摘要：本文作者對(duì)薄板連鑄冶金的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了分析介紹,提出了薄板坯連鑄連軋項(xiàng)目應(yīng)注意的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：薄板坯連鑄,冶金設(shè)備,應(yīng)用,探討

中圖分類號(hào)：TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

薄板坯連鑄連軋技術(shù)的成功發(fā)展,在于其先進(jìn)的技術(shù)和合理的設(shè)計(jì),它將熱軋板卷的生產(chǎn)集中在一條短流程的生產(chǎn)線上,具有投資少、能耗低、生產(chǎn)率高、產(chǎn)品質(zhì)量好等一系列優(yōu)點(diǎn)。它的引進(jìn)建設(shè)必將促進(jìn)低成本戰(zhàn)略的實(shí)施,帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

1 薄板連鑄主要生產(chǎn)工藝

典型的薄板坯連鑄連軋工藝流程由煉鋼（電爐或轉(zhuǎn)爐）—爐外精煉—薄板坯連鑄—連鑄坯加熱—熱連軋等五個(gè)單元工序組成。該工藝將過(guò)去的煉鋼廠和熱軋廠有機(jī)地壓縮、組合到一起,縮短了生產(chǎn)周期,降低了能量消耗,從而大幅度提高經(jīng)濟(jì)效益。

1.1 技術(shù)實(shí)質(zhì)

應(yīng)用先進(jìn)的近終型連鑄技術(shù),將鑄出的板坯厚度減薄到一臨界區(qū)間,省去傳統(tǒng)的熱軋板帶機(jī)組中的粗軋機(jī)架,在連鑄機(jī)和連軋機(jī)之間給予較小的熱量補(bǔ)充,直接通過(guò)精軋機(jī)組軋成熱軋帶卷。使從鋼液進(jìn)入結(jié)晶器到熱軋卷取完畢的時(shí)間縮短到15～30min。

1.2 關(guān)鍵技術(shù)

薄板坯連鑄連軋工藝和傳統(tǒng)工藝相比,關(guān)鍵在于突破了傳統(tǒng)的工藝概念,采用了許多先進(jìn)的新技術(shù)、新裝備。

1.2.1 結(jié)晶器及相關(guān)技術(shù)的設(shè)計(jì) 為提高薄板坯連鑄單流產(chǎn)量,提高鑄坯質(zhì)量,擴(kuò)大品種,結(jié)晶器已由傳統(tǒng)的平行板型演化成現(xiàn)在的漏斗型乃至全鼓肚型,使上口的面積加大,以利于浸入式水口的插入及保護(hù)渣的熔化。

結(jié)晶器的形狀不同,所采用的浸入式水口也不同。但隨著技術(shù)的發(fā)展,各種類型的浸入式水口也都在不斷演變。如CSP工藝所采用的長(zhǎng)水口,已由傳統(tǒng)的板坯連鑄機(jī)使用的第一代演變到現(xiàn)在的十字出口狀的第四代,這種十字狀出口可增加鋼水流量,穩(wěn)定拉速,提高使用壽命。

薄板坯連鑄機(jī)相比傳統(tǒng)的板坯連鑄機(jī)拉速更高,再加上結(jié)晶器上口空間的限制,一般連鑄機(jī)上常用的混合型和預(yù)熔型顆粒渣已不適用?，F(xiàn)在采用的是粘度更低、流動(dòng)性更好的中空顆粒渣,加入后可在結(jié)晶器壁與坯殼間迅速形成穩(wěn)定可控的渣膜,起到良好的潤(rùn)滑和吸附作用。

1.2.2 鑄軋技術(shù)

鑄軋技術(shù)是薄板坯連鑄連軋工藝的關(guān)鍵技術(shù),包括液芯壓下和液-固兩相軋制兩方面。鑄坯從結(jié)晶器下口出來(lái),經(jīng)過(guò)鑄軋其厚度可減少60%。液芯鑄軋對(duì)細(xì)化晶粒效果明顯,可獲得良好的韌性,而固相軋制為薄板坯連鑄機(jī)直接生產(chǎn)中板提供了條件。鑄軋技術(shù)的成功運(yùn)用為提高鑄坯質(zhì)量,進(jìn)一步降低能耗作出了貢獻(xiàn)。

1.2.3 拉坯速度

拉坯速度高是薄板坯連鑄的特點(diǎn)之一,拉速一般在5～8m/min。為使薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線上的連鑄機(jī)和連軋機(jī)更加匹配,提高鑄坯的拉速勢(shì)在必行。要提高拉速,則要求進(jìn)一步改善結(jié)晶器的傳熱,所以必須加大冷卻強(qiáng)度、減小結(jié)晶器銅板厚度、控制保護(hù)渣為薄膜狀。

