薄板坯连铸连轧技术

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二冷方式
• 气水混合冷却方式。冷却强度沿着浇铸方 气水混合冷却方式。 向及板坯宽度方向分区域进行自动控制， 向及板坯宽度方向分区域进行自动控制， 水流速度根据板坯厚度、宽度、 水流速度根据板坯厚度、宽度、浇铸速度 进行控制。 进行控制。
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平行板式薄板坯结晶器(ISP) 平行板式薄板坯结晶器(ISP)
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振动形式
• 液压驱动形式 • 振动频率：最大400次/min 振动频率：最大 次 • 振动波形：波形可调 振动波形： （正弦，非正弦锯齿） 正弦，非正弦锯齿）
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二冷方式
• 气水混合冷却或者干冷（即空冷，用于一 气水混合冷却或者干冷（即空冷， 种特殊钢种的浇铸），冷却强度大， ），冷却强度大 种特殊钢种的浇铸），冷却强度大，根据 浇铸速度调整水量及水压。
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• 当液态保护渣层高度大于结 晶器振动幅度时， 晶器振动幅度时，保护渣才 能流入铜板与坯壳之间， 能流入铜板与坯壳之间，形 成渣膜并起到良好的润滑和 传热作用。 传热作用。 • 薄板坯表面积大导致保护渣 消耗量大，另外， 消耗量大，另外，消耗量随 着钢水温度的升高和结晶器 振幅的下降而增大。 振幅的下降而增大。
Step 4
相关技术的研发
Step 3
工艺技术的完善
Step 2
铸坯厚度
Step 1பைடு நூலகம்
实现薄板坯连铸连轧的主要条件
• 具备高温无缺陷板坯的生产技术； 具备高温无缺陷板坯的生产技术； • 连铸机具有板坯在线调宽技术； 连铸机具有板坯在线调宽技术； • 炼钢、连铸机、热连轧机操作高度稳定。 炼钢、连铸机、热连轧机操作高度稳定。
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平行板式中厚板坯结晶器 (CONROLL)
• 形状尺寸：垂直段长2m。 形状尺寸：垂直段长2m。 2m • 特点 钢水凝固初期平稳而均匀， 钢水凝固初期平稳而均匀， 夹杂物能充分上浮。 夹杂物能充分上浮。 • 浸入式水口亦为薄片型，出 浸入式水口亦为薄片型， 钢方式为两侧壁开孔出钢。 钢方式为两侧壁开孔出钢。
除鳞设备的改进措施
• 优化喷嘴到板坯表面的距离和角度； • 开发新型高压小流量喷嘴，使水流压力高， 但是冲击到板坯表面的水量小，减小温降。
旋转除鳞机喷淋水的轨迹
某生产线上氧化铁皮的去除
三、薄板坯连铸连轧工艺与设备参数
薄板坯厚度的选择 压缩比 连铸坯的加热 轧件宽度在线调整 无相变加热
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浸入式水口
• 壁厚 壁厚23~25mm，出口为两侧孔，向下倾 ，出口为两侧孔， 角30°~ 40°左右。 ° °左右。 • 熔融石英材质
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振动形式
• 液压驱动形式 • 振动频率：0~400次/min 振动频率： 次 • 振动波形：波形可调 振动波形： （正弦，锯齿，三角形） 正弦，锯齿，三角形）
结晶器形状特点
长度＞ 长度＞1000mm，上口面积增大，漏斗形 ，上口面积增大， 拉坯受阻，横裂缺陷 拉坯受阻， 小振幅,高频率的振动装置 小振幅 高频率的振动装置
结晶器类型
