日照钢铁ESP薄板坯连铸机设计特点及其生产现状
不锈钢板坯连铸机关键技术及设备特点g
不锈钢板坯连铸机关键技术及设备特点摘要：通过不锈钢板坯连铸工程实例，分析探讨了目前我国不锈钢板坯连铸生产线上应用的新的连铸工艺技术，不锈钢板坯连铸工艺技术的应用对不锈钢板坯连铸机总体设计的要求，对连铸机成套设备功能和配置的要求。
介绍了不锈钢板坯连铸机设备的设计特点和应用情况。
一、前言二十一世纪以来，随着我国的不锈钢产品消费量急剧增长，不锈钢板坯连铸技术有了很大的发展。
不锈钢板坯连铸机在产品品种、生产规模、生产效率、工艺操作、铸坯质量、成套设备的改进、液压技术的应用以及自动化控制等方面都有了长足的进步，有的工厂的不锈钢板坯生产已达到了无清理率，直接热送的工艺水平。
不锈钢的凝固特性、凝固结构、物理特性和高温力学性能有其特殊性，连铸生产过程中控制不好极易产生铸坯表面裂纹、表面凹陷、内部裂纹和中心偏析等，由于不锈钢铸坯冷却时内部柱状晶发达，轧制过程中钢板内部易产生内部裂纹而影响最终产品质量。
不锈钢广泛应用于食品与饮料业（餐具、厨房用具）、白色家电业（烤箱、洗衣机、微波炉、冰箱、饮料自动售货机）、建筑业（隔板、楼梯扶手、支撑结构等）、运输业（车皮、卡车、拖车、地铁车厢、电车、活塞环等）。
它还具有很好的耐腐蚀性，可以在许多腐蚀环境中使用。
由于不锈钢的特殊用途，其内部和外部质量要求也非常高。
本文着重对目前我国不锈钢板坯连铸生产线上应用的新的工艺技术，以及不锈钢板坯连铸成套设备的组成和技术特点进行研究和探讨。
二、不锈钢板坯连铸生产线新技术的应用1 浇注全过程无氧化保护浇注不锈钢对表面质量的要求很严格，表面质量的好坏是判定产品质量最直观也是最重要的一项指标。
由于不锈钢钢水中含有多种合金元素如Cr、Mo、Ni 、Ti 等易氧化元素，高温状态容易和空气中的氧气、氮气等发生反应生成夹杂等冶金缺陷①。
为了防止裸露的钢水和钢液面受空气氧化，影响钢水的质量，不锈钢板坯连铸机采用浇注全过程无氧化保护浇注工艺。
即采用大包长水口，保护大包到中间包的钢流；采用中间包浸入式水口，保护中间包到结晶器之间的钢流。
中国薄板坯连铸连轧技术的现状和发展
中国薄板坯连铸连轧技术的现状和发展中国薄板坯连铸连轧技术是指将熔化的金属经过连铸机连续铸造成坯料，然后通过连续轧制、切割等工艺过程，制成各种规格的薄板材料的生产技术。
目前，中国的薄板坯连铸连轧技术已经取得了较大的进步和发展。
主要体现在以下几个方面：
一、品种规格的增加
随着市场需求的不断增加，中国的薄板坯连铸连轧技术已经实现了从单一规格向多品种、小批量和高品质的发展。
目前，我国已经能够生产厚度为0.8mm以下、宽度在800mm以上的薄板产品，满足了市场对多种产品的需求。
二、技术水平的提高
随着技术的不断发展，中国的薄板坯连铸连轧技术逐步实现了数控化、自动化和智能化。
同时，新的轧制工艺和设备的应用，也使得产品的质量和生产效率得到了大幅提升。
三、环保意识的加强
在当前环保意识不断提高的背景下，中国的薄板坯连铸连轧技术也在不断推进环境保护措施。
例如，在生产过程中采用了新型的净化技术和设备，有效降低了环境污染和能源消耗。
未来，中国薄板坯连铸连轧技术还将继续发展和完善。
我们有理由相信，在技术革新和环保要求的推动下，中国的薄板坯连铸连轧技术将会更加先进、更加高效、更加环保、也更加适应市场需求。
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我国薄板坯连铸连轧工艺发展现状及前景展望
