连铸连轧综述
连铸连扎一-绪论

连铸连轧-绪论 连铸连轧 绪论
第一章
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Contents
1 2 3 4
连铸连轧简介
连铸连轧的优点
连铸技术存在的问题
连铸连轧存在与发展的意义
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1.1 定义及分类
连铸连轧
定义:由连铸机生产出来 定义:
的高温无缺陷坯, 的高温无缺陷坯,无需清理 和再加热(但需经过短时均 和再加热( 热和保温处理) 热和保温处理)而直接轧制 成材,这样把“ 成材,这样把“铸”和“轧 ”直接连成一条生产线的工 艺流程。 艺流程。
连铸: 连铸:95 t 钢坯 模铸: 模铸:86 t 钢坯
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3 连铸技术存在的问题
缺陷
要保证连铸坯直接轧制和热装, 要保证连铸坯直接轧制和热装,无缺 陷铸坯比率越高越好。 陷铸坯比率越高越好。 为保证铸坯有足够的轧制温度, 为保证铸坯有足够的轧制温度,一般 要保证温度在1000~1100℃以上, 要保证温度在 ~ ℃以上, 且断面温度要均匀。 且断面温度要均匀。
美国 中国 日本
英国
世界钢产量与连铸比的关系
我国钢产量与连铸比的关系
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2 连铸连轧的优点
1、简化生产工艺流程。仅连铸工 、简化生产工艺流程。 序就取代了模铸工艺中的整模、 序就取代了模铸工艺中的整模、 铸锭、脱模、均热、开坯等工序。 铸锭、脱模、均热、开坯等工序。
英国
1979 新日铁大分厂建成世界第一个 最新型的钢铁联合企业, 最新型的钢铁联合企业,采用 大型转炉配连铸机, 大型转炉配连铸机,实现全连 铸。
1964 谢尔顿钢铁厂实现全连铸生产。 谢尔顿钢铁厂实现全连铸生产。
钢的连铸连轧技术

(3) 热加工履历不同,N,C,S等析出物的固溶析出历
程,机制不同,其形态分布通过控轧控冷更易控制,更有 利于合金元素作用的发挥和组织性能的提高。冷装既析出 再固溶较难;连铸连轧时无(少)析出,始终固溶再经变 形诱导析出,更细更均布,未析出部分再经相变沉淀硬化, 进一步提高性能质量; (4) 连铸连轧工艺控制得当更有利于钢的高温塑性,防 止裂纹等缺陷的产生,提高 成形质量,CC-DR,DHCR防 止“红送裂纹”产生。
2.2 铸坯质量的保证技术
(1)保证连铸坯质量是连铸及连铸连轧工艺得以成立 和发展的前提(物美价廉) 由于炼钢技术(炉外精练)提高了钢的纯净度, (S,P,N,H,O等)杂质含量由过去500×10-6降至100×10- 6,及连铸技术的提高(保护浇注,潜入式水口,保护渣润 滑,电磁搅拌,气水雾化冷却,软压下,压缩浇铸等)已使 连铸坯质量基本得到保证。一般无缺陷率可在96%以上,满 足生产要求,故检测难而无需检测。在诸多内外表面缺陷中, 最障碍连铸连轧工艺实现的是表面裂纹缺陷,因其不能进行 表面清理; (2)表面裂纹的形成机理:开裂必须:受力;弱点,应 力集中超过断裂强度。一般碳钢三个高温脆性区为图2所示。
2.1 连铸连轧的金属学特点 (与传统工艺相比)
(1) 铸坯热履历不同使原始晶粒组织不同 1)近终形连铸快冷,枝晶短,晶粒细均,偏析少, 有利; 2)但历程无相变细化晶粒作用,无γ-α-γ,易使原 始γ体晶粒粗大, (α+γ)HCR甚至易产生混晶 (原γ长大,α被吞蚀或变成细的新γ晶), 不利。这只 有通过粗轧高温大压下再结晶作用来补救,但低温热装却与 冷装无异; (2) 热加工履历不同,液芯软压下改善中心组织,晶粒 细化作用大,疏松偏析少;;