1.2.4 加熱方式

薄板坯連鑄連軋工藝中大都采用均熱爐的加熱方式,爐內(nèi)布置內(nèi)芯冷卻的耐熱輥道,保溫效果好。視薄板坯入爐溫度的高低而進(jìn)行保溫或加熱,大大降低了能耗。對(duì)于2流薄板坯連鑄機(jī)及1套連軋機(jī)的流程,均熱爐為平移式或擺動(dòng)式,極大地方便了鑄坯的加熱和傳輸。在某些薄板坯連鑄連軋工藝中,均熱爐還承擔(dān)了一定的連鑄和連軋之間的銜接匹配緩沖作用。

1.2.5 連軋機(jī)組

薄板坯連鑄機(jī)提供的板坯厚度一般為40～70mm,對(duì)于某些不帶液芯鑄軋的工藝,可設(shè)粗軋機(jī)組,將鑄坯減薄后再送精軋機(jī)組,這就為采用盡量少的精軋機(jī)架生產(chǎn)較薄的熱軋帶卷創(chuàng)造了條件。連鑄軋機(jī)組一般都配備了先進(jìn)的板型控制技術(shù),如：CC技術(shù)、RTC技術(shù)、PFC/CFC技術(shù)等。

另外,在薄板坯連鑄連軋工藝中的熱除鱗技術(shù)、在線磨輥技術(shù)、寬度自動(dòng)控制技術(shù)、控制冷卻技術(shù)等相對(duì)傳統(tǒng)的厚板坯生產(chǎn)工藝都做了大量的技術(shù)改進(jìn)。總之,正是這些新技術(shù)的研究應(yīng)用,使得薄板坯連鑄連軋工藝得以成功應(yīng)用。

2 產(chǎn)品種類和質(zhì)量

薄板坯連鑄連軋技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)已有十多年時(shí)間,生產(chǎn)的鋼種也不斷擴(kuò)大,目前能覆蓋傳統(tǒng)板帶產(chǎn)品的75%,其中以低碳鋼為主,也可生產(chǎn)低合金鋼、硅鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼等。薄板坯連鑄連軋還是一項(xiàng)正在發(fā)展的技術(shù),隨著技術(shù)的不斷完善,產(chǎn)品的范圍還會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。

薄板坯連鑄連軋省去了傳統(tǒng)的冷裝爐工序,屬于直接軋制,可以完全發(fā)揮微合金化元素的潛在作用,對(duì)提高產(chǎn)品的性能有很大影響。另外,因坯料的減薄而產(chǎn)生的快速冷卻和凝固的過(guò)程,可以減少坯料內(nèi)部宏觀偏析的均勻分布,而且起到細(xì)化一次晶粒的作用,但由于坯料的減薄導(dǎo)致了壓下率的減小,因此在性能的進(jìn)一步提高上也存在著一定的困難。

由于薄板坯連鑄一般都采用復(fù)雜橫截面的結(jié)晶器,都是在狹窄的空間下澆鋼,給澆鑄帶來(lái)一定的困難,坯料容易產(chǎn)生橫向角裂和表面縱裂,這是需要進(jìn)一步解決的問(wèn)題?？偟膩?lái)說(shuō),薄板坯連鑄連軋來(lái)料的尺寸精度高,溫度控制均勻,所以產(chǎn)品質(zhì)量好,性能更加均勻、穩(wěn)定。

3 薄板坯連鑄連軋項(xiàng)目應(yīng)注意的問(wèn)題

薄板坯連鑄連軋屬于新工藝。如何進(jìn)行規(guī)劃建設(shè),如何引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)裝備等問(wèn)題,都要進(jìn)行認(rèn)真的研究,謹(jǐn)就其中的幾個(gè)應(yīng)予重視的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行分析和探討。

3.1 工藝流程的選擇

目前已有的各種薄板坯連鑄連軋工藝在技術(shù)、設(shè)備上都已趨于成熟,但究竟采用何種工藝還是值得研究的。從目前世界各國(guó)的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線建設(shè)情況來(lái)看,筆者認(rèn)為還是采用CSP工藝為好。CSP工藝從誕生到現(xiàn)在,在工藝技術(shù)、裝備及控制系統(tǒng)等方面均做了很多改進(jìn)?，F(xiàn)在新建的CSP生產(chǎn)線普遍采用了帶電磁閘的漏斗型結(jié)晶器、液壓振動(dòng)裝置、新型高壓水除鱗裝置、液芯壓下、立輥軋機(jī)及板型和平整度控制等多項(xiàng)新技術(shù)、新裝備,使CSP工藝不斷完善發(fā)展,現(xiàn)已進(jìn)入成熟的應(yīng)用階段。

