄板坯连铸 机 温度流量衔接装置 热连轧 机 柔性工艺装置刚性工艺装置1.薄板坯连铸设备2.温度、流量衔接装置：称为均热炉形式有三种： 直通式辊底隧道炉、感应加热炉、步进炉应加热炉 1）直通式辊底隧道炉 炉子长度：200米左右 加热保温作用；作用 缓冲作用：缓冲时间10min左右。(1) 直通式辊底隧道炉的结构、特点及参数 炉子分段： 加热段、保温段、缓冲段、出料段等组成。 (2) 辊底式炉的横移方式(3) 直通式辊底

4、隧道炉的工艺操作： a. 板坯剪切后，头部翘起100mm，尾部保持平直，避免撞击炉辊。 b. 轧机出事故时，先将炉内装满坯料（炉内正常时是空的），装不下时由分段剪切断。 c. 当轧机出现延误，炉内板坯以2.0m/min的速度前后摆动，保证均匀加热。 d. 辊底炉入口的炉辊与连铸机的速度相同，出口速度与轧机的咬入速度相同。2）感应加热炉和热卷箱 组成：由感应加热炉和无芯卷取的热卷箱式均热炉组成3）步进炉 中板坯连铸连轧一般采用，加热炉较宽。 3.薄板连铸坯的轧制 轧机布置形式（1）采用全连续式（中板坯采用半连续式）（2）轧机配置为：一是全精轧机组，二是粗轧精轧机组。注意：薄板坯连轧不采用升速轧制

5、 连铸连轧生产中的新技术（1）铁素体轧制技术概念：粗轧在全奥氏体状态下完成，然后通过精轧机和粗轧机之间的超快速冷却系统使带钢的温度在进入第一架精轧机前降低到Ar3以下，完成相变，形成铁素体进行精轧。优点： A 采用低的加热温度，节约能源，提高加热炉生产率； E 生产更薄规格的热轧带钢；（铁素体较软） F 为冷轧提供冲压性能更高的带钢。B 进入精轧机组的轧件温度低，氧化铁皮量少，降低了工作辊的磨损； C 克服在两相区轧制的危害；（因奥氏体轧制时温降大，有时进入两相区） D 提高轧机的生产效率；（增大压下，减小道次）（2）半无头轧制技术 概念： 铸坯长度相当于46块单块轧制的薄板坯，加热后进入轧机

6、，轧后的带钢由高速飞剪分切成所要求重量的钢卷。优点： a、保持高速轧制，轧机生产率大大提高； b、机架间带钢张力保持稳定，使带钢厚度及平直度偏差减小 c、减少了穿带和甩尾次数，减少了对轧辊的冲击和损害； d、减少了单块轧制时因带钢头尾形状不良所带来的废品量，成材率高；(3)在线磨辊技术（ORG） 组成；由多对砂轮组成的轧辊研磨机（ORG）和测定辊面状况的在线轧辊轮廓测定仪（OPM） 组成。 目的：改善轧辊磨损和轧辊辊面粗糙。 (4)润滑轧制技术 概念：在轧制过程中，向轧辊辊面喷涂一种特殊轧制油，通过辊子的旋转，将润滑剂带入变形区，使轧辊及轧材表面形成一层极薄的油膜。 优点：油膜改变了变形区的变

7、形条件，降低了轧制力，减少了轧辊的磨损，提高了产品的表面质量。 难点：如何解决轧件咬入问题，即选择最优的喷油开闭时间(5)工作辊横移轧制 概念： 工作辊沿轴向对称横移一定距离，并随着轧制量增加不断横移，当移动到该方向的极限位置之后，工作辊向反方向移动。 使轧辊的受力状态有一定程度的改善；优点: 分散工作辊的磨损和热凸度，使其分布均匀，板型好； 可以在一个工作辊服役期内进行产品规格的灵活轧制。 （6）蛇形控制技术设置目的：采用自由程序轧制时，为保证在尺寸规格和钢种变化较大时仍能稳定的进行轧制，同时获得良好的板形，并防止带尾部跑偏而使用的控制系统。控制理论：利用液压压下的高响应性和良好的设定精度，

8、开发了高精度的轧机水平调整技术。它可以在极短的时间内进行自动水平调整，使左右两侧轧制力之差恒定，从而实现了蛇形控制。三、典型的薄板坯连铸连轧工艺1）CSP工艺技术 （Compact Strip Production紧凑式带钢生产技术） （1）主要设备： 组成：CSP连铸机、辊底式加热炉、精轧机、层流冷却 及地下卷取机。生产钢种：超低碳、低碳钢、中碳钢、低合金结构钢等。（2）主要设备结构及特点 上口宽边两侧均有一段平行段，然后和一圆弧相连接。结晶器总长1120mm，漏斗形状在结晶器内保持到700mm 处转变成平行板形。 铸坯厚度为5070mm。水口使用寿命增加。利于铸速提高。为润滑提供较足量的保

9、护渣。结晶器钢液面比较平稳。特点一：漏斗型结晶器优点漏斗形结晶器 平行板型结晶器 在铸坯出结晶器下口后,对其坯壳施加挤压,液芯仍保留其中。 结晶器出口尺寸加大，板坯尺寸灵活； 优点： 降低了热轧成本和动力消耗； 改善了铸坯的质量。特点二：液芯压下技术 原理：安装在结晶器上部漏斗状的两侧，其宽度同于结晶器。钢水注入后经磁场作用产生感应电压，并在其内诱发短路电流，形成电磁力，扼制钢流，使流速降低及流股分散。作用：消除碰撞点，利于坯壳的形成，稳定液面，利于夹杂物上浮。特点三：电磁闸技术实例：邯钢薄板坯连铸连轧车间的平面布置及工艺流程1-回转台；2-钢包；3-中间罐；4-连铸机；5-剪切机；6-1号加