2 流 3 × 9 0( 公 称 ) 涟源钢 7 铁厂 钢)转炉 机 / 1 05 t 实 际 出 ( CSP 铸 ( 800~1600) 机 立弯型 ( 70~55) × 230 SMS 轧 0 . 8 ~1 2. 7 炉 291m× 2 7 机架 辊底式均热 2 8. 0 2004-3
薄板坯连铸连轧技术

薄板坯连铸连轧技术哎,说起薄板坯连铸连轧技术,这可真是个让人头大的话题。
不过,别急,让我给你慢慢道来,咱们用点大白话聊聊这个技术,希望能让你听得明白,也不至于太枯燥。
首先,咱们得知道啥是薄板坯。
简单来说,就是那种厚度比较薄的钢坯,一般在几毫米到几十毫米之间。
这种薄板坯在建筑、汽车制造等行业里可受欢迎了,用途广泛得很。
那么,连铸连轧又是啥意思呢?这就好比是一条生产线,从钢水变成薄板坯,再到成品,整个过程是连续不断的。
想象一下,就像做面条,从和面、擀面到切面,一气呵成,效率杠杠的。
好了,现在咱们来聊聊这个技术的细节。
首先,钢水被倒入一个叫做连铸机的设备里。
这个连铸机就像是一个巨大的模具,钢水在里面冷却凝固,形成一长条的钢坯。
这个过程得控制好温度和速度,不然钢坯就容易变形或者有缺陷。
接下来,就是连轧环节了。
这个环节,钢坯会被送进轧机里,经过反复的轧制,逐渐变薄。
这个过程有点像是擀面杖擀面,只不过这里的“面”是钢坯,而“擀面杖”是巨大的轧辊。
轧制的过程中,还得不停地调整轧辊的速度和压力,确保钢坯的厚度均匀,表面光滑。
说到这儿,我得提一个特别有意思的细节。
你知道,轧制过程中会产生大量的热量,这些热量如果不及时散发,钢坯就会过热,影响质量。
所以,工程师们就想了个办法,用冷却水来给钢坯降温。
这就像是在做铁板烧的时候,不停地往铁板上浇水,既能降温,又能增加风味。
最后,经过连轧的薄板坯就可以被切割成合适的尺寸,打包出厂了。
这个过程虽然听起来简单,但实际上涉及到很多复杂的控制和调整,需要工程师们精心操作。
总的来说,薄板坯连铸连轧技术就像是一条高效的生产线,从钢水到成品,一气呵成。
虽然这个过程听起来有点枯燥,但正是这些技术的进步,让我们的生活变得更加便利。
下次你看到那些闪闪发光的汽车或者高楼大厦,不妨想想,这里面可能就有薄板坯连铸连轧技术的功劳呢。
第四章连续铸轧过程

第四章连续铸轧过程第四章连续铸轧技术4.1 连续铸轧技术概论直接将金属熔体“轧制”成半成品带坯或成品带材的工艺称为连续铸轧。
这种工艺的显著特点是结晶器为两个带水冷系统的旋转铸轧辊,熔体在辊缝间完成凝固和热轧两个过程,而且在很短的时间内完成。
连续铸轧具有投资省、成本低、流程短等优点,目前,连续铸轧工艺已广泛的应用于铝合金等有色金属的生产中,在钢铁生产中的应用还处于试生产阶段。
连续铸轧技术不同于连铸连轧,后者实际上将薄锭坯铸造与热轧连续进行,即金属熔体在连铸机结晶器中凝固成厚约50-90mm 的坯后,再在后续的双机架(单机架、三机架)温连轧机上连续温轧成带坯或成品板带材,铸造和温轧是两道独立的工序。
而连续铸轧技术使连铸和轧制两个原先独立的工艺工程更加紧密地衔接在一起,已不再是一个纯粹的冶金和凝固过程,而是在连铸、凝固的同时伴随着轧制过程。
原来的全凝固压力加工规律和塑性变形规律也发生了相应的变化。
(一)铝带铸轧1951年,美国亨特一道格拉斯(Hunter—Douglas)公司首次铸轧成了铝带坯,制成了双辊式连续铸轧机。
随后,法国彼西涅(Pechiney)公司研制的3C水平式双辊铸轧机也获得成功,从那以后,铝带坯双辊连续铸轧技术和设备得到了迅速的发展。
截止到2007年底,亨特工程公司及意大利法塔亨特公司(FATA Hunter)的铸轧机已达153台,法国原普基工程公司(Pechiney Engineering)和现在的诺威力昔基工程公司(Novelis PAE)生产的3C式铸轧机,全球保有182台。
