薄板坯连铸连轧技术在欧盟的发展

薄板坯连铸连轧技术在欧盟的发展相关专题：钢材时间：2012-03-0216:53【阿里巴巴冶金】由于欧盟一些主要冶金设备制造商具有较强的实力，其不断研究开发新的产品，使得欧盟成为现代薄板坯连铸连轧技术的重镇。1983年，漏斗结晶器的构想出现，使得通过浸入式水口浇铸薄板坯成为可能，这成为薄板坯连铸新技术的开端。从1985年起，设备供应商西马克公司（SMS），即现在的西马克-德马格公司（SMSDemag）与蒂森钢铁公司（ThyssenStahl）合作，在德国的Buschhutten成功运行了一座中型试验厂。但是，第一台使用漏斗结晶器、隧道炉和紧凑型热带钢轧机的CSP薄板坯连铸机是1989年在美国纽柯公司投入运行的。1987～1989年，曼内斯曼德马格和HKM合作，在德国开发了双流ISP连铸机。随后，于1990年与合作伙伴阿维迪（Arvedi）在意大利的ATA厂进行了浇铸试验，并于1992年在阿维迪的克利蒙娜（Cremona）建成了ISP厂。奥联钢（VAI）也于1988～1989年间在瑞典采用了薄板坯连铸技术，生产高合金含钼钢。1987年，达涅利（Danieli）根据在意大利乌迪内（Udone）短流程钢厂进行的试验，宣布了自己的薄板坯连铸机概念。比利时的ALZ与西马克公司合作，在1989～1991年间，获得了关于不锈钢薄板坯连铸的经验。迄今为止，这种新的连铸连轧工艺仍在发展之中。克利蒙娜的ISP厂克利蒙娜的ISP厂于1992年投产，由曼内斯曼德马格公司建设。目前，该厂由Finarvedi公司拥有，它是阿维迪集团的控股公司。阿维迪是欧洲第一家生产板材的短流程企业。工厂布局及操作。根据设计，克利蒙娜厂计划在1994年产能达到55万t/a，相当于每天生产16炉钢，最大连浇炉数为4炉钢水。在连铸坯芯部为液态的情况下就开始减薄厚度，3个大压下量的轧机机架将连铸坯的厚度减薄到结晶器出口厚度的15%。经过感应加热以后，薄板坯在卷取炉内卷取并保温。经过除鳞后，薄板坯进入4辊精轧机。根据这种布局，钢液可在170m的距离和15min内转变为钢卷。该厂投产以来，两个部门（冶炼车间和ISP生产线）开展竞赛，进行了多项研发活动。在最初的几年时间内，由于冶炼车间的设计产能较大，给ISP连铸机造成了压力。但自1998年以来，由于技术进步使得拉速提高，导致冶炼车间超负荷运转，使其不得不增加投资，实施新的项目。ISP厂目前已经进行了改进，向年产量90万t的目标努力（轧机的设计能力为100万t/a）。生产的瓶颈在于冶炼车间，尤其是二次精炼装置。这是早些时候宣布进行更新改造（改造电炉，增设第二台LF炉，扩大废钢堆场）的原因。ISP部门旨在提高生产能力的开发活动覆盖了整个连铸机，尤其提高结晶器的可靠性。随着开发工作的进行，这些目标已经达到。这些工作包括设计和试验了30种浸入式水口，18种曲线的结晶器，以及约100种保护渣。与项目原先生产所有钢种的计划相比，阿维迪的工程师更关注薄规格产品的生产。目前，该公司已经获得了1.0mm和0.8mm厚度的产品，这些产品经酸洗和平整后，可替代常规冷轧卷。他们还增设了第5机架，并对地下卷取机进行了改造。为了获得薄规格的优质钢卷，ISP工艺前面部分的粗轧机也是必不可少的组成部分，原因是：进入精轧机前的中间坯厚度较薄（10mm～20mm），板形精度高，可以获得超薄的奥氏体相热轧钢带（0.8mm～1.0mm），产品板形良好；轧制参数的建模、控制和优化是顺利进行轧制的基础，这些参数包括钢板厚度、板形、温度、速度以及高度的生产灵活性。投产初期ISP被认为是新的、未来的技术。现在可以得出结论是，它是一种实现了工业化的可靠技术，具有稳定可靠的性能。即使不能说ISP工艺优于传统工艺，至少也与传统工艺旗鼓相当。