短流程产品特性研究报告

1、短流程产产品特性性研究报报告国内现状薄板坯连铸铸连轧技技术是220世纪纪90年年代开发发成功的的一种高高效的板板带生产产技术。自自投入工工业生产产以来取取得了巨巨大的成成功，受受到了钢钢铁生产产厂家的的青睐。本本钢在经经过周密密调研和和论证后后，决定定引进薄薄板坯连连铸连轧轧工艺，即即短流程程BSPP，并计计划在220044年年底底建成投投产。 1998年年我国第第一条薄薄板坯连连铸轧机机生产线线在珠钢钢投产，之之后邯钢钢、包钢钢、唐钢钢、马钢钢、涟钢钢和鞍钢钢也相继继建成投投产，七七条线总总生产能能力将超超过10000万万吨/年年，各厂厂家短流流程的概概况见表表1。 表1 国国内各厂厂家短流

2、流程概况况企业炼钢形式炼钢公称容容量/实实际出钢钢量连铸机形式薄板坯尺寸（mm）连铸生产能力(万吨/年年)轧机形式产品规格(mm)均（加）热炉形式投资(亿元)投产时间珠钢电炉11500吨1流立弯型型CSPP连铸机509550113500806机架CSSP轧机机Min1.27辊底式加热炉1991.88m281998 .111邯钢转炉21000吨/120吨吨1流立弯型型CSPP连铸机50,7009500133501231+6机架架CSPP轧机Min1.2辊底式加热炉1991.88m25.21999.12包钢转炉22100吨2流立弯型型CSPP连铸机7090001168002006机架CSSP轧机机

3、Min1.2辊底式加热炉2000.88m2摆动动式联接32.62001.08唐钢转炉21500吨1流直弧型型FTSSR连铸铸机90,700,655850016680150(250)2+5机架架达涅利+三菱0.86辊底式均热炉1887m2002.12马钢转炉21000吨/110吨吨2流立弯型型CSPP连铸机90,700,6559000166002207机架0.88辊底式均热炉2770m2摆动动式联接2003.12涟钢转炉290吨吨/105吨吨1流立弯型型CSPP连铸机机70,5559000166001307机架0.812.77辊底式加热炉2991m24.72004.03鞍钢转炉290吨吨/110

4、吨吨1流直弧型COONROOLL连连铸机135(11001500) 9000166201501+6机架架ASPP轧机Min1.0步进式加热炉2000.11本钢即将建建成的BBSP引引进达涅涅利公司司的FTTSC（fflexxiblle tthinn sllab casst）连连铸机，使使用H22漏斗型型结晶器器，采用用动态软软压下技技术。采采用辊底底式加热热炉，轧轧机采用用日本三三菱公司司高强钢钢轧机，两两机架粗粗轧机组组，五机机架精轧轧机组。短流程工艺艺和产品品主要特特点目前工业性性生产的的薄板坯坯连铸连连轧技术术有德国国SMSS-Deemagg公司的的CSPP技术和和ISPP技术，意意大利

5、DDaniielii公司的的FTSSR技术术，奥钢钢联VAAI的CCONRROLLL技术以以及美国国Tipppinngs公公司的TTSP技技术等，其其中CSSP技术术和COONROOLL技技术在工工业生产产中应用用最广。各各种薄板板坯连铸铸连轧工工艺主要要特点见见表2。表2 各各种薄板板坯连铸铸连轧工工艺主要要特点项目CSPISPFTSRCONROOLL连铸坯厚(mm)50 77060755900(1000)40800 990/77070800 7751125连铸机形式式立弯式直弧直-弧直-弧结晶器漏斗结晶器器上口1700mm，长11000mm，漏斗7000mm平板直结晶晶器，全全弧-直直弧小

6、漏斗H2结晶器器上口1800mm，长12000mm全长漏斗平板直结晶晶器长约9000mm连铸冷却方方式水冷气水气-水气-水水气连铸机弧形半径(m)顶弯半径3.003.2255655连铸机冶金长度(m)6.099.711.015.115.014.6液芯压下未采用-采采用最早采用液芯压下采用动态软压下无拉坯速度(m/miin)46最大63.555.0最大5.556.03.555.0最大5.556.03.033.5加热炉形式式隧道式加热热炉感应加热+卷取箱或隧道式加热热炉隧道式加热热炉+保保温辊道道步进梁式加加热炉轧机组成6(5)7机架架1R+5(6)FF2R+5FF1R+6FF6尽管各厂家家采用的