国外还有一些由其他公司和企业自制的双辊式铸轧机,主要是亨特式或3C式的变型,但产量不多,这一类铸轧机国外保有的总数也只有50多台。
我国铝带坯连续铸轧技术研究开发工作始于20世纪60年代。
1964年初进行了双辊下注式铝带坯连续铸轧模拟实验,并于同年铸轧出厚8mm,宽250mm 和400mm的铝板,1965年铸轧出宽700mm的铝带坯,1971年由东北轻合金加工厂研制成我国第一台8001Tim水平式下注式双辊铸轧机。
连铸连轧生产:连铸的优越性

1.1 钢的浇注概述
1.1.3连铸的优越性
2 提高金属收得率 采用模铸工艺,金属收得率为84%~88%,而连铸工艺则为 95%~96%,金属收得率提高10%~14%。 3 降低能源消耗 采用连铸工艺比传统模铸工艺可节能1/4~1/2,如果连铸坯采 用热装技术或者直接轧制技术,能源消耗还会进一步降低,同时 生产周期也会减少。
感谢聆听
1.1 钢的浇注概述
1.1.3连铸的优越性
需要指出的是,现阶段连铸工艺还不能完全取代模铸工艺, 主要原因在于,有些钢种的特性不适合于连铸生产,比如高锰钢。 另外一方面对于一些小批量、大厚度高强度的钢材,连铸还是无 法取代模铸。虽然目前连铸机生产最大板坯厚度可以达到700mm, 不能轧制200mm以上的钢板,而且连铸坯厚度越厚,存在的生产 问题与质量问题也越多。
连续铸钢生产
1.1 钢的浇注概述
1.1.3连铸的优越性
两种工艺之间最根本的区别在于模铸属于间断生产,而连铸 属于连续生产,正是基于这一根本区别,相比于模铸工艺,连铸 工艺具有以下优越性:
1 简化工序,缩短流程 连铸工艺省去了脱模、整模、钢锭均热、初轧开坯等工序, 可节省基建投资费用约40%,减少占地面积约30%,节省性
4生产过程机械化、自动化程度高 设备和操作水平的提高,采用全过程的计算机控制管理,不 仅从根本上改善了劳动环境,还大大提高了劳动生产率。 5提高质量,扩大品种 大部分钢种均可以采用连铸工艺生产,如硅钢、工具钢等约 500多个钢种都可以用连铸工艺生产,而且质量很好。
连铸连轧工艺

连铸连轧工艺要说这连铸连轧工艺啊,那可真是现代工业生产中的一项神奇技术!我还记得有一次去一家钢铁厂参观,那场面,真是让我大开眼界。
刚走进厂房,就能感受到一股热浪扑面而来,机器的轰鸣声震耳欲聋。
我看到巨大的熔炉里,钢水红彤彤的,像翻滚的岩浆一样,特别壮观。
咱们先来说说连铸这部分。
连铸啊,简单来说就是把液态的钢水直接变成固态的铸坯。
这可不是一件容易的事儿!得先把钢水倒进一个特制的结晶器里,这个结晶器就像一个魔法盒子,能让钢水迅速冷却凝固,形成一个有一定形状和尺寸的铸坯。
在这个过程中,温度的控制那是相当关键。
如果温度太高,铸坯可能就会出现裂纹;要是温度太低,又会影响铸坯的质量。
所以,那些技术人员就像魔法师一样,时刻盯着各种仪表和数据,精心调整着温度和其他参数,确保铸坯完美成型。
再来说说连轧。
连轧就是把刚刚铸好的铸坯经过一系列的轧机,不断地挤压和拉伸,让它变成我们需要的各种钢材产品。
这就好比是给铸坯做“瘦身运动”,而且还是连续不断的那种。
轧机的轧辊就像巨大的擀面杖,把铸坯一点一点地擀薄、拉长。
每经过一道轧机,铸坯的形状和尺寸都会发生变化,直到最后变成符合要求的钢材。
连铸连轧工艺的好处可太多啦!首先,它大大提高了生产效率。
以前,铸和轧是分开进行的,中间要经过很多繁琐的环节,费时又费力。
现在呢,一气呵成,从钢水到钢材,速度快得惊人。
其次,它还能节省能源和原材料。
因为整个过程是连续的,减少了中间的停顿和运输,也就降低了能源的消耗和材料的损失。
而且啊,这种工艺生产出来的钢材质量也更稳定,性能更优越。
在实际应用中,连铸连轧工艺已经广泛用于生产各种类型的钢材,比如建筑用的螺纹钢、汽车制造用的板材等等。
