铸轧技术概况

第一章铸轧技术概况

双辊铸轧是一种用双辊的表面来冷却液态钢水并使之凝固以生产薄带钢的方法，其工艺特点是液体金属在结晶凝固的同时承受压力加工和塑性变形，在很短的时间内完成从液体金属到固态薄带的全过程]1[。

双辊铸轧的平均冷却速度接近100℃/s，因此，其凝固速度要比常规工艺大约快1000倍左右，并能够铸轧出厚度约为常规铸坯1/100的薄带，取消了热轧过程，由于双辊式铸轧冷却速度快，因此，用这种方法有可能生产具有特殊性能的产品。

1.1我国铝连铸连轧机列开发和发展动向

铝连铸连轧是把铝的熔炼至热轧六道完全不同的工艺合并为两道的新的铝加工工艺技术，使铝液结晶并产生一定的变形率，从而实现铝及铝合金熔融液态的金属铸轧成6mm～10mm铸轧板材，形成铸轧卷带材的工艺过程。20世纪60年代，随着这种新的铝加工工艺技术在美国、前苏联等国家先后研制成功，与之匹配的生产设备 --铝连铸连轧机列开始在世界上许多国家进行装备，用这种机列生产铝卷带材，为冷轧薄板和铝箔提供坯料。由于这种加工工艺的简化，带来了生产设备的大大简化。用连铸连轧机列生产铝卷带材，具有投资少、见效快、操作简便等一系列优点。对中小企业，特别是对轻工、民用材极为适用。正是由于铝连铸连轧工艺及其设备具有上述突出的特点和优势，在今天蓬勃发展的铝加工技术中，特别是在“ 1＋3”、“1＋4”铝热连轧技术不断应用于工业生产的情况下，连铸连轧工艺依然具有旺盛的生命力，其工艺革新和设备优化具有广阔的空间。涿神公司作为中国铝加工专用设备的开发研制基地，在20世纪80年代通过与日本株式会社神户制钢所、神钢商事株式会社的合资，积极引进日本神户制钢的先进技术和先进管理经验，成功研制的从Φ650mm到Φ1023m m、辊身长度从1350mm到1900mm的系列连续铸轧机，基本上涵盖了国内铝加工行业所有的规格类型。公司在1 995年开发研制成功的Φ960 ×1550mm超型连续铸轧机的性能、技术指标都达到甚至超过国际同类设备的水平。特别是2000年，随着国家“产业化前期关键技术与成套装备研制开发项目--Φ1050×1600mm超薄快速铸轧”的研制成功并投入生产运

行，标志着涿神公司在中国铝及铝合金连铸连轧技术及设备的开发研制方面达到了一个新的里程碑]2[。

1.1.1 铝连铸连轧机列设备组成

铝连铸连轧机列最突出的特点是要把铸造和热轧各道工序融为一体，在一台铸轧机上完成整个工艺过程。这台机列应当具备铸造机的性能，把熔融液态金属大量热能迅速带走，使液态金属在很短的时间内完成铸造结晶过程，而且能控制晶粒。同时要对已形成的铸造组织进行压力加工，即热轧过程，并产生20％～40％的变形率。这样的工艺过程，既可以省去金属的二次加热、组织均匀化等各种工序，同时又可以大量节约能源，使设备设置简化，结构紧凑。

基于上述特点，一台完整的连铸连轧机列应包括熔炼炉、静置炉、熔铝输送和供给系统、铸嘴调整装置、铸轧机本体、夹送辊、剪切机及偏导辊组件、卷取机、卸卷装置、电气系统、液压系统以及辅助系统几部分。

1.1.2 连铸连轧机列发展动向

铝连铸连轧机列和其它工艺设备一样，一直处于不断的创新改进和优化发展中。尤其是在改革开放以来，随着国家经济体制改革和中国铝加工业的飞速发展，大量民营、私营企业投资铝加工，推动了铝加工技术及设备的革命化应用。但由于连铸连轧工艺的历史比较短，近几年来的突破有限，与热连轧工艺相比，在产品性能、生产效率方面差距较大。因此改善产品性能，扩大铸轧产品应用范围，提高生产效率是今后连铸连轧工艺及其设备的主要发展方向。具体地讲，主要有以下几个方面：

