薄板坯连铸连轧研究

1、薄板坯连铸连轧研究一邯钢csp邯钢薄板坯连铸连轧生产线于1997年11月18日开工建设，1999年12月1 0日生产岀第一卷热轧卷板，建设工期历吋两年零一个月。该生产线引进德国西 马克90年代世界先进技术，总生产能力为250万to生产线的特点1主耍工艺特点邯钢薄板坯连铸连轧生产线主要包扌舌薄板坯连铸机、1号辘底式加热炉、粗 轧机(r1)、2号辘底式加热炉、精轧机组(f1f5)、带钢层流冷却系统和卷取机。 产品规格为1.220mm厚、900-1680mm宽的热轧带钢钢卷。钢卷内径为762 mm,外径为11002025mm,最大卷重为33.6t,最大单重为20kg/mm。工艺流 程为:100(氧气

2、顶底复吹转炉钢水一lf钢水预处理一钢包一中间包一结晶器一 二冷段一弯曲/拉矫一剪切一1号加热炉一除鳞一粗轧(r1)2号加热炉一除鳞一 精轧f1f5(f6)冷却一卷取一出卷一取样一打捆一喷号一入库。图 邯钢csp工艺流程示意图2主要技术参数1) 薄板坯连铸机该连铸机为立弯式结构。中间包容量36t,结晶器出口厚度70mm,结晶器 长度1100mm,铸坯厚度6080mm,铸坯宽度900 1680mm,坏流导向长度9 3259705mm,铸速(坯厚70mm)低碳保证值最大4.8m/min>高碳保证值最大4. 5m/min> 最小 2.8m/min,弯曲半径 3250mm«2) 加

3、热炉该生产线包括两座馄底式加热炉，位于粗轧机前后。1号加热炉炉长178.8 m,由加热段、输送段、摆动段、保温段组成，炉子同时具有加热、均热、储存 (缓冲)的功能，可容纳4块38m长的板坯，单机生产的缓冲吋间2030min,最 高炉温1200°c,铸坯入炉温度8701030°c,出炉温度11001150°c。2号加热 炉炉长66.8m,由一段构成，主要起均热、保温作用，最高炉温1150°c,铸坯最 高入炉温度1120°c,最高出炉温度1130°c。加热炉燃料为混合煤气，烧嘴型式 为热风烧嘴。3) 粗轧机粗轧机为单机架四辗不可逆式轧机，

4、其作用是将铸坯一道轧成所需坯厚。最 大轧制力42000kn,工作辘尺寸 880/790mmx 1900mm,支撑卷尺寸 1500/1 35()x 1900mm,主电机功率8300kw,轧出坯厚33.052.5mm。4) 精轧机组精轧机组有五架四楹不可逆式轧机(f1f5),剪机为液压曲柄连杆式，除鳞 为高压水除鳞，最大轧制力为4200kn,主电机功率均为8300kw,机架间距55 00mm, f5最大出口速度12.6m/s,板带厚1.220mm,板带宽9001680mm, 终轧温度900950°co5) 冷却区冷却方式为层流冷却，在一定时间内将带钢由终轧温度900950°c冷

5、却到5 50650°c o冷却区长度为43200mm,另有一个4800mm的空冷段。最大水量约 为5240m3/h,水压为0.07mpa(喷淋区水压为impa)。6) 卷取机卷取机为液压三馄卷板机，卷取温度一般在550650°c,最大卷取速度15 m/s,芯轴驱动电机功率为800kw,最大卷重33.643工艺创新点1) 在国内首先采用了转炉供应钢水模式邯钢结合华北地区电力资源和国内废钢资源情况，在有转炉炼钢的条件卜， 首先采用转炉为薄板坯连铸捉供钢水的新模式，打破了当时已投产的csp薄板 坯连铸连轧生产线均采用电炉供应钢水的传统生产工艺。为使转炉钢水质量满足 薄板坯连铸的苛

6、刻要求，邯钢对转炉炼钢和lf炉精炼工艺进行了数十次技术攻 关。转炉出钢时，实行挡渣出钢，使下渣量控制在3kg/t以下；开发了新型顶渣, 在出钢过程中进行顶渣脱氧及改性；通过lf炉精炼，进一步脱氧、脱硫，攻克 了喂铝钙线改变钢水屮酸溶铝形态的技术难关等，最终使钢水温度、成分、流动 性及钢水中o、n、s、p等有害元素和气体含量完全满足了 csp工艺对钢 水质量的要求。2) 连铸结品器出口厚度由50mm增加到70mm世界上已投产的csp薄板坯连铸结晶器的出口厚度均为50mm。其存在的问 题主要有：结晶器断面小，拉速快，不利于夹杂物上浮和保护渣熔化，铸坯易产 生表面及内在缺陷；对于轧制厚规格产品，压缩