可以说,我们生活中的很多东西都离不开它。
不过,这连铸连轧工艺也不是没有挑战的。
比如说,设备的维护就是个大问题。
那些轧机和结晶器整天高强度工作,很容易出现故障。
一旦出了问题,就得赶紧抢修,否则会影响整个生产进度。
还有就是对操作人员的技术要求很高,他们得时刻保持警惕,应对各种突发情况。
连铸连轧生产:薄板坯连铸连轧
8.1.2薄板坯连铸连轧的发展历程
第二代:以1999年德国蒂森-克虏伯的CSP产线为代表 注重了高附加值产品,包括低合金高强度钢、深冲用钢以及 硅钢等的开发,结晶器最大厚度达到90 mm,冶金长度相应增加 ,同时,采用了漏钢预报、电磁制动、液芯压下等新技术,铸机 通钢量最大达到3.7 t/min。
8.1.2薄板坯连铸连轧的发展历程
把轧制工艺的连续性作为划分薄板坯连铸连轧技术先进性的 标志,第一代技术采用单坯轧制技术,第二代技术采用半无头轧 制技术,无头轧制技术无疑是第三代技术的标志,技术特征如表 所示,工艺布置图如图所示。
8.1.2薄板坯连铸连轧的发展历程
技术特征 标志性特征 铸坯厚度,mm (未考虑conroll、QSP及ASP) 1300mm钢通量,t/min 铸坯软压下方式
8.1.1薄板坯连铸连轧技术特点
技术上的显著特征包括: (1)快速凝固:采用薄铸坯后,凝固速度提高10倍,凝固时 间缩短为原来的十分之一。 (2)大变形:最终产品厚度低至0.7mm,变形量达到98%。 (3)温度均匀:由于产线紧凑,作业时间短,加上采用半无 头或全无头轧制,头尾温度波动更小。 在以上工业特点基础上,获得的组织特点包括: (1)铸坯偏析小。 (2)晶粒细小。
2
(52~70)× (850~1680) 1.2~12.7 200
2
(135~150)× (900~1550) 1.5~25.0 250
2
(50~90)×(900~1600)
1.0~12.7 253
2+5PC 6CVC 1+6ASP 7CVC
1
(70~110×(900~1600)
0.8~6.0 222
SiO2(w Al2O3(w)
11连铸工艺与设备连铸连轧的匹配XXXX
11.1 连铸与轧制的衔接工艺
连铸坯的断面形状和规格受炼钢炉容量及轧材品种规格和质量要求等因素的制约。铸机的生产能力应与炼钢及轧钢的能力相匹配,铸坯的断面和规格应与轧机所需原料及产品规格相匹配(见表2-1及表2-2),并保证一定的压缩比(见表2-3)。为实现连铸与轧制过程的连续化生产,应使连铸机生产能力略大于炼钢能力,而轧钢能力又要略大于连铸能力(例如约大10%),才能保证产量的匹配关系。
连铸坯热送热装和直接轧制工艺的主要优点是:(1)利用连铸坯冶金热能,节约能源消耗。节能效果显著,直接轧制可比常规冷装炉加热轧制工艺节能80%~85%;(2)提高成材率,节约金属消耗。由于加热时间缩短使铸坯烧损减少,例如高温直接热装(DHCR)或直接轧制,可使成材率提高0.5%~1.5%;(3)简化生产工艺流程,减少厂房面积和运输各项设备,节约基建投资和生产费用。
钢铁生产工艺流程发展方向:连续化、紧凑化、自动化。实现钢铁生产连续化的关键之一是实现钢水铸造凝固和变形过程的连续化,亦即实现连铸-连轧过程的连续化。连铸与轧制的连续衔接匹配问题包括产量的匹配、铸坯规格的匹配、生产节奏的匹配、温度与热能的衔接与控制以及钢坯表面质量与组织性能的传递与调控等多方面的技术,其中产量、规格和节奏匹配是基本条件,质量控制是基础,而温度与热能的衔接调控则是技术关键。
11.4 CC-DR工艺
