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文档简介
板带轧制数模及控制第一页,共五十九页,编辑于2023年,星期日1.1.1薄板坯连铸连轧技术的出现(AppearanceofThinSlabConcastandRollingTechnology)
自世界上为短流程小钢厂开发的薄板坯连铸连轧技术获得工业上的成功以来,受到的不仅仅是关注,而是青睐,在冶金界产生了巨大反响,短短几年中,建起或正在兴建大批生产线,且势头迅猛。以西马克(SMS)公司的紧凑式热带生产技术(CompactStripProduction,简写为CSP)为例,试验研究始于1985年10月,第一条生产线于1989年在美国纽柯克拉福兹维莱厂建成(NucorSteelCorp.Crawfordsville,IN/USA)后,又相继建成了黑克曼(NucorSteelHickman,AR/USA,1992-08)、墨西哥、阿根廷、韩国、印度、泰国、、埃及、伊朗、马来西亚、印度尼西亚、荷兰、德国(蒂森(Thyssen)钢铁厂)等国家先后建起了薄板坯连铸连轧生产线,中国的珠钢、邯钢、包钢、马钢、鞍钢、涟钢等也先后投产了薄板坯连铸连轧生产线。济南钢厂、武钢正在建设或者拟建类似生产线。第二页,共五十九页,编辑于2023年,星期日薄板坯连铸连轧技术取得成功的有众多公司和研究单位,其中最具代表性的是德马克(MDH)、西马克(SMS)、奥钢联(VAl)、意大利的达涅利(Danieli)等公司,尽管各自的工艺路线不同,设备也各具特点,但最终的目标是一致的,即通过结构紧凑、热送热装、连铸连轧的薄板坯连铸连轧技术来实现高的经济效益。多条生产线投产后取得成功,又促使各公司的技术相互渗透,以求更加完善,在不断改进的过程中,该项技术愈发显示出其优势。第三页,共五十九页,编辑于2023年,星期日
1.1.2薄板坯连铸连轧技术的发展趋势(TheDevelopmentTrendofThinSlabConcastandRollingTechnology)1.第一代技术
20世纪80年代末出现的薄板坯连铸连轧技术属第一代。其发明者的初衷是避开传统板坯连铸的断面尺寸,浇出尽量薄的板坯,以求铸坯可直接进入精轧机,轧出热轧带卷来。于是就要求板厚不大于50—60mm。为了保证生产线具有一定产量规模,坯宽通常不小于1250mm。典型的第一代薄板坯连铸连轧生产线以美国纽柯公司的克拉福兹维莱厂、意大利的阿维迪厂、中国的珠江钢厂等为代表,几乎全部由电炉(100--150t)供应钢水,单流铸机生产能力不大于80万t/a,主要生产碳钢(0.04%,1%),实施奥氏体轧制,终轧温度高于860℃,终轧厚度最薄1.2mm。第四页,共五十九页,编辑于2023年,星期日薄板坯连铸连轧技术带来了热轧带钢生产的经济性革命,它的工艺流程紧凑、简化,投资成本低,能源消耗低,产品质量高。它首次将连铸、温度均匀化和热轧三个工艺阶段连接在一起,可有效地生产高质量的热轧带钢。2.
