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1、第一章 绪论一、薄板带卷生产方式与特点薄板坯连铸连轧技术是20世纪末80年代开发成功的新技术，它具有以下三种优点：1、装备水平高；自动化程度高；劳动生产率高。2、流程短，工序少；不知紧凑占地少；环保好污染少。3、能耗低；投资低；成本低。和传统工艺相比，薄板坯连铸连轧工艺还具有如下特点：1、 由于板坯厚度较薄，他在结晶器内的冷却强度大，铸态组织晶粒细化。2、全套图纸，加1538937062、直接轧制，取消了相变温度区的中间冷却，热轧变形在粗大奥氏体组织上直接进行，避免了合金元素在板坯冷却过程中析出，而使成品组织得到弥散硬化和获得更精细，更均匀的金相组织。3、辊底式均热炉保证板坯温度的均匀和稳定，
2、而使板坯全长的力学性能和厚度公差均匀一直。4、强力高压水除磷，保证板坯表面质量。5、高精度的厚度、板形、平直度、宽度、温度自动控制系统使板坯的几何尺寸精度达到最高水平。6、较高的轧制温度，使得即使精轧机架数少，也能更易轧制超薄热轧板坯。7、由于薄板坯连铸连轧生产线的小时产量主要取决于连铸机的拉速和板坯宽度，因此轧制较薄规格的板坯不会像传动轧机那样受到很大影响。二、薄板连铸连轧工艺流程及主要生产设备包头钢铁集团薄板坯连铸连轧厂的这条薄板坯连铸连轧生产线是目前我们国内已建成的代表世界领先技术的三条生产线之一，其主要的工艺流程如下页所示：其中主要生产设备有：转炉：氧气顶吹转炉的生产特点是吹炼周期短，
3、生产率和设备运转率高，周转频繁。由于制氧技术的发展，可为工业提供大量廉价的氧气，为氧气炼钢提供了条件，在1952年，奥地利Linz和Donawitz两城相继建成氧气顶吹转炉，但当时转炉的重量只有30吨。氧气顶吹转炉炼钢方法的特点是，由炉口插入吹氧管至炉内液面一定高度后，从上面向熔池吹入工业纯氧进行冶炼，故此法亦称为LD法。由于这种炼钢方法具有不用燃料，冶炼周期短，生产率高，冶炼品种多，质量好，生产费用低，建厂速度快和投资少等优点，因而得到了迅速的发展，成为近代炼钢生产的主要手段。薄板连铸连轧工艺流程图连铸机:连铸机可以把钢水直接连续地浇铸成钢坯，由炼钢跨送来的盛满钢水的盛钢桶装在连铸机的钢包旋
4、转台上，通过中间包小车，把钢水注入结晶器，在那里凝结成具有一定厚度的坯壳，即由引锭杆牵引着拉出结晶器，进入第一至第八段二次冷却夹辊，引锭杆是由拉矫辊驱动的，铸坯在二次冷却区内被雾化的冷却水冷却，继续凝固。当它通过最末一段二冷夹辊后，即被拉矫辊矫直，使之沿水平方向前进。钢包旋转台：钢包旋转台有不同的运动形式，不同的工作性能，因而有不同的结构形式。最简单的旋转台只用一个转臂，就能做旋转运动。一般的旋转台除了作旋转运动之外，还能使钢包做升降运动。多功能的旋转台还有钢包倾倒装置，钢包盖升降装置和吹起装置等。在钢包旋转台上，一般都有连续侧重装置，大都是在承托钢包的鞍座上设置测力传感器来实现的。中间包小车
5、：中间包是钢包与结晶器之间的中间容器。用钢包运来的钢水先注入中间包，然后再经过中间包注入结晶器中，使用中间包的作用是减少钢水的静压力，是钢流平稳，以减小钢流对结晶器内钢水的冲击和搅动。钢水在中间包内停留的时间，是非金属夹杂物有时间上浮。在多流连铸机上，是通过中间包将钢水分配到每个结晶器。进行多炉连浇时，可以在中间包内存放一定数量的钢水，以保证在更换钢包时能够继续浇铸。辊底式均热炉：设在铸机和轧机之间的辊底式均热炉，是连接铸机和轧机的唯一工艺设备，其作用是连续不断的接收铸机产生的高温板坯，经过加热和均热后及时供给轧机合乎加热质量要求的薄板坯。当轧机正常生产换工作辊，或者下游设备临时出现故障时其调