西班牙ACB上世纪世纪90年代初，西班牙北部钢铁工业进行重组，为了替代陈旧的、不具竞争力的传统流程钢厂，采用了以废钢为原料生产热轧薄板的“电炉—薄板坯连铸连轧”工艺。西班牙ACB生产的CSP薄板坯连铸机为典型布局。工厂布局及操作。1流的连铸机后带有长度为185m的辊底式加热炉，采用6机架的热轧机，设计产能为91万t/a。钢水由两台直流电炉（132t）提供，并在两座钢包炉内精炼。连铸机于1996年投产。2000年该厂的产量为100万t，生产效率为149.3t/h。薄板的平均宽度为1194.4mm，宽度范围为790mm～1560mm，平均厚度为2.8mm，厚度范围为1.2mm～12.7mm。通过增加2流连铸机和增加第7架轧机，该厂2003年产能达到180万t/a。产品和生产改进。该厂生产的钢种中94%为碳钢，3%为硅钢，2%为高强度低合金钢。为了进一步发挥该厂生产薄规格产品的潜力，增设第7架轧机十分必要。AST由意大利AST、材料发展中心（CSM）、德国西马克德马格公司共同建造了一台用于生产高合金钢种的试验连铸机，最终成功地满足了冶金要求、工艺设计和设计理念。1992～2000年，在这台CSP试验连铸机上进行了200多次浇铸试验。试生产的钢种包括高碳钢（如C75和C100）、奥氏体不锈钢（例如AISI409,430）、硅含量高达3.2%的（取向/无取向）硅钢。产品中65%是不锈钢AISI300或AISI400。2000年5月，决定使用这些新技术来建造世界上第一台生产不锈钢、硅钢和碳钢的CSP连铸机。新连铸机于2001年8月投产。工厂布局及操作。用于生产高合金钢的CSP生产线由以下设备组成：新建的CSP薄板坯连铸机，与其相连接的辊底式加热炉，后接已有的热带钢轧机。CSP连铸机所生产薄板坯的宽度范围为1000mm～1500mm。连铸机设计为典型的立弯式（VSB），其冶金长度约为9.2m，有5个扇形段，可浇铸厚度为60mm的连铸坯，拉速为5.1m/min。典型的漏斗结晶器可使用椭圆形的浸入式水口，其厚度和传统流程所用水口的厚度相当。在浸入式水口和结晶器之间有足够的空间。使用电磁制动（EMBr）技术控制弯月面区域钢流的冲击和穿透深度。从第2扇形段开始进行液芯压下，可在10mm的范围内无级调整连铸坯的厚度。在凝固终点附近区域的第3～5扇形段，对连铸坯实行1.5mm的动态软压下。这可以在不对连铸坯窄面进行变形的情况下，减少中心疏松。薄板坯进入加热炉时的温度为900～1000℃，辊底式加热炉的总长度为240m。设计加热炉的目标是使板坯加热和温度均匀，在板坯长度、高度和厚度方向的温差约为±10℃。在新的CSP加热炉的尾部，薄板坯要在最大压力为400bar的情况下进行除鳞，然后运到原有的粗轧和精轧机之前的步进梁式加热炉。原有的热轧机根据即将生产产品的要求进行了现代化改造。根据上述新老设备的布局，可按产品的要求，进行所谓的“混合轧制”。混合轧制。根据前述工艺布局，可以实现混合轧制。所谓混合轧制是指在一次轧制作业中，既可以轧制来自新的CSP连铸机的加热炉的薄板坯，也可以使用来自板坯堆场的厚板坯，当然轧制前要在原有的一个加热炉中先对厚板坯进行加热。薄板坯只在粗轧机经过一次不可逆轧制，而厚板坯仍采用传统方式轧制。为了简化浇铸和轧制的物流，目前的难点在于：如何使新的CSP连铸机的浇铸计划和传统工艺的装料计划相匹配，以使轧机的轧制计划得到优化。蒂森克虏伯1999年，蒂森克虏伯新的薄板坯连铸连轧厂投入使用，目前产量大于16万t/月。该项投资的主要目的是利用杜伊斯堡（Duisburg）地区两座转炉钢厂多余的粗钢生产能力。或许和其他投资薄板坯连铸连轧生产线的厂家一样，减少能源消耗和劳动力成本，降低生产成本也是建设这条生产线的重要目的。