连铸-直接轧制(CC-DR)工艺与采用的关键技术A 保证温度的技术1-钢包输送;2-恒高速浇注;3-板坯测量;4-雾化二次冷却;5-液芯前端位置控制;6-铸机内及辊道周围绝热;7-短运送线及转盘;8-边部温度补偿器(ETC);9-边部质量补偿器(EQC);10-中间坯增厚;11-高速穿带B.保证质量的技术1-转炉出渣孔堵塞;2-成分控制;3-真空处理RH;4-钢包-中间包-结晶器保护;5-加大中间包;6-结晶器液面控制;7-适当的渣粉;8-缩短辊子间距;9-四点矫直;10-压缩铸造;11-利用计算机系统判断质量;12-毛刺清理装置C 保证计划安排的技术1-高速改变结晶器宽度;2-VSB宽度大压下;3-生产制度的计算机控制系统;4-减少分级数D 保证机组可靠性的技术1-辊子在线调整检查;2-辊子冷却;3-加强铸机及辊子强度
连铸连轧工艺流程简介
连铸连轧工艺流程简介连铸连轧是一种常用的金属加工工艺,用于生产钢材和铝材等金属材料。
它通过连续的铸造和轧制过程,将金属坯料逐步加工成所需的形状和尺寸。
本文将对连铸连轧工艺流程进行简要介绍。
连铸连轧工艺流程一般包括连铸、连轧和冷却三个主要阶段。
在连铸阶段,金属熔融后被注入连铸机的铸模中。
连铸机通过旋转或摆动的方式,将熔融金属逐渐冷却凝固,形成连续的坯料。
连铸机通常由多根连续运转的结晶器组成,以保持铸坯的连续性。
连铸后的坯料通常具有较大的横截面积和较短的长度。
在连铸完成后,坯料将被送入连轧机进行进一步加工。
连轧机通常包括多个辊道,其中辊道之间的间隙逐渐减小。
坯料通过辊道的作用,逐渐被加工成所需的形状和尺寸。
连轧机通常由多个辊道和辊筒组成,以确保金属坯料的连续性和均匀性。
连轧机的作用是将坯料逐步压制和延展,同时使其产生塑性变形,从而改变其形状和尺寸。
在连轧完成后,金属材料通常需要进行冷却处理。
冷却的目的是使金属材料在加工过程中产生的热量迅速散发,从而避免材料的过热和变形。
冷却通常通过喷水或其他冷却介质的方式进行。
冷却后的金属材料可以进一步进行切割、打磨和检验等后续处理,以满足不同的应用要求。
连铸连轧工艺具有高效、快速和节能的特点,广泛应用于钢铁和有色金属行业。
它可以将金属原料迅速转化为所需的成品,并具有较高的生产效率和质量稳定性。
连铸连轧工艺还可以通过控制温度、压力和速度等参数,实现对金属材料力学性能和表面质量的调控。
然而,连铸连轧工艺也存在一些问题和挑战。
例如,金属材料在连轧过程中容易产生内应力和组织不均匀等问题,这可能会影响材料的机械性能和加工性能。
此外,连铸连轧工艺对设备的要求较高,需要保证设备的稳定性和可靠性,以确保加工过程的连续性和一致性。
连铸连轧工艺是一种重要的金属加工工艺,通过连续的铸造和轧制过程,将金属坯料加工为所需的形状和尺寸。
它具有高效、快速和节能的特点,广泛应用于钢铁和有色金属行业。
5 连续铸轧
5. 连续铸轧5.1 概述现代冶金工业正向着短流程、节能型、连续化、自动化、高质量方向发展。
连铸作为冶金和轧制成形的中间环节,起到承上启下的重要作用。
随着连铸技术的进一步发展,出现了连铸坯热送热装、直接轧制技术和薄板坯连铸连轧技术,使连铸和轧制这两个原先独立存在的工艺过程更加紧密地衔接在一起,因此连铸已不再是一个纯粹的冶金和凝固过程,而是在连铸、凝固的同时伴随着轧制过程。
原来的全凝固压力加工规律和塑性变形本构关系,也发生了相应的变化,该项技术已经成为一种新的边缘科学。
直接将金属熔体“轧制”成半成品带坯或成品带材的工艺称为连续铸轧。
这种工艺的显著特点是其结晶器为两个带水冷系统的旋转铸轧辊,熔体在其辊缝间完成凝固和热轧两个过程,而且在很短的时间内(2~3s)完成的。
它也不同于薄板坯连铸连轧,后者实质上将薄锭坯铸造与热轧连续进行,即金属熔体在连铸机结晶器中凝固成厚约50~90mm的坯后,再在后续的连轧机上连续轧成板材,其铸造和轧制是两道独立的工序。
5.1.1铝带铸轧连续铸轧技术具有投资省、成本低、流程短等优点,从20世纪50年代以来一直在有色金金,特别是铝带的生产上得到了广泛的应用。