6、节和缓冲作用，也即在CSP的“刚性”机组之间增加了炉子的“柔性”环节，使CSP线的连铸连轧工艺能顺利进行。当两机两流工艺时，连接段的炉子还起到连续不断转运远离轧线铸机的连铸热坯任务，为摆动的转运方式。目前，CSP生产线的连接段多采用直通辊底式炉型，炉型结构简单，并方便在线自动控制的要求。因它仅需通过对每个炉辊速度变化的控制，就可完成与前面铸机和后面轧机对铸坯速度的同步要求，以及在炉内快速运坯拉开前后铸坯间的间隙，使炉子具有缓冲与协调的能力。板坯还可根据轧线的工艺要求在炉内正向运送和反向运送，或待轧时，铸坯在炉内出料端进行前后摆动等待。两机两流工艺间距25米时采用两座双线辊底式均热炉生产线并具有
7、摆动功能。炉子均为四段炉型（加热炉段、运输炉段、摆动炉段、存储炉段），26个温度控制区进行侧部上、下供热。产生的烟气，由炉子顶部三个排烟口分别进入水平烟道，经渗冷稀释、助燃空气换热器，炉膛压力电动调节烟闸，最后通过三座自立式钢烟囱自然排出，并完成炉膛压力三段（加热与运输炉段、摆动炉段、存储炉段）自动控制。全炉共有161个水冷式炉辊，每个炉辊的速度均可通过变频器（一个炉辊一个）和每个炉辊所配置的2.2KW变频齿轮电机进行单独变速。速度范围为2.865m/min,并可正向或者反向转动。板坯加热温度通常为1100，温差10。为此加热炉段的炉温为1200，其他炉段的炉温为1130用于均热和保温。不同的
8、铸速下板坯入炉温度、炉温与加热制度、各炉段的控制区数量、烧嘴数量及供热能力是不同的。摆动炉段的的炉体钢结构系安放在下面框架式的摆动车上，并通过摆动车的支撑、定心、摆动、对中定位、密封五个主要的环节完成板坯在高温下的转运工作。三、国内外热薄板连铸连轧发展状况自20世纪60年代中后期带钢轧机应用计算机技术以来, 带钢生产的技术装备和工艺发生了很大的变化, 一定程度上满足了汽车和家电等行业用户的需求。但在此后近20年的时间里, 带钢的生产在技术上没有大的突破, 生产方式没有发生大的变化。随着下游产品技术含量的不断提高, 市场对带钢的性能、质量不断提出新的要求, 加上能源价格、原材料价格及人工费用的不
9、断上涨, 迫使钢铁工业寻求技术上的新突破。在这种背景下, 薄板坯连铸连轧技术在20 世纪80 年代中期应运而生。1、第一代技术（1）第一代技术的出现第一代技术是由德国西马克公司研究开发成功的，美国纽柯公司首先引进了此项技术，并于1989年在克拉福兹维尔厂建成世界上第一条生产线。研究开发成功薄板坯连铸连轧技术最具代表性的厂家是西马克、德马克、奥钢联、达涅利等。尽管各自的工艺路线不同, 装备也各具特色, 但这些生产线都通过紧凑结构、热装热送、连铸连轧等技术来生产合格的产品, 实现高的经济效益。多条生产线投产后, 又促使各自技术相互渗透、共同完善。薄板坯连铸连轧技术按工艺特点分, 主要有CSP、IS
10、P、Controll、FTSC、CPR、TSP等，目前世界上应用最多的是CSP (紧凑式带钢生产)、ISP (串列式带钢生产)和FTSR(灵活的薄板坯连铸连轧)三种。（2）第一代技术的主要特点相对常规热连轧技术, 它有3 方面重要突破: 采用炉外精炼技术, 最大程度地保证了连铸所需的钢水质量; 设计了能连铸优质薄板坯的结晶器, 由于板坯厚度薄, 在结晶器内冷却的强度大, 细化了板坯铸态的组织晶粒; 成功地将连铸工艺与连轧工艺连接起来,实现了直接轧制, 从而取消了相变温度区的中间冷却, 使热轧变形在粗大奥氏体组织上直接进行,避免了合金元素在板坯冷却过程中析出, 由此获得更精细、更均匀的金相组织。
11、相对常规的热连轧生产, 薄板坯连铸连轧技术可以: 省去初轧机组, 减少板坯堆放场地, 如果建年产150万吨的生产线, 可省去投资35%45%; 可降低能耗70% 80%; 提高成材率1.8%左右, 大大减少操作人员, 污染少。第一代技术还有一个主要特点, 即几乎全部由100150t 的电炉供应钢水, 单流铸机生产能力80万吨。实行奥氏体轧制, 终轧温度860, 终轧产品最薄为1.2mm。主要生产碳钢。典型的生产线有美国克拉福兹维尔厂、未改造前的西班牙ACB 厂、意大利阿维迪厂以及我国未改造前的珠江钢厂。2、第二代技术经过对第一代技术近10 年的不断改进和完善, 20 世纪90 年代末, 第二代