第二代技术
薄板坯连铸连轧技术在工业上的成功应用,受到冶金企业的普遍青睐,也促使冶金工作者对该技术的不断完善做出了更大努力,20世纪90年代末第二代技术已告成熟,并在多条生产线上予以采用。第五页,共五十九页,编辑于2023年,星期日
首先,液芯压下技术的出现,可有效地在二冷区对铸坯进行轻压下。于是就有可能加厚结晶器出口铸坯厚度至70—100mm。第二代技术中最突出的特点就是各种薄板坯连铸连轧工艺的结晶器断面尺寸都有了相应变化,CSP工艺漏斗型结晶器厚度增至70mm,FTSC工艺坯厚可达90mm。根据液芯压下量的大小在浇铸前和浇铸中灵活设定铸坯厚度来适应终轧带卷厚度的要求。其次,第二代技术中实现了半无头轧制和铁素体轧制,并且终轧产品厚度可做到超薄带尺寸(<=0.8mm)。当实施半无头轧制时,坯长是单坯长度的5倍,可以提高轧制速度,为此,精轧机组需加大电机功率;铁素体轧制的低温轧制工艺通常轧机配置要由5--6机架的精轧机架改为2+5架的粗轧十精轧形式;而超薄带的生产同样也需要配置粗轧机架。第六页,共五十九页,编辑于2023年,星期日
第三个特点是温度均匀段——加热炉的长度加大,SMS公司为我国涟源钢厂提供的CSP生产线隧道炉长达291m,完全是为适应第二代技术的改进需求。随着技术的不断完善优化,铸机单流产量可升至130万t/a,双流可达250万~260万t/a,这就要求提高炼钢炉的生产能力。从目前世界范围来看,电炉过大(>150t),操作起来把握性差,薄板坯连铸机与转炉相配合更为合适,在产能不断增加的情况下,第二代技术中转炉容量的选择也显得很重要,应以不小于120t为好。当然,薄板坯连铸连轧工艺已不仅限于生产碳钢,所生产钢种的范围几乎覆盖了所有的产品品种,包括低合金结构钢、高碳钢,取向硅钢(Si≤3%)、不锈钢等。同时带卷的几何尺寸、材料技术参数及表面质量均得到稳定改进。第七页,共五十九页,编辑于2023年,星期日3.未来的第三代技术发展趋向
薄板坯连铸连轧工艺日趋完善,全套技术的发展方兴未艾。从全球角度看,它将挑战传统连铸连轧工艺,一条两机两流生产线的产量必达到300万--350万t/a,为此需提高轧制速度、加厚铸坯断面至90--100(110)mm。在这些前提下采用液芯压下技术,考虑F7(甚至F8)机架的增设都有可能,当然其中轧机功率加大是必要的,同时F1~F3机架的压下量要增大,第一道次最好能压下50%~60%,F1机架能咬入70—80mm厚的铸坯。产量的提高需要炼钢炉供应更多的钢水,第三代生产线极有可能与之相匹配的是150t转炉,于是也就需要有大高炉提供更多的铁水。从品种和质量上来预测第三代技术,它将在热轧带卷表面质量上出现新的突破,生产出高质量热轧带卷,产品品种将进一步扩大,不锈钢、含硅较低的硅钢(取向硅钢)等都将在薄板坯连铸连轧生产线上生产,而大量碳钢产品将向薄规格方向扩展。可以肯定,第三代技术将向250mm厚的传统板坯连铸机、3/4连轧系列,向3~4套加热炉的温度均匀化方式,向大部分传统轧机的产品范围进行挑战,而且前景光明。第八页,共五十九页,编辑于2023年,星期日4.发展趋势从薄板坯连铸连轧技术的出现到如今不过十多年,它却引起了扁平材生产技术革命性的变化,并且将在今后十年内对传统的钢铁联合企业带来巨大的冲击。到2010年,全球有可能建成75个薄板坯连铸连轧工厂,总生产能力将达到1.9亿t,即全球50%左右的热轧带卷会由薄板坯连铸连轧来生产。由此可预见薄板坯连铸连轧技术的发展趋势为:第九页,共五十九页,编辑于2023年,星期日(1)几乎所有投资薄板坯连铸连轧的工厂都特别注意充分发挥轧机的能力(250万~300万t/a)。因此,大部分薄板坯连铸连轧工厂的年产量都设计在200万一300万t/a之间。这就要求炼钢炉的能力(采用转炉可能更有利于轧机能力的发挥)和薄板坯连铸机能力的匹配(主要指拉速、厚度和宽度参数的优化)。第十页,共五十九页,编辑于2023年,星期日(2)利用现有老厂高炉一转炉设备,匹配薄板坯连铸连轧生产线,专门生产薄规格(≤22.3mm)和超薄规格(≤1.6mm)的热轧卷。