7、比小，限制了品种范围的扩大； 结晶器出口厚度小，连铸机单位时间内的通钢量相对较少，生产能力受到限制等。 为了有效解决这些问题，邯钢将结晶器出口厚度增加到了 70mni。实践表明，这 一创新，在保持薄板坏连铸连轧先进技术特性的同时，使品种规格范围进一步扩 大，产品质量明显改善，生产能力提高了 23%,用较少的投入获得了较大的收益。3) 将传统的6连轧模式改为“1+5”轧制模式(即1架粗轧机加5架精轧 机)受卷取机穿带速度的影响，传统的6机架连轧模式不能满足铸坯厚度增加的 耍求。为此，邯钢在世界上首次将6机架连轧改为单机架带立馄不可逆粗轧机加 5机架连轧(1+5)模式，并在粗轧机前增加了一次除鳞装

8、置。这一生产工艺的创新 在实践屮取得了显著效果：生产组织更加灵活；精轧机组入口带坯厚度减薄，提 高了入口速度，改善了第一架精轧机(f1)的工作条件；改善了板带边部组织结构 及板带表血质量。该生产工艺于2001年屮报了国家发明专利。4) 对2号均热炉设计进行完善和创新由于带坏未完全离开粗轧机前己经进入2号均热炉，易发生轧件冲撞炉墙事 故。为解决这一问题，邯钢对传统均热炉的设计进行了完善和创新。主要包括： 设计口j倾动炉顶、加宽炉膛、增加摄象机监控系统和事故处理装置等。该炉型结 构于2001年屮报了国家实用新型专利。5) 开发了连铸动态二次冷却模型由于csp薄板坯连铸机原二次冷却模型釆用比水量控制

9、法，仅根据拉速一 个参数来调节喷淋水量，对铸坯农面温度控制的效果不佳，达不到最优的质量控 制。为此，邯钢开发了以钢种、铸坯几何尺寸、拉速、结晶器水温、中间包钢水 温度、顶弯辘后铸坯表面温度等为入口参数，以铸坯表面温度的最优控制为h标 的专家模型系统，实现了动态调节喷淋水量，有效地控制了铸坯的表面温度，进 而有效控制了铸坯液芯长度。动态模型采用后，铸坯出顶弯辘后的温度波动降低 了 25%,表面及内部裂纹由1.02%降到了 0.50%以下。6) 开发了板坯收缩率在线修正程序原csp薄板坯连铸连轧依据固定的铸坯收缩率设定结晶器宽度，带钢超宽 比例较大。为此，邯钢开发了板坯收缩率在线修正程序，采用优化

10、的遗传算法， 综合考虑钢种、成品厚度、板坏宽度等因素，挖掘大量历史数据，以确定最优的 板坯收缩率，再按照实测产品的宽度，在线调整结晶器宽度和锥度，有效地降低 了带钢宽度超限比例，减少了堆钢事故。宽度超限比例由0.94%降到0.2%以下。炼钢配置和生产钢种情况loot氧气顶底复吹转炉3座，120tlf精炼炉3座。邯钢薄板坯连铸连轧生 产线投产以來，配合设备功能调试和结合市场需求，生产了十多个钢种及多个规 格的热轧卷板。具体情况见表1。表1钢种及规格项冃参数钢种sm400、sm400c、sm520、sm520c、sma400c、smc490c、sphc、sphd、ss400、x42、x52、x70、hp295、16mnl宽度/mm1030、 1140、 1250、 1400、 1480、 1500、 1610、 1620、 1680厚度/mm1.22.0、2.03.0、3.04.0、4.0邯钢薄板坯连铸连轧工艺优化和创新，相当程度上完善并发展了薄板坏连铸 连轧技术，在随后建设的儿条生产线中均不同程度的借鉴了邯钢经验。针对薄板 坯连铸连轧生产线(一期)生产实践中存在的问题，结合当今世界薄板坯连铸连轧 技术发展的方向，邯钢在续建工程中又采用了以下新技术：连铸结晶器出口厚度 由7()nm