1.1.3 扩大合金品种，提高精炼技术

液态金属的成分和质量问题，是影响铸轧板质量的主要因素之一。扩大合金品种，尤其是软合金品种，是决定连铸连轧产品能否适用于铝深冲延加工的关键。在目前的1000系、3000系、5052、8011几个品种的基础上，应研究开发用于饮料罐和高质量PS 版基用料的合金品种。同时，在熔铝的除气和过滤系统方面进一步研究和改进，以提高合金的品位和熔炼精度。

1.1.4 发展超薄、超宽、快速连铸连轧机列

铝连铸连轧存在的普遍问题是速度和厚度问题。厚度一般都限定在 6mm～10mm，速度在1m／min～ 1.5m／min之间。这样，势必要增加后续工序的轧制道次，同时为提高产量就必须增加机组数量。Φ1050×16 00mm 超薄快速铸轧机的研制成功，证明在解决

热交换问题的前提下，铸轧厚度可以降至3.5mm～2mm，速度可以提高到3m／min～8m／min，甚至更高，这样铸轧机的生产效率可以成倍递增。另外通过改变铸轧机参数来增大铸轧板带宽度，同样可以提高生产效率。

应用现代自动控制系统应用现代自动控制原理及人机界面，进行铸轧速度／转矩调节控制、张力控制、厚度测量和控制以及网络通讯数据交换，实现连铸连轧生产过程的高度自动化、信息化和人机一体化。经过20多年的发展，涿神公司在连铸连轧工艺和设备的开发研制方面取得了巨大成就，其设计、制造水平一直处于国内领先地位。保持与中国铝加工业的发展速度同步，赶超国际连铸连轧设备技术水平，任重道远。从中国铝加工业的现状和市场前景来看，加快研发超薄、超宽、快速连铸连轧机列仍是今后一大亮点。(程杰)

1.1.5 2005年我国连铸技术装备发展概况]3[

2005年，我国连铸生产伴随着钢铁生产持续高速增长的形势，再次取得可喜的成绩。据不完全统计，2005年新诞生连铸机共81台、235流，年增产能7083万吨。其中，板坯（含扁坯）连铸机增加31台、45流，年增产能3351万吨；薄板坯连铸轧设备增加3台、4流，年增产能780万吨；大方坯、矩形坯连铸机增加11台、40流，年增产能598万吨；小方坯、矩形坯连铸机增加31台、129流，年增产能1994万吨；圆坯连铸机增加3台、11流，年增产能160万吨；异形坯连铸机增加2台、6流，年增产能200万吨。2005年新增连铸机平均单流年产能为30.14万吨。新增板（扁）坯连铸机和薄板坯连铸连轧设备年产能共4131万吨，占所有新增连铸机总产能的58.32%。截至2005年年末，全国正在生产的连铸机累计总台数达677台、2207流，年产能达到41077.75万吨，其中板（扁）坯连铸机和薄板坯连轧设备的年产能约占年总产能的41%。

截至2005年12月下旬，全国连铸坯总产量约为33420万吨，同比增加约6897万吨，增长约26%。在连铸坯总产量中，62个中国钢铁工业协会会员单位的连铸坯产量约为26770万吨，180个非会员单位的产量约为6650万吨。从连铸坯产量上看，年产量大于1500万吨的有宝钢集团（约2050万吨）和鞍本钢铁集团（约1775万吨）两家；年产量大于1000万吨但小于1500万吨的有武钢集团（含鄂钢、约1310万吨）、首钢（约1050万吨）、沙钢（约1030万吨）、莱钢（约1010万吨）、济钢（约1005万吨）、唐钢（约1001万吨）六家；年产量大于800万吨但小于1000万吨的有马钢（约950万吨）和华菱集团（约850万吨）两家；年产量大于500万吨但小于800万吨的有邯钢（含舞