可以得到两方面的好处:1)可以用热轧超薄板替代相当一部分商品冷轧板,相应减少冷轧厂的投资,并可提高热轧板的销售额。2)可以依靠薄板坯连铸连轧装置专门分工生产薄规格热轧卷(直接作商品销售或用作冷轧原料),来解放原有传统热带钢轧机的能力,促进轧机增产。例如,美国阿克梅钢公司是世界上第一家使用氧气转炉与薄板坯连铸连轧配合生产的企业;加拿大的阿尔戈马公司,已投资建设新的薄板坯连铸机与原有的高炉一氧气转炉配合生产。德国蒂森公司建设成薄板坯连铸与现有转炉配合,专门生产超薄规格的热轧卷。总的来看,传统高炉一转炉联合企业将受到薄板坯连铸技术的冲击,同时,在采纳这一技术后,企业将获得结构性的变化,获得新的竞争力。第十一页,共五十九页,编辑于2023年,星期日(3)通过适当增加铸坯的厚度和宽度,相应提高拉速,增加铸机流产量,争取实现1部铸机与1部连轧机配合生产,这也是人们注意开发的课题。然后,进一步充分发挥轧机生产能力,达到200万t/a以上。(4)如果通过增加铸坯厚度,使铸坯长度缩短到40m以下,则有可能考虑采用步进式加热炉作为衔接铸机一轧机的缓冲装置,这有利于“储存活套”容量的增大,整个系统的灵活性、稳定性提高。当然,也要考虑步进式加热炉的投资额,在此基础上才能做出综合评估与判断。(5)就技术参数而言,薄板坯连铸机在铸坯厚度一凝固时间一冶金长度之间关系的优化选择是十分重要的。这不仅影响轧机的架数和布置方式,而且也将影响到铸机本身的结构。第十二页,共五十九页,编辑于2023年,星期日5.薄板坯连铸连轧生产线的类型目前,薄板坯连铸连轧生产线主要分为两大类:(1)
电炉流程以废钢、铁水、DRI(HBI)为主要原料的电炉----二次精炼-----薄板坯连铸机-----连轧机(×2)(×2)(×2)(×1,厚度
1~4mm)合理规模:160~220万吨/年。第十三页,共五十九页,编辑于2023年,星期日(2)高炉、转炉流程(长流程)大型高炉----铁水预处理----大型转炉----二次精炼---薄板坯连铸机---连轧机(2~3)(×2)(×2)(×1,
0.8~4mm,220~250万吨/年)
图1典型的薄板坯连铸连轧生产线
a---珠钢、b---邯郸钢厂、c---蒂森、d---唐山钢厂第十四页,共五十九页,编辑于2023年,星期日1.2薄板坯连铸连轧工艺中的关键技术(TheKeyTechnologyinThinSlabConcastandRollingTechnology)
1.2.1结晶器及其相关装置(andRelatedEquipment)
1.2.2液芯压下技术(ReductionwithLiquidCore)第十五页,共五十九页,编辑于2023年,星期日薄板坯连铸连轧生产线阿维迪(Arvedi)的ISP技术中首次采用带有液芯及固相铸轧的技术,出结晶器下口60mm的铸坯带液芯时经软压下变至45~50mm,形成固相后再轧至15mm厚。实践表明,液芯压下铸轧对细化晶粒的作用比相应尺寸减薄的铸坯大,由于晶粒细化,使得在相同轧制温度下铸坯获得的韧性更好,当浇铸厚度为60~100mm时,采用液芯压下技术后最终成品质量比减薄结晶器厚度的效果更佳。尽管各薄板坯连铸连轧工艺所采用的液芯压下技术的形式和特点不完全相同,但液芯压下的好处已被公认,现在该技术已得到广泛应用,并在不断改进完善。达涅利公司的灵活薄板坯连铸连轧工艺(FlexibleThinSlabRollingforQuality,简写FTSRQ,后改为FTSC)中应用了动态软压下技术(专利),可根据带卷最终厚度的要求连续调整薄板坯的厚度。第十六页,共五十九页,编辑于2023年,星期日ISP和FTSRQ两种技术采用的带液芯铸轧工艺均根据浇铸速度、钢种和一冷、二冷及中间罐钢水过热度及实际浇铸时间来计算薄板坯断面尺寸和液芯长度的变化,并通过调整辊缝来实现软压下。CSP和CONROLL生产工艺原来是依靠全凝固轧制来使铸坯变薄,而近期投产的新的CSP生产线也均做了改进,采用了液相轻压下的铸轧工艺,液芯铸轧可以看成是降低能耗、提高产品质量的一种生产薄的板带的技术发展方向。新开发出的铸压轧(CastingPressingRolling,简写CPR)技术,将“铸、压、轧”融为一体,出结晶器下口坯壳仅10~15mm的铸坯,此刻1300℃左右即受辊压,使芯部焊合,随后由四辊轧机将铸坯轧成热轧板卷。’
