首秦公司中厚板热送工艺摸索与实践.doc

首秦公司中厚板热装热送工艺探索与实践万潇1 白学军1 周金明1 刘洋2（1 秦皇岛首秦金属材料有限公司 河北 秦皇岛 066326; 2 首钢技术研究院 北京 100043）摘 要 介绍了热装热送技术在首秦公司的应用；通过铸坯质量的持续改进以及维持钢轧物流及信息流的通畅，保证了钢坯热装热送的稳定进行；另外，采取有效措施避免了热送坯轧制钢板表面裂纹的产生；生产实践表明，运用连铸坯热送热装工艺技术，可有效节约能源，缩短生产周期，降低生产成本，提高企业的经济效益。关键词 热装热送；铸坯质量；裂纹；降低能耗 Practice of Hot Charging Process of Slabs in ShouqinWan Xiao1 Bai Xuejun1 Zhou Jinming1 Liu Yang2（1 Shouqin Metal Material Co., Ltd., Qinhuangdao Hebei 066326; 2 Shougang Research Institute of Technology Beijing 100043）Abstract Introduced the application of hot charging and hot transportation process in Shouqin company; stabilized the process by continually improve the quality of concasting billet and smooth the logistics and information flow; In addition, avoid the surface crack of slab by take efficient method; the result indicated that the process of hot charging and hot transportation can save energy, shorten the cycle of produce, reduce cost and increase the benefit of corporation.Key Words hot charging and hot transportation; quality of concasting billet; crack; save energy1、前言经历了1973年和1979年的两次世界石油危机之后，节能便成为钢铁工业面临的最重要课题之一。而对钢坯进行热装热送，能有效地节约能源、降低消耗、缩短生产周期、节省成本、并提高产品质量。国外各大钢厂先后开发了连铸坯热装热送技术，日本、德国、法国已将连铸坯热装热送成熟的应用到工业生产中。我国20世纪80年代后期首先在武钢进行热送热装试验，90年代宝钢、鞍钢等在板带钢轧制中逐步采用了热送热装工艺技术。但总的来说，我国连铸坯热送热装技术的研究与应用尚处于较低水平，而管理方面的问题更为突出，因此提高连铸坯热送热装水平仍是我国冶金工业的发展方向之一。首秦公司由于产量提高，高炉煤气供应紧张，再加上3连铸机投产以后钢坯库场地不足导致物流不畅，因此急需大力推行连铸坯热装热送，一方面能节省能源，另一方面可以顺畅物流、提高生产效率。2、钢-轧工序主要设备首秦公司生产线全部采用现代化的工艺装备，主要包括：炼钢生产线顶底复吹转炉三座，LF炉两座，双工位RH炉一座，板坯直弧连铸机两台；轧钢具备双蓄热式加热炉两座、9000吨四辊精轧机一架、ACC快冷装置一套、十一辊强力热矫直机一架、在线自动探伤仪、滚切式双边剪、滚切式定尺剪等世界先进的工艺装备。3、热装热送顺利进行的前提条件3.1 铸坯质量的改进连铸坯在热装热送过程中难以进行其质量的在线检测和缺陷处理，因此连铸坯质量是热装热送的关键。为保证热装热送稳定进行，达到预期目标，首秦公司围绕着提高铸坯质量做了很多工作，包括：铸机设备精度及二冷水质的改善，二冷弱冷水表的开发，结晶器振动参数的调整与窄面锥度的优化，轻压下工艺参数的优化等等。通过一系列的技术进步及工艺改进，首秦公司的铸坯质量得到了很大的提高，钢坯切角率由23.18%下降到目前的2.61%，钢坯扒皮率由6.82%下降到目前的0.76%，钢坯中心偏析C类1.5级以下的比例达到95%以上。3.2 钢板性能的稳定由于热送钢坯入炉温度较高，其晶粒、组织与冷装钢坯有一定差异，因此有可能对性能造成不利影响，对热装热送钢坯及冷装坯轧制后钢板的性能情况进行了对比，结果如表1所示。表1 入炉方式对钢板性能的影响入炉方式钢种(规格/mm）屈服强度/MPa抗拉强度/MPa延伸率/%冲击功均值/Jmaxminavgmaxminavgmaxminavgmaxminavg热装BVA(19.5)3352853034554204343730.533NVA32(18)435345379535475506352731.126796177Q345B(60)415375396560530534322326.6217126178冷装BVA(19.5)340285309455420434372932.7NVA32(18)47035539055548051433.52530.4289107191Q345B(60)450370398585540539322328.7258158198由上表可以看出，不同规格、钢种的钢板采用不同的入炉方式后，屈服强度、抗拉强度、延伸率均无明显差别；由于热送钢坯原始奥氏体晶粒粗大，因此与冷装坯相比冲击功有一定程度的降低，但与标准相比仍有一定的富余量，因此对钢板的性能合格率不会造成影响。