7、的短流程程工艺各各不相同同，但它它们的产产品特性性是相同同的。与与常流程程产品相相比，还还有有许许多不同同之处。传统连铸连连轧的基基本过程程是，将将钢水连连铸成22002500mm厚厚的板坯坯，冷却却至室温温或到6600左右热热送热装装，再重重新加热热到奥氏氏体高温温区，然然后进入入由粗轧轧机和精精轧机组组成的连连轧机组组轧成宽宽带钢。钢钢在此工工艺过程程中经历历的相变变为1 ， 2，2 。而在在短流程程工艺中中，钢水水被连续续铸成445770mmm（少数数到900mm）的的厚的薄薄板坯，在在约9550110000时直接接进入辊辊底式加加热炉加加热后，再再进入机机架较少少的热轧轧机组轧轧成宽带

8、带钢。与与常规传传统工艺艺比较，薄薄板坯连连铸连轧轧工艺流流程明显显缩短，两两种工艺艺过程中中的组织织形成和和性能控控制存在在不同的的特点和和机制。普通低碳碳素钢在薄板坯连铸连轧工艺流程中的原始奥氏体组织演化规律（轧卡样分析）见图17。图1 板板坯 图2 经FF1轧制制后图3 经经F2轧轧制后 图44 经FF3轧制制后图5 经F44轧制后后 图6 经FF5轧制制后以上面各图图表明，F1变形后原树枝晶奥氏体再结晶并显著细化，枝晶破碎，但并不完全。F2变形后奥氏体通过再结晶进一步细化，通过再结晶，奥氏体已经基本呈等轴形态。F3-F6变形，原始奥氏体通过再结 图7 经F6轧制后晶进一步细细化，最最后

9、可达达到300um。其其变化规规律如图图8所示示。 图8 各各道次变变形后原原始奥氏氏体晶粒粒尺寸变变化通过碳素钢钢的轧制变形过过程中的的组织演演变规律律分析表表明，短短流程带带钢轧制制技术具具有明显显的变形形两阶段段过程，其其主要作作用为：首先高高温大应应变变形形促进奥奥氏体再再结晶，完完成铸造造枝晶向向等轴晶晶的转化化；然后后轧制第二阶阶段为通通过奥氏氏体再结结晶细化化进一步步细化、均均匀化原原始奥氏氏体组织织，最终终获得理理想的组组织形态态。通过变形后后原始奥奥氏体反反复再结结晶以实实现钢板板组织的的细化和和均匀化化是薄板板坯连铸铸连轧工工艺中组组织控制制的关键键，因而而，控轧轧工艺的的

10、合理应应用十分分关键。从已开通的的几条薄薄板坯连连铸连轧轧生产线线的实际际生产产产品检验验看, 钢板的的显微组组织明显显比传统统流程生生产的组组织要细细化很多多。薄板板坯连铸铸的凝固固速度高高和连轧轧机组压压缩比高高，易形形成较小小的二次次枝晶间间距和更更加微细细的宏观观晶粒组组织，有有利于钢钢的组织织细化。另外，最近近北京科科技大学学的研究究发现用用短流程程工艺生生产的不不添加NNb、VV、Tii等微合合金元素素的低CC-Mnn高强度度钢（HHSLCC）的屈屈服强度度可达4450MMPa级级，与含含Nb、VV的低CC-Mnn高强度度钢（HHSLAA）的强强度相当当。这是是由于在在HSLLC钢

11、中中存在大大量的尺尺寸为55200nm的的纳米级级粒子，见见图9。 图9 纳纳米级非非金属化化合物初步分析为为碳化物物、氮化化物、硫硫化物和和氧化物物等析出出物，见见图100、111和122。这些些析出物物弥散分分布在钢钢的组织织中，必必然对钢钢的强度度性能产产生重要要的影响响。图10 普通碳碳素钢中中纳米级级硫化物物 图111 珠钢ZZJ3330钢板板中弥散散氧化物物AAB图12 纳米级级TiNN（A）和和MnSS（B）但关于这些些纳米级级析出物物的准确确组成、体体积分数数的定量量确定、对对钢强度度影响的的定量分分析以及及在连铸铸连轧过过程中各各工艺环环节的析析出条件件和如何何控制等等问题，