• 漏斗形结晶器 • 透镜式结晶器 • 平行板式薄板坯结晶器 • 平行板式中厚板坯结晶器
漏斗形结晶器（CSP） 漏斗形结晶器（CSP）
气水混合冷却，属于弱二冷方式，可保证铸坯均匀冷却， 气水混合冷却，属于弱二冷方式，可保证铸坯均匀冷却，有效防止裂 更适合一些新钢种的浇铸。此外， 纹，更适合一些新钢种的浇铸。此外，此种方式可以节约大量的冷却 水。
保护渣
• 传统板坯连铸：混合型和预熔型保护渣 传统板坯连铸： • 薄板坯连铸：中空颗粒保护渣 薄板坯连铸： 作用：结晶器壁与铸坯间的润滑，传热。 作用：结晶器壁与铸坯间的润滑，传热。 特点：熔点更低，流动性更强，黏度更低（ 特点：熔点更低，流动性更强，黏度更低（便 于保护渣流入坯壳与铜板之间，快速形 于保护渣流入坯壳与铜板之间， 成保护渣膜）。 成保护渣膜）。
连铸保护渣熔化示意图
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电磁制动
定义： 定义：在结晶器上部对钢液施加液 态磁场，以加强对钢液的控制， 态磁场，以加强对钢液的控制， 使钢液不翻动，不卷渣， 使钢液不翻动，不卷渣，不冲刷 器壁，以改善铸坯质量的新技术， 器壁，以改善铸坯质量的新技术， 称为电磁制动。 称为电磁制动。 作用：限制钢流速度， 作用：限制钢流速度，降低液面波 使液面平静，减少紊流， 动，使液面平静，减少紊流，减 少保护渣卷入钢水， 少保护渣卷入钢水，有利于铸坯 和结晶器铜板之间的润滑， 和结晶器铜板之间的润滑，减少 表面裂纹， 表面裂纹，增加非金属夹杂物的 上浮机会，延长结晶器寿命， 上浮机会，延长结晶器寿命，提 高产品质量。 高产品质量。
薄板坯连铸连轧技术的优点
• • • • 工艺简化，设备减少，生产线短； 工艺简化，设备减少，生产线短； 生产周期短； 生产周期短； 节约能源，提高成材率； 节约能源，提高成材率； 更有利于生产薄带和超薄带钢。 更有利于生产薄带和超薄带钢。
薄板坯连铸连轧存在的问题
• • • • • 作业率的不匹配； 作业率的不匹配； 生产节奏不匹配； 生产节奏不匹配； 板坯的温度场不同； 板坯的温度场不同； 对铸坯的尺寸要求不同； 对铸坯的尺寸要求不同； 维修和停机的周期不同。 维修和停机的周期不同。
薄板坯连铸连轧的关键技术
• • • • • 结晶器及其相关装置 浸入式水口 保护渣技术 铸轧技术 动态软压下技术 • • • • 冷却制度 高压水除鳞技术 加热方式 精轧机组
四条典型生产工艺
• CSP (compact strip production): 紧凑式热带生 产线 • ISP (inline strip production): 在线热带生产工艺 • FTSC/FTSRQ (flexible thin slab rolling for quality): 生产高质量产品的灵活性薄板坯轧制 • CONROLL :用于生产不同钢种的高质量热轧带 :用于生产不同钢种的高质量热轧带 卷
薄板坯连铸连轧技术
2009-4,5
主要内容
绪 论 薄板坯连铸技术 薄板坯连铸连轧工艺与设备参数 生产过程计划调度系统的优化 生产线的配置
一、绪 论
• • • • • 发展阶段 薄板坯连铸连轧具备的条件 薄板坯连铸连轧的优点 薄板坯连铸连轧存在的问题 薄板坯连铸连轧的关键技术
发展阶段
铸机、 铸机、轧机的技术匹配
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二冷方式
• 喷水冷却，冷却强度大，根据浇铸速度调 喷水冷却，冷却强度大， 整水量及水压。
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透镜式结晶器(FTSC) 透镜式结晶器(FTSC)
