短流程产品特性报告

《短流程产品特性研究》报告国内现状薄板坯连铸连轧技术是20世纪90年代开发成功的一种高效的板带生产技术。自投入工业生产以来取得了巨大的成功，受到了钢铁生产厂家的青睐。本钢在经过周密调研和论证后，决定引进薄板坯连铸连轧工艺，即短流程BSP，并计划在2004年年底建成投产。1998年我国第一条薄板坯连铸轧机生产线在珠钢投产，之后邯钢、包钢、唐钢、马钢、涟钢和鞍钢也相继建成投产，七条线总生产能力将超过1000万吨/年，各厂家短流程的概况见表1。表1国内各厂家短流程概况舰企业活炼钢形式严炼钢公称容教量/实际出筑钢量育连铸机握形式名薄板坯介尺寸铅（mm）冻连铸生篮产能力乖(万吨/年屡)煮轧机马形式中产品规格(兵mm)拼均（加）笋热炉本形式页投驴资坐(亿元)项投产时间形珠钢偶电炉统1夸×猎150吨埋1流立弯型凤CSP摸连铸机禾50艘×蠢950～1谢350隔80咐6机架CS点P轧机即Min腾1.27浴辊底式倦加热炉19货1.8m府28玩1998举.11也邯钢叔转炉丸2塘×包100吨剑/120吨纺1流立弯型缠CSP刻连铸机描50,70王×围950～1袄350爪123哗1+6机架升CSP轧机盈Min睁1.2扩辊底式和加热炉19士1.8m锅25.2裹1999沸.12班包钢四转炉悄2刘×抹210吨粉2流立弯型隐CSP仍连铸机棉70铜×浅900～1祥680厚200骄6机架CS尽P轧机垄Min竭1.2接辊底式挥加热炉20晌0.8m突×泰2摆动式球联接我32.6摸2001旬.08储唐钢榜转炉骡2恢×狂150吨著1流直弧型话FTSR连运铸机涂90,70猎,65守×锻850～1宋680资150源(250)观2+5机架尚达涅利+饭三菱苗0.8钉～6飞辊底式当均热炉18岸7m葬2002扑.12堆马钢呈转炉幼2毯×服100吨泊/110吨拌2流立弯型双CSP罚连铸机威90,70朴,65插×猜900～1漏600追220图7机架握0.8誉～8衰辊底式赚均热炉27切0m级×乒2摆动式旁联接丛2003.盲12炕涟钢蝇转炉相2舌×紧90吨搁/105吨伯1流立弯型尝CS重P连铸机旨70,55置×车900～1糊600亭130亚7机架炎0.8合～12.7辅辊底式细加热炉29爷1m报24.7阔2004.策03傻鞍钢里转炉俯2胞×查90吨楚/110吨递1流专直弧型泥CONRO渔LL拔连铸机踢135(1响00～15若0)脱×轨900～1大620系150她1+6机架涨ASP轧机洽Min杯1.0新步进式猛加热炉匹2000.丝11本钢即将建成的BSP引进达涅利公司的FTSC（flexiblethinslabcast）连铸机，使用H2漏斗型结晶器，采用动态软压下技术。采用辊底式加热炉，轧机采用日本三菱公司高强钢轧机，两机架粗轧机组，五机架精轧机组。短流程工艺和产品主要特点目前工业性生产的薄板坯连铸连轧技术有德国SMS-Demag公司的CSP技术和ISP技术，意大利Danieli公司的FTSR技术，奥钢联VAI的CONROLL技术以及美国Tippings公司的TSP技术等，其中CSP技术和CONROLL技术在工业生产中应用最广。各种薄板坯连铸连轧工艺主要特点见表2。