第十七页,共五十九页,编辑于2023年,星期日1.2.3高压水除鳞(ScaleRemovalwithHighPressureWater)薄板坯表面积大,易出现二次氧化,生成氧化铁皮,如不及时清除,会与轧辊在高温下接触,不仅损坏轧辊,而且会将氧化铁皮轧入轧件。为此,各种薄板坯连铸机的设计方案都对除鳞给予了相当重视,新的结构都将除鳞机布置在粗轧机前,进而在进入加热炉前、精轧前再次除鳞,FTSRQ(FTSC)生产线甚至在精轧机架P1、巧后仍进行多道除鳞,确保氧化铁皮的清除。第十八页,共五十九页,编辑于2023年,星期日1.2.4加热方式薄板坯连铸连轧的工艺要求铸坯直接进入精轧机,铸坯薄且温度高还需均匀,必须在线对铸坯予以加热保温。均热炉又有隧道式、步进梁式几种。
1.2.5精轧机架现有的各种类型的热精轧机组有4机架、5机架、6机架乃至7机架(美国阿克梅钢公司),其生产能力均可达135万-200万t/a,大大超过薄板坯连铸机单流生产能力。目前热精轧机组均配有轧辊轴向移动、板形平整度、厚度在线调控、轧辊表面热凸度控制等装置,轧制1.0mm甚至更薄的热轧带卷
第十九页,共五十九页,编辑于2023年,星期日第二章薄板坯连铸连轧工艺
(ThinSlabConcastandRollingTechnology)
2.1薄板坯连铸连轧工艺特点(TheCharacteristicsofThinSlabConcastandRollingTechnology)
薄板坯连铸连轧工艺的特点:第二十页,共五十九页,编辑于2023年,星期日(1)整个工艺流程是由炼钢炉(电炉或转炉)一炉外精炼装置一薄板坯连铸机一物流的时间节奏与温度衔接装置一热连轧机组等五个单元工序组成,将原来意义上的炼钢厂和热轧厂紧凑地压缩,有效地组合在一起。
(2)整个工艺流程中炼钢炉、薄板坯连铸机和热连轧机是刚性较强的工艺装置,特别是薄板坯连铸机目前只能在3~6m/min间的拉速范围内浇铸,因此它在温度、时间节奏以及物流流量等参数上的刚性较强。而炉外精炼装置和物流、温度衔接装置的工序功能则是为了在温度、时间、流量等参数上衔接、匹配和缓冲、协调,本质上是为了增加前后工序间的弹性和系统的柔性。因此,在薄板坯连铸连轧工艺中充分注意并且不断完善这些柔性工序的功能也是十分必要的,如这些柔性活套设计不合理,整个工程的效率和效益均会降低。第二十一页,共五十九页,编辑于2023年,星期日(3)在薄板坯连铸连轧工艺的工程中,热连轧机是决定规模和投资的主要因素。就薄板坯连铸机与热连轧机组而言,两者占投资的比例约为30%:70%,所以充分发挥热连轧机组的能力应是整个工程建设中的重要考虑点之一。也可以说,炼钢炉、炉外精炼装置、薄板坯连铸机以及铸机一轧机间的缓冲、衔接渡口等装置的设计、选择应以充分发挥热连轧机组的效率为主要前提。
(4)基于薄板坯连铸机装置的刚性较强,平均拉速一般在4.5~6m/min间,最低拉速不能小于2.5m/min。第二十二页,共五十九页,编辑于2023年,星期日(5)作为设置薄板坯连铸连轧作业线的钢厂类型大致可有:
1)高炉一转炉一炉外精炼装置一薄扳坏连铸机一流量、温度衔接装置一热连轧机组。可生产各类碳钢、低合金钢板带,但不生产不锈钢板带。其规模在160力~240万t/a之间。
2)电炉一炉外精炼装置一薄板坯连铸机一流量、温度衔接装置一热连轧机组。生产各类碳钢、低合金钢板带,不生产不锈钢板带。其规模应视废钢价格等情况分别为80万t/a、160万t/a,甚至200万t/a以上。
3)电炉—炉外精炼装置一薄板坯连铸机一流量、温度衔接装置--炉卷轧机。生产不锈钢板带。其规模为30万一50万t/a。
4)大型转炉一炉外精炼装置一薄板坯连铸(与传统板坯连铸机并存)一流量、温度衔接装置一热连轧机组。其中,薄板坯连铸机作业线主要生产热轧板带,传统连铸机作业线主要生产冷轧板、表面覆层板和电工用带钢。两条作业线并存于同一大型联合企业中,其规模可以在500万--600万t/a之间,甚至更大些。第二十三页,共五十九页,编辑于2023年,星期日2.2典型的薄板坯连铸连轧工艺(TypicalTechnologiesofThinSlabConcastandRolling)
