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酒钢碳钢薄板厂CSP生产线简介酒泉钢铁（集团）有限责任公司主要内容：CSP工艺技术特点酒钢碳钢薄板厂CSP生产线概况酒钢碳钢薄板厂CSP生产线产品规格及钢种酒钢碳钢薄板厂CSP生产线工艺流程酒钢碳钢薄板厂CSP生产线主要工艺技术酒钢碳钢薄板厂CSP生产线存在的主要问题酒钢碳钢薄板厂CSP生产线概况酒钢碳钢薄板厂CSP生产线是酒钢200万吨薄板工程的重要工程，设计年生产碳钢薄板200万吨。整条工艺由德国SMS-Demug总设计，是第二代CSP技术；包头钢铁设计研究院为国内配套工程的设计单位。整条生产线连铸机和轧机的主要设备和技术由SMS-Demug提供，加热炉设备和技术由意大利TECHINT提供，轧机主传动由芬兰ABB提供。电控系统主要由轧钢110KV总降及其下级的供配电系统、由SMS-DEMAGAG公司提供的铸机、轧机控制系统、由TECHINT公司提供的2条隧道式加热炉控制系统、由ABB公司提供的全线传动装置（包括6台主电机和2台卷取机电机）及水系统辅助控制系统等组成。CSP工艺技术特点紧凑式带钢生产技术，也即CSP技术。是世界上最早投入工业化生产的薄板坯连铸连轧技术，它是由连铸机生产出高温的无缺陷板坯，无须加热或清理而直接轧制成材，其主要特点为：生产的高度连续化------连铸与连轧紧凑连接，从钢水到卷材过程时间小于30分钟节能------连铸板坯直接热装入炉，入炉温度为900℃~1050℃节约投资------基建费用、设备年维保费用、耐火材料消耗及占地面积等较常规生产线均有大幅降低连铸机辊底式隧道炉热连轧机组酒钢碳钢薄板厂CSP生产线产品规格薄板坯规格宽度：850～1680mm厚度：50～70mm产品规格成品厚度：0.8～12.7mm成品宽度：850～1680mm带卷内径：762mm带卷外径：1,100～1,960mm最大卷重：Max.31t单位卷重：Max.18.5kg/mm酒钢碳钢薄板厂CSP生产线产品钢种序号钢种典型钢种1普通碳素结构钢Q195～Q235、SS330、SS4002优质碳素结构钢08A1、SPHC、SPHD3高强度低合金钢Q345B/C、510L、590L、610L4专用板汽车结构用钢SAPH310～SAPH4405耐大气腐蚀钢钢09CuP、09CuPCrNi6管线钢L245～L4507超低碳SPHE、SPHF酒钢碳钢薄板厂CSP生产线工艺流程酒钢碳钢薄板厂CSP生产线主要工艺技术---连铸机立弯式连铸机四段扇形段依次布置于结晶器下部，扇形段I上部采用格栅结构，下部扇形段II,III,IV均为密排辊结构。所有辊列采用分节辊形式，三分四分不同。酒钢碳钢薄板厂CSP生产线主要工艺技术---连铸---基本参数连铸机自动化控制与通讯自动化控制CSP连铸机生产流程紧凑，自动化程度高，对过程控制、生产协调控制等要求比较高，全场采用二级计算机控制。第一级：基础自动化系统，完成顺序控制、逻辑控制及回路控制；第二级：即过程控制计算机系统，其主要功能是数学模型计算，过程优化及设定输出等。通讯连铸、加热炉、连轧区的基础自动化级通过局域网进行通讯；整个生产过程的数据从精炼开始到卷取成品结束全过程数据跟踪。钢水称重钢水称重系统钢水称重系统大包回转台和中间包上均设有钢水称量系统，检测结果在操作平台的大屏幕上显示，保证中间包钢水液面稳定，同时可准确判断浇注种终了时间，避免钢渣卷入中间包和结晶器。无氧化保护浇注和中间包冶金无氧化保护浇注和中间包冶金无氧化保护浇注钢水从钢包到结晶器之间采用全封闭保护浇注系统。