短流程近终成形技术(薄板坯).pps

短流程近终成形技术,主讲人：张晓明 轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,4 薄板坯连铸连轧的关键技术问题,在卷重相同情况下，厚板坯定尺长度812m，薄板坯就需4060m，比表面积达5以上。这种既薄且长的铸坯就不能采取CCR或低温热装工艺，必须实行连铸连轧工艺。,薄板坯连铸连轧应具备的基本条件及采用的新技术,厚板坯连铸连轧的基本条件； 薄板坯连铸过程采用的新技术； 薄板坯连铸与轧制之间的衔接匹配技术； 薄板坯热轧新技术等。,薄板坯必须采用连铸连轧工艺,4.1薄板坯连铸采用的新技术,4.1.1 新型结晶器及其相关技术,薄板坯连铸薄板坯连铸连轧的突破口 结晶器设计薄板坯连铸技术的核心,结晶器形状及分类 形状：早期差别较大，现在越来越接近，突出表现在上口面积逐步增大。 分类：依结晶器形状不同大体可分为平行板型、漏斗型、全鼓肚型三种。,特点： 上部是垂直段，下部是弧形段，侧板可调，上口断面是矩形，由于结晶器上口的厚度为6080mm，所以只能采用薄片型浸入式长水口，水口与结晶器内壁间只有1015mm的间隙。,问题： 水口插入处宽面保护渣熔化不好，很难获得恒定可控的保护渣层，影响了薄板坯的表面质量； 水口的壁厚仅有10mm，水口寿命很低，最大钢水通过量仅为2t/min，产量受到限制。,ISP工艺采用的平行板结晶器,水口仍采用薄片型，由于鼓肚的存在，使结晶器上口空间加大，水口壁厚也增加到20mm，这样使结晶器的寿命大大延长。,平板型结晶器进行的改进,由平板型结晶器改为小漏斗型（小橄榄球型），即将结晶器上口宽面厚度逐步加大到60（252）mm的鼓肚型，一直延伸到结晶器出口（1.52）mm的小鼓肚。,结晶器长度为1120mm，其中漏斗区长度为700mm。上口中间部位的最大厚度达150mm，下口处厚度为4070mm，可以满足精轧机组对铸坯厚度的要求。,CSP工艺采用的漏斗型结晶器,上口宽面两侧为平行段，与宽面中部的铜壁按椭圆弧线连接，沿垂直方向在两宽面间形成带锥度的漏斗状内腔，在结晶器出口部分又收缩为平行段，其间距相当于薄板坯厚度；,特点,结晶器的漏斗形状和由漏斗向平行段过渡区形状的设计非常关键，要考虑凝固壳承受的复杂应力、截面周长变化、凝固收缩等多种因素的影响。,钢水凝固过程中发生弯曲变形，而理想的形状是尽可能减少或消除坯壳内两相区的弯曲变形率；,问 题,奥钢联认为，铸坯厚度为7090mm时能耗最低，加工成本也较低。,CONROLL工艺中采用的平行板型结晶器,特点,凝固过程中不发生变形，钢水液面稳定，有利于消除铸坯表面裂纹，有助于钢水中夹杂物的上浮和防止卷渣出现；,采用扁平状的浸入式水口，钢水从两侧壁孔流出，结晶器断面尺寸为70125mm；,分散坯壳所受的应力，坯壳应力低，气隙小，铸坯表面不易产生裂纹，可浇铸易裂钢种； 结晶器内部空间更大，动态流场好，坯厚相同情况下，钢水容量增加60%，钢水的自然减速效应加强； 液面更加稳定，有利于控制铸坯初期坯壳的形成。,优点,同步振动（矩形波）； 负滑振动（梯形波）； 正弦波振动； 非正弦波振动。,薄板坯连铸结晶器的振动型式,液压振动、高频率、小振幅的非正弦波振动方式。