CSP的发展趋势及新产品研发课件

1国内外薄板坯连铸连轧产品开发现状及趋势2转炉薄板坯连铸连轧生产HSLC钢

3薄规格及超薄规格热带产品开发

4铁素体轧制5薄板坯连铸连轧生产冷轧用钢板的技术分析6薄板坯连铸连轧生产高性能、高附加值产品技术探讨7薄板坯连铸连轧产品开发的关键工艺技术

一、薄板坯连铸连轧产品开发问题的探讨11国内外薄板坯连铸连轧

产品开发现状及趋势世界上已建成薄板坯连铸连轧线39条，主要产品：低碳钢，结构钢和HSLA钢（改进成形性的HSLA，适用于焊接的细晶粒结构钢，耐侯钢，特种含磷低合金钢）；管线钢（StE480.7，X70）；可热处理钢（碳钢，碳铬钢，碳锰钢，碳锰硼钢，碳铬钼钢，碳铬钼钒钢）；弹簧钢（非合金弹簧钢，合金弹簧钢）；工具钢（碳素工具钢，合金工具钢）；耐磨钢（90Mn4）；电工钢（无取向硅钢、取向硅钢）；不锈钢（铁素体类，奥氏体类）等。

国外薄板坯连铸连轧产品开发2研究开发趋势进一步拓宽产品范围

向着微合金高强度钢、低碳超细晶高强度钢、冷成形和冷轧用钢、不锈钢、硅钢、多相钢、高成形性钢、高碳钢和超薄规格钢带等方向发展

进一步提高产品产量和质量

1）提高铸速：从5.5m/min提到6.7m/min。双流连铸CSP产能达250～

300万t/a；

2）半无头轧制和无头轧制；

3)铁素体轧制；

4)基于液芯压下LCR技术的可调节板坯厚度；

5）紧凑式终轧机组；

6)板形、板厚的高精度轧制、高表面质量、高组织性能均匀性。3德国蒂森钢铁公司CSP线：低碳钢（0.02～0.075%C，SAE1006），结构钢（S235、S275、S355），含微量Nb、V细晶结构钢（S420MC和S340MC），HSLA钢，可热处理钢（28Mn6、27MnB5、SAE1050），双相钢，无取向硅钢，IF钢等。美国纽柯公司的CSP线：开发生产含Nb系列HSLA产品（HSHA-Nb，HSHA-Nb－Mo，HSHA-Nb－Mo－Ni），σs430～530MPa，σb510～650MPa；卡车车架用钢σs550MPa，冲击值187J（20℃）和66J（－20℃）；墨西哥的希尔沙CSP线：热轧产品可满足结构型材、汽车板材、镀锌板、电工钢和制管等的市场需求；意大利AST厂：第一家生产不锈钢的CSP厂，其每年大约生产100万吨铁素体和奥氏体类不锈钢以及硅钢。4563薄规格及超薄规格热带产品开发薄板坯连铸连轧生产线生产薄规格（厚度2~1.2mm）超薄规格（厚度1.2~0.8mm）热轧带钢具有独特优势；薄板坯温度可达1100～1150℃，高于传统轧机中间带坯的温度；沿宽度和长度方向的温度都很均匀；可实现半无头轧制工艺生产超薄规格热带；

SMS公司推出了以生产超薄规格热带产品为主的薄板坯连铸连轧半无头轧制生产线，其中0.8~3.0mm的薄带钢占60%以上；利用达涅利公司的fTSR技术在埃及安装的生产线可轧制0.8mm的超薄规格带钢。7目前墨西哥Hylsa的CSP线每月都在供应厚度在0.9mm的超薄规格热带产品；美国ACME平均厚度为2mm；西班牙ACB月产约2万吨厚度小于1.5mm的薄规格带；蒂森2002年产品的平均厚度为1.8-2.0mm,泰国2mm以下占70%,1.5mm占50%。珠钢CSP线已成功轧出1.0mm薄带产品，厚度≤2.0mm的热轧薄规格集装箱板带高达40%以上，唐钢已成功轧制出0.8mm超薄规格带，涟钢已成功轧制出0.78mm超薄规格带。我国现已投产的七条薄板坯连铸连轧生产线的轧机装备水平和控制技术，都可以轧制2mm以下的薄规格板带。初步估计，以热代冷薄规格可占冷轧品种的20－30％。