12、尚尚需进一一步深入入研究。本钢与其他他钢厂工工艺和产产品对比比本钢即将建建成的BBSP主主要采用用以下新新技术：使用H2漏漏斗型结结晶器CSP漏斗斗型结晶晶器的优优点是有有足够的的钢液量量及液面面，能保保证保护护渣的熔熔化形成成良好的的渣熔池池；有合合理的空空间，有有利于浸浸入式水水口的合合理设计计，避免免产生搭搭桥延长长使用寿寿命，稳稳定生产产，提高高作业率率；钢液液面相对对稳定，无无大的喘喘流和波波高，避避免保护护渣卷入入；结晶晶器热流流均匀，坯坯壳应力力小，有有利于坯坯壳均匀匀生成。而而达涅利利公司开开发的HH2（Hiigh speeed、HHighh quualiity）结结晶器，长长

13、度约112000mm，出出结晶器器时带凸凸度的铸铸坯经778对对带辊型型的夹持持辊压平平，加上上结晶器器总长约约21000mmm，漏斗斗上部开开口约1180mmm。因因此，HH2结晶器器应力更更小，约约为CSSP漏斗斗型结晶晶器的三三分之一一，另外外钢液量量及液面面更大，更更有利于于液面稳稳定，浇浇铸900/700mm铸铸坯拉速速为5.5m/minn时不必必采用电电磁制动动EMBBR。采用动态软软压下LLPCSS（Liquuid Poool EEnd Poiint Sofft RReduuctiion Conntrool SSysttem）该技术缓解解了连铸铸与轧钢钢的矛盾盾，增加加了生产产的

14、灵活活性，即即连铸希希望适当当增加坯坯厚，以以改善结结晶器区区域的浇浇铸条件件，稳定定生产提提高铸坯坯质量，而而轧钢希希望连铸铸供给较较薄的铸铸坯，轧轧制薄规规格产品品。根据据达涅利利及德马马克公司司的报道道，采用用液芯压压下LCCR（LLiquuid Corre RReduuctiion）或或软压下下明显改改善了铸铸坯内在在质量，减减少了中中心偏析析和疏松松。而达达涅利公公司开发发的动态态软压下下技术可可以根据据钢种、拉拉速、过过热度自自动计算算铸坯凝凝固点，因因而可以以在一个个或多个个扇形段段对铸坯坯实施压压下，最最大压下下量可达达2025mmm。每每个扇形形段内弧弧侧设置置两对带带位移传

15、传感器的的液压缸缸，系统统内设压压力传感感器，不不仅可以以控制压压下位置置而且可可以控制制压下力力。采用半无头头轧制技技术新一代薄板板坯连铸铸连轧生生产线开开发应用用了半无无头轧制制技术，即即在连铸铸后板坯坯剪切成成倍尺坯坯（58倍），连连续通过过轧机，在在精轧机机后，按按用户订订货要求求，高速速切分，高高速卷取取成一定定卷重的的钢卷。用用这种生生产方式式，生产产多个钢钢卷，仅仅有一次次穿带、一一次抛尾尾，不仅仅减少了了操作事事故，提提高了成成材率，且且使大部部分带钢钢在稳定定张力状状态下轧轧制，产产品的几几何形状状精度大大幅度提提高。使用铁素体体轧制技技术铁素体轧制制是近年年来开发发研究的的