2.2.1CSP工艺(CSPTechnology)西马克公司开发出的CSP工艺(CompactStripProduction),也可称为紧凑式热带生产工艺。西马克公司先在德国布什(Buschuetten)钢厂的立弯式连铸机上做了一些改进.成功地在传统连铸机上浇出50mm厚的薄板坯来,随后在美国纽柯公司的克拉福兹维莱厂、黑克曼厂、韩国的韩宝厂、墨西哥的希尔沙厂、西班牙的比斯卡亚厂,先后建成工业化的生产线,取得了成功。第二十四页,共五十九页,编辑于2023年,星期日1.工艺特点
CSP工艺具有流程短、生产简便且稳定,产品质量好、成本低,有很强的市场竞争力等一系特点。
CSP工艺生产流程一般均为电炉一钢包精炼炉--薄板坯连铸机一-均热(保温)一热连轧机一层流冷却一地下卷取。薄板坯从连铸机拉出,厚50mm,经剪切长度为160m,使用用天然气的均热炉加热保温,薄板坯经由高压水除鳞后,通过4~6架精轧机轧成1~25mm的热轧带卷,冷却后成卷,卷重约20t。从钢水的冶炼到成品离线,仅需1.5h。
CSP工艺采用了许多关键技术,从而保证了自身特点的实现;具体为:(1)使用漏斗型结晶器;(2)严格控制钢水质量,提高纯净度;(3)针对热连轧机组在板形控制方面开发应用了一系列新技术,使薄板坯连铸连轧生产线更优于传统工艺来轧制薄规格的产品。如轧辊可轴向移动、轧辊热凸度控制、板厚及平整度的在线控制等措施,保证了生产1.0mm厚度的热轧带卷已不是难事。第二十五页,共五十九页,编辑于2023年,星期日2.2.2ISP工艺(ISPTechnology)
ISP工艺(1nlineStripProduction),即在线热带生产工艺,由德马克公司(曼内斯曼--德马克)开发。该技术已于1992年1月在意大利阿维迪(Arvedi)钢厂建成投产,设计能力为50万t/a。1996年8月韩国浦项钢铁公司也建成ISP生产线,设计能力为100万t/a。
ISP生产线的特点为:(1)
生产线布置紧凑,不使用长的均热炉,总长度仅180m。从钢水变成热轧带卷仅需20-30min;(2)
采用了液芯压下和固相铸轧技术,可生产厚度为15~25mm、宽度为650~1330mm的薄板坯,如不进入精轧机,可作为中板直接出厂;(3)
二次冷却采用气雾冷却或干铸(空冷),有助于生产较薄断面且表面质量要求高的产品;(4)
感应加热炉长18m,铸坯在此区段加热和均匀温度,较为灵活且升温有效;
(5)流程热量损失小及采用了铸轧技术和二冷气雾冷却方式等综合因素;决定了ISP生产线能耗少。第二十六页,共五十九页,编辑于2023年,星期日2.2.3FTSRQ(FISC)工艺(FISRQTechnology)
FTSRQ工艺(FlexibleThinSlabRollingforQuality,后改为FTSC),称之为生产高质量产品的灵活性薄板坯轧制,是由意大利达涅利公司开发出的又一种薄板坯连铸连轧工艺。初始研究集中在意大利的萨伯拉里厂(Sabolarie)的试验基地,以1:1的机械设备进行了相关工艺操作、设备结构和自动控制功能等方面的开发工作。菲律宾、伊朗、加拿大、美国等国家相继购买了此技术,在1995~1996年投人生产,生产规模为70万~200万t/a,既有普通碳钢产品,也有特种不锈钢带卷,厚度可达2mm以下。轧机布置采用一架粗轧+六架精轧机。第二十七页,共五十九页,编辑于2023年,星期日2.2.4CONROLL工艺(CONROLLTechnology)
奥钢联工程技术公司(VAl)开发出的—CONROLL工艺,用以生产不同钢种的高质量热轧带卷。它具有高的生产率,且产品价格便宜。美国的一个钢厂于1995年4月正式建成投产一条CONROLL生产线,其流程见图2。
CONROLL工艺具有以下特点:(1)
采用平行板型结晶器,认为只有这种形状才不会对初生坯壳产生应力,避免了变形;
(2)
