连铸坯热轧工艺及控制

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1、连铸坯热轧工艺及控制材化学院 冶金074 班 刘永 13号【摘要】介绍了韶钢炼轧厂连铸坯热轧工艺的实施方案 总结了连铸坯热送、热装 、热轧工艺及控制的 一些经验 。实施这一方案取得了缩短加热时间，减少钢坯烧损 ，降低能耗的效果 。Abstract】关键词 ：热送热装 ；连铸坯 ；温度Introduces the application of casting billet hot rolling mill refining process, summarizes the implementation scheme of casting billet hot delivery and hot ch

2、arging, hot rolling process and control of some experience. To implement this plan made shorter heating time, reduceloss of billet, reduce the energy consumption. Keywords: hot charging, Slab, Temperature 1 前言 众所周知，连续炼钢与传统炼钢注锭初 轧开坯相比，以其减少金属损失和能源消耗 所产生的巨大经济效益，在钢铁行业得到推 广和应用。人们在有效地利用高温连铸坯的 显热，实现了在炼钢连铸轧

3、钢过程中更 大幅度的节省能源。为充分发挥连铸坯热送 热装工艺的优势、降低钢坯加热能耗、缩短 加热时间，减少连铸坯氧化烧损、降低生产 成本和提升企业竞争力。韶钢于 2000 年配 套建成了 90t Consteel 电炉炼钢生产线， 和原小型连轧厂合并为 “四位一体”（即 Consteel电弧炉一LF炉一连铸一连轧）短 流程生产线。2 连铸坯热送热装工艺方案2.1 主要工艺设备及性能参数 炼轧厂生产工艺流程见图 1。 韶钢炼轧炼钢工序是2000 年 11 月从德兴 公司引进投产的Consteel电弧炉一LF炉一 高拉速高效四机四流小方坯连铸生产线， 主要设备性能参数见表1。韶钢炼轧厂轧钢工序生产

4、线于 1995 年从意 大利达涅利公司引进，并于1996年10 月建 成投产，采用二级计算机控制， 自动程度 较高。主要设备有：步进梁式加热炉 （国 产）、18 架平立交替但不可逆短应力轧机， 各种功能剪机 4 台，双槽上钢系统一套、 齿条式步进冷床、 辊道及收集链、 打包及 称重装置等。产品规格为ei2-40mm光面圆 钢和带肋钢筋。生产用坯为150mm x 150mm x 10000mm连铸坯，年设计能力50万t。 其步进梁式加热炉小时加热能力为 125t， 以重油为主要燃料。2.2 热送热装工艺实施方案 韶钢炼轧厂采用连铸坯热直接轧制工艺技 术，热送热装工艺平面布置见图 2.该连铸机出坯

5、线与棒材轧线平行， 连铸机 距棒材轧线约 100m， 采用单根连铸坯辊道 热送方案。高温连铸坯按定尺长10m切割后， 再由横移小车送至收集槽，通过链式提升机 将连铸热坯从-0.5m60斜面提升至+6.5m, 滑入辊面标高为+6m的带保温罩的入炉热送 辊道，然后送入步进梁式加热炉。若因连铸坯缺陷而不能入炉时，可通过钢坯 剔除台架将热坯剔除。若连铸机拉速高， 生产能 力大于棒材生产能力时，可一边实施连铸坯 热送热装工艺，其余的连铸坯通过横移小车 送至冷床， 经冷床冷却后吊运至料架堆垛。3 设备及工艺技术改造 由于炼钢工序生产线年设计能力为 73 万，实际产钢能力可达80万t/a。而 轧钢工序年设计

6、能力仅为50万t且连铸机 为棒材轧机提供单一断面的连铸坯， 拉坯 速度也较为稳定， 因此连铸机小时产 量较为稳定，且作业率较高。而轧钢工序因 受市场影响需频繁更换品种规格， 生产中 经常需要更换轧辊和孔槽， 作业率相对较 低。为充分挖掘轧钢工序的生产能力、 降 低设备故障率、减少停机时间、 提高 作业率， 在炼钢工序设备调试及试生产期 间， 对轧钢工序设备及工艺做了一定程度 的改造和调整， 以适应连铸坯热送热装的而女O炼軋厂生产工艺流程见圏K祕块ctl1四被|皿翎乜1方坯pH,rS圈I生产工艺流起圈表】蛙棲生产建主要i殳务性能參蛮踽和MeI理迄匹或疑&，連裁體丄:：炉、井苗装铁术装A1 135