,结晶器的四种振动方式,薄板坯连铸结晶器振动趋势：,保证坯壳愈合，振动模式选择的标准是负滑动时间愈长愈好。,消除振痕深度及因摩擦对初生坯壳产生的拉应力，振动模式选择标准是负滑动时间尽可能缩小。,传统连铸结晶器,高速连铸结晶器,选择振动模式的标准,结晶器保护渣消耗量下降，使坯壳与结晶器壁间的润滑性能变坏，摩擦力增大，容易发生粘结漏钢。,采用这种振动模式存在的问题,开发出含有Li2O的低粘度、低熔点、流动性好的保护渣； 采用特殊振动波形非正弦振动，即：在正滑区振动和拉坯速度差较小，降低作用在坯壳上的拉应力，在负滑区振动和拉坯的速度差较大，对坯壳施加足够大的压缩力，降低负滑动时间比NSR（负滑动时间与振动周期的比）或增大正滑动时间（振动周期与负滑动时间的差）。,解决办法,正弦振动,结晶器上升时间比下降时间长，除可改变振幅、频率外，还可自由地调节波形偏斜率，改变振动波形。而这里讲的非正弦振动是指与正弦振动相对应，具有波形偏斜率（ ）的波形，通过液压伺服系统对液压振动装置进行控制。,完全取决于振幅和频率这两个振动参数，其波形的调节能力很小，难以完全满足上述要求。,非正弦振动,4.1.2 结晶器和浸入式水口一体化设计,3）水口应具有足够的壁厚，一般最小为10mm，使其有较长的寿命。,水口形状；出口角度；水口材质。,水口设计主要内容,薄板坯连铸水口设计考虑的问题,1）结晶器的几何形状，特别是厚度方向上要求水口与铜板间保持一定间隔，以保证不凝钢；,2）应提供足够的钢水量，如果要与传统板坯连铸的产量接近，水口流出的钢水量应达到23t/min；,CSP工艺所采用的浸入式水口,注意：水口的外部形状决定了钢水在结晶器内上部流动通道，而内部形状，特别是出口形状决定了钢水在结晶器内流动状态和注入时的动能分布。,采用漏斗形结晶器，保证了水口有足够的伸入空间，为厚壁长水口的使用及水口使用寿命的提高创造了条件。,ISP和CONROLL采用的薄壁扁平式水口,薄壁扁平式水口，由两侧壁开孔出钢。为延长连浇时间，采用在线快速更换水口的技术，更换时间只需1min，弥补薄壁扁平式水口寿命短的不足。,水口下口总厚度为3035mm，其中水口通道厚度是1015mm、水口壁厚为10mm。,ISP工艺,CONROLL工艺,水口材质,趋于采用经等静压成型的Al2O3-C或Al2O3-ZrO2-C的耐火材料。 材质改进，水口向薄壁化方向发展，在寿命提高的同时，还扩大了水口与结晶器器壁的间隙，有利于保护渣的熔化。,4.1.3 液芯压下技术（Liquid Core Reduction）,轻压下技术（Soft Reduction）； 铸轧技术（Casting pressing Rolling）； 液芯压下技术（Liquid Core Reduction）等。,液芯压下的形式,严格意义上讲，轻压下技术、铸轧技术是液芯压下技术的特殊表现形式。,指在传统连铸工艺形式的二冷区对铸坯实施在线带液芯压下的工艺技术，它是容凝固与塑性变形、连铸与轧制一体的新工艺技术。,含义,辊式压下； 锻压式压下。,轻压下技术（Soft Reduction）,补偿最终凝固阶段的收缩，消除中心疏松和宏观偏析，提高铸坯内部质量。