我国薄板坯连铸连轧工艺发展现状及前景展望祝志新（辽宁科技大学材料成型及控制工程12级，鞍山114000）1引言薄板坯连铸连轧技术是20 世纪80 年代末世界钢铁工业发展的一项重大技术, 它的开发成功是近终形浇铸技术的重大突破。
1998年我国第一条薄板坯连铸连轧生产线在珠钢投产，从1998 年底到2006 年上半年, 我国已有珠钢、邯钢、包钢、鞍钢、唐钢、马钢、涟钢、本钢、通钢、济钢、酒钢、唐山国丰12 家钢铁企业的13 条薄板坯( 包括中薄板坯) 连铸连轧线相继投产, 年产能约3500 万t。
2001 年底, 全球已建成53 条薄板坯连铸连轧生产线, 共75 流, 包括CSP ( Compact StripProduct ion)、ISP (In—Line St rip Production) 、FTSR ( Free Thin Slab Roll)、QSP 、DSP 和CON ROLL 工艺形式。
在过去的25 年中,美国与中国的钢铁工业分别引领了前2 个10 年国际薄板坯连铸连轧技术的发展。
第 1 个10 年以美欧为主,美国则主要以电炉流程为主。
第 2 个10 年以中国为主,主要以转炉流程为特点,同时铸坯厚度向70 ～90mm发展。
现在,到了薄板坯连铸连轧技术发展的第3个10 年。
2011年以来中国钢铁行业面临严重危机。
导致危机的原因有以下几点：一是2011 年房地产、汽车、造船等下游行业增速明显减缓，导致对钢铁产品的需求下滑；二是由于宏观经济低迷，造成国际市场钢材需求量下降，2011 年我国钢材出口量增速明显下滑；三是四万亿经济刺激计划后导致国内钢铁行业扎堆上马，产能过剩，各企业为争夺有限的市场进行价格战，利润下滑。
没有更多经费投入到技术改良，产品研发上，高端产品不多，附加值低。
钢铁行业盛行丛林法则，企业兼并重组，削减产能是目前走出困境的良方。
2发展现状尽管如此，薄板坯连铸连轧技术仍是一项好的技术。
薄板坯连铸连轧设备生产热轧薄板的成型性能改善研究
薄板坯连铸连轧设备生产热轧薄板的成型性能改善研究热轧薄板是一种常见的金属材料，广泛应用于各个行业。
为了提高热轧薄板的成型性能，薄板坯连铸连轧设备经常被用于生产过程中。
本文将对薄板坯连铸连轧设备对热轧薄板成型性能的改善进行研究。
1. 研究背景薄板坯连铸连轧设备是一种先进的生产工艺，可以在连续的过程中将坯料进行连铸和连轧，从而生产出高质量的热轧薄板。
然而，由于材料在加热和轧制过程中的特殊变形行为，热轧薄板的成型性能仍然存在一些问题。
2. 成型性能改善的研究内容2.1 温度控制热轧薄板坯的温度控制是提高成型性能的关键因素之一。
通过合理控制连铸和连轧过程中的温度变化，可以有效减少材料的变形阻力和内应力，提高热轧薄板的成型性能。
在连铸过程中，可以通过喷水冷却等方式控制坯料的温度分布；在连轧过程中，可以通过调整轧制力和温度等因素来控制薄板的成型过程。
2.2 板形控制热轧薄板的板形是指板材在轧制过程中的偏差程度。
板形的不良会导致薄板在后续加工中出现变形或者不适用的情况。
因此，如何控制热轧薄板的板形是一个重要的研究内容。
薄板坯连铸连轧设备通过控制轧机辊缝的配置、辊缝的开度以及预弯辊的设计等手段，可以有效改善板形问题。
2.3 润滑条件热轧薄板在连轧过程中需要利用润滑剂来减少摩擦，降低表面质量的损失。
因此，润滑条件的选择对于提高热轧薄板的成型性能至关重要。
薄板坯连铸连轧设备可以通过改变润滑剂的类型、浓度和喷涂方式等方式来改善润滑条件，从而提高热轧薄板的成型性能。
3. 成型性能改善的影响因素除了以上提到的工艺参数外，其他因素也会对热轧薄板的成型性能产生影响。
3.1 材料的选择热轧薄板的材料选择被认为是影响成型性能的重要因素之一。