7、 1 -；钢量90 1=交血翠功窓60M VA76万I钢水应曲炼同期51曲廿炉，帝除空设善吋与金制，合金钳，优史刑索蛙商円.宀逬我張蛙刊円国产g( I LF炉I座，交玉禄容量L6MVAI令机回流貳形两点祈送轿直旳K0F连铸机73 7j 1坯/a,浇注时间如 血M炉規舷瞳台輩炉型f：msl起起1电虹炉其它参啟冶炼钥种LF炉机型方坯连 W甘求参益苴它参益铸坯斷面L60 ixL60血n：孕均拉逗3.3 m/mi川，連等机快度2站叽过物红蛰晶季税庚L UU0川川觀龙 州送州姫工艺口向恋元觀連铸坯诅度凡轧制規辂抽曲炉SJ8/C沟鹅段进窪恵炉脫迈力/Patl2-L2-4)L41501 1创0-5300-5

8、()0 吃bL6-LS1 1301 21)00-5*2。&以上1 IE01 21)00-5442-44斗(B01 1505-106CJ0-SCJ0 tbL6-LS1 I0CJ1 LS05-10申药&决上1 0501 2SJ05-10442-44斗1 (XJ01 1505-10S1Q蚀上44石-4481 0H01 LE05-10心药&萇上1 1002SJ05-103.1 设备改造3.1.1 入炉前送钢地辊改造原送钢地辊仅输送冷坯，为适应热送热 装的需要，将原地辊轴改为水冷，并将原地 辊辊面改为高温耐磨材质，以减少设备故 障。为减少钢坯传输过程中的温降，所有地 辊均安装了保温罩。3.1.2 进钢上

9、料系统改造原 125t/h 步进梁式加热炉进钢上料采 用液压推钢机将钢坯从进钢悬臂辊直接推 上固定梁的方式。该方式对连铸坯弯曲度的 要求相当严格，稍有一点弯曲，就会受阻。 另外，进钢悬臂辊运行一段时间后，辊面易 磨损，使得辊面标高低于固定梁标高，导致 钢坯推不上固定梁，严重影响进钢速度。笔 者根据实际情况，将步进梁加长，采用步进 梁将钢坯从悬臂辊上托起直接放到固定梁 上的方式，从根本上解决了钢坯进炉上梁故 障多的问题。3.1.3 轧机本体改造为适应热送热装，对轧机本体结构也做 了相应的改进。中轧和精轧机组增设了快速 换辊、轧辊导卫预调装置，并使用了导卫快 速定位技术。水管、液压管改为快速安装接

10、 头，尽可能减少换规格和换轧辊的时间。3.2 工艺技术改进3.2.1 调整轧制工艺及参数原来小型连轧生产线采用150mm x 150mm x 10000mm连铸坯生产棒材，为增加轧 机机时产量，缩短轧制过程中的间歇时间， 并与炼钢工序相匹配，将原 150 方坯孔型系 列改为160方坯孔型。并提高了各不同规格 之间孔型的共用性，减少了换辊量。采用无孔型轧制技术，将原1# 3#水平 轧机由单槽改为平辊轧制。换辊时，由于对 轧辊轴向相对位置要求不严格 导卫板既简 单又好调整，使换辊时间大为缩短。连铸冷装入炉时，在加热过程发生a-r 的相变能够细化 r 组织。但装炉温度高于 A3 时，在随后的加热过程

