薄板坯连铸连轧的技术组成.doc

薄板坯连铸连轧的技术组成
唐荻蔡庆伍米振莉
TheCompositionoftheTechniqwueofThinSlabContinuousCastingandContinuousRolling
TangDiCaiQingwuMiZhengli(NationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnology,UniversityofScienceandtechnologyBeijing,100083)
1发展历史薄板坯连铸连轧是80年代末出现的新技术,是钢铁工业近年来最重要的技术进步之一。从1989年第一套采用薄板坯连铸连轧的热轧板厂投产以来,至今已有约40条生产线投产或在建。薄板坯连铸连轧工艺与传统钢材生产技术相比,从原料至产品,吨钢投资下降19%～34%,吨材成本降低80～100美元,生产时间可缩短10倍以至数10倍,厂房面积、金属消耗、加热能耗、电耗分别为常规流程的24%、66.7%、40%和80%。薄板坯连铸连轧技术的发展分为3个时期：开发期,推广期和提高期。开发期始于1984年,德国西马克（SMS）公司首先投资进行开发工作,并于1987年在美国的纽柯钢铁公司建成第一个薄板坯连铸连轧（CSP）厂,即纽柯的Crawfordzville厂。推广期从1989年Crawfordzville投产开始,薄板坯连铸连轧的技术优势为人们所认识,并成为世界钢铁业的投资热点。除SMS的CSP技术外,还出现了德国德马克（MDH）的ISP技术,意大利达涅利（DANIELI）的FTSR技术,奥地利奥钢联（VAI）的CONROLL技术等等。提高期从最近1～2年开始,原来的薄板坯连铸连轧技术仍有许多不足之处,需对其进行再开发和提高。代表生产线是西马克在我国邯钢建设的热轧厂,达涅利在加拿大ALGOMA建设的生产线和德马克在南非建设的SALDANHA生产线。
2技术组成薄板坯连铸连轧技术与传统的热连轧带钢生产相比使用了许多新技术,如连铸新技术,衔接区新技术,带钢热轧新技术。2.1连铸新技术2.1.1结晶器技术结晶器是薄板坯连铸技术的核心,各个公司的技术不尽相同。CSP工艺采用上宽下窄的漏斗型结晶器,结晶器上部容积大,最大开口度170mm,水口与结晶器之间有足够的距离,使保护渣易均匀分布,钢液液面稳定,无湍流,钢液不会在水口与模壁之间搭桥,其形状见图1a。达涅利公司采用透镜型结晶器,上下口均为中间宽,两端窄,比漏斗型结晶器有更多的优点,内应力低,钢液流动性能更好,可以浇包晶钢,形状见图1b。ISP和CONROLL技术则采用矩形断面结晶器。图1c为ISP的结晶器。2.1.2浸入式水口在薄板坯连铸连轧采用异型结晶器时,使用与常规板坯连铸相近的较大尺寸的水口,较薄的矩形结晶器则使用扁形的超薄水口,CSP技术使用水口的平均寿命达到每周期10～12次,最高达18～19次,为了使结晶器内钢液流动状态更加优化,CSP已经发展了4代水口,见图2。

图1各种型式的结晶器a)CSP漏斗型结晶器；b)达涅利透镜型结晶器；c)ISP平板结晶器

图2CSP水口发展的历史
2.1.3新型连铸保护渣由于薄板坯的高拉速,流入结晶器和坯壳间的保护渣量相对减少,因而使润滑效果变差,粘滞性拉漏可能性增加。为改善铸坯与结晶器间的润滑,保护渣要有合适的粘度和凝固温度,以便与高拉速相适应。2.1.4电磁制动技术在薄板坯连铸中由于结晶器的容积相对较小,板坯拉速较高,通常结晶器内的钢液流速较快,容易对铸坯的凝固外壳形成冲刷,造成卷渣和钢液液面的波动,电磁制动（EMBR）打碎了集中的高速钢液流,大大提高了铸坯质量,图3为采用和不采用电磁制动技术连铸质量的比较。2.1.5液压振动技术结晶器的液压振动采用高频率,小振幅的振动,并且可以根据铸坯拉速调节频率和振动的波形,使铸坯的表面质量达到最优。2.1.6液芯压下技术

图3电磁制动对连铸质量的影响
在结晶器出口,利用铸坯液芯状态,进行压下变形,液芯压下,可以减少中心偏析,特别是减少锰引起的偏析,减少中心疏松和细化晶粒,并且液芯压下可以提高轧机的生产效率,提高产量。2.2衔接区技术2.2.1衔接缓冲区的工艺设计与控制技术薄板坯连铸连轧是将两个成熟的,各自成为体系的技术连铸和连轧,通过衔接区连在一起,而这两项技术存在着诸多不协调,不匹配因素：如①连轧作业率高,可达80%～90%;而连铸作业率仅为60%～70%。②生产节奏不匹配,连轧生产节奏较快。③板坯的温度场不同,出连铸机铸坯断面温度分布的最大温差为200℃左右,而轧钢要求有较高和稳定的开轧温度,最大温差小于±10℃。④对铸坯的尺寸要求不同。⑤轧钢和连铸不同工序所需要的维修和停机的周期时间不同。为此,薄板坯连铸连轧技术的一个重要的特点是出现了衔接