,轻压下目的及作用,轻压下的形式,液芯压下的主要作用,（1）在连铸坯的凝固末端进行适量压下，以减小铸坯中心宏观偏析及疏松，改善铸坯内部质量； （2）在结晶器下方进行压下，容许结晶器具有较大的容积，有利于稳定连铸结晶器内钢液面，提高连铸保护渣的润滑效果，促进钢中夹杂的上浮，改善铸坯表面质量； （3）可灵活地改变铸坯厚度，扩大产品规格范围，使生产组织具有更大的灵活性； （4）细化晶粒，改善铸坯的凝固组织。,薄板坯连铸采用液芯压下目的、特点及效果,轧制：希望铸坯尽可能地薄，减少机组的机架数量及生产出超薄带卷，扩大板带钢规格。,目的,解决连铸与轧制对铸坯厚度要求不同的矛盾,连铸：希望结晶器内腔尺寸尽可能大些，以利于浸入式水口的插入，促进保护渣液渣层的形成和稳定，降低浇注操作的难度等。,动态压下： 在整个二冷区完成液芯压下，并在铸坯凝固末端前的合理位置最终完成液芯压下。,薄板坯液芯压下形式,静态压下： 在局部扇形段完成铸坯厚度的减小。,液芯压下在薄板坯连铸连轧中的应用,（1）德国MDH公司ISP工艺； （2）德国SMS公司CSP工艺； （3）意大利Danieli公司FTSC工艺； （4）德国SMS与Thyssen合作开发的CPR工艺；铸轧技术（Casting pressing Rolling） （5）日本住友金属开发的QSP工艺。,薄板坯连铸过程采用的液芯压下技术,ISP工艺采用的液芯压下技术,结晶器为平行板式结构，内腔厚度为60mm。 结晶器下方的0号段由12对辊子组成，整段设计成钳式结构，在液压缸的作用下可将辊缝调整成锥形，对铸坯实施在线液芯压下。 0段后面的多辊扇形段由16对辊子组成，对铸坯进一步实施压下，内弧辊子可由其各自的液压缸单独压下，所以可根据不同的钢种实施灵活的压下方案。 铸坯经液芯压下后可达到43mm。,ISP工艺采用的液芯压下技术,改进： 铸机改为立弯型; 结晶器内腔厚度由初期的60mm加大到80100mm; 多辊扇形段由初期的16对辊子改为68对辊一组的常规扇形段，由前后各一对液压缸来调整每个扇形段的辊缝及锥度，使扇形段结构简化。,CSP工艺采用的液芯压下技术,液芯压下过程： 3个扇形段为钳式结构，当铸坯头部通过扇形段I后，该扇形段的活动侧调整到楔形压下位置，凝固坯壳在此被压向一起，该处铸坯的厚度要薄于所要求的铸坯厚度，当经压下的铸坯到达扇形段II的尾部时，扇形段II开始压下，当扇形段II调整结束后，扇形段I便打开到所生产铸坯厚度的位置，当厚度减少的铸坯到达扇形段III的尾部时，扇形段III开始压下。,CSP工艺的液芯压下过程,FTSC采用的动态软压下技术 （DSR-Dynamic soft reduction）,结晶器出口扇形段的足辊采用异径辊，承担将铸坯宽面凸度压平的任务； 采用动态液芯长度控制系统（LPCSLiquid Pool Control System），可根据最终带钢厚度的要求对薄板坯的厚度进行连续调整； 压下量较大，可达2025mm。,CPR工艺采用的液芯压下技术,凝固坯壳厚度1015mm，结晶器出口厚度50mm，为使坯壳受挤压时芯部能够完全焊合，表面温度达到1300，其二冷方式不同于普通连铸工艺。 挤压辊对铸坯进行挤压，使其芯部焊合。铸坯厚度为2030mm，两辊或四辊轧机将铸坯进一步压缩到1325mm，挤压辊和轧辊均为主动辊。