不同材料的化学成分和物理性质不同，因此其成型性能也会有所差异。
选择合适的材料可以提高热轧薄板的成型性能。
3.2 设备的结构设计薄板坯连铸连轧设备的结构设计也会对热轧薄板的成型性能产生影响。
合理的设备结构设计可以减少能量损失、提高轧制效率，并优化板形控制和润滑条件。
2023年板坯连铸行业市场分析现状
2023年板坯连铸行业市场分析现状板坯连铸行业是现代钢铁生产过程中的重要环节之一，主要用于生产热轧板坯，提供原料给热轧工序。
随着中国钢铁行业的发展，板坯连铸行业也呈现出一定的规模和竞争力。
下面将从市场规模、行业竞争、发展趋势等方面进行对板坯连铸行业市场现状的分析。
一、市场规模板坯连铸行业市场规模主要受到宏观经济的影响，随着世界经济的发展和钢铁需求的增长，板坯连铸行业市场规模呈现出稳步增加的趋势。
根据国家统计局数据显示，2019年，我国粗钢产量达到8.9亿吨，相比2018年增长了8.3%。
而板材是钢铁产品中的重要组成部分，其需求量也在逐年增加。
二、行业竞争目前，我国板坯连铸行业市场参与企业众多，竞争激烈。
主要分为大型钢铁企业和小型钢铁企业两个层面。
大型钢铁企业拥有较强的资金实力和技术实力，在市场竞争中具有一定的优势。
他们通过资源整合、技术持续创新、成本优化等方式提升企业竞争力。
而小型钢铁企业则主要依靠低成本、灵活的运营模式来在市场中生存。
同时，国内钢铁市场面临着国际市场的竞争。
国外钢铁企业具有技术优势和品牌影响力，他们通过降低产品价格、改善产品质量、提供技术支持等方式来进入中国市场。
这对国内板坯连铸行业形成了一定的竞争压力。
三、发展趋势随着科技的不断进步和市场需求的变化，板坯连铸行业呈现出以下几个发展趋势：1.技术升级。
随着自动化和信息化技术的发展，板坯连铸行业将向智能化方向发展。
通过引进先进的连铸设备和控制系统，提高连铸工艺的稳定性和自动化程度，提高生产效率和产品质量。
2.节能减排。
板坯连铸行业是高能耗和高排放行业，为了应对国家环保政策和节能减排要求，企业需要加大技术研发力度，改善设备能效和减少污染物排放。
3.产品结构调整。
随着钢铁产业结构的调整，对板坯连铸行业的产品结构和品质要求也在提高。
企业需要根据市场需求调整产品结构，提高高端产品的比重，以增加市场竞争力。
四、问题与挑战板坯连铸行业在发展过程中也面临一些问题与挑战。
带钢无头连铸连轧技术(ESP)简介
带钢无头连铸连轧技术（ESP）简介截止2013年底，我国共有70套热轧宽带钢机组己投产，产能达到2.29亿吨，由此产生的能耗巨大。
近年来，为了节能降耗，欧洲、日本和韩国等国家的钢铁企业在努力实现热轧板带减量化制造技术方面进行了大量的研究开发工作并取得显著效果。
其中，开发和发展热轧板带无头轧制技术，进一步提高板带成材率、尺寸形状精度与薄规格超薄规格比例、实现部分〃以热代冷〃、降低辐耗等方面取得显著成绩。
该项技术是钢铁生产技术的又一次飞跃, 代表了当今世界热轧带钢的前沿技术。
1997年浦项和日立联合着手开始研制采用剪切、焊接工艺，进行中间坯连接的带钢无头轧制新工艺。
1998年4月，日本新日铁大分厂研制成功了利用高能激光器对中间板坯实现对焊的钢板无头轧制生产线。
2006-2007年浦项和日立采用剪切、焊接工艺进行中间坯连接的带钢无头轧制新工艺投入工业化生产，这种基于摆剪概念的新型固态连接工艺，实现了无头轧制连接技术的创新。
2009年意大利钢铁企业阿维迪与西门子公司联手打造的世界第一套ESP无头铸轧带钢生产线投产，当年产量达到45万吨。
本文以阿维迪ESP线为例，简要介绍带钢无头连铸连轧的工艺特点及技术优势。