表2各种薄板坯连铸连轧工艺主要特点蜓项目概CSP志ISP哄FTSR零CONRO颜LL令连铸坯厚(辱mm)撇50～7患0缺60～75暖～90(1皂0霸0)灿40～80烟90/特70贸70～80屿75～战125辫连铸机形式难立弯式惰直弧迁直批-抢弧良直积-捞弧险结晶器软漏斗结晶器昏上口170脚mm，劝长1100唇mm，用漏斗700惠mm竹平板直结晶拴器，全弧狂-直弧怜小漏斗诞H女2爪结晶器萄上口180咬mm，公长1200卷mm唇全长漏斗风平板直结晶筹器贼长约900恶m孤m扫连铸冷却方仆式丈水冷气支水程气但-水篮气尾-水蜓水气乓连铸机犹弧形半径(络m)盟顶弯半径诱3.00～间3.25腔5～6姻5亡5艺连铸机外冶金长度(蹲m)悄6.0～9缩.7庸11.0～衫15.1音15.0窑14.6姿液芯压下沿未采用夫-采用侵最早采用蝇液芯压下吓采用动态棵软压下既无熔拉坯速度代(m/mi婶n)么4～6逢最大6玻3.5～5鼓.0蓬最大5.5助～6.0抚3.5～5勤.0式最大5.5集～6.0塔3.0～3俗.5苦加热炉形式闸隧道式加热午炉索感应加热+胆卷取箱或牵隧道式加热句炉旋隧道式加热岔炉+保温辊铁道落步进梁式加引热炉暴轧机组成流6(5)～备7机架亚1R+5(病6)F仙2R+5F痕1R+6F牺6尽管各厂家采用的短流程工艺各不相同，但它们的产品特性是相同的。与常流程产品相比，还有有许多不同之处。传统连铸连轧的基本过程是，将钢水连铸成200～250mm厚的板坯，冷却至室温或到600℃左右热送热装，再重新加热到奥氏体高温区，然后进入由粗轧机和精轧机组成的连轧机组轧成宽带钢。钢在此工艺过程中经历的相变为γ1α，αγ2，γ2α。而在短流程工艺中，钢水被连续铸成45～70mm（少数到90mm）的厚的薄板坯，在约950～1000℃时直接进入辊底式加热炉加热后，再进入机架较少的热轧机组轧成宽带钢。与常规传统工艺比较，薄板坯连铸连轧工艺流程明显缩短，两种工艺过程中的组织形成和性能控制存在不同的特点和机制。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1～7。凝图1板婆坯福广命勺图2骄经F1轧制株后抵图3经洽F2轧制后膏劳映图妻4经F3谦轧制后推扶图5经右F4轧制后研象宣麦图6禽经F5轧昼制后备以上面各图绍表明，同F1蚊变形后原树迷枝晶奥氏体炭再结晶并显雁著细化，枝德晶破碎，但绕并不完全。滋F2紧变形后奥氏翠体通过再结城晶进一步细改化，通过再揪结晶，奥氏烦体已经基本牌呈等轴形态应。丸F3---难F捷6断变形，原始虽奥氏体通过撤再结膨扣图7经冻F6轧制后汉晶进一步细拌化，最后可非达到独30um岸。其变化规堆律如图8所纠示。启汁图8侮各道次变形跑后原始奥氏箩体晶粒尺寸腹变化践通过碳素钢读的喂轧制变形过依程中的组织轿演变规律分紫析表明，短新流程带钢轧呀制技术具有贸明显的变形航两阶段过程过，其紧主要作用为越：首先高温亲大应变变形葱促进奥氏体娱再结晶，完袋成铸造枝晶浩向等轴晶的抓转化；然后阵轧制第二阶挑段为通过奥君氏体再结晶妖细化进一步歌细化、均匀抬化原始奥氏绒体组织，最股终获得理想轮的组织形态今。前通过鉴变形后原始浮奥氏体反复盼再结晶以实辞现钢板组织暖的细化和均余匀化是薄板臂坯连铸连轧层工艺中组织栋控制的关键松，因而，控遗轧工艺的合已理应用十分既关键。沈从已开通的若几条薄板坯框连铸连轧生折产线的实际势生产产品检林验看货,泽钢板的显微庸组织明显比躲传统流程生还产的组织要状细化很多。谋薄板坯连铸荡的凝固速度嚷高和连轧机昼组压缩比高诉，易形成较纺小的二次枝细晶间距和更头加微细的宏魔观晶粒组织盗，有利于钢娃的组织细化疮。句另外，最近尝北京科技大夹学的研究发质现用短流程惯工艺生产的天不添加Nb雀、V、Ti辞等微合金元喂素的低C-耍Mn高强度帐钢（HSL愁C）的屈服亡强度可达4那50MPa劲级，与含N妄b、V的低斯C-Mn高什强度钢（H蓄SLA）的界强度相当。狐这是由于在抬HSLC钢秒中存在大量售的尺寸为5叛～20nm誉的纳米级粒趟子，见图9订。驳图9纳误米级非金属抽化合物阴初步分析为宜碳化物、氮冻化物、硫化双物和氧化物冤等析出物，引见图10、换11和12逼。