,CPR工艺采用的液芯压下技术,QSP采用的硬压下技术（Hard Reduction）,采用新的钢水液面控制系统，通过步进液压缸来控制水口塞棒；通过压下液压缸位置的改变估算液芯压下体积变化，进而控制结晶器内钢水液面高度。,液芯压下在3个独立压下扇形段进行，并且分别位于一个恒定半径区内，没有弯曲应力，压下装置安装在包含几个辊的各个扇形段上。当铸坯离开弯曲扇形段后，厚度90 50mm。,液芯压下过程铸坯的变形特点及主要变形参数,随压下率增加，在铸坯内凝固前沿和角部凝固三角区位置产生的应变对铸坯质量构成威胁。由于轧辊作用使坯壳产生弯曲变形，如果该应变值超过铸坯允许应变值，可能在铸坯中产生裂纹缺陷。,铸坯的变形特点,Pawelski和Eiserman用中空矩形试样热轧模拟液芯压下过程,变形不均匀，主要发生在边部，随着厚度减薄，试样窄边出现鼓肚，宽面向内凹，铸坯减薄主要由窄面鼓肚造成的。,铸坯边缘存在纵向拉伸应变，并由边缘向中部扩展，但是，应变量很小，当压下率为20%时，应变仅为1%，且随铸坯宽度增加而减小，对铸坯的质量影响不大。,单辊压下量； 总压下量； 压下量的分配。,坯壳温度高，强度较低，疑固前沿坯壳的强度和塑性更低，当受力变形时很容易在枝晶间形成裂纹，裂纹被残余的钢液充填后会产生偏析，增加了晶界的脆性，使裂纹继续扩展，在铸坯中形成内裂。,铸坯内裂的原因,影响铸坯内裂的主要参数,4.1.4 新型薄板坯连铸结晶器保护渣,（2）渣膜厚度分布均匀。使结晶器散热均匀化，防止裂纹产生及粘结漏钢；,传统连铸：混合型和预熔型颗粒保护渣。 薄板坯连铸：拉坯速度高、铸坯厚度薄、结晶器冷却强度大、结晶器上口空间狭小，必须改用熔点低、粘度低且流动性好的渣系。,薄板坯连铸对结晶器保护渣的要求,（1）成渣速度快。保持足够熔渣层厚度，维持一定的保护渣消耗量；,（5）控制传热，对于易裂钢种，具有一定的析晶能力，增大热阻，防止热流过大造成应力集中；,（3） 操作性能稳定，具有良好的溶解吸收夹杂物的能力，不会因成分或温度变化呈现大的物性波动；,（4）良好的绝热保温作用，防止钢液结壳，减少弯月面处渣圈的形成；,（6）对熔渣的界面性质以及保护渣熔化的均匀性也有一定的要求，确保保护渣的润滑作用。,有人研究表明，采用碳黑加石墨混合配碳方法，可获得气孔率大的、多层结构的 型熔渣结构。,高速连铸保护渣结构,粉渣层 烧结层 半熔层 熔渣层,半熔层：保证不断向熔渣层提供熔渣滴，在拉速较大时熔渣层仍可维持足够的厚度。,（液渣层）,薄板坯连铸保护渣的种类及其应用,开浇保护渣；球状颗粒保护渣。,开浇保护渣是一种含低的、粉状的高放热保护渣，一般仅在浇注开始25min内加入，使用量为结晶器每100mm宽度上加入0.30.5kg。,开浇保护渣,开浇初期，结晶器内呈现紊流状态，为防止吸热而造成钢液面结壳，要求保护渣加入后立即燃烧、放热，并迅速形成熔融保护渣层，防止钢水二次氧化。,两种类型,它是评价润滑性能的重要指标，保护渣消耗量与铸坯表面成正比，单位表面积的消耗量更适宜评价保护渣的润滑能力。 对于薄板坯连铸而言，0.070.10kg/m2的保护渣消耗量基本可以满足目前所能浇注的任何钢种。,保护渣消耗量,表示方法,吨钢消耗量（kg/t）； 铸坯单位表面积的消耗量（kg/m2）。