考慮到目前的技術(shù)裝備和發(fā)展方向,將來(lái)薄板坯連鑄連軋的規(guī)劃建設(shè),應(yīng)該利用原有的高爐—轉(zhuǎn)爐資源和技術(shù),即用高爐—轉(zhuǎn)爐來(lái)嫁接薄板坯連鑄連軋技術(shù),形成高爐—轉(zhuǎn)爐—爐外精煉—連鑄機(jī)—均熱爐—連軋機(jī)的長(zhǎng)流程薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線。

3.2 連鑄機(jī)的設(shè)置

薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力主要取決于連鑄機(jī),從已有的生產(chǎn)實(shí)踐來(lái)看,一流連鑄機(jī)配一套軋機(jī)是不足取的。因?yàn)閺耐顿Y上看,軋機(jī)的投資遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于連鑄機(jī)的投資,要想取得良好的經(jīng)濟(jì)效益,必須充分發(fā)揮軋機(jī)的生產(chǎn)能力。而一套軋機(jī)的產(chǎn)能又遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單流鑄機(jī)的產(chǎn)能,所以理想的設(shè)計(jì)應(yīng)該是二流鑄機(jī)。當(dāng)然考慮到投資承受能力,可以分兩步走,先建一流,最終建成二流連鑄機(jī)配一套軋機(jī)。

3.3 粗軋機(jī)的保留

薄板坯連鑄連軋工藝最初的設(shè)計(jì)是鑄出50mm左右的坯料,直接進(jìn)精軋機(jī),省去粗軋,從而緊湊結(jié)構(gòu),縮短生產(chǎn)周期。但其鑄坯的減薄卻極大地限制了產(chǎn)量,從規(guī)模效益上講是得不償失的,所以現(xiàn)在某些薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線又重新加上了粗軋機(jī)。就目前的情況看,還是保留粗軋機(jī)為好,這樣能更好地發(fā)揮后部軋機(jī)的能力,提高整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力,最大限度地降低生產(chǎn)成本,在規(guī)模效益上受益。

3.4 工序間的銜接

在工藝流程的規(guī)劃上必須考慮到整個(gè)生產(chǎn)線的連續(xù)性,特別是煉鐵—煉鋼—連鑄—連軋各工序間的均衡生產(chǎn)問(wèn)題。任一工序的生產(chǎn)出現(xiàn)波動(dòng),無(wú)論是在產(chǎn)量或者質(zhì)量上,都將影響整個(gè)工藝流程的順利進(jìn)行。因此必須要有相應(yīng)的技術(shù)和裝備在各工序間建立銜接緩沖區(qū),以進(jìn)一步協(xié)調(diào)各工序的連接和匹配問(wèn)題。

3.5 技術(shù)裝備的引進(jìn)

目前,薄板坯連鑄連軋技術(shù)還在不斷地發(fā)展,其工藝流程的設(shè)計(jì)路線也在不斷改進(jìn)和完善。在引進(jìn)國(guó)外的技術(shù)和裝備時(shí),應(yīng)該用發(fā)展的眼光,借鑒國(guó)內(nèi)兄弟廠家的經(jīng)驗(yàn),既要技術(shù)先進(jìn),又要適合自己的實(shí)際情況,不能盲目地生搬硬套。在引進(jìn)之后,要積極地消化吸收,不只是學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù),更要學(xué)習(xí)科學(xué)的設(shè)計(jì)思路。

3.6 工程的后續(xù)發(fā)展

在薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線的規(guī)劃中,要充分考慮到建成投產(chǎn)后的工程延伸發(fā)展,比如現(xiàn)在某些廠家在生產(chǎn)線后續(xù)建了平整分卷、酸洗、鍍鋅或冷軋生產(chǎn)線,以期提高產(chǎn)品的附加值?？梢钥隙?隨著眾多新技術(shù)、新裝備的應(yīng)用,薄板坯連鑄連軋技術(shù)還會(huì)有長(zhǎng)足的進(jìn)步,所以在薄板坯連鑄連軋工程的規(guī)劃建設(shè)中,要給以足夠的重視。

4 結(jié)束語(yǔ)

薄板坯連鑄連軋是生產(chǎn)熱軋板卷的新一代工藝流程,與傳統(tǒng)工藝流程相比,在節(jié)約投資、縮短生產(chǎn)周期、提高成材率、降低生產(chǎn)成本等方面有明顯優(yōu)勢(shì)。薄板坯連鑄連軋技術(shù)最初是為電爐短流程小鋼廠生產(chǎn)板帶而開(kāi)發(fā)的。鑒于它在技術(shù)和經(jīng) 濟(jì)效益方面顯示出的巨大優(yōu)勢(shì),逐漸受到了許多大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的重視,目前已成功地嫁接到傳統(tǒng)的高爐—轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)流程鋼鐵生產(chǎn)工藝中。

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