超低头弧形连铸机,半径为5m,比立弯式高度小,可降低厂房高度;(3)
二次冷却系统应用了动态冷却模型,计算铸坯浇铸过程的温度变化;(4)
铸机备有液态软压下(LSR)系统。第二十八页,共五十九页,编辑于2023年,星期日
图2奥钢联CONROLL生产线第二十九页,共五十九页,编辑于2023年,星期日2.2.5TSP工艺(TSPTechnology)
1993年美国蒂金斯(Tippins)公司推出了倾翻带钢新技术(Tippins-SamsungProcess,简称TSP),这是为小钢厂设计的生产热轧带材的方法。它将中等厚板坯连铸机与斯特克尔轧机结合起来,在很低的投资情况下即可获得40万一200万t/a,1.5~2.0mm厚度的热轧带卷,产品包括碳钢、不锈钢;深冲钢等多种钢种的冷轧材、结构材、卷板等。
TSP工艺所采用的低头单流板坯连铸机由三星重工制造,已生产多台,在加拿大、美国、韩国均有使用。第三十页,共五十九页,编辑于2023年,星期日将25mm板坯轧到1.5mm成品,一般需经过3道平板粗轧和6道次卷取精轧。配有垂直轧边机,既可以控制板坯宽度,还能调整钢带的边缘部分,以获得良好的边部质量,甚至可不切边出售。
TSP工艺的特点在于它采用传统板坯连铸技术和传统的加热(均热)方式,可使设备相对简化,工艺紧凑,做到了板坯热装。同时,又采用了先进的斯特克尔轧机等一系列先进设备,省略粗轧机,从而投资低、易于操作和维护,可获得较宽的钢种范围、高质量的产品和良好的产品适应性等。虽然至今TSP生产线还没有建设起来,但许多TSP部件已在全世界各地广泛应用。TSP工艺对年产100万t带钢的厂家是一种可行的技术。、第三十一页,共五十九页,编辑于2023年,星期日2.2.6CRP工艺(CRPTechnology)
CPR工艺即铸压轧工艺(CastingPressingRolling),由西马克公司、蒂森公司和法国尤西诺尔·沙西洛尔(UsinorSacilor)公司共同开发,用于生产厚度小于25mm的合金钢和普碳钢热轧带材,其工艺原理见图3。它利用浇铸后的大压下(60%-极限压下量),仅使用一组轧机,最终可生产厚度为6mm的薄带卷。该工艺采用西马克的漏斗型结晶器,出结晶器下口铸坯厚度为50mm,直接进行液芯压铸和粗轧,早期的试验装置是一对铸轧辊,后改为两对,第一对挤压辊可将铸坯减薄至25~30mm,再进入第二对辊,粗轧铸坯为13—20mm。该生产线包括一台连铸机、一台感应炉、除鳞机、一台四辊轧机。试验线见图4。第三十二页,共五十九页,编辑于2023年,星期日在CPR技术中,有几个重要环节:(1)铸机和轧机之间铸坯有较大温降,需设感应加热炉,使铸坯表面升温的同时,还应考虑带钢边缘的加热,保证宽度方向的温度均匀。
(2)不同的浇铸速度和轧制力可获得不同厚度的带钢;
(3)由于仅有一组轧机,它所允许的最大压下量限制了带钢的最终厚度。一般来讲,CPR工艺的生产能力受浇铸速度和液芯压铸厚度影响而有一定局限;
(4)相对低的轧制速度引起铸坯温度损失较大,因此生产线上采用高压除鳞机,旋转喷头沿带钢横向移动,尽量减少温降;
(5)四辊轧机带有CVC和板形控制设备,能保证带钢最终规格满足要求;
(6)CPR工艺现已能生产最薄厚度为6mm,力学性能符合要求,冷轧后带钢性能均匀。德国蒂森公司的杜伊斯堡厂于1996年9月定购了CPS机组,轧制0.8—1.2mm厚度带卷,在1998年正式投产。第三十三页,共五十九页,编辑于2023年,星期日
图3CRP原理图图4蒂森公司的CRP试验线示意图第三十四页,共五十九页,编辑于2023年,星期日2.2.7QSP工艺(QSPTechnology)
QSP工艺是日本住友金属开发出的生产中厚板坯的技术,双流连铸机浇出90mm厚的铸坯,经软压下变成70mm。美国的特瑞柯(Trico)钢厂已正式应用该技术,这个厂是日本住友金属和英钢联及LTV三家的合资厂。其生产流程是住友的第2代薄板坯连铸连轧工艺,见图5。第三十五页,共五十九页,编辑于2023年,星期日
图5第二代QSP工艺流程第三十六页,共五十九页,编辑于2023年,星期日2.3中国薄板坯连铸连轧生产线(ProductionLinesofThinSlabConcastandRollinginChina)