,结晶器的振动条件 当液渣层高度大于结晶器振动的振幅时，保护渣才能流入铜板与坯壳之间，同时随振幅下降，保护渣的消耗量增加。,影响保护渣消耗量的主要因素,钢水温度 在过热度不变的情况下，当钢的液相线温度增高时，钢水的温度就升高，保护渣熔化速度加快，消耗量增大，所以不同钢种保护渣的消耗量是不同的。,碳含量 碳含量减少，保护渣熔化速度加快，保护渣消耗增加。,4.1.5 薄板坯连铸采用的二次冷却制度,薄板坯凝固时间不足2min，二冷强度比传统板坯连铸要大得多。因此，喷水冷却即可冷却板坯，又可冷却导辊，而且可将铸坯上的残余保护渣冲掉，仍不失为一种好的冷却方式。 CSP工艺采用这种冷却方式，对低碳钢能正常浇铸。但对低合金钢和其它裂纹敏感性强的钢种，往往会因冷却不均造成铸坯缺陷。,二次冷却方式,喷水冷却,喷水冷却、气-水雾化冷却和空冷三种。,空气带来的二次氧化严重，氧化铁皮较厚。,气-水雾化冷却,软压下技术对二冷区温度要求更严，如铸坯表面温度过低，软压下技术就难以使用，所以应采用弱冷方式。,可按不同冷却强度要求进行自动控制，有利于优化二冷制度； 可保证铸坯冷却均匀，防止裂纹产生，适合裂纹敏感性钢种的浇铸。,优点,缺点,空冷,指在二冷却区内不对铸坯进行喷水冷却，主要借助冷却导辊的传热来间接冷却。,优点,冷却均匀，有利于薄板坯表面质量的改善，特适合浇铸裂纹敏感性强的特殊钢种。,缺点,空冷的铸坯温度较高，很容易在铸坯表面形成氧化铁皮，因此，必须配合高压水除鳞技术。,4.1.6 结晶器内钢液面的控制,塞棒控制 液压控制：响应时间短、动作快，更适合薄板坯连铸。 机电控制：响应时间长、动作慢，适合厚板坯连铸。,中间包钢液面的控制。由中间包称重系统来实现，一般控制精度可达到0.5t。 结晶器钢液面的控制。通过结晶器钢液面检测和塞棒控制来实现。,控制方式,液面检测 放射性：读数范围较大，受保护渣影响较大，其控制精度为3mm，一般在连铸开浇时使用。 涡流式：读数范围较小，不受保护渣影响，控制精度为2mm，一般在浇注过程中使用。,4.2 薄板坯连铸与轧制间的衔接与匹配技术,3）铸坯的温度不完全符合轧制要求 连铸：铸坯断面温度分布不均，最大温差达200左右 轧制：实现恒温轧制，要求板坯的最大温差小于10,4.2.1影响薄板坯连铸与轧制间衔接和匹配因素,1）生产率不匹配 连轧生产率：80%90%；连铸生产率：70%80%,2）生产节奏不匹配 连轧：较快，轧制一块钢需23min的时间 连铸：较慢，浇注一炉钢需要4060min,5）维修和停机的周期时间不同 轧机：一般轧制2000t左右需要停机换辊，换辊时间为20min左右； 铸机：浇注610炉左右就需要更换水口，更换时间通常要40min左右。,4）对铸坯的尺寸要求不同 连铸：结晶器的尺寸相对固定，规格调整比较困难，所以希望生产规格变化少的钢坯; 轧制：为最大限度地发挥轧机的能力，对不同规格的产品往往希望较多的原料厚度与其相适应。,4.2.2 衔接区的主要型式,辊底式加热炉,辊底式加热炉：亦称隧道式加热炉，由SMS公司与法国斯坦因-霍特（STEIN HEURTEY）公司合作开发。第一条CSP生产线最先采用该加热炉作为衔接区设备。,与传统辊底式均热炉比较：加热温度更高，板坯运行速度更快，而且板坯可以变速运行，可进行连续在线生产。