薄板坯连铸连轧技术ppt课件.ppt

薄板坯连铸连轧技术提 纲连续铸钢薄板坯连铸连轧近终型浇铸 连续铸钢连续铸钢(连铸连铸)是将钢水通过连铸机直接是将钢水通过连铸机直接铸成钢坯，从而取代模铸和初轧开坯的一种钢铸成钢坯，从而取代模铸和初轧开坯的一种钢铁生产先进工艺。世界各国都以连铸比铁生产先进工艺。世界各国都以连铸比(连铸坯连铸坯产量占钢总产量比例产量占钢总产量比例)的高低来衡量钢铁工业生的高低来衡量钢铁工业生产结构优化的程度和技术水平的高低。连铸的产结构优化的程度和技术水平的高低。连铸的好处在于节能和提高金属收得率。好处在于节能和提高金属收得率。 连续铸钢连续铸钢连续铸钢连续铸钢连续铸钢连续铸钢得率为84%-88%，而连铸工艺则为95-96%，金属收得率提高10-14%。连续铸钢连续铸钢500多个钢种都可以用连铸工艺生产，而且质量很好。连续铸钢连续铸钢 连续浇铸最早由亨利连续浇铸最早由亨利贝塞麦提出，并于贝塞麦提出，并于1846年开始试验，但是直到年开始试验，但是直到1937年才实现了铜合金的年才实现了铜合金的连铸，连铸，1950年制出钢液的连铸机。年制出钢液的连铸机。亨利亨利贝塞麦贝塞麦 连铸技术在钢铁生产中的应用连铸技术在钢铁生产中的应用是钢铁冶金工业的一次技术革命，是钢铁冶金工业的一次技术革命，它不仅大大提高了生产率，减少了它不仅大大提高了生产率，减少了材料消耗，提高了能源效率，并且材料消耗，提高了能源效率，并且提高了材料的质量。此后还出现了提高了材料的质量。此后还出现了连铸连轧连铸连轧O.C.C技术。技术。 连续铸钢连续铸钢1 1、现代炼钢技术的发展（连铸技术的作用）、现代炼钢技术的发展（连铸技术的作用） （1 1） 19471947年年19741974年：年： 技术特点：转炉、高炉的大型化；以模铸初轧为核心，技术特点：转炉、高炉的大型化；以模铸初轧为核心，生产外延扩大。生产外延扩大。 （2 2） 19741974年年19891989年：年： 技术特点：全连铸工艺，以连铸机为核心。技术特点：全连铸工艺，以连铸机为核心。 （3 3） 19891989年现在：年现在： 技术特点：连铸连轧工艺，以薄板坯，连铸连轧为代技术特点：连铸连轧工艺，以薄板坯，连铸连轧为代 表，钢厂向紧凑化发展。表，钢厂向紧凑化发展。连续铸钢连续铸钢连续铸钢连续铸钢薄板坯连铸连轧薄板坯连铸连轧 典型的薄板坯连铸连轧工艺流程由炼钢典型的薄板坯连铸连轧工艺流程由炼钢(电炉或转炉电炉或转炉)炉外精炼炉外精炼薄板坯连铸薄板坯连铸连铸坯加热连铸坯加热热连轧等五个单元工热连轧等五个单元工序组成。该工艺将过去的炼钢厂和热轧厂有机地压缩、组序组成。该工艺将过去的炼钢厂和热轧厂有机地压缩、组合到一起，缩短了生产周期，降低了能量消耗，从而大幅合到一起，缩短了生产周期，降低了能量消耗，从而大幅度提高经济效益。度提高经济效益。 薄板坯连铸连轧技术因众多的单位参与研究开发，形薄板坯连铸连轧技术因众多的单位参与研究开发，形成了各具特色的薄板坯连铸连轧生产工艺，如：成了各具特色的薄板坯连铸连轧生产工艺，如：CSP、ISP、FTSR、CONROLL、QSP、TSP、CPR等，其中推广应等，其中推广应用最多的是用最多的是CSP工艺，由西马克工艺，由西马克德马格公司开发。德马格公司开发。1、CSP工艺技术工艺技术(Compact Strip Production) CSP工艺也称紧凑式热带生产工艺。工艺也称紧凑式热带生产工艺。