这些析出首物弥散分布乓在钢的组织翠中，必然对挖钢的强度性壳能产生重要歉的影响。炸图10矛普通碳素钢德中纳米级硫项化物拍图11充珠钢汉ZJ330娃钢板中弥散召氧化物AAB吃图12肉纳米级Ti赚N（A）和肾MnS（B沫）在但关于这些油纳米级析出预物的准确组犯成、体积分贱数的定量见确定、对钢凯强度影响的廊定量分析以除及在连铸连汇轧过程中各昼工艺环节的鲜析出条件和术如何控制等材问题，尚需王进一步深入框研究。圆本钢与其他孤钢厂工艺和舒产品对比知本钢即将建桥成的BSP皂主要采用以娃下新技术：态使用H礼2蠢漏斗型结晶暮器剩CSP漏斗宾型结晶器的阁优点是有足酿够的钢液量动及液面，能受保证保护渣瓣的熔化形成逮良好的渣熔惹池；有合理慕的空间，有容利于浸入式柱水口的合理诉设计，避免尼产生搭桥延引长使用寿命堪，稳定生产伙，提高作业插率途；钢液面相款对稳定，无常大的喘流和柱波高，避免着保护渣卷入且；结晶器热尊流均匀，坯检壳应力小，委有利于坯壳推均匀生成。柳而达涅利公司司开发的H赌2握（High萄sp蓝eed、H判ighq级ualit禽y）结晶器左，长度约1抹200mm涂，出结晶器嚷时带凸度的矮铸坯经7～紧8对带辊型拣的夹持辊压僚平，加上结档晶器总长约府2100m蛇m，漏斗上泛部开口约1刺80mm。渡因此，H早2粗结晶器应力奥更小，约为绘CSP漏斗令型结晶器的碑三分之一，垄另外钢液量臂及液面更大珍，更有利于午液面稳定，翻浇铸90/疲70mm铸佩坯拉速为5极.5m/m辱in时不必仇采用电磁制菠动EMBR街。熟采用动态软芒压下LPC雀S衣（Liqu邪idPo恭olEn登dPoi寇ntSo雪ftRe杰ducti啊onCo锯ntrol悉Syst事em）竖该技术缓解矛了连铸与轧知钢的矛盾，顾增加了交生产的灵活矩性，即连铸鬼希望适当增灾加坯厚，以富改善结晶器扩区域的浇铸肯条件，稳定蔑生产提高铸衣坯质量，而狗轧钢希望连荒铸供给较薄鼓的铸坯，轧痰制薄规格产毕品。根据达脊涅利及德马饼克公司的报残道，采用液久芯压下LC捆R（Liq昆uidC绵oreR捡educt症ion）或柜软压下明显筛改善了铸坯晚内在质量，致减少了中心援偏析和疏松故。而达涅利键公司开发的挂动态软压下参技术可以根宽据钢种、拉疾速、过热度干自动计算铸烦坯凝固点，业因而可以在娇一个或多个摧扇形段对铸挽坯实施压下螺，最大压下掘量可达20堂～25mm茄。每个扇形像段内弧侧设出置两对带位杏移传感器的络液压缸，系旨统内设压力团传感器，不心仅可以控制缠压神下位置而且太可以控制压村下力。菊采用半无头名轧制技术牢新一代薄板恨坯连铸连轧柄生产线开发繁应用了半无兆头轧制技术庙，即在连铸同后板坯剪切湿成倍尺坯（姿5～8倍）碍，连续通过是轧机，在精肃轧机后，按恒用户订货要雀求，高速切今分，高速卷篮取成一定卷链重的钢卷。渐用这种生产蓄方式，生产夕多个钢卷，骆仅有一次穿付带、一次抛溜尾，不仅减才少了操作事狸故，提高了锻成材率，且亚使大部分带梅钢在稳定张险力状态下轧词制，产品的类几何形状精膛度大幅度提闹高。两使用铁素体释轧制技术课铁素体轧制廉是近年来开规发研究的新管技术，利用肯这种技术可虚以生产更薄诱规格的热轧烧带钢，提高非质量，降低业成本。铁素串体轧制是粗迫轧后完成培奥氏体向铁斯素体的相变着，在铁素体喊区进行精轧呢或终轧。实祝践证明，采部用铁素体轧敢制和高的卷馅取温度，可垦以获得粗大偿铁素体晶粒散及较软的带家钢。铁素体种轧制用于超凝低碳热轧带丢钢生产，可盼获得更薄的屈带钢，若供划冷轧做原料给时可生产冲缓压性能更高担的带钢。铁思素体轧制不漏仅能节约能纤源，减少轧演辊磨损和氧扣化铁皮，而偶且，利用其臂生产的产品六柔软性和加梳工成型性好滤的特点，可盈以扩大产品垂品种规格范名围。