,（3）可组织多流连铸共一套轧机，以充分发挥轧机的潜力。,辊底式加热炉的作用,（1）加热、均热和保温。 一般薄板坯入炉温度8501050，出炉温度11001150，需升温50300。要求出炉温差10，板坯边部比中部温度高40左右。,（2）贮存薄板坯，起协调缓冲作用。 当轧机换辊或事故停轧时，薄板坯可储存在加热炉内，保证连铸机正常生产。根据工艺要求，单尺坯生产时的缓冲时间应12min，确保轧机有充足的时间换辊和处理事故。,辊底式加热炉的衔接布置方式,旋转摆动式：加热炉设有旋转摆动段 对于采用低热值燃料的炉子，由于供给燃料管道尺寸较大、随动系统难解决，一般采用摆动式摆渡。,水平横移式：加热炉设有平行移动段 在美国，由于炉子多采用天然气为燃料，动力线随动系统易于解决，炉子多用横移式摆渡。,拉速提高、坯厚增大，该段长度增加。在总炉长不变前提下，若增加该段的长度，势必减少输送缓冲段长度，除了造成缓冲时间减少外，还会影响两线之间的板坯摆渡。若缩短加热炉段的长度，就会减少铸坯的加热时间。,带旋转摆动段加热炉的结构特点,作用：补充加热与均热 特点：长度可变，根据板坯厚度、拉速及入炉温度等参数，经计算机程序计算确定。,（1）加热炉段,炉子长短除考虑板坯长短外，主要取决于输送与缓冲炉段所采取的长度。该炉段愈长，则缓冲时间愈长，对双线炉的操作愈灵活、有利。,作用：保温、缓冲和快速输送 特点：长度可变，其值取决于加热段，若加热段缩短，则该段相应增长。,（2）缓冲与输送炉段,作用：用于保温和下道工序设备故障时以及摆动期间的临时储料。 特点：长度与摆动炉段相同,作用：用于旋转摆动运料，保温和缓冲。 特点：长度固定，按生产最长的板坯来设计，并留有板坯自身前后摆动的安全距离。,（4）出料存储保温炉段,（3）旋转摆动炉段,4）炉子等长时，摆动式较横移式缓冲时间长。,旋转摆动式与水平横移式相比的优点,1）机械传动设备构造简单，同步性能好，摆动周期短，便于对中锁定；,2）能量供应比较容易，在摆动过程中，加热不中断。平行移动方式的能量供应较麻烦，横移炉段如果不中止加热，需另设一套燃料供应和供风系统，废气的排除也只能通过车间排气系统放出；,3）占地面积小，横移式需要加宽厂房跨度68m；,感应加热和热卷箱,从轧制角度来看，如果薄板坯厚度是50mm，不仅要增加精轧机数量，而且只能放长条输送和保温，因而必须设置加热炉，使铸坯的氧化、散热损失成倍增长。 如果铸坯厚度小于20mm，就可进行热卷取，然后进行成卷保温输送和轧制，基于该思想，意大利Arvedi的ISP生产线采用了感应加热和克日莫那炉的连接方案。,阿尔维迪厂（Arvedi）的ISP薄板坯连铸连轧生产线,铸坯在辊道上运行时，通过改变线圈中的电流强度调整加热温度，而通过改变频率调整铸坯加热的深度。克日莫那炉即可保温、加热，又可卷取，大大缩短了生产线的长度，且操作灵活。,感应加热和克日莫那炉的连接方案,感应加热和热卷箱的连接方案,由于克日莫那炉复杂，缓冲时间不足，使本来是很好的设计思想在实际应用中受阻。 德马克公司用热卷箱代替克日莫那炉，采用感应加热炉与无芯卷取的热卷箱作为衔接区，经加热的铸坯由无芯卷取设备卷成带卷，进入热卷箱中均热，热卷箱设有储存多个带卷位置，增强了缓冲功能。