2.3.1珠钢电炉CSP生产线(CSPLinewithElectricArcFurnaceinZhugang)
珠钢电炉一薄板坯连铸连轧生产线是我国第一条CSP生产线,属第一代CSP装备。也是目前我国惟一的电炉短流程扁平材生产线。珠钢CSP生产线布置及有关参数见图6。自1999年投产以来,通过不断技术创新、管理创新,在工艺、产品、管理三方面均取得了突出成效,在开发出高附加值产品的同时降低了成本。珠钢的CSP生产线在装备、工艺和运行整体上达到了国际先进水平。2002年10月25日珠钢续建工程2号150t电炉已成功试产,即将形成年产200万t钢水和190万t板材的生产能力。第2流CSP铸机已于2003年2月28日浇钢。第三十七页,共五十九页,编辑于2023年,星期日
图6珠钢CSP生产线布置及有关参数第三十八页,共五十九页,编辑于2023年,星期日2001年已实现年度设计达产目标82万t,目前月产量已突破8万t。第15个月即达产的速度居同类CSP厂首位。珠钢职工不足400人,年产钢达100万t后即可实现年人均产钢量2500t,是国内最好水平的三倍,达到国际领先水平。随着第二条生产线的建成投产,珠钢将以600人来生产200万t钢和190万t热轧板材,人均劳动生产率高达3000t/(人·a),人均产值达500万元/(人·a),人均利税达100万元/(人·a)。其中集装箱板生产技术与产量创同行世界之最,2002年销量占全国市场份额的1/6,占全世界市场份额的1/10,已成为世界最大的集装箱板生产基地之一。≤1.6mm薄规格集装箱板2003年生产55万t,这种高附加值产品将为珠钢带来更大利润。
第三十九页,共五十九页,编辑于2023年,星期日2.3.2邯钢高炉—转炉CSP生产线(CSPLinewithBlastFurnaceandOxygenFurnaceinHangang)
1997年1月18日,邯钢与德国西马克(SMS)、西门子(Siemens)和洛伊(L0I)三家公司组成的西马克财团正式签订引进薄板坯连铸连轧生产线的合同。同年11月8日,薄板坯连铸连轧工程正式开工奠基,1999年12月10日成功地生产出第一个热轧带卷,2000年8月23日签署了验收书,该条生产线转人正常生产。第四十页,共五十九页,编辑于2023年,星期日
这条生产线有别于西马克在世界各地投产的绝大多数之处,在于它是和传统长流程中的高炉一转炉两工序相接(仅与德国蒂森;美国阿克梅CSP生产线相同),同时它还创造了西马克公司在全世界已投产的CSP生产线中建设工期最短、投资最省、达产速度最快、漏钢率最低四个第一。第一、二期设计规模246万t/a的生产能力。邯钢CSP生产线的技术创新点在于:
(1)前接高炉、转炉工序,实践证明可充分满足CSP铸机对钢水温度、成分、纯度及浇铸的工艺要求,而且避免了前接电炉炼钢工序废钢价高、电价高造成成本过高的不利因素;第四十一页,共五十九页,编辑于2023年,星期日(2)采用漏斗型结晶器,出口铸坯厚度为70mm,大于传统CSP工艺50mm的规格,提高了铸坯压缩比,充分发挥轧机生产能力,可比轧制50mm铸坯增大23%的产量,与此同时,还扩大了产品规格,改善了带卷质量;
(3)增设了液芯压下技术,有助于提高铸坯质量;
(4)在精轧机组前增设了一架不可逆粗轧机,在不更换结晶器的条件下,可灵活调节进入精轧机组的带坯厚度,改善了精轧机组的轧制条件,使生产组织更加灵活;通过粗轧液压弯辊、AGC等提前对带坯的凸度、楔型进行控制,有利于生产薄规格、公差小和板形齐整的带卷;
(5)在粗轧机后增设2号均热炉;在精轧机组前增设高压水除鳞装置,提高了进入精轧机的铸坯尺寸精度和产品最终表面质量;
(6)自动化控制系统中的技术创新。第四十二页,共五十九页,编辑于2023年,星期日
图7邯郸钢厂CSP生产线布置及有关参数第四十三页,共五十九页,编辑于2023年,星期日2.3.3包钢CSP生产线(CSPLineinBaogang)