CSP生产工艺流生产工艺流程一般为：电炉或转炉炼钢程一般为：电炉或转炉炼钢钢包精炼炉钢包精炼炉薄板坯连铸机薄板坯连铸机剪切机剪切机辊底式隧道加热炉辊底式隧道加热炉粗轧机粗轧机(或没有或没有)均热炉均热炉(或没有或没有)事故剪事故剪高压水除鳞机高压水除鳞机小立辊轧机小立辊轧机(或没或没有有)精轧机精轧机输出辊道和层流冷却输出辊道和层流冷却卷取机。卷取机。薄板坯连铸连轧 1回转台； 2钢包； 3中间罐； 4连铸机； 5剪切机； 6加热炉； 7除鳞机； 8粗轧机； 9加热炉； 10事故剪； 11除鳞机； 12精轧机；13层流冷却； 14卷取机； 15预留卷取机薄板坯连铸连轧2、ISP工艺技术工艺技术(Inline Strip Production) ISP工艺也称在线热带钢生产工艺。工艺也称在线热带钢生产工艺。ISP生产线的工生产线的工艺流程一般为：电炉或转炉炼钢艺流程一般为：电炉或转炉炼钢钢包精炼钢包精炼连铸机连铸机大压下量初轧机大压下量初轧机剪切机剪切机感应加热炉感应加热炉克日莫那炉克日莫那炉热卷箱热卷箱高压水除鳞机高压水除鳞机精轧机精轧机输出辊道和层流冷却输出辊道和层流冷却卷取机。卷取机。薄板坯连铸连轧 1中间包； 2结晶器； 3液芯压下； 4除鳞机； 5预轧机； 6剪切机； 7感应加热炉； 8热卷箱； 9事故剪； 10除鳞机； 11精轧机； 12层流冷却；13卷取机薄板坯连铸连轧3、FTSR工艺技术工艺技术(Flexible Thin Slab Rolling) FTSR工艺工艺(Flexible Thin Slab Rolling)被称之为生产被称之为生产高质量产品的灵活性薄板坯轧制工艺。高质量产品的灵活性薄板坯轧制工艺。FTSR工艺流程一工艺流程一般为：电炉或转炉炼钢般为：电炉或转炉炼钢钢包精炼钢包精炼薄板坯连铸机薄板坯连铸机旋旋转式除鳞机转式除鳞机剪切机剪切机辊底式隧道式加热炉辊底式隧道式加热炉二次除鳞二次除鳞机机立辊轧机立辊轧机粗轧机粗轧机保温辊道保温辊道三次除鳞装置三次除鳞装置精精轧机轧机输出辊道和带钢冷却段输出辊道和带钢冷却段卷取机。卷取机。薄板坯连铸连轧 1连铸机； 2旋转式一次除鳞； 3隧道式加热炉； 4二次除鳞； 5立辊轧机； 6粗轧机； 7保温辊道； 8三次除鳞； 9精轧机；10输出辊道和层流冷却； 11卷取机薄板坯连铸连轧4、CONROLL工艺技术工艺技术 CONROLL工艺是奥钢联工程技术公司开发的用于生工艺是奥钢联工程技术公司开发的用于生产不同钢种的连铸连轧生产工艺。产不同钢种的连铸连轧生产工艺。CONROLL工艺流程工艺流程为：常规连铸机为：常规连铸机板坯热装板坯热装(或直接或直接)进步进梁式加热炉进步进梁式加热炉带立辊可逆粗轧机带立辊可逆粗轧机精轧机架精轧机架输出辊道和层流冷输出辊道和层流冷卷取机卷取机薄板坯连铸连轧1钢包加热炉； 2电炉； 3AOD； 4传送车；5连铸机； 6加热炉； 7立辊轧机； 8粗轧机；9精轧机； 10卷取机薄板坯连铸连轧5、QSP工艺技术工艺技术 QSP技术是日本住友金属开发出的生产中厚板坯的技术是日本住友金属开发出的生产中厚板坯的技术，开发的目的在于提高铸机生产能力的同时生产高技术，开发的目的在于提高铸机生产能力的同时生产高质量的冷轧薄板。质量的冷轧薄板。QSP工艺生产流程一般为：电炉或转工艺生产流程一般为：电炉或转炉炼钢炉炼钢钢包精炼炉钢包精炼炉薄板坯连铸机薄板坯连铸机剪切机剪切机辊底式辊底式隧道加热炉隧道加热炉立辊轧边机立辊轧边机粗轧机粗轧机高压水除鳞机高压水除鳞机精精轧机轧机卷取机。卷取机。