,中间坯卷取系统的连接方案,由德马克公司为韩国浦项（Posco）公司的ISP工艺开发； 采用感应加热热卷箱保温炉作为中间环节； 该系统将两个卷取站与中心松卷站相连，为防止降温，卷取站和松卷站与环境隔热，并通过感应加热保持一定的温度，两个卷取站中间的区域作为缓冲区，卷取箱内设三个卷取/开卷站，使缓冲时间大大增加，可达1h以上，生产灵活性大。,步进梁式加热炉,薄板坯连铸连轧工艺一般单位卷重应在1820kg/mm，因此，厚度为50mm薄板坯，其定尺长度可达48m，如果采用步进梁式加热炉，炉体宽度要在50m以上，铸坯越薄，定尺就越长。 到目前为止对50mm左右的薄板坯，尚无应用步进梁式加热炉的方案，只能采用辊底式加热炉加热。 对于厚度为100mm左右的薄板坯，板坯定尺长度可控制在20m以内，这样就不会因坯料太长而使固定梁、移动梁太宽，难以正常操作，且加热炉投资也不会过大。,1997年南非萨尔达尼亚（Saldanha）厂投产的ISP生产线，其衔接区由辊底式炉和热卷箱两部分组成。它综合了CSP和ISP工艺的特点，利用辊底式炉的缓冲功能克服ISP工艺中连铸与连轧工序“刚性连接”的问题，而采用卷取箱大大提高轧制效率，降低主电机功率。,衔接与匹配技术的新进展,将几种衔接方式组合在一起，发挥各自的优点,意大利Arvedi厂ISP工艺中，生产3mm以上产品时不需进行中间加热，只有3mm以下产品时才进行适当温度补偿。,连铸机生产高温铸坯,连铸机本身通过采取保温、提高拉速、合理的连铸冷却方式以及高效保温罩等措施，铸坯仅进行少量补热或者不加热，完全依赖铸坯自身潜热，就可达到所需的轧制温度。,纽克CSP工艺中，其辊底式炉已能做到无负荷运行，均热炉全部能耗仅用于弥补均热炉自身的热损失。,4.3 薄板坯热轧采用的新技术,4.3.1 大压下轧制技术,轧机配置及压下规程制定发生了变化，道次压下量提高,大压下和高刚度轧机是现代薄板坯连铸连轧的工艺特点之一。,薄板坯采用的坯料与传统工艺差别,中间坯厚度有所增加； 产品厚度大大减小。,薄板坯连铸连轧可不采用升速轧制,薄板坯出连铸机后直接进入加热炉补温，当板坯头部进入轧机时，板坯其它部分仍在炉内保温，保证了板坯均以完全相同的条件进行轧制。 轧机的生产能力仍有富裕，也没有必要采用升速轧制。,4.3.2 高效除鳞技术,采用新型高效除鳞设备，进一步优化除鳞机喷嘴到板坯表面的距离和角度，以达到除鳞效果最佳；开发新型的喷嘴，使水流压力增高，且冲击到板坯表面的水量减小。,传统厚板坯生产中通常采用高压水除鳞，而且当水压达到1518MPa时就可以很好地清除氧化铁皮。,对于薄板坯，板坯加热时间短（1520min），氧化铁皮薄且粘，采用常规除鳞方法很难去除，虽然通过提高水压和增加除鳞次数有一定效果，但又会带来一些新的问题 。,薄板坯轧制过程氧化铁皮的结构和组成 加热炉内：一次氧化铁皮，以Fe3O4为主，易去除； 加热炉到精轧前除鳞箱：二次氧化铁皮，主要由Fe3O4、FeO和Fe2O3组成，易去除； 精轧前除鳞箱至终轧机架：三次氧化铁皮，以FeO为主，难于清除； 除鳞箱至F3机架：产生的氧化铁皮会被压入带钢表面，不但影响带钢的表面质量，而且会导致工作辊的磨损严重。,达涅利公司研究结果,如果精轧出口处带钢的温度、厚度和轧制速度保持不变，那么中间坯越薄，带钢在除鳞箱和F1之间以及精轧机架间停留的时间就越少。 