摘要：本文作者對薄板連鑄冶金的生產(chǎn)工藝進行了分析介紹,提出了薄板坯連鑄連軋項目應注意的問題。

關鍵詞：薄板坯連鑄,冶金設備,應用,探討

中圖分類號：TU7 文獻標識碼：A 文章編號：

薄板坯連鑄連軋技術的成功發(fā)展,在于其先進的技術和合理的設計,它將熱軋板卷的生產(chǎn)集中在一條短流程的生產(chǎn)線上,具有投資少、能耗低、生產(chǎn)率高、產(chǎn)品質量好等一系列優(yōu)點。它的引進建設必將促進低成本戰(zhàn)略的實施,帶來顯著的經(jīng)濟效益。

1 薄板連鑄主要生產(chǎn)工藝

典型的薄板坯連鑄連軋工藝流程由煉鋼（電爐或轉爐）—爐外精煉—薄板坯連鑄—連鑄坯加熱—熱連軋等五個單元工序組成。該工藝將過去的煉鋼廠和熱軋廠有機地壓縮、組合到一起,縮短了生產(chǎn)周期,降低了能量消耗,從而大幅度提高經(jīng)濟效益。

1.1 技術實質

應用先進的近終型連鑄技術,將鑄出的板坯厚度減薄到一臨界區(qū)間,省去傳統(tǒng)的熱軋板帶機組中的粗軋機架,在連鑄機和連軋機之間給予較小的熱量補充,直接通過精軋機組軋成熱軋帶卷。使從鋼液進入結晶器到熱軋卷取完畢的時間縮短到15～30min。

1.2 關鍵技術

薄板坯連鑄連軋工藝和傳統(tǒng)工藝相比,關鍵在于突破了傳統(tǒng)的工藝概念,采用了許多先進的新技術、新裝備。

1.2.1 結晶器及相關技術的設計 為提高薄板坯連鑄單流產(chǎn)量,提高鑄坯質量,擴大品種,結晶器已由傳統(tǒng)的平行板型演化成現(xiàn)在的漏斗型乃至全鼓肚型,使上口的面積加大,以利于浸入式水口的插入及保護渣的熔化。

結晶器的形狀不同,所采用的浸入式水口也不同。但隨著技術的發(fā)展,各種類型的浸入式水口也都在不斷演變。如CSP工藝所采用的長水口,已由傳統(tǒng)的板坯連鑄機使用的第一代演變到現(xiàn)在的十字出口狀的第四代,這種十字狀出口可增加鋼水流量,穩(wěn)定拉速,提高使用壽命。

薄板坯連鑄機相比傳統(tǒng)的板坯連鑄機拉速更高,再加上結晶器上口空間的限制,一般連鑄機上常用的混合型和預熔型顆粒渣已不適用?，F(xiàn)在采用的是粘度更低、流動性更好的中空顆粒渣,加入后可在結晶器壁與坯殼間迅速形成穩(wěn)定可控的渣膜,起到良好的潤滑和吸附作用。

1.2.2 鑄軋技術

鑄軋技術是薄板坯連鑄連軋工藝的關鍵技術,包括液芯壓下和液-固兩相軋制兩方面。鑄坯從結晶器下口出來,經(jīng)過鑄軋其厚度可減少60%。液芯鑄軋對細化晶粒效果明顯,可獲得良好的韌性,而固相軋制為薄板坯連鑄機直接生產(chǎn)中板提供了條件。鑄軋技術的成功運用為提高鑄坯質量,進一步降低能耗作出了貢獻。

1.2.3 拉坯速度

拉坯速度高是薄板坯連鑄的特點之一,拉速一般在5～8m/min。為使薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線上的連鑄機和連軋機更加匹配,提高鑄坯的拉速勢在必行。要提高拉速,則要求進一步改善結晶器的傳熱,所以必須加大冷卻強度、減小結晶器銅板厚度、控制保護渣為薄膜狀。