钢水罐到中间包采用长水口铸流保护套管加氩气密封保护浇注系统；中间包到结晶器采用侵入式水口加结晶器保护渣，以防止浇注过程钢流的二次氧化。中间包冶金中间包钢水液面高度及在中间包内滞留时间对钢水夹杂物的上浮有很大作用，设计采用了大容量、深液面的巨型中间包，钢水液面工作高度1100mm,容量为36t，保证钢水在中间包内有8分钟的停留时间，有利于钢水中夹杂物充分上浮和结晶器液面稳定。漏斗型结晶器漏斗型结晶器漏斗型结晶器。漏斗型结晶器是CSP连铸机核心技术。结晶器长度1100mm，结晶器上部宽面中央为优化的漏斗型。漏斗型高度~700mm上部最大开口尺寸170mm，开口角度~5，便于浸入式水口插入结晶器内；结晶器宽面铜板下部~400mm高度宽面铜板互为平行，形成最终的铸坯断面尺寸形状。结晶器液面自动控制结晶器液面自动控制结晶器液面自动控制准确控制结晶器高度对稳定浇注操作和铸坯表面质量至关重要。CSP铸机采用了Co-60放射源系统检测液面系统与中间包塞棒控制机构组成控制回路，以控制中间包塞棒的位置，控制流入结晶器内的钢水量，保证液面的稳定。刚性引锭杆和自动开浇刚性引锭杆和自动开浇刚性引锭杆与其他形式的薄板坯连铸机相比，CSP采用了刚性引锭杆系统。引锭杆及引锭杆传动装置在扇形段下方，缩短了连铸机水平作业线长度。顶弯辊将引锭杆与铸坯脱离的同时，铸坯被顶弯至预定的弧线送入拉矫机，脱离的引锭杆快速存放到扇形段下部的存放位置。自动开浇功能塞棒作为结晶器液位控制的执行机构，在“自动”操作模式下，当中间包钢水液面达到预定高度时，系统自动打开塞棒，开始浇注操作。在浇注过程中，塞棒根据结晶器液面检测系统的反馈信号自动调整，以保证结晶器液面的稳定。结晶器在线调宽浇注过程中实现板坯宽度调节功能通过锥度调节获得良好的热流分布结晶器在线调宽结晶器在线调宽结晶器设计为既可以浇注时在线调宽，又可以在浇注间歇时在线调宽，以适应轧机对铸坯的不同宽度的要求。结晶器窄面调宽装置通过两台伺服电机和传动机构同窄面铜板相连，实现调节功能。液芯压下过程液芯压下技术液芯压下技术结晶器设计出口铸坯厚度为70mm,通过扇形段连续带液芯压下，可获得52~68mm厚的铸坯，从而获得最终产品所需要的最小压缩比，增加了最终产品的覆盖面，保证产品质量。液压振动液压振动结晶器振动液压驱动，可在线调整振动波形、振频，振幅，实现非正弦振动，降低结晶器负滑率，提高结晶器的润滑效果，提高铸机生产稳定性。酒钢碳钢薄板厂CSP生产线主要工艺技术---加热炉基本参数加热炉燃烧控制双交叉限幅控制原理加热炉燃烧控制每线加热炉有8个单独的温度控制区域。烧嘴错列布置在加热炉两侧的炉墙上，位于板坯输送线的上方。A、B两线加热炉分别配备一套PLC用于各个温度控制区的燃烧控制，应用远程I/O控制，每线加热炉沿炉长方向分布设置4个远程I/O站。在每个控制区内安装有三个热电偶，经热电偶测得的数据输入到用于燃烧控制的PLC中，PID（比例积分微分调节）闭环控制和双交叉限幅控制根据此温度值进行燃烧控制。PLC通过计算燃气的输出量完成设定点的温度控制，依据此计算值，PLC系统会自动控制安装在每个区域燃气和助燃气供应线上的控制阀的打开和闭合，以此来控制输送到各个区域的气量。加热炉顺控总貌加热炉顺控两线加热炉各有一套顺控PLC，应用远程I/O控制，每线加热炉沿炉长方向各分布4个远程I/O柜和相应传动现场控制柜。从连铸机拉出的热坯由布置于加热炉入口的摆剪剪切到所需的定尺，当完成一次剪切后，被切下的板坯会加速运行与“母坯”形成1.5～2.0m的间距（控制信号由铸机发出）后，保持与连铸机相同的速度进入加热炉，直到板坯尾部通过加速辊道为止。