16、新技术术，利用用这种技技术可以以生产更更薄规格格的热轧轧带钢，提提高质量量，降低低成本。铁铁素体轧轧制是粗粗轧后完完成奥氏氏体向铁铁素体的的相变，在在铁素体体区进行行精轧或或终轧。实实践证明明，采用用铁素体体轧制和和高的卷卷取温度度，可以以获得粗粗大铁素素体晶粒粒及较软软的带钢钢。铁素素体轧制制用于超超低碳热热轧带钢钢生产，可可获得更更薄的带带钢，若若供冷轧轧做原料料时可生生产冲压压性能更更高的带带钢。铁铁素体轧轧制不仅仅能节约约能源，减减少轧辊辊磨损和和氧化铁铁皮，而而且，利利用其生生产的产产品柔软软性和加加工成型型性好的的特点，可可以扩大大产品品品种规格格范围。目前一些高高炉 转转炉流程程

17、的联合合企业，如如荷兰霍霍戈文厂厂建成一一条薄板板坯连铸铸连轧生生产线，由由于上游游配有RRH真空空处理等等精炼设设备，可可以提供供高纯净净度的超超低碳钢钢水，生生产线粗粗轧机后后配置强强制冷却却设备，进进行超低低碳钢铁铁素体轧轧制，计计划批量量生产超超低碳热热轧薄钢钢带，并并供冷轧轧生产冲冲压性能能较高的的冷轧带带钢。经过多年的的发展，薄薄板坯连连铸连轧轧生产的的钢种不不断扩大大，达涅涅利公司司的FTTSR工工艺生产产线可生生产低碳碳钢、超超低碳钢钢、包晶晶钢、中中碳钢、高高碳钢、合合金钢、高高强度低低合金钢钢、不锈锈钢及硅硅钢。薄板坯连铸铸连轧技技术的优优势在于于薄规格格带钢产产品的生生产

18、上，成成品带钢钢厚度越越薄，生生产难度度越大，产产品价格格越高。绝绝大多数数薄板坯坯连铸连连轧生产产线生产产的热带带产品规规格大都都在1.2112.77mm之之间。近近期建设设的新生生产线在在产品规规格上有有趋向生生产薄规规格产品品的趋势势，如德德国蒂森森公司的的CSPP生产线线的产品品厚度范范围设定定为（00.8）11.06.335mmm；荷兰兰霍戈文文的ISSP生产产线的产产品厚度度范围是是（0.8）11.03.00mm；埃及亚亚历山大大钢厂的的FTSSR生产产线的产产品规格格为0.8220mmm；包钢钢的CSSP生产产线能生生产的产产品规格格为1.2220mmm。在墨墨西哥，希希尔萨钢钢

19、厂短流流程生产产的热轧轧带钢已已取代了了国内550%的的普通冷冷轧带钢钢。在美美国，已已有300400%的冷冷轧带钢钢市场被被热轧薄薄板所代代替，11.21.55mm厚厚度的产产品最受受欢迎，2mm热轧带钢的价格要比同规格冷轧产品低100200美元，具有很强的市场竞争力。由于目前本本钢短流流程正在在建设中中，没有有短流程程的实物物产品，为为此，特特从唐钢钢取回短短流程产产品，进进行对比比了解。钢钢种为SSS4000，进进行了成成份、电电镜、高高倍、低低倍、拉拉伸等理理化检验验，结果果如下：成份：表3 单单位：（%）CSiMnPSN10.20440.04330.220.01990.006660.

20、0066320.20330.04220.220.01990.006640.0066330.20110.04110.220.01880.006640.0066740.20990.04110.220.01990.006660.00668表中成份说说明唐钢钢短流程程产品成成份比较较均匀，其其硫含量量比较低低，控制制水平比比较高。但但磷含量量却明显显偏高，还还有氮，平平均达到到65pppm，有有些过高高。电镜：唐钢的钢板板中的夹夹杂物主主要是大大量的极极细硫化化锰夹杂杂物（图图13）和和以链状状分部为为主铝酸酸盐同硫硫化钙的的复合夹夹杂物（图图14）。ElemeentWeighht%Atomiic%O K2.266.55Al K4.708.06S K6.048.72Ca K13.82215.977Fe K73.18860.700Totalls100.000ElemeentWeighht%Atomiic%S K3.926.62Mn K5.165.09Fe K90.93388.299Totalls100.000图13 硫化锰锰夹杂物物 图图14 铝酸酸盐同硫硫化钙的的复合夹夹杂物上述电镜检检验结果果表明，短短流程产产品中夹夹杂物尺尺寸比较较细小，但但唐钢的的夹