1.2.4 加熱方式

薄板坯連鑄連軋工藝中大都采用均熱爐的加熱方式,爐內布置內芯冷卻的耐熱輥道,保溫效果好。視薄板坯入爐溫度的高低而進行保溫或加熱,大大降低了能耗。對于2流薄板坯連鑄機及1套連軋機的流程,均熱爐為平移式或擺動式,極大地方便了鑄坯的加熱和傳輸。在某些薄板坯連鑄連軋工藝中,均熱爐還承擔了一定的連鑄和連軋之間的銜接匹配緩沖作用。

1.2.5 連軋機組

薄板坯連鑄機提供的板坯厚度一般為40～70mm,對于某些不帶液芯鑄軋的工藝,可設粗軋機組,將鑄坯減薄后再送精軋機組,這就為采用盡量少的精軋機架生產(chǎn)較薄的熱軋帶卷創(chuàng)造了條件。連鑄軋機組一般都配備了先進的板型控制技術,如：CC技術、RTC技術、PFC/CFC技術等。

另外,在薄板坯連鑄連軋工藝中的熱除鱗技術、在線磨輥技術、寬度自動控制技術、控制冷卻技術等相對傳統(tǒng)的厚板坯生產(chǎn)工藝都做了大量的技術改進。總之,正是這些新技術的研究應用,使得薄板坯連鑄連軋工藝得以成功應用。

2 產(chǎn)品種類和質量

薄板坯連鑄連軋技術應用于工業(yè)生產(chǎn)已有十多年時間,生產(chǎn)的鋼種也不斷擴大,目前能覆蓋傳統(tǒng)板帶產(chǎn)品的75%,其中以低碳鋼為主,也可生產(chǎn)低合金鋼、硅鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼等。薄板坯連鑄連軋還是一項正在發(fā)展的技術,隨著技術的不斷完善,產(chǎn)品的范圍還會進一步擴大。

薄板坯連鑄連軋省去了傳統(tǒng)的冷裝爐工序,屬于直接軋制,可以完全發(fā)揮微合金化元素的潛在作用,對提高產(chǎn)品的性能有很大影響。另外,因坯料的減薄而產(chǎn)生的快速冷卻和凝固的過程,可以減少坯料內部宏觀偏析的均勻分布,而且起到細化一次晶粒的作用,但由于坯料的減薄導致了壓下率的減小,因此在性能的進一步提高上也存在著一定的困難。

由于薄板坯連鑄一般都采用復雜橫截面的結晶器,都是在狹窄的空間下澆鋼,給澆鑄帶來一定的困難,坯料容易產(chǎn)生橫向角裂和表面縱裂,這是需要進一步解決的問題。總的來說,薄板坯連鑄連軋來料的尺寸精度高,溫度控制均勻,所以產(chǎn)品質量好,性能更加均勻、穩(wěn)定。

3 薄板坯連鑄連軋項目應注意的問題

薄板坯連鑄連軋屬于新工藝。如何進行規(guī)劃建設,如何引進國外的先進技術裝備等問題,都要進行認真的研究,謹就其中的幾個應予重視的關鍵問題進行分析和探討。

3.1 工藝流程的選擇

目前已有的各種薄板坯連鑄連軋工藝在技術、設備上都已趨于成熟,但究竟采用何種工藝還是值得研究的。從目前世界各國的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線建設情況來看,筆者認為還是采用CSP工藝為好。CSP工藝從誕生到現(xiàn)在,在工藝技術、裝備及控制系統(tǒng)等方面均做了很多改進?，F(xiàn)在新建的CSP生產(chǎn)線普遍采用了帶電磁閘的漏斗型結晶器、液壓振動裝置、新型高壓水除鱗裝置、液芯壓下、立輥軋機及板型和平整度控制等多項新技術、新裝備,使CSP工藝不斷完善發(fā)展,現(xiàn)已進入成熟的應用階段。