薄板坯连铸连轧1单流连铸机； 2软压下装置； 3剪切机；4隧道式加热炉； 5立辊轧边机； 6初轧机、除鳞机；7除鳞机； 8精轧机； 9卷取机薄板坯连铸连轧6、TSP工艺技术工艺技术(Tippins-Samsung Process) 倾翻带钢新技术，简称倾翻带钢新技术，简称TSP。TSP工艺流程一般为：工艺流程一般为：电弧炉电弧炉(AC或或DC）或转炉炼钢）或转炉炼钢钢包精炼钢包精炼薄板坯连铸薄板坯连铸机机步进式加热炉步进式加热炉高压水除鳞机高压水除鳞机立辊轧边机立辊轧边机单机单机架斯特克尔轧机架斯特克尔轧机层流冷却层流冷却卷取机。卷取机。薄板坯连铸连轧1电弧炉； 2钢包精炼炉； 3连铸机；4均热炉； 5卷取机； 6立辊轧边机；7单机架斯特克尔轧机； 8层流冷却； 9成品带卷 薄板坯连铸连轧7、CPR工艺技术工艺技术(Casting Pressing Rolling) CPR工艺即铸压轧工艺，用于生产厚度小于工艺即铸压轧工艺，用于生产厚度小于25mm的合金钢和普碳钢热轧带材。它利用浇铸后的大压下的合金钢和普碳钢热轧带材。它利用浇铸后的大压下(60%的极限压下量的极限压下量)，仅使用一组轧机，最终可生产厚，仅使用一组轧机，最终可生产厚度为度为6.0mm的薄带卷，也可生产低碳钢、管线钢、铁素的薄带卷，也可生产低碳钢、管线钢、铁素体和奥氏体不锈钢及高硅电工钢等。该生产线包括一台体和奥氏体不锈钢及高硅电工钢等。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。工艺流连铸机、一台感应炉、除鳞机、一台四辊轧机。工艺流程示意为：电炉或转炉炼钢程示意为：电炉或转炉炼钢钢包精炼炉钢包精炼炉薄板坯铸压薄板坯铸压轧轧感应加热炉感应加热炉旋转式高压水除鳞机旋转式高压水除鳞机精轧机精轧机层流层流冷却冷却卷取机。卷取机。薄板坯连铸连轧1结晶器； 2挤压辊； 3轧制辊； 4感应炉；5除鳞区； 6轧机； 7冷却区； 8卷取机薄板坯连铸连轧鞍钢鞍钢1700短流程薄板坯连铸连轧生产线短流程薄板坯连铸连轧生产线薄板坯连铸连轧唐钢薄板坯连铸连轧唐钢薄板坯连铸连轧薄板坯连铸连轧酒钢碳钢薄板坯连铸连轧产品酒钢碳钢薄板坯连铸连轧产品薄板坯连铸连轧 与连铸连轧过程相比，每吨钢可节省能源达与连铸连轧过程相比，每吨钢可节省能源达800kJ， CO2排放量降低排放量降低85%，NOx降低降低90%，SO2降低降低70%。薄。薄带铸轧技术尤其适合我国钢铁工业的发展情况，由于能带铸轧技术尤其适合我国钢铁工业的发展情况，由于能够有效抑制够有效抑制Cu、S、P等夹杂元素在钢材基体中的偏析，等夹杂元素在钢材基体中的偏析，从而可实现劣质矿资源（如高磷、高硫、高铜矿或废钢从而可实现劣质矿资源（如高磷、高硫、高铜矿或废钢等）有效综合利用，节省宝贵资源，是钢铁工业实现可等）有效综合利用，节省宝贵资源，是钢铁工业实现可持续发展的重要内容。持续发展的重要内容。 近终型浇铸近终型浇铸薄带连铸薄带连铸薄带连铸工艺与其他工艺比较传统工厂传统工厂长度：长度：600m薄板坯连铸工厂薄板坯连铸工厂长度：长度：370m薄带连铸工厂薄带连铸工厂长度：长度：100m成本成本投资成本投资成本生产成本生产成本近终型浇铸近终型浇铸近终型浇铸近终型浇铸薄带连技术与新材料开发 采用薄带连铸技术在新材料开发，特别是在采用薄带连铸技术在新材料开发，特别是在生产很难热加工产品时，更是具有工艺上的优势，生产很难热加工产品时，更是具有工艺上的优势，由于铸带是在冷却速度达到由于铸带是在冷却速度达到1001000 C/s的条的条件下形成的，二次枝晶间距仅为件下形成的，二次枝晶间距仅为2-5m，显微组，显微组织均质细晶，且具有遗传性，沿带厚成份偏析很织均质细晶，且具有遗传性，沿带厚成份偏析很小。