84铁素体轧制铁素体轧制具有许多有利点：扩大产品品种规格范围、提高板带的质量性能、提高金属收得率和延长轧辊寿命，等。

可进行铁素体轧制的钢种有：低碳钢LC微碳钢ELC（0.015~0.04%C,0.3%Mn）；超低碳钢ULC和无间隙原子钢IF（<0.005%C,<0.3%Mn）。

9实现铁素体轧制的关键：在粗轧与精轧之间要有强力冷却系统，使粗轧后进入精轧机组之前板坯的温度降到Ar3以下（通常约在830~860℃）；精轧终了温度在750~810℃，卷取温度在65O℃以上；在轧制过程中要配以润滑轧制等相应的工艺控制措施，以提高板带的组织均匀性、成形性能、表面质量和良好的板形。

10采用铁素体轧制的主要特点为：

①可避免在γ→α两相区轧制，使轧制变形均匀，板形良好，生产控制比较容易和稳定，此外，还可使带钢的力学性能均匀；②减少氧化铁皮的产生和工作辊的磨损，提高了带钢的表面质量，降低了输出辊道上冷却水消耗；③可以作为新一代钢铁材料生产的手段，通过低温加工使钢材的性能得到提高，可以少加或不加合金元素而得到高强度、高性能钢；④铁素体轧制配合良好的工艺润滑可显著提高板材的深冲性能（提高r值）。

115薄板坯连铸连轧生产冷轧用钢板的技术分析

我国现有冷连轧及单机架可逆机组共23套，产能1424万t，2005年将增至37套，产能将达3094万t。2005年以后，我国冷轧/热轧比只能达到49％。从我国目前热、冷轧板带市场需求情况和热轧、冷轧板的生产能力来看，热轧板的生产能力大大高于冷轧能力。因此，薄板坯连铸连轧生产线的产品去向比例，必然要有一定量的热轧板作冷轧板原料。

产量/万吨2003－2005年我国热轧、冷轧板带产量12从薄板坯连铸连轧生产的低碳钢板性能来看，普遍存在屈服强度较高的问题，这对用作冷轧原料带来生产上的困难。解决的方法，一方面可以从冶金成分设计和轧制、冷却工艺控制上来进行调整，以降低屈服强度；另一方面，可生产低屈服强度的微碳钢（ELC）、超低碳（ULC、IF）冷轧深冲钢板，并发挥其深冲性能好，各向异性小的优势以生产高强度高性能冷轧深冲板。综合考虑，薄板坯连铸连轧生产线生产冷轧用热带钢的比例以30～50％为宜。

13薄板坯连铸连轧工艺生产软钢的产品要求及应用范围

146薄板坯连铸连轧生产高性能、高附加值产品的技术探讨

从薄板坯连铸连轧的技术发展来看，研究开发和生产IF钢、高性能无取向及取向硅钢、不锈钢、多相钢，高强度管线钢（≥X80）、热轧酸洗板、热轧镀锌板、各向同性冲压板、高强度深冲板、高表面质量冲压板、高成形性钢板、高精度（尺寸及形状）钢板等高性能、高附加值产品是有条件和有可能的。

15CSP工艺生产高强度多相钢要求16CSP工艺生产高强度管线钢要求17薄板坯连铸连轧生产TRIP钢

北京科技大学康永林、于浩等在实验室模拟薄板坯连铸连轧工艺生产了C-Si-Mn系TRIP钢abdc

试验TRIP钢轧件照片18试验TRIP钢的工艺路线：熔炼，真空感应炉合金化浇注，球墨铸铁模65×100×150mm保温并运输至热轧机脱模温度>900℃1150℃均热30min热轧1050-820℃，6道次65—6mm轧后冷却A-F区：空冷到700℃，A-B区：700℃水冷至500℃模拟卷取500℃保温60min，空冷19试验TRIP钢的化学成分（wt%）：元素CSiMn设计成分0.201.201.40化验成分C610.201.081.27C620.201.091.26C630.201.031.21C640.201.071.2520试验TRIP钢的力学性能：拉伸实验数据21试验TRIP钢的力学性能：屈强比22试验TRIP钢的组织：a20μm10μmbFArB