3.3 热装热送物流组织的顺畅及信息传递的畅通热装热送工艺是一项系统的技术，它涉及从炼钢到轧钢之间的各个环节，实施该项技术必须协调各个部门的工作。各部门之间生产的协调要以热装热送生产计划为基础，因而生产计划编制的好坏，将直接影响生产是否可以有序地进行，能否保证合同的订货要求以及热装热送经济效益的提高，热装热送生产计划的编制是实现热装热送一体化管理中的核心，如果编制的生产计划不可行，不仅达不到实施热装热送工艺的目的，反而会对生产造成不良的影响。首秦公司通过实践，摸索出了适合自己的一套行之有效的物流组织与信息传递模式，如图1所示。图1 物流与信息流的传递示意图一方面通过对钢坯切割实现花切、热送坯集中码放、问题钢坯及时吊出单独码放，保证了钢-轧物流的顺畅；另一方面通过增加轧钢倒班计划员，及时下达滚动计划，保证了钢坯轧制信息流的畅通。4、热装热送过程中的关键控制点4.1 含Al钢爪裂的控制在前期的热送实验中，部分D32、D36、Q345DH钢板表面出现了爪裂缺陷，爪裂形貌如图2所示。图2 钢板爪裂形貌在进行的三次直送（下线后由辊道直接入炉）试验中，共轧制钢板463块，其中出现爪裂的钢板138块，钢板爪裂发生率为29.8%，对钢板出现爪裂炉次连铸坯进行了火焰清理检验，在连铸坯表面没有发现裂纹，同时钢板出现爪裂缺陷炉次连铸坯在冷装炉后再进行轧制，钢板没有爪裂出现。通过对裂纹的微观组织分析，可以解释直送钢坯轧制钢板发生爪裂的原因如下：在直送条件下，连铸坯表面装炉温度在650-700之间，这个温度位于所试验钢种的奥氏体铁素体两相区，这样在连铸坯表面从奥氏体到铁素体发生相变的程度很小，于是在连铸坯冷却过程中在750-900温度区间在奥氏体晶界析出的AlN以及其它的碳氮化物就会一直保留在奥氏体晶界，它们降低了奥氏体晶粒间的结合力，于是在加热后的轧制过程中就会出现爪裂缺陷。而如果连铸坯在热送（400-500）或者冷送时，连铸坯表面会发生奥氏体到铁素体以及到铁素体和珠光体的相变，这个相变会导致钢的再结晶，再结晶的发生会将原奥氏体晶界上析出的AlN和其它碳氮化物包裹在新生成的珠光体晶粒内部，从而消除了晶界上AlN和其它碳氮化物对晶间的弱化作用，使晶间的结合力重新得到了加强，这时的连铸坯在加热和轧制后就不容易在表面产生爪裂缺陷1。4.2 热装坯加热工艺的优化实施连铸坯热送热装后，此期间会插装一定数量的冷坯，则不可避免地会遇到连铸坯冷热或热冷混装的问题。因装入加热炉的铸坯温度不同，故要求加热工艺参数须适应不同铸坯温度的需要。加热工应根据连铸坯装炉温度情况适当调整加热段、均热段的燃料流量等加热工艺参数，控制好冷热装坯交接段的加热温度，在热装坯不过热或不过烧的情况下，保证冷装坯的加热温度和加热质量2。5、实施效果两年以来，首秦公司的热装热送取得了良好的效果。从2011年1月份到目前为止，热送率稳定保持在40%-60%之间，热送钢种覆盖了普碳、低合金、容器板、船板、管线、桥梁等大部分钢种，其中，管线钢和部分中碳含铌钢为小规模试验钢种，其余已经能够组织进行大规模的热送生产，目前钢种仍然在继续扩大之中，2011年热送量及热送比例见表2。表2 2011年热送量及热送比例月份热送量(吨)轧钢入库量(吨)热送率2011年1月60218.214802940.68%2011年2月83542.914301158.42%2011年3月78021.5416168548.26%2011年4月351219022038.93%2011年5月54684.915390335.53%2011年6月63487.915102342.04%2011年7月87771.2163143 53.80%2011年8月89691160048 56.04%2011年9月82422157174 52.44%2011年10月90555.216180855.96%平均值72551.6 149004.5 48.69%2011年连铸坯合格率达到了99.8%以上，为热送热装以及后道工序的轧制提供了良好的条件。热送热装工艺线连铸坯的热装温度控制在400-550之间，入炉温度的提高有效的降低了加热炉煤气消耗，吨钢节省标煤13.96kg，累计节省成本240万元以上。另外，热送并未对后续钢板的表面质量、探伤及性能造成影响，2011年热送钢板的性能合格率达到99.8%以上，原料性带出品比例0.33%，探伤合格率100%，与冷装坯基本保持在同一水平。6、结论1、在首秦公司的热装热送生产实践中，一方面通过钢坯实物质量的提高、钢板性能的稳定及钢-轧物流的顺畅，保证了钢坯热装热送的基础条件，另一方面通过钢板表面裂纹的控制及加热工艺的优化，保证了热装热送的稳定性及可持续性，取得了良好的效果。2、通过采用热装热送工艺，有效的降低了加热炉煤气消耗，2011年吨钢节省标煤13.96kg，累计节省成本240万元以上，取得了良好的经济效益。3、钢坯热装热送对后续钢板的性能没有明显影响，热装坯的性能合格率与冷装坯基本持平；另外，由于铸坯质量的提高，钢板的原料性带出品也维持在较低的水平。参考文献1 A.