这对高合金材料的生产十分有益，特别是在小。这对高合金材料的生产十分有益，特别是在难以轧制的高合金薄带钢生产方面有着巨大发展难以轧制的高合金薄带钢生产方面有着巨大发展潜力。例如潜力。例如,目前国外在开发的目前国外在开发的TWIP钢、钢、INVAR合合金、铁素体不锈、镁合金带、高硅钢等。金、铁素体不锈、镁合金带、高硅钢等。 近终型浇铸近终型浇铸薄带连铸代表技术约250mm连铸，62 mm薄板坯连铸， 新技术传统技术约. 3 mm薄板坯连铸，8 -20 mm薄带连铸 连铸、热连轧连铸、热连轧工艺阶段:中间储备:薄板坯连铸连轧薄板坯连铸连轧工艺阶段:中间储备薄带连铸薄带连铸工艺阶段:中间储备薄带连铸薄带连铸(水平带钢连铸技术)250 mm1.5-25 mm62 mm0.8-9 mm1.5-3 mm8-20 mm精整ThyssenKrupp Steel缩短热轧板生产工艺缩短热轧板生产工艺近终型浇铸近终型浇铸本技术使 杜伊斯堡厂CSP生产线年产量达到240万吨以上。排放量排放量kg CO2/t 热轧卷热轧卷050100150200250热轧连铸薄板坯传统工艺薄板坯工艺 由于缩短工艺流程，从而减少了吨钢由于缩短工艺流程，从而减少了吨钢100kg的的CO2排放量排放量近终型浇铸近终型浇铸近终型浇铸近终型浇铸宝钢薄带连铸技术方向选择 薄带连铸技术经过多年的发展形成过多种工薄带连铸技术经过多年的发展形成过多种工艺技术方案，根据结晶器形式的的不同被分为带艺技术方案，根据结晶器形式的的不同被分为带式、辊式、辊带式等。其中双辊式薄带连铸技术式、辊式、辊带式等。其中双辊式薄带连铸技术是其中最接近工业化的技术。双辊式薄带连铸又是其中最接近工业化的技术。双辊式薄带连铸又分为同径双辊铸机和异径双辊铸机，两辊的布置分为同径双辊铸机和异径双辊铸机，两辊的布置方式有水平式、垂直式和倾斜式。但最为成熟的方式有水平式、垂直式和倾斜式。但最为成熟的是水平等径双辊式薄带连铸工艺。是水平等径双辊式薄带连铸工艺。 近终型浇铸近终型浇铸宝钢薄带连铸技术方向选择 钢水由钢水由SEN注入两个逆向注入两个逆向旋转的水冷辊与两耐火材料侧旋转的水冷辊与两耐火材料侧封板组成的三角熔池，钢液接封板组成的三角熔池，钢液接触水冷辊，经传导传热过程，触水冷辊，经传导传热过程，首先形成半凝固层、凝固层，首先形成半凝固层、凝固层，然后在双辊的逆向转动下进入然后在双辊的逆向转动下进入吻合点，经过铸轧最终成为厚吻合点，经过铸轧最终成为厚度在度在2-6mm左右的薄带坯。再左右的薄带坯。再经经1或或2机架四辊热轧机在线轧机架四辊热轧机在线轧制成为厚度制成为厚度1-3mm薄带后成卷。薄带后成卷。 双辊薄带连铸的基本原理图双辊薄带连铸的基本原理图l2003年，建成一条带宽年，建成一条带宽1200mm双辊薄带连铸中试线并双辊薄带连铸中试线并投入使用。投入使用。l2004年，完成不锈钢成卷试验。年，完成不锈钢成卷试验。l2005年，完成碳钢成卷试验。年，完成碳钢成卷试验。l2006年，完成硅钢成卷试验。年，完成硅钢成卷试验。l2007年，展开第二阶段攻关。年，展开第二阶段攻关。l2008年，完成在线四辊热轧机的增设并成功投入试验。年，完成在线四辊热轧机的增设并成功投入试验。l2009年年2月，中国第一条薄带连铸连轧生产线月，中国第一条薄带连铸连轧生产线宝钢股宝钢股份薄带连铸产业化攻关项目全线投入试生产。份薄带连铸产业化攻关项目全线投入试生产。