一、ESP工艺流程及主要特点（一）ESP工艺流程介绍阿维迪ESP生产线如图1所示,该项技术是在德马克公司的ISP技术基础上开发的，其生产线中的连铸机采用平行板式直—弧形结晶器，铸坯导向采用铸轧结构，经液芯压下铸坯直接进入初轧机轧制成中厚板，而后经剪切可下线出售，不下线的板坯经感应加热后, 进入五架精轧机轧制成薄带钢，经冷却后卷曲成带卷。
ESP工艺生产线布置紧凑，不使用长的加热炉或克雷莫纳炉，生产线全长仅190m,是世界上最短的连铸连轧生产线。
ii tt UH 电tt BMr MH 泳冷"口谅、勇矗*图1.意大利阿维迪ESP生产线示意图（二）ESP工艺的主要技术特点1 .较高的浇铸速度。
日照钢铁ESP介绍双语
备注
0.8～4×900～ φ900mm～
1600
φ2050
φ610
0.8～4×30～ φ900mm～
1600
φ1800
φ508/610
max.35t
技术协 抗拉强度：max.600MPa 议 屈服强度：max.500Mpa
厚 度：0.8～4.0mm
宽 度：卷 板 900～1600mm 纵切卷 30～1600mm
max. 25t
钢卷重量：卷 板 ≤35t 纵切卷 ≤25t
技术协 议 钢卷内径：卷 板 610mm 纵切卷 508/610mm
品名 系列 grade width （mm)
REGT 900～1600
REMK 900～1600
ESP
REWJ 900～1600
Definition of ESP：ESP(Endless strip production) The headless strip steel production, based on operation experience of original ISP product line of Arvedi company for many years, on the basis of optimization to improve the cooperative development of a new generation of hot rolled strip production technology. Is one of the thin slab continuous casting and rolling process
◆ESP工艺技术
薄板坯连铸连轧技术发展现状及展望
结论
薄板坯连铸连轧轧制区组织模拟在优化工艺、提升产品质量和开发新型钢材 等方面具有重要意义。通过组织模拟，可以深入了解轧制过程中材料的组织变化 和性能特点，为生产工艺优化提供理论支持和实践指导。同时，针对不同应用场 景选择合适的钢种和轧制工艺参数也成为可能，有助于提高钢材产品的质量和附 加值。
未来研究方向
薄板坯连铸连轧轧制区背景及基 础概念
薄板坯连铸连轧是指将液态钢水倒入薄板坯连铸机中进行连续铸造，然后将 连铸坯送入轧机进行连续轧制。在这个过程中，钢水在连铸机中逐渐冷却凝固， 形成具有一定形状和尺寸的连铸坯。随后，连铸坯被送入轧机进行高温高压的连 续轧制，最终形成具有一定厚度、宽度和性能的钢材产品。
总的来说，中国薄板坯连铸连轧技术已经得到了广泛的应用和推广，并在不 断创新和发展。未来，随着市场的需求和行业的发展，薄板坯连铸连轧技术将在 钢铁产业中发挥更加重要的作用。
薄板坯连铸连轧是一种高效、节能的钢材生产工艺，具有较高的生产效率和 产品质量。在轧制过程中，钢材的组织形态和性能特点对产品的质量和使用性能 具有重要影响。因此，薄板坯连铸连轧轧制区组织模拟成为了一个备受的研究领 域。通过组织模拟，可以深入了解轧制过程中材料的组织变化和性能特点，为工 艺优化和产品性能提升提供理论支持和实践指导。