考慮到目前的技術裝備和發(fā)展方向,將來薄板坯連鑄連軋的規(guī)劃建設,應該利用原有的高爐—轉爐資源和技術,即用高爐—轉爐來嫁接薄板坯連鑄連軋技術,形成高爐—轉爐—爐外精煉—連鑄機—均熱爐—連軋機的長流程薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線。

3.2 連鑄機的設置

薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力主要取決于連鑄機,從已有的生產(chǎn)實踐來看,一流連鑄機配一套軋機是不足取的。因為從投資上看,軋機的投資遠遠高于連鑄機的投資,要想取得良好的經(jīng)濟效益,必須充分發(fā)揮軋機的生產(chǎn)能力。而一套軋機的產(chǎn)能又遠遠大于單流鑄機的產(chǎn)能,所以理想的設計應該是二流鑄機。當然考慮到投資承受能力,可以分兩步走,先建一流,最終建成二流連鑄機配一套軋機。

3.3 粗軋機的保留

薄板坯連鑄連軋工藝最初的設計是鑄出50mm左右的坯料,直接進精軋機,省去粗軋,從而緊湊結構,縮短生產(chǎn)周期。但其鑄坯的減薄卻極大地限制了產(chǎn)量,從規(guī)模效益上講是得不償失的,所以現(xiàn)在某些薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線又重新加上了粗軋機。就目前的情況看,還是保留粗軋機為好,這樣能更好地發(fā)揮后部軋機的能力,提高整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力,最大限度地降低生產(chǎn)成本,在規(guī)模效益上受益。

3.4 工序間的銜接

在工藝流程的規(guī)劃上必須考慮到整個生產(chǎn)線的連續(xù)性,特別是煉鐵—煉鋼—連鑄—連軋各工序間的均衡生產(chǎn)問題。任一工序的生產(chǎn)出現(xiàn)波動,無論是在產(chǎn)量或者質量上,都將影響整個工藝流程的順利進行。因此必須要有相應的技術和裝備在各工序間建立銜接緩沖區(qū),以進一步協(xié)調各工序的連接和匹配問題。

3.5 技術裝備的引進

目前,薄板坯連鑄連軋技術還在不斷地發(fā)展,其工藝流程的設計路線也在不斷改進和完善。在引進國外的技術和裝備時,應該用發(fā)展的眼光,借鑒國內兄弟廠家的經(jīng)驗,既要技術先進,又要適合自己的實際情況,不能盲目地生搬硬套。在引進之后,要積極地消化吸收,不只是學習先進的技術,更要學習科學的設計思路。

3.6 工程的后續(xù)發(fā)展

在薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線的規(guī)劃中,要充分考慮到建成投產(chǎn)后的工程延伸發(fā)展,比如現(xiàn)在某些廠家在生產(chǎn)線后續(xù)建了平整分卷、酸洗、鍍鋅或冷軋生產(chǎn)線,以期提高產(chǎn)品的附加值。可以肯定,隨著眾多新技術、新裝備的應用,薄板坯連鑄連軋技術還會有長足的進步,所以在薄板坯連鑄連軋工程的規(guī)劃建設中,要給以足夠的重視。

4 結束語

薄板坯連鑄連軋是生產(chǎn)熱軋板卷的新一代工藝流程,與傳統(tǒng)工藝流程相比,在節(jié)約投資、縮短生產(chǎn)周期、提高成材率、降低生產(chǎn)成本等方面有明顯優(yōu)勢。薄板坯連鑄連軋技術最初是為電爐短流程小鋼廠生產(chǎn)板帶而開發(fā)的。鑒于它在技術和經(jīng) 濟效益方面顯示出的巨大優(yōu)勢,逐漸受到了許多大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的重視,目前已成功地嫁接到傳統(tǒng)的高爐—轉爐長流程鋼鐵生產(chǎn)工藝中。

參考文獻：

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