该技术可直接铸轧厚度为几毫米的近净形状(near net shape )带材,并且铸轧带无需热轧开坯就可冷轧成更薄的带材或箔材。
1951年美国亨特·道格拉斯(Hunter-Dougalss)公司设计制造成功全球首台工业生产用双辊式铝带坯连续铸轧机。
使这种技术进人工业化生产阶段;1981年中国冶金工业部铝加工试验厂(即现在的华北铝业有限公司的前身)制成φ650m m×1600mm双辊倾斜式铸轧机,并投入试生产。
经过50多年的发展,铝合金带坯的连续铸轧技术取得了长足进展,截止2000年底,全球约有400台连续铸轧机在运转,其中最多的是:法塔亨特铸轧机约135台普基铝业工程公司3C式铸轧机约120台中国的双辊式铸轧机超过60台高速薄带坯铸轧机27台无机架铸轧机约10台这些铸轧机的总生产能力达3600kt/a。
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薄板坯连铸连轧综述1.前言连铸连轧技术作为钢铁生产工业近年来最重要的技术进步之一,具有节省能源、流程短、设施少、成材率高、生产成本低、产品质量好、品种开发潜力大等突出优点11~文而在薄板坯在生产过程中应用该技术时获得的组织晶粒细小、二次枝晶间距小、偏析程度低,应用该技术进行生产优势更加明显⑹。
因此,全世界各大钢铁生产企业纷纷引进投建薄板坯连铸连轧生产线。
近些年来,随着薄板坯连铸连轧技术日益成熟和广泛,使人们熟悉到原来的薄板坯连铸连轧技术仍有很多不足之处,开头进行技术的再开发和提高,使技术更臻于成熟和完善。
2.薄板坯连铸连轧技术简介2.1连铸连轧技术连铸连轧全称连续铸造连续轧制I,是将液态金属连续通过水冷结晶器凝固后直接进入轧机进行塑性变形的工艺方法。
传统生产工艺是用熔炼炉将炼好的钢液铸成铸锭,经过保温、锻造制成锻坯,之后再通过均热炉加热到高温并保温一段时间后才进行热轧。
这一过程需要多次加热保温,既铺张了能源,也使生产周期过长。
而连铸连轧技术则是把熔炼好的液态钢倒入连铸机中轧制出钢坯(称为连铸坯),然后不经冷却,在均热炉中保温肯定时间后直接进入热连轧机组中轧制成型的钢铁轧制工艺。
这种工艺奇妙地把铸造和轧制两种工艺结合起来,相比于传统的先铸造出钢坯后经加热炉加热再进行轧制的工艺具有简化工艺、改善劳动条件、增加金属收得率、节省能源、提高连铸坯质量、便于实现机械化和自动化的优点口~叫2.2薄板坯连铸连轧连铸坯在轧制之前依据板坯厚度可以分为厚板坯连铸、中厚板坯连铸和薄板坯连铸。
随着连铸坯厚度的减小,板坯中部的冷却速度增大。
冷却速度增大之后,铸坯中部的晶粒变得细小、缺陷削减、偏析减轻、二次枝晶的间距也随之减小。
表1为文献⑺中依据钢研院供应的报告资料所做的统计。
因此,连铸连轧技术应用于薄板坯后的优势更加明显。
表2 根据钢研院提供的报告资料统计生产工艺铸坯厚度(mm)冷却速度木F品间距(mm)中间品粒组织情况厚板环连铸200-300W― 10°450晶粒粗大,有中心疏松中厚板坯连铸>90-150IO-1l~ιo∣250薄板坯连铸40-70IO1-IO240~100晶粒细小,致密,没有疏松3.薄板坯连铸连轧技术的进展历史依据产品生命周期理论和薄板坯连铸连轧技术各个不同进展阶段的详细特征,特殊是市场特征,可将薄板坯连铸连轧技术的进展分为下列四个阶段bl©:1、研发期(1985~1989) 1986年德国施罗曼一西马克公司(SMS)建筑了一台采纳“漏斗型”结晶器的立弯式薄板坯连铸机,并以6m∕min的拉速胜利地生产出50 mmX 1600 mm的薄板坯,该技术被称为CSP。
几乎同时,德国曼内斯曼德马克公司(MDH)采纳改进的超薄型扁形水口和平板直弧形结晶器以4.5 m/min的拉速胜利地生产出60 mm × 900 mm和70 mm × 1200 mm的薄板坯,该技术被称为ISP。