包钢于2001年11月4日成功地用淘汰平炉建成的转炉第一炉钢水连铸连轧成热轧带卷,第一个月生产1.3万t,进入2002年产量已稳定在15.2万吨/月。
CSP生产线工程中建成210tLF/(VD)钢包精炼炉一台、两机两流薄板坯连铸机一台、两座辊底式加热炉、四辊精轧机6架(预留第7架)、两台地下卷取机、一套60万t平整分卷机组及其配套的公共辅助设施等。包钢:CSP生产线布置及有关参数见图8。第四十四页,共五十九页,编辑于2023年,星期日
图8包钢CSP生产线布置及有关参数第四十五页,共五十九页,编辑于2023年,星期日
包钢引进的CSP生产线是我国目前唯一的一次建成的两机两流生产线,铸机两流共用一个中间包,由此它具备了有别于其他生产线的特点:
(1)两流铸机生产投资少,单位吨钢成本消耗低,加上生产线炼钢炉系大吨位(210t)转炉,单位时间内产钢量高,有利于组织生产并可提供质量高的钢水;
(2)两流铸机生产对事故调节能力增强,由于缓冲能力比一流时大,可有效地将前后工序协调,一旦遇到事故,在单流停浇的情况下仍能继续正常生产,保证中间包内钢水浇空;
(3)两流的加热炉给生产线提供了动态加热炉缓冲时间,在连续生产时为轧机工序增大了缓冲空间和缓冲时间,这就为协调生产及事故处理创造了条件;
(4)若遇特殊故障,只能单流生产且要维持相当长一段时间时,这种布置则会带来生产咸本高、轧机利用率低的缺点,当然这是应尽量避免的。第四十六页,共五十九页,编辑于2023年,星期日2.3.4鞍钢薄板坯连铸连轧生产线(ProductionLineofThinSlabConcastandRollingTechnologyinAngang)
鞍钢自行开发的、具有自主知识产权的1700中薄板坯连铸连轧生产线9AngangStripProductlon.简称ASP)于2000年11月正式投产。一期工程由一台新建中薄板连铸机和原1700生产线异地改造后并配加步进梁式加热炉一起组成一条现代化中薄板坯连铸连轧生产线,设计能力为年产200万吨。二期工程2003年再新建一台中薄板坯连铸机后,年产量可达250万t。成品热轧带卷规格为(1.5—8.0)mmX(900—1550)mm,其中厚度在2.5mm以下的占50%。第四十七页,共五十九页,编辑于2023年,星期日图9鞍钢ASP生产线主要设备第四十八页,共五十九页,编辑于2023年,星期日
整条生产线除结晶器和振动装置是引进了奥钢联的CONROLL技术外,其余设备全部国产化,按投资算国产化率为96.6%。按设备重量算国产化率为98.5%。ASP生产线的建成,打破了长期以来我国热带钢生产线依赖国外成套引进的模式。作为我国最大、历史最久的钢铁工业基地,鞍钢在1958年就已有苏联援建的1700热轧机组,设计年产量为80万吨,其中中厚板20万吨,热轧卷板60万t,当时是国内唯一一套热连轧机组,为我国钢铁工业的发展做出了巨大贡献。
ASP生产线的建成为鞍钢又增加了一条生产高质量产品的新流程,很快已成为经济效益的增长点。从全国来看,结束了自武钢1700热连轧工程以来,现代化热连轧机组全部成套引进的历史,表明我国可以完全依靠自己的技术力量成套设计、制造、安装、工艺开发热连轧技术,整体水平已跟上了世界发展步伐。第四十九页,共五十九页,编辑于2023年,星期日2.3.5唐钢超薄热带生产线(ProductionLineofUltraThinHotStripinTanggang)
为调整产品结构、淘汰落后工艺装备,唐钢在2001年经国际招标,引进了达涅利一三菱联合组成的关键技术设备,建设超薄热带(UTSP)生产线。工程共分两期进行,一期工程建设一台单流薄板坯连铸机、一座辊底式均热炉、一套1810热连轧机组,设计年产量为150万吨,二期工程再建一台薄板坯连铸机和一座辊底式加热炉,年产量可达250万吨。生产线设备总重量为22263t,引进设备3645t,国产化率达84%。第五十页,共五十九页,编辑于2023年,星期日图10唐钢超薄热带生产线工艺流程第五十一页,共五十九页,编辑于2023年,星期日
该条生产线
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