试验钢的显微组织(a)光学显微镜照片(b)扫描电镜照片23试验TRIP钢的组织：F

Ar

B

Ar：5.13%，F：57.67%，B：37.20%24试验TRIP钢的断口：20μm251）钢水成分及洁净度控制2）连铸坯组织及表面质量控制

①铸态组织和成分偏析；②夹杂物数量、尺寸及分布控制；③铸坯表面缺陷控制；④表面氧化皮控制

无缺陷表面内部裂纹（*）偏析(*)低碳钢99.0%100%<1o100%<1o包晶钢98.0%100%<1o100%<1o中碳钢99.0%100%<1o100%<1o高碳钢98.5%100%<1o100%<1o低碳钢HSLA98.5%100%<1o100%<1o中碳钢HSLA99.0%100%<1o100%<1o意大利达涅利公司的连铸机所生产的薄板坯质量(*)数值按曼内斯曼标准

主要工艺控制技术：263）铸坯加热工艺控制TSCR工艺中铸坯温度的高均匀性以及板卷基本无头尾温差，半无头轧制带卷全长和批量间性能的高稳定性，对于生产IF钢等高质量、高组织均匀性板材来说，具有明显的优势。4)表面氧化皮控制需要通过合理的加热制度、炉内气氛控制及提高除鳞水压力和除鳞效率来解决5）热连轧过程控制精轧机组的板形板厚控制精度和水平等于或高于传统流程的精轧控制技术，精轧机带钢开轧温度偏差可在±10℃，终轧温度的保证偏差可在±15℃，可完全确保生产带钢的尺寸和形状的高精度化。

6）层流冷却及卷取温度控制TSCR线的层流冷却系统可实现快速冷却、冷速精确可控，并可保证薄板在长度及宽度方向上温度均一；卷取温度的保证偏差，本体可达±16～20℃，端部温度偏差在±24℃，可以满足高质量、高性能钢板所要求的冷却能力和冷却方式及性能稳定性要求。278薄板坯连铸连轧产品开发的关键工艺技术

冶炼工艺，控制要点为：HSLC钢的低氮和低自由氮控制，转炉-CSP流程更适合生产HSLC钢MnS浓度积控制终点碳控制最佳Al及溶解氧含量控制最佳微合金元素的设计与精确控制

连铸工艺，控制要点为：

无缺陷高表面质量铸坯的生产技术包晶钢连铸技术凝固冷却过程中的氧化物、硫化物夹杂及析出物的控制

28热连轧工艺过程控制，控制要点为：热连轧过程动态再结晶及非再结晶区奥氏体组织及形变过程析出控制技术

结合机架中间冷却的热连轧过程动态优化技术热连轧过程高效润滑技术半无头轧制技术薄规格及超薄规格稳定轧制控制技术高精度板形及板厚控制技术热连轧工艺过程的智能控制技术层流冷却工艺控制，控制要点为：高精度、高均匀性层流冷却工艺控制技术

可针对不同钢种及成品规格组织性能要求的智能型层流冷却工艺控制技术此外还有双铸机双流的智能型加热炉物流调控技术、连铸连轧组织性能预报技术以及建立适合于薄板坯连铸连轧钢种的材料数据库和用于材料组织性能控制的模型库，等

29工艺措施控制电炉下渣量，应小于4kg/t稳定的钢铁料收得率，控制留钢量定期更换出钢口，出钢时间≮2.5min提高终点一次命中率正确使用钢包底吹Ar技术，从精炼开始至结束吹Ar强度由强至弱，流量从150L/min→50L/min白渣精炼，控制炉渣碱度R≥3.5，（FeO+MnO）＜1%钙处理，对夹杂物变性，控制钢中夹杂物成份，保证单一Al2O3＜10%软吹氩时间3低氧钢水的冶炼与控制30精炼前后渣成分及全氧量的变化

31

钢中夹杂Al含量控制

%（Al2O3）I=TAl%—%（Al2O3）l

%（Al2O3）I——钢水中Al2O