1988年奥钢联(VAI)采纳薄平板型结晶器及薄型浸入式水口浇出第一块厚度为70 mm的不锈钢薄板坯,该技术被称为CoNRoLL。
此外,意大利达涅利(DANlELI)、日本住友等公司也开展了讨论、开发薄板坯连铸连轧技术的工作。
2、引入期(1989-1994)O 1989年6月世界上第一条薄板坯连铸连轧生产线在美国纽柯公司的克劳福兹维尔厂建成投产,该生产线采纳了SMS的CSP技术,年产80万t。
1992年,一条年产50万t的ISP生产线在意大利的阿维迪建成投产,并于1993年9月达到设计产量。
与此同时,意大利达涅利的FTSR技术、日本住友金属的QSP技术及奥地利奥钢联(VAI)的CoNRoLL技术等处于半工业试验阶段。
3、成长期(1994-1999)o针对最先投产的几条生产线所遇到的产量和质量问题,各供货商实行了相应的改进措施。
使机构配置得到了优化,连接段工艺不断简化、适用,并优化了整个生产流程,最终产品的质量也得到了提升。
4、成熟期(1999至今)。
薄板坯连铸连轧技术经过近二十年的不断进展,工艺、设施、自动化系统等日趋完善,产品质量和产量也不断提高,足以与常规热轧流程相媲美。
因此可以说薄板坯连铸连轧技术已步入了成熟期。
4.薄板坯连铸连轧技术的优势4.1薄板坯连铸连轧技术的经济优势连铸连轧技术由于整个生产流程较传统工艺简化很多,并且不用反复加热, 因此可以节省投资成本和生产成本,生产效率也大为提升。
此外,生产过程中由于加热时间削减,工期工艺缩短,使得原料损耗削减,成材率得到提高。
所以薄板坯连铸连轧技术相比于传统生产技术显现出巨大的经济优势。
依据SMS公司的资料,薄板坯连铸连轧工艺的优势主要在于:投资低,约为传统热连轧的58%o从整个生产流程来看,电炉-薄板坯连铸-连轧的热轧卷的吨材投资量将降至300美元左右;而高炉・转炉-薄板坯连铸■连轧的热轧卷的吨材投资量将降至600~800美元,甚至更低些口叫薄板坯连铸连轧工艺能耗低,约低50%;生产成本约为常规轧机的78%;成材率比常规轧机高1.8%左右;而修理费用约为常规轧机的39%。
4.2薄板坯连铸连轧技术的技术优势421细晶高强由于薄板坯连铸浇铸的铸坯薄(一般为50~90mm),在结晶器及二冷区的快速冷却过程中,柱状晶短,等轴晶区宽,晶粒细化;而在随后的直接轧制中取消了丫一α相变区的中间冷却而使产品组织得到弥散硬化,从而使产品的机械性能强化,非常有利于生产高强度钢材。
珠钢目前已大批量生产高强度钢板,其屈服强度345 MPa的集装箱板极限厚度为L4mm,屈服强550 MPa的高强度汽车结构板极限厚度达1.8 mm,屈服强度大于700 MPa的高强度集装箱板极限厚度为2 mm。
在稍加微合金元素V, Ti 的状况下便可开发出晶粒尺寸为3〜4 μ m的超细晶粒高成形性结构钢⑺。
4.2.2降低缺陷连铸连轧技术在生产过程中铸坯的冷却速度加快。
快速凝固有利于夹杂物的形成,使它们成为细小的球状。
长条夹杂物的削减有利于获得各向同性的弯曲性能。
此外,铸坯的宏观中心偏析状况也大为改善。
4.2.3产品薄规格化在常规热连轧机上由于坯厚(200〜250 mm),变形量大、道次多、轧辐热膨胀大、轧制不稳定等缘由,在生产薄规格产品(W2mm以下)时对产量影响较大,而薄板坯连铸连轧工艺的产量主要取决于连铸,板坯进轧机时尾部在炉内保温,不需升速轧制,而且开轧温度较高,因而较相宜生产薄规格带钢。
传统热轧带钢产品的厚度主要分布状况是:2.00-2.99mm,约占47.5%;3.00~4.99mm 约占25.7%; 1.50~l.99mm,约占14.3%;而小于 1.50mm 仅占0.3%。
二十世纪90年月以来,由于薄板坯连铸连轧工艺的进展,使得热轧薄板的最小厚度已经有可能达到Imm以下,而其产品主要厚度范围将主要分布在1.0~3.0mm 之间。