达涅利公司在薄板坯连铸连轧生产线上设置了粗轧机架，在美国的北极星钢厂设置两架粗轧机，这种布置可使板坯厚度从90mm减少到35mm。,达涅利公司防止氧化铁皮生成所采取的措施,限制中间坯的厚度,精轧机组前3个机架间设有冷却系统，控制带钢温度，避免因轧制速度变化造成的氧化铁皮增加。,根据输出辊道上带钢输送速度的极限条件，在精轧机组上尽可能采用较高的轧制速度，减少轧制时间，减慢氧化铁皮的增长速度。,提高轧制速度,采取机架间冷却,4.3.3 半无头轧制技术,市场对热轧产品的需求情况 据推测，到2005年 厚度0.81.2mm的带钢产品将增加1%； 厚度1.22.0mm的产品将增加7%左右； 厚度在2mm以上的带钢产品将有所减少。,传统热连轧： 存在带钢温降大，头尾温差大，穿带不稳定，带钢头部在输出辊道上产生飞飘，无法引进卷取机等问题，所以常规热带轧机理论上的最小轧制厚度极限为1.2mm，而低于1.5mm的钢板一般都采用冷轧方法生产。,薄板坯连铸连轧： 由于薄板坯出炉温度可达11001150，高于传统的中间带坯温度，头部出炉后马上进行轧制，而板坯其它部分仍在炉内，几乎不存在头尾温差问题，所以为薄规格带钢生产创造了良好的条件。,常规方法生产薄规格热轧带钢存在的问题,单坯轧制存在的问题,（3）在轧制较薄规格时，当带钢尾部离开轧机时很可能产生压折，影响生产且易使轧辊产生损伤，增加换辊次数；,（1）由于穿带和抛钢过程无张力控制，带钢处于非稳定状态轧制，厚度波动较大，易产生浪形、凸度不稳定，特别是头、尾部厚度精度和板形难以保证；,（2）在轧制较薄规格时，由于受终轧温度及穿带稳定性影响，成品厚度受到很大限制，产品质量不好；,（5）生产率下降。首先轧制速度的提高受到限制，因为穿带速度的上限约在13.5m/s左右，否则会引起头部折叠等故障。另外，在轧材各卷之间，精轧机与卷取机的穿带条件设定需要一定时间，最短也要10s左右，影响生产率的提高。,（4）超薄规格（1.0mm）的废品率高，平直度很难达到要求，作为商品卷还必须经过平整；,半无头轧制生产线可很好地克服单卷轧制存在的上述问题。,半无头轧制的提出,常规生产线很难稳定生产1.2mm以下带钢，尤其是厚度为0.8mm左右的热轧带钢。,为了采用热轧超薄带钢替代冷轧产品，对于薄板坯连铸连轧生产技术，在工艺和装备上开发出半无头轧制技术。,利用该工艺可以连续轧制一块长度很长、相当于46块卷重的薄板坯，可避免无头轧制时的中间坯焊接，精轧速度可达到20m/s。,半无头轧制的概念,在薄板坯连铸连轧生产中，根据加热炉的长度选择相当于几个成品带卷的板坯长度进行连续轧制，由精轧后的高速飞剪剪切，然后进行分段卷取的薄带钢生产工艺。,（3）机架间张力保持恒定，使带钢厚度及平直度偏差减至最小，产品板形好。另外，半无头轧制有利于控冷，还可以提高产品的力学性能；,半无头轧制的优点,（1）可保持高速轧制，不受传统轧制的速度限制，生产率大大提高；,（2）消除带钢在非稳定状态下轧制头尾部分，轧制条件稳定，可提高产品的质量和成材率；,（6）由于采用经高速飞剪剪切后分别卷取的办法，在卷取周期允许情况下，可实现小吨位钢卷的分卷，即满足市场需求，又不影响轧机生产能力。,（