薄板坯连铸连轧技术面临的挑战包括技术更新换代、市场竞争和技术人才的 培养等方面。随着科技的不断发展，该技术将面临越来越多的新挑战和机遇。未 来，需要加强技术研发和创新能力，不断提高产品质量和降低成本，以适应市场 需求的变化。加强技术人才的培养和引进，为技术的发展和应用提供强有力的人 才支持。
总之，薄板坯连铸连轧技术在新形势下取得了显著进步和发展，具有广泛的 应用前景和重要的发展价值。未来，需要继续加强技术研发和创新能力，提高产 品质量和降低成本，加强技术人才的培养和引进，以推动该技术在现代制造业中 的进一步发展和应用。
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日照钢铁ESP薄板坯连铸机设计特点及其生产现状日照钢铁正在运行的2号ESP生产线
日照钢铁控股集团有限公司，于2019年与奥地利Siemens-VAI公司签订了“无头带
钢生产线”（简称ESP生产线）的引进合同，引进了ESP连铸-连轧生产线的整套技术和
主要生产设备。
无头带钢轧制新工艺，是在薄板坯连铸连轧工艺的基础上，于2019年在
意大利Arvedi投入工业化生产，世界最先进的热轧薄带钢生产工艺。
日照钢铁ESP生产线工艺流程图
ESP连铸机主要参数及铸坯的规格尺寸：铸机弧半径：5m；冶金长度：20.2m；结晶器长度：1200mm；厚度：70mm~110mm；宽度：900~1600mm；长度：无头轧制；钢种：超低碳钢，低碳钢，低合金高强度钢，中碳钢及双相钢等；拉速：7.0m/min。
从钢包回转台至扇
形段出口的在线生产设备均由Siemens-VAI设计，西门子（中国）/一重进行合作制造。
1 连铸设备
1.1 连铸在线主要设备的组成特点
蝶形钢包回转台设计，钢包底部安装电磁型下渣检测；使用电动伺服控制装置的中包；半龙门式中包车设计，液压升降、横移和调整；以天然气为燃料的进口中包预热站；带结
晶器专家系统的AFM漏斗形智能结晶器；使用ABB电磁制动技术及设备；具备液芯大压下
功能的弯曲段；扇形段动态辊逢控制；下装链式设计的引锭杆。
1.2 连铸主要设备的参数及特点
（1）钢包回转台。
回转台为蝶形结构，两个叉臂可单独升降，每个叉臂装有4个称
重单元，每个称重单元可承载200t，称重误差为±0.07%。
钢包回转台承重能力约为470t，回转半径约6m。
正常工作为液压驱动，回转速度最大为1转/min；事故情况下，蓄能器为其提供动力，回转速度为0.5转/min。
钢包的升降行程为800mm，满包时的升降速度为
20mm/s。
（2）中间包。
为净化钢水，保证钢包更换期间的连续浇铸，该产线配备有大容量中
间包，其工作容量为45t，溢流容量为48t，工作层采用干式料修砌。
中间包内采用稳流器、挡墙和挡坝优化流场，并采用电动伺服装置控制塞棒启闭来控制钢流。
（3）中间包车。
中间包车采用半龙门式设计，承载重量为90t，在承重横梁安装有3
个称重单元，每个称重单元可承载50t，称重误差为±0.07%。
中间包车采用液压机构进行行走、升降及前后微调，升降行程为600mm，升降速度为30mm/s；前后微调行程为±50mm，微调速度为5mm/s；行走速度有快速（20m/min）和慢速（1.2m/min）。
另随车还设有浸入式水口事故闸板和钢包长水口机械手。
（4）中间包预热站。
采用意大利CEBA公司的中包预热站和SEN烘烤炉，以天然气为燃料进行预热。
烘烤时间约为4小时，达到工作温度1260℃。
（5）漏斗形智能结晶器。
特殊设计的漏斗形智能结晶器是Siemens-VAI与Arvedi共同开发的ESP无头带钢轧制生产线的关键技术。