对于传统冷轧带钢轧机的产品而言,其厚度分布状况是:约有60%分布在0.6~1.2mm 之间,约有15%分布在1.2~1.6mm之间。
因此,薄板坯连铸连轧作业线的热轧产品将部分挤占L0~2.2mm之间冷轧产品的市场口支4.2.4生产特种钢薄板坯连铸连轧技术在设计和投产的开头阶段主要是为了提高生产效率、降低生产成本。
因此该技术更多的被大型钢铁企业所应用,用于大规模生产使用量大的一般板材、带材。
对于生产工艺要求高的较为特殊钢种,薄板坯连铸连轧技术在开头阶段并未涉及。
薄板坯连铸连轧技术经过十多年的进展、完善,己从开发初期的以低成本、生产中低档次产品,关心中小企业进入扁平材生产领域并取得良好的经济效益,进展到目前与传统的钢铁联合企业的转炉工艺有机结合,生产双相钢和TRIP钢及电工钢、奥氏体不锈钢等品种,充分采用了薄板坯连铸连轧技术工艺优越性的另一方面,表明薄板坯连铸连轧技术在高端产品的应用方面仍有很大的潜力。
以高附加值的薄和超薄规格热轧板卷为主导产品,与常规热轧工艺争夺市场,而且大有替代之势。
5.薄板坯连铸连轧技术的种类216]5.1CSP工艺技术世界第一条CSP生产线薄板坯连铸连轧生产线已于1989年建成投产,因其工艺开发早,技术成熟,工艺及设施相对较简洁牢靠,故实际应用也最多。
CSP 技术的主要特点是采纳立弯式铸机漏斗形结晶器,最初的铸坯很薄,一般为40-50mm,未采纳液芯压下,后部设辐底式隧道炉作为铸坯的加热均热及缓冲装置,采纳5~6架精轧机,成品带钢最薄为l~2mm05.2ISP工艺技术ISP工艺由MDH公司开发,采纳矩形平板结晶器,并相应采纳扁平薄形浸入式水口、直结晶器弧形铸机。
1992年在意大利Arvedi厂最初建成投产ISP铸机铸坯厚度60mm,经O段的液芯压下减薄到43mm,在铸机后设有3架在线预轧机架,在不切断铸机的状况下将铸坯轧薄成15~25mm厚度的中间坯,按定尺切断后通过安装在辑道上的感应加热后进入称为Cremona炉的用煤气加热保温的卷取箱,两卷位的中间坯卷交替向4架的精轧机(现已增加了第5机架以生产更薄的产品)喂料。
生产力量可达80万t∕a,最薄成品为Immo5.3FTSR工艺技术FSTR由达涅利公司开发,采纳透镜形结器,在铜板结晶的下口宽面仍具有凸出的外形,直延长到二冷O段末铸坯才逐步就矩形,铜板晶器连带O段一起被称为长漏斗形结晶器,或H2结晶器。
它具有CSP漏斗形结晶器的优点,又削减了铸坯的变形率,有利于生产包晶在内一些裂纹敏感性钢种并有利于提高拉速。
采纳结晶器弧形铸机及液芯压下,但它不同于ISP在。
段完成液芯压下,而是应用一套液穴长度制软件系统,通过所浇钢种、铸坯断面、中包温度、拉速、结晶器冷却及二冷等参数来测算和掌握坯液穴长度,并合理安排各扇形段的压下,使最的压下点接近液穴的末端,以获得最佳的削减析及中心疏松而提高铸坯质量的效果。
FTST工艺按不同的要求,铸坯出结晶器厚50-90mm,经液芯压下后为35-70mm,在实行无头轧制的状况下最薄的产品可达到0.7~0.8mm,单流铸机生产线生产力量可达160万t∕a054 CONROLL工艺技术CoNRoLL技术由奥钢联(VAI)开发,其流程为:弧形连铸机■辑底式加热炉-除鳞机-连轧机组(带AGC、窜辐及弯辐装置)-层流冷却-卷取机。
∞NROLL技术的主要特点是采纳平行板直结晶器,结晶器出口处板坯厚70mm,由于铸坯在结晶器内未变形,因此具有良好的表面质量。
该铸机浇铸板坯厚75~125mm°此外,由于板坯断面积大,故可采纳较低的拉速,降低结晶器的磨损,削减了拉漏几率;在卷重相同的状况下,板坯定尺短,输送短道、加热炉长度均较短。
6.薄板坯连铸连轧技术的进展趋势近年来,随着对薄板坯连铸连轧技术的深化讨论,其工艺、设施和自动掌握等方面新的技术不断开发,使其得到快速进展和完善。