11、中没有或近乎没 有相变，钢的组织较为粗大。对于此类情况， 在实际生产中增大粗轧各机组的压下量，提 高其延伸系数，使其在再结晶区通过加大轧 件变形量以细化晶粒,从而确保轧材质量。3.2.2 改进加热工艺， 确保钢坯加热质量 韶钢 125t/h 步进梁式加热炉分预热 段、加热段和均热段 3 部分。均热段上、下 端部各有 8 个油、气两用烧嘴，加热段上部 有 8 个高压重油烧嘴，加热段下部两侧各布 置 4 个高压重油烧嘴。炉子燃烧控制采用双 交叉限幅控制方式，炉温分均热段和加热段 两段控制。2000 年炼钢工序投产后，开始实 施高温连铸坯热送热装工艺，随着炼钢工序 的逐步稳产、顺产，高温连铸坯的热送

12、热装 率有了较大幅度的提高。在此基础上，又在 生产实践中不断摸索， 根据不同温度条件 下的连铸坯，轧制不同规格棒材，制订出不 同的温度制度和加热制度。当出现热冷 （冷热）坯混装时，以第 40 料位为分界 点 （本加热炉共 80 个料位），实施升降温 加热制度。当冷坯进至第 40 料位时，均热 段保持原加热制度不变，加热段实施相应的 冷坯升温 （或热坯降温）加热制度。当冷 坯 （或热坯） 进至第20 料位时， 均热段 再实施相应的冷坯升温 （或热坯降温） 加 热制度。通过对各段燃料流量、空气流量、 炉压等进行控制和调节，保证各段炉温在设 定范围。这样，既保证了钢坯加热质量（加 热温度和温度均匀性

13、）,又大幅度降低了加 热炉重油单耗， 减少了钢坯氧化烧损， 取 得了良好的经济效益。每一个炉号在入炉前， 均要用红外线 测温仪测量连铸坯温度并跟踪了解其在炉 内的位置，并及时实施相应的温度和加热制 度。各段温度控制参数如表 2 。4 发挥优势， 实施一体化管理 连铸坯热送热装工艺实施以来， 一直 把高温连铸坯的热装率及热装温度的高低 作为现场生产管理的重点。采用了一系列切 实可行的措施， 取得了较好的效果。4.1 设计上的合理考虑 韶钢炼轧厂电炉炼钢生产线仅为小连 轧提供连铸坯，在工程设计上，无论从铸坯 规格、连铸机与轧机的匹配、连铸机的布置 与送坯方式，都充分考虑了连铸坯热送热装 工艺的实施

14、。42 充分发挥短流程生产线的优势 韶钢率先在全国创造性地将电炉炼钢 和小型连轧合并成一个厂，并在整条炼钢、 轧钢生产线实行作业长指挥负责制。生产一 线权力的相对集中，有效地加强了各工序之 间衔接和协调的力度。5 经济效益分析韶钢炼轧厂自 2000 年 11 月开始实施 连铸坯热送热装后，加热炉燃耗及钢坯氧化 烧损随着热装率及热装温度逐步提高而下 降， 高温连铸坯的显热得到了较为充分的 利用。具体经济效益有下几点：（ 1 ） 节约了能源。热送热装后， 重 油单耗下降了 7kg/t 钢， 重油单价按 1.5 元/kg计算，2003年全年轧材80.3万， 仅此一项年降低生产成本近843.15 万元

15、。（ 2 ）降低了钢坯氧化烧损。热送热 装工艺实施后， 钢坯氧化烧损显著降低， 轧钢工序成材率提高 0.15%，年创经济效益 107.84 万元。（ 3 ）节省了钢坯运输费用。以前电 炉炼钢和轧钢是两个不同的分厂， 各自独 立。小型连轧所需连铸坯要用汽车或火车运 输， 且距离较远 （约 2.5km ） ，每 t 钢 坯需运输费用 2 元， 2001 年全年仅此一项 节约开支 110.6 万元。以上三项合计：三项相加为 1061.59 （万元）这一技改措施创造的总经 济效益为 1061.59 万元。6 存在问题及解决办法 由于采用旋转钢包， 且品种规格单一， 连铸机产量基本保持不变。而轧机更换品种 时需换轧辊和导卫，因此连铸机的作业率高 于轧机的作业率。轧机生产不同规格产品 时， 小时产量变化很大， 特别是轧制 D12-16mm 规格螺纹钢产量低， 严重地制约 了热装率及热装温度的进一步提高。