10、热炉；7-除鳞机；8-粗轧机；9-2号加热炉；10-事故剪；11-除鳞机；12-精轧机（F1F6，F7预留）；13-层流冷却；14-1号地下卷曲机；15- 14-2号地下卷曲机主要参数 概述（邯钢薄板坯连铸连轧生产情况）： 1997年签约，1999年12月10日投产，生产出第一个热轧薄卷。整个工程创造了5个世界第一：建设工期最短（提前4.5个月），投资最少（25亿人民币），一次连铸、连轧热试成功，漏钢率最低，达产速度最快。 车间平面布置及主要设备 主要设备：薄板坯连铸机、1辊底式加热炉、粗轧机、2辊底式加热炉、精轧机组（F1F5）、层流冷却系统、卷取机。（）薄板坯连铸机：立弯式结构，漏斗形结晶

11、器（带液芯压下），结晶器长度1100mm，薄板坯厚度70/60，宽度9001680mm，连铸机冶金长度9705mm，拉坯速度最大4.8m/min、最小2.8m/min。主要设备简介：主要技术：采用无氧化保护浇铸技术； 结晶器在线调宽； 自动开浇； 采用液面控制系统； 液芯压下技术。（）1辊底式加热炉： 炉长178.8mm，设有84个烧嘴，具有加热、均热、储存（缓冲）功能。可同时容纳4块38mm长的板坯，缓冲时间为单流1025min，双流5min，板坯入炉温度8701030，出炉温度11001150。（） 2辊底式加热炉： 炉长66mm，设有30个烧嘴，主要起均热、保温作用。板坯最高入炉温度为1

12、120，最高出炉温度113010。5.精轧机组：五架四辊连轧机组，预留第六架。具有液压辊缝控制、自动厚度控制、工作辊弯辊控制、工作横移控制、板型凸度和平直度控制、自动快速换辊等7个90年代世界最先进技术装备。4.粗轧机：单机架不可逆式四辊轧机，具有液压弯辊、液压AGC、自动快速换辊装置。作用是将板坯一道轧成所需厚度。 2）ISP工艺技术（Inline Strip Production在线热带生产工艺）主要技术特点：（1）采用了液芯压下和固相铸轧技术。（2）铸机采用平行板式结晶器，并发展成带小鼓肚的橄榄球状。（3）采用感应加热与热卷箱均热的衔接技术。ISP车间平面布置ISP工艺的优点：（1）生产

13、线布置紧凑，总长度仅为200米左右。（2）采用了采用了液芯压下和固相铸轧技术，薄板坯厚度规格变化大，加大了生产的灵活性，并可生产中板。（不进入精轧机即可）（3）热卷箱可提供9min的缓冲时间。并允许铸轧过程和精轧过程各以不同的速度同时进行，使精轧机以最佳的轧制速度和温度完成轧制过程。（4）热卷箱开卷后首尾倒换，板卷温度均匀，精轧机不用升速轧制，操作简化，厚度均匀。3）FTSRQ工艺技术 （Flexible Thin Slab Rolling for Quality高质量灵活性薄板坯轧制）工艺流程：薄板坯连铸机旋转式除鳞机隧道式加热炉二次除鳞机立辊轧机粗轧机保温辊道三次除鳞机精轧机层流冷却段地下

14、卷取机。FTSRQ技术的平面布置及工艺流程（1）三点除鳞）主要工艺特点：第1点：在二冷段出口设旋转式除鳞机（ ） ：该系统由两对旋转的臂组成，一对用于薄板坯上表面，一对用于薄板坯下表面。在每个臂的端头装有一个扁除鳞喷嘴。 第2点：在粗轧机前设除鳞机。第3点：在精轧机前设除鳞机。旋转式除鳞机（2）全鼓肚型结晶器（凸透镜型）： 鼓肚从上口一直保持到下口，在结晶器出口下方设一组轧辊，可将结晶器出来的鼓肚铸坯碾平，碾平辊是带孔型的辊子。四、薄板坯连铸连轧其它工艺1）TSP工艺技术（Tippins Somsung Process 倾翻带钢技术） 特点：该工艺流程简化、紧凑，省掉了粗轧机，采用了传统的板坯

15、连铸技术，用平行板型结晶器，生产100250mm厚、宽9002500mm的板坯，均热后进炉卷轧机，生产1.52.0mm的热轧带卷。2）CPR工艺技术 （Casting Pressing Rolling铸压轧工艺 ）1-结晶器；2-挤压辊；3-轧制辊；4-感应炉；5-除鳞区；6-轧机；7-冷却区；8-卷曲机五、薄带连续铸轧技术（又称无锭轧制）优点：简化工艺、缩短流程、提高效益； 提高材料的组织性能。主要技术关键： 1.钢水熔炼和净化技术。保证钢液优质纯净是基础。 2.钢流浇铸技术。控制熔池液面，保证供钢要恒流、恒温、无污染。 3.铸轧温度、轧制压力、铸轧速度和冷却强度必须自动检测，由计算机通过数学模型进行自动控制。 4.研究侧挡技术。保证边部整齐、不漏钢，便于精轧