钱目前一些高腊炉龙转炉流程的书联合企业，驴如荷兰霍戈盼文厂建成一留条薄板坯连晨铸连轧生产妇线，由于上沾游配有RH壶真空处理等都精炼设备，卡可以提供高杨纯净度的超顶低碳钢水，吃生产线粗轧决机后落配置强制冷啄却设备，进域行超低碳钢秀铁素体轧制谁，计划批量奥生产超低碳圣热轧薄钢带抹，并供冷轧妹生产冲压性坦能较高的冷占轧带钢。点经过多年的谊发展，薄板与坯连铸连轧庭生产的钢种可不断扩大，衡达涅利公司围的FTSR劳工艺生产线贡可生产低碳玻钢、超低碳涂钢、包晶钢错、中碳钢、猾高碳钢、合树金钢、高强麻度低合金钢尘、不锈钢及状硅钢。叔薄板坯连铸把连轧技术的揭优势在于薄翅规格带钢产危品的生产上拨，成品带钢趋厚度越薄，俗生产难度越众大，产品价丘格越高。绝龟大多数薄板反坯连铸连轧傲生产线生产葡的热带产品艳规格大都在咽1.2～1也2.7mm细之间。近期款建设的新生将产线在产品害规格上有趋端向生产薄规举格产品的趋吗势梳，如德国蒂残森公司的C恰SP生产线个的产品厚度澡范围设定为纤（0.8）器1.0～6市.35mm辱；荷兰霍戈运文的ISP榜生产线的产协品厚度范围屋是（0.8乳）1.0～图3.0mm涝；埃及亚历证山大钢厂的段FTSR生睡产线的产品后规格为0.谢8～20m喉m；包钢的颂CSP生产州线能生产的机产品规格为始1.2～2苗0mm。在奇墨西哥，希蓄尔萨钢厂短喊流程生产的课热轧带钢已希取代了国内国50%的普抽通冷轧带钢餐。在美国，恢已有30～凝40%的冷劝轧带钢市场壤被热轧薄板化所代替，1告.2～1.发5mm厚度隔的产品最受拾欢迎，僻≤营2mm热轧璃带钢的价格软要比同规格散冷轧产品低航100～2纽00美元，坡具有很强的羽市场数竞争力。辣由于目前本简钢短流程正董在建设中，滋没有短流程熄的实物产品航，为此，特梦从唐钢取回它短流程产品价，进行对比粉了解。钢种刑为SS40挖0，进行了芝成份、电镜秆、高倍、低婚倍、拉伸等弄理化检验，查结果如下：成份：中表3毁粪祖饲成素甘单位：钓（%）末C面Si干Mn饰P迈S宵N辆1践0.204骄0.043养0.22匙0.019王0.006桨6帅0.006利3耍2闻0.203怠0.042系0.22茫0.019则0.006尝4卵0.006御3都3平0.201咱0.041缘0.22抛0.约018脸0.006史4愈0.006贫7雀4感0.209内0.041千0.22挖0.019店0.006隔6乏0.006祥8愈表中成份说书明唐钢短流小程产品成份纯比较均匀，戏其硫含量比桃较低，控制责水平比较高爬。但磷含量写却明显偏高证，还有氮，坛平均达到6呈5ppm，哗有些过高。电镜：否唐钢的钢板赴中的夹杂物糟主要是大量请的极细硫化村锰夹杂物（厘图13）和挽以链状分部漫为主铝酸盐浮同硫化钙的厌复合夹杂物垫（图14）少。中Eleme混nt婚Weigh届t%环Atomi聋c%字OK圣2.26振6.55筛AlK序4.70轨8.06誓SK脚6.0畜4焦8.72打CaK齐13.82缘15.97烈FeK卧73.18城60.70听Total默s院100.0协0驾Eleme拒nt尼Weigh饼t%尺Atomi驾c%赔SK头3.92轧6.62来MnK岂5.16青5.09森FeK洲90.93弓88.29蚀Total头s汇100.0摔0瓜图13咬硫化锰夹杂膜物宴示扰图14悄铝酸盐同硫雪化钙的复合志夹杂物万上述电镜检吉验结果表明冈，短流程产胃品中夹杂物睛尺寸比较细置小，但唐钢临的夹杂物有浆许多以链状虎存在，说明纵精炼对夹杂责物霸改性处理还碗不够彻底，贯这直接影响路到钢板内部膝质量性能。高倍：钳检验结果见率表4。表