通过较低的资金投入，就可以将浇铸和轧制生产阶段联系起来。这样大型钢铁联合企业就可以利用经济实用的投资，使一些过时的浇铸和轧制生产能力退役。工厂布局及操作。将这座铸轧厂集成到TKS第1转炉炼钢厂，同时新增了一台400t的钢包炉来进行二次精炼。中间包的设计容量为70t。2流板坯连铸机设有结晶器监测系统，它是优化凝固条件，评估保护渣的适用性，防止漏钢的重要设备。在浇铸过程中，可以通过液芯压下（LCR）来连续调节产品的厚度，调节范围为63mm～48mm。低碳钢的最大拉速为5.5m/min，碳钢的最大拉速为4～4.5m/min。下游的辊底式加热炉使用从转炉回收的CO气体。240m的长度为计划的中间换辊提供了足够的备用时间。该厂的特点之一是在精轧机后设置了一个紧凑冷却段和一个旋转式卷取机，目的是从整体上改进轧制薄规格产品的性能。使用传统的地下卷取机时，旋转式卷取机位于靠近辊道的离线位置。一旦相应的辊道组撤下或旋离轧制线，旋转式卷取机可以在短时间内在线运作。一个钢卷卷取完成后，卷取单元可以从操作侧移出轧制线，而且转子将钢卷旋转180°放入相反的位置。后面的热轧卷又可以和前一卷处于相同的位置。该系统的优点在于：在最后一座精轧机后，卷取机两个卷筒之间的功能距离短，避免了超薄带钢过量的热辐射；在线卷取，不会有带钢导入下层平台的危险；自由薄带钢头尾离卷取机的距离较短，从而减少了带钢瓢曲的危险。随着薄板的厚度变薄，发生瓢曲的风险呈指数增加。在最后一架精轧机的测试站后面，设立了7m长的冷却区，可为旋转卷取机的钢卷提供所需的冷却策略。还可以和现有的层流冷却区一起，提供全新的冷却策略。克鲁斯克鲁斯（Corus）目前已经在艾默伊登厂建成了薄板坯连铸连轧生产线。所用设备由日本三菱公司和德国德曼内斯曼德马格公司（MDM）提供，于2000年投产。主要目的是通过在该厂采用新技术，增强现有及今后的产品大纲，重点生产优质产品，同时开发新产品。直接薄板生产设备（DSP）的主要功能是：对宽薄带进行热轧，能使用来自隧道炉的长板坯（最多7个卷）进行半无头轧制，紧凑的出口段有超快冷却、切头剪和地下卷取机。工厂布局及操作。为满足上述目标，Corus与供货商一起开发了新型双模式轧机概念，当前的生产水平为5万t/月。该生产线的设计产能为130万吨，结晶器出口处连铸坯的厚度为90mm，经液芯压下（LCR）后减薄为70mm，浇铸速度为6m/min。为了使最终产品的厚度减薄为0.7mm，设置了7机架的精轧机。带钢产品的宽度范围为750mm～1560mm。对产品厚度的要求适用于所有宽度范围，这表明设计目标是追求大的宽度/厚度比。连铸机的核心是谐振结晶器。结晶器振动装置和电磁制动装置是固定的，只有结晶器箱体振动。考虑到高速浇铸，认为高频小振幅振动是有利的。采用这个系统，可在频率为7Hz的情况下，使振幅低于0.1mm。300m长的隧道式加热炉由3段组成：板坯接收段、保持段和出坯段。为了使连铸机的速度和轧机的速度相匹配，炉内的辊子由可变速的交流马达驱动，其速度范围为3mm～60m/min。主要要求是：连铸坯的最低入口温度为950℃，最高出口温度为1150℃。轧机由两架4辊的粗轧机和5架4辊的精轧机组成。板坯进入轧机区域时有大量的氧化铁皮，主要是在连铸机和隧道炉内形成，这些氧化铁皮由放置在第1架粗轧机辊子咬入口附近的高压水除鳞机去除。第2台高压水除鳞机放置在第1架精轧机的前面，以完成除鳞操作。预想的轧机操作方式和产品质量需要有较大控制范围的动态板形执行机构。轧机未来操作模式的重要特征是：在卷取机前面设置了飞剪，将薄板剪成所需的卷重。在今后的操作模式中，薄带的尾部被飞剪切断后，与正在运输到卷取机下一卷薄带头部的空间间隔非常有限。（