12、技术已经成熟。我国1999 年底开始投产的生产线基本上都应用了第二代技术, 其基本特点是:（1）采用半无头轧制技术, 减少头尾损失, 改善了组织性能, 提高了最终产品的质量。（2）实施了铁素体轧制。轧件在前几架轧机以奥氏体组织状态接受轧制, 到一定厚度时, 经快速水冷后转变为铁素体状态。后几架轧机将处于这一状态的轧件轧到要求的产品尺寸, 并获得终轧温度, 随后按工艺要求冷却至卷取温度。这种方法进一步完善了产品的内在组织性能。（3）扩大了单流铸机的生产能力, 一般都可提高到130万吨。由于150t 以上电炉操作成功的把握性差, 所以第二代技术中, 多采用转炉与连铸机相匹配。这对提高生产效率、降低
13、成本和对钢中残量元素的控制起到很好的作用。我国1999 年以后建成的连铸连轧生产线均采用了转炉与连铸机匹配。（4）由“钢液熔池控制系统数学模型”实现液芯压下工艺。实践证明, 采用液芯压下技术, 对铸坯细化晶粒的作用更大, 使得在相同轧制温度下,铸坯获得的韧性更好。（5）结晶器断面尺寸增至70mm , 使液芯压下量的大小在浇铸前和浇铸中可灵活设定, 以适应终轧带卷厚度的要求。3、我国的研究应用及发展状况（1）研究阶段我国自20 世纪80 年代中后期开始重视对薄板坯连铸连轧技术的引进、研究与开发。一方面, 20 世纪90 年代后期, 国家将此项技术作为“九五”期间的重点引进项目, 与德国施罗曼西马
14、克公司签订了引进3 条生产线的合同, 分别落户珠钢、邯钢、包钢, 并于1998 年11 月、1999 年12 月和2001 年4 月分别建成投产。另一方面, 在引进技术的同时, 20 世纪80 年代中后期, 我国对此项技术的研究和开发就已展开, 主要由上海钢铁研究所、东北大学、北京钢铁研究总院承担研发工作。北京钢铁研究总院和兰州钢厂经多年合作研究与开发, 于1992 年在兰州钢厂建成我国第一条试验性生产线, 并成功地拉出了50mm 900mm、70mm 900mm 的薄板坯, 虽然由于后续资金未到位, 连轧系统没有连上, 没有实现真正意义上的的连铸连轧, 但拉坯的成功为我国建设中宽度薄板坯连铸
15、连轧生产线提供了技术基础。（2）引进和自主开发阶段自1998年11月至2004年8月,我国已建成7条薄板坯连铸连轧生产线,其中珠钢、包钢、邯钢、马钢、涟钢采用的是CSP工艺,唐钢采用的是FTSR工艺, 这6条生产线均从国外引进。另外,鞍钢的中薄板坯连铸连轧生产线绝大部分设备为国内制造,具有自主知识产权。国内正在建设的生产线有5条：本钢：预计2004年12月投产, 年产能250万吨(FTSC)；通钢；预计2005年7月投产，年产能140万吨(FTSC)；酒钢：预计2005年12月投产，年产能250万吨(CSP)； 济钢：预计2005年12月投产，年产能140 万t (A SP) ; 唐山新丰: 预计2005年12月投产，年产能160万吨(国内技术)。4、我国已投产的生产线产品开发及典型技术实践介绍7条生产线所属的生产厂在投产后, 几乎都提出了“引进、吸收、消化、发展”的思路, 在生产实践中采取多种手段强化培训工作, 加快了吸收、消化国外先进技术的速度。围绕产品开发, 制定了全面的试制计划和产品大纲。7条生产线有一个共同的特点：即建设顺利达产顺利, 开发的产品几乎涵盖了自己的产品大纲，且绝大部分已替代了常规传统轧机生产的产品。在多年的生产实践中，已自主集成、积累和掌握了一整套能解决生产中诸多难题的技术，鞍钢和包钢还建立了具有自主知识产权的专有体系。应该说薄