• 形状尺寸：长1.1m，出口厚度 形状尺寸： 1.1m， 50~80mm，经矫直辊加工后， 50~80mm，经矫直辊加工后，出铸 机厚度为35~70mm 35~70mm。 机厚度为35~70mm。 • 特点： 特点： 鼓肚形状贯穿整个铜板； 鼓肚形状贯穿整个铜板；内部容积 (60%)， 大(60%)，可以通过更大的钢水流量 且有更好的钢水自然减速效应； 且有更好的钢水自然减速效应；有 利于浸入式水口的插入， 利于浸入式水口的插入，保证结晶 器内液面稳定；减少铸坯表面裂纹； 器内液面稳定；减少铸坯表面裂纹； 板坯尺寸灵活， 板坯尺寸灵活，坯壳成型过程中变 形最小。 形最小。
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振动形式
• 液压驱动或四点偏心轮振动 • 振动频率：最大400次/min 振动频率：最大 次 • 振动波形：波形可调 振动波形：
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二冷方式
• 气水混合冷却
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二冷方式对比
对低合金钢和裂纹敏感性的钢种， 对低合金钢和裂纹敏感性的钢种，喷水冷却往往会因其不 均匀造成铸坯缺陷。 均匀造成铸坯缺陷。
注意事项：
• 液芯压下厚度必须小于产生裂纹的最大压下 量，压下后的叠加应变低于产生裂纹的临界 应变。 • 最好在上部扇形段完成压下，且不要集中在 很短的区域或一点上，设计的越长越好。 • 由钢种、液芯长度及操作参数来确定压下位 置和压下量，可动态调整。
高压水除鳞技术
• 必要性：薄板坯表面积大，不及时清除氧化铁 皮，会与轧辊在高温下接触，不仅损坏轧辊， 常因轧制速度远高于浇铸速度而将氧化铁皮轧 入。 • 除鳞装置有高压水、旋转高压水多种类型，水 压从10~20MPa提高到40MPa。奥钢联开发了圆 环形和网状旋转式高压水除鳞装置。 • 除鳞机可以多点布置。加热炉前，粗轧机前， 精轧机间（FTSC在精轧机架F1,F2后仍进行多 道除鳞），精轧机后。
• 形状尺寸:断面呈矩形，长1m，上 形状尺寸:断面呈矩形， 1m， 部垂直，下部弧形，半径为5.2m 部垂直，下部弧形，半径为5.2m 左右。 左右。 • 特点 承受拉应力的能力较强。 承受拉应力的能力较强。 上口尺寸小， 上口尺寸小，不利于浸入式水口 的插入，保护渣熔化不好， 的插入，保护渣熔化不好，薄板 坯表面质量不好。 坯表面质量不好。
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电磁制动对铸坯质量的影响
电磁搅拌
• 改善晶体结构，提高冷却 改善晶体结构， 效率，增加等轴晶区， 效率，增加等轴晶区，减 少中心碳偏析。 少中心碳偏析。
电磁搅拌装置示意图
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液芯压下技术
• 定义：又名软压下，是指在结晶器出口处板坯 定义：又名软压下， 尚未完全凝固的条件下将其厚度压缩到要求尺 寸的工艺。 寸的工艺。 • 目的：节能，提高生产效率。 目的：节能，提高生产效率。 • 作用：将铸坯厚度减薄，改善表面质量及平整 作用：将铸坯厚度减薄， 改善铸坯中心疏松，（ ，（内部晶粒破碎和滑 度，改善铸坯中心疏松，（内部晶粒破碎和滑 细化晶粒，减轻中心偏析。 移）细化晶粒，减轻中心偏析。
二、薄板坯连铸技术
• • • • • 结晶器 浸入式水口 保护渣 电磁制动与电磁搅拌 液芯压下技术
结晶器
• • • • • • 作用与要求 形状特点 类型 浸入式水口 振动形式 二次冷却
对结晶器的要求
• • • • 结构简单，便于制造和维护； 结构简单，便于制造和维护； 良好的导热性和刚性； 良好的导热性和刚性； 重量轻； 重量轻； 内表面具有良好的耐磨性和耐蚀性。 内表面具有良好的耐磨性和耐蚀性。