其几何尺寸由Arvedi根据钢液的凝固收缩特性和高温热塑性，结合其二十多年的ISP生产实践，设计得出；其冷却传热由德国KME公司采用最先进的AFM技术设计得出，极限通钢量达到6.5t/min。
另外该结晶器具有在线调宽、在线调锥度功能及结晶器专家系统。
阿尔维迪钢厂的ESP连铸薄带坯
（6）电磁制动。
为适应高拉速、高通钢量的生产要求，采用ABB提供的新一代EMBr 技术。
在结晶器宽面浸入式水口区域设置与从水口流出的钢液流动方向垂直的恒稳磁场，对液态金属的流动起到制动作用。
其极限设定电流为±700A。
（7）弯曲段。
入口为销轴锁定的机械固定辊逢，出口为液压缸控制的动态辊逢，可实现液芯压下功能，极限压下厚度为20mm。
（8）扇形段。
由于ESP连铸机的高浇铸速度要求，为了使鼓肚和应变速率以及对结晶器液面的干扰保持在限定的范围内，Siemens-VAI采用小辊密排设计：辊径≤175mm，辊间距≤205mm。
在弯曲和矫直时，为了避免由于凝固坯壳内的应变速率对产品质量的不利影响，Siemens-VAI开发出连续曲线，以保证应变速率稳定变化，且保证在弯曲和随后矫直时,内部和外部应变低于最小允许值。
扇形段辊逢的控制与保持依靠出入口四个带位移传感器的油缸实现。
Siemens-VAI提供的凝固模型依据生产中实时的钢种、浇铸速度、过热度、二冷强度等信息，进行凝固计算，并根据计算结果不断修正扇形段的目标辊逢及在铸坯凝固末端进行轻微压下，达到减轻中心疏松和中心偏析的目的，提高铸坯质量。
（9）二次冷却控制。
弯曲段和弧形段采用高压水冷却，确保高的冷却速率来强化新生坯壳。
矫直段和水平段采用气雾冷却以确保有更宽的冷却范围，从而为第一架粗轧机提供具有足够温度的铸坯。
冷却水量能够沿着铸坯宽度方向独立调节。
根据铸坯宽度，中间和边部喷嘴可以调整不同的水量，从而使得铸坯整个宽度方向的温度均衡，确保边角部有较高的温度。
动态配水模型在线计算铸坯的热履历，控制水量来精确调节铸坯的表面温度，满足后续粗轧机所需要的铸坯表面温度。
ESP铸流进入大压下轧机的入口
除上述在线设备特点外，日钢ESP连铸机还有如下特点：（1）日钢ESP是我国建成投产的第一条采用当今世界钢铁行业最先进技术装备的无头带钢生产线；（2）铸坯厚（生产95mm铸坯，远大于50~70mm的CSP铸坯厚度），为后续轧制提供更多热量，从而省去粗轧前的加热，直接进行轧制，大大降低轧制能耗；（3）产量高。
与常规板坯连铸机相比，单线产量提高40%以上，达到220万t/a。
日钢ESP生产线一角
山东日照钢铁公司截至2019年陆续投产了三条ESP，总的来说目前生产尚不够稳定。
该生产线由300吨转炉、200吨铁水脱硫，300吨LF炉、300吨RH炉供应钢水，再经连铸机-三架粗轧机-摆剪-转毂剪-感应加热-五架精轧机-层流冷却-飞剪-地下卷取机组成。
全长160m，每条线设计年产能255万吨，产品厚度为0.8-6.0mm，最大宽度达1600mm。
2019年7月3日，日照钢铁ESP产线成功轧制厚度0.8mm带钢日标SPHC钢种，填补了国内极薄规格中宽带钢空白
2019年开发生产碳钢、低合金钢和DP800双相钢等，在规格方面可稳定轧制厚度为0.8mm的热轧带钢，厚度小于1.2mm的产品比例超过50%，月产量突破15万吨，带钢平直度、凸度、力学性能稳定均匀，表面平均粗糙度达15μm，生产表明日照ESP线能耗较传统热轧低66%以上，比CSP低约20%。
日照钢铁计划今后再建两条ESP生产线。
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