近终型浇铸近终型浇铸宝钢薄带连铸发展历史回顾宝钢薄带连铸发展历史回顾 中国第一条薄带连铸连轧生产线中国第一条薄带连铸连轧生产线宝钢股份薄带宝钢股份薄带连铸产业化攻关项目于连铸产业化攻关项目于 2009年年2月全线投入试生产月全线投入试生产近终型浇铸近终型浇铸近终型浇铸近终型浇铸宝钢宝钢BAOSTRIP中试机组介绍中试机组介绍 工艺路线及主要技术参数工艺路线及主要技术参数：利用宝钢特：利用宝钢特钢原有的钢原有的16t16t电炉，重建一个占地电炉，重建一个占地72m72m 36m36m的新的新厂房。主要的工艺流程为：炼钢车间生产的合厂房。主要的工艺流程为：炼钢车间生产的合格钢水，经过跨小车运输到薄带连铸车间的浇格钢水，经过跨小车运输到薄带连铸车间的浇铸平台上，钢水经中间包和布流水口注入到双铸平台上，钢水经中间包和布流水口注入到双辊连铸机，铸成厚度为辊连铸机，铸成厚度为2 25mm5mm的薄带坯的薄带坯, , 经单经单机架四辊轧机轧制后，冷却、卷取。机架四辊轧机轧制后，冷却、卷取。 近终型浇铸近终型浇铸宝钢薄带连铸中试机组主要参数宝钢薄带连铸中试机组主要参数 制l铜合金辊式结晶器；铜合金辊式结晶器；l改进的结晶辊内冷却系统设计；改进的结晶辊内冷却系统设计；l带有带有AGC 控制的辊缝调节系统；控制的辊缝调节系统；l装置控制系统的辊面清理装置；装置控制系统的辊面清理装置；l浇铸区域的气氛控制；浇铸区域的气氛控制；l带自动纠偏功能的薄带连铸夹送辊设计。带自动纠偏功能的薄带连铸夹送辊设计。近终型浇铸近终型浇铸主要技术创新点主要技术创新点 l 整条生产线可实现无引带浇注整条生产线可实现无引带浇注l 有完备的参数检测和数据采集系统有完备的参数检测和数据采集系统l 实现个闭环控制：实现个闭环控制：自动开浇闭环控制自动开浇闭环控制液位闭环控制液位闭环控制轧制力辊缝闭环控制轧制力辊缝闭环控制辊缝和铸带厚度闭环控制辊缝和铸带厚度闭环控制线上速度的同步控制线上速度的同步控制纠偏控制纠偏控制近终型浇铸近终型浇铸工艺设计的主要特点工艺设计的主要特点l 影响薄带连铸产业化的主要问题是影响薄带连铸产业化的主要问题是生产成本生产成本和和表表面质量面质量。l 薄带连铸目前耐火材料消耗、结晶器消耗在工序薄带连铸目前耐火材料消耗、结晶器消耗在工序成本中所占比例过高。成本中所占比例过高。l 薄带坯由于表比面积大，在生产过程中没有二次薄带坯由于表比面积大，在生产过程中没有二次处理措施，对铸态的表面质量处理措施，对铸态的表面质量（裂纹、冷隔、表（裂纹、冷隔、表面凹坑、夹渣）面凹坑、夹渣）要求非常高。要求非常高。l 带钢的断面形状和厚度公差。带钢的断面形状和厚度公差。 近终型浇铸近终型浇铸影响薄带连铸产业化的主要问题影响薄带连铸产业化的主要问题 针对存在的上述问题，目前宝钢薄带连针对存在的上述问题，目前宝钢薄带连铸研究的重点主要集中在以下五个方面：铸研究的重点主要集中在以下五个方面：1.亚快速凝固规律及控制模型亚快速凝固规律及控制模型2.铸轧模型及其板形控制铸轧模型及其板形控制3.熔池布流及液面波动控制熔池布流及液面波动控制4.结晶辊结晶辊5.侧封板侧封板 近终型浇铸近终型浇铸宝钢薄带连铸产业化主要方向宝钢薄带连铸产业化主要方向 近终型浇铸近终型浇铸 目前，薄带连铸的技术问题是清晰的，技术目前，薄带连铸的技术问题是清晰的，技术路线也是清晰的，关键是时间。路线也是清晰的，关键是时间。 宝钢对薄带连铸技术的发展潜力充满信心，宝钢对薄带连铸技术的发展潜力充满信心，对薄带连铸技术实现产业化充满信心！对薄带连铸技术实现产业化充满信心！谢谢 谢谢