当板坯加热到目标出炉温度后加速向前朝着轧机的方向运行，在得到轧机发出的要钢信号后保持与轧机F1同速进入轧机进行轧制。二级通讯总貌（CFC）加热炉二级系统CFC二级管理系统(level2)可以与一级操作系统显示于相同的操作员站。由于一级和二级自动控制系统之间的控制关系密不可分,一部分二级系统的功能由操作员在一级操作员站HMI上完成。上图是“二级通讯总貌图”画面，显示了加热炉二级系统与其他相关系统之间的通讯状态，如CFC(Level2)系统与(燃控)PLCs和(顺控)PLCs以及（操作员站）HMIPCs的通讯状态。A/B两线加热炉摆动对接炉内板坯跟踪检测装置酒钢碳钢薄板厂CSP生产线主要工艺技术---连轧机组基本参数传动除鳞机二级压力除鳞技术机前集管较低压力用于将板坯表面氧化铁皮冷却爆破机后集管较高压力利用水质点机械动能打击力将板坯表面氧化铁皮剔除(HGC)液压辊缝控制技术对于每个油缸有各自的位置与压力控制压力与位置之间转换的平滑过度两侧液压缸的同步控制轧制中心线导向（水平控制）换辊后自动校准增加针对冲击和压力的适应性有效的过载保护(AGC)厚度自动控制轧件咬入轧机后AGC系统必须立即对每一架轧机设定参考辊缝以确保秒流量的稳定。基于这个原因，当AGC系统接到“轧件在轧机中”这个信号时，其功能立即被打开。特殊的控制程序针对每一块板带调整实际所需的各种各样的控制参数，这些参数（调整结果）被完整地自动反映在动态液压缸上。由HGC来的反馈保持AGC的稳定性。由AGC系统发出的对主传动的前馈控制信号使活套的的运行的更加稳定，并且使活套控制更加的简便、有效也就是说使秒流量更加稳定。当在板带头部的实际轧制力与计算值存在偏差的情况下，AGC的作用是保持板带厚度的一致性。并且这种功能在“绝对”和“相对”的模式下都是可以实现的。（CVC）连续可变凸度控制CVC窜辊系统由安装在操作侧的4个液压缸驱动的滑块和连接到工作辊轴承座上的夹紧装置组成。通过上下呈180度反向布置的S型工作辊的正、反向窜动来实现改变当前的辊缝轮廓从而控制带钢凸度的目的。(WRB)工作辊弯辊控制工作辊液压弯辊技术是利用安装在工作辊两侧轴承座位置的4个液压弯辊缸，对轴承座施加正向压力，以克服因轧制压力带来的轧辊反向弯曲，达到控制辊缝轮廓和带钢板型的目的。（LOO）液压活套控制在轧制机组的各机架间安装有液压活套装置，它的功能是确保在任何相临机架间建立起一指定的张紧力，张紧力的大小必须被精确的设定以防止因张紧力过大导致板带发生颈缩现象（负宽展），或是因张紧力过小导致在板带头部进入轧机时发生折叠。另外，恒定的张紧力也是控制机架间金属秒流量相等的信号源。(PSC)轧制规程计算（PCFC）板型控制系统（PCFC）控制功能框图轧辊数据直径凸度辊型材质控制策略预设定凸度预设定平直度轧制规程材质厚度宽度温度速度张力轧制力PDI目标板型数据目标板型目标平直度自适应长期适应短期适应PCFC系统二次计算工艺控制模型板型、凸度、平直度轧机设定CVC位置弯辊力AGC修正测量数据轧制力终轧厚度终轧温度测量板型测量平直度测量CVC位置测量弯辊力辊缝模型辊缝轮廓平直度限制机架间张力负载辊缝补偿负载辊系补偿热凸度模型热流输入冷却磨损模型工作辊磨损支承辊磨损累加系数轧辊材料等级轧材材料等级热凸度影响系数磨损影响系数在线实时控制弯辊力变化CVC位置变化AGC修正平直度反馈层流冷却通过各组冷却集管不同区域和不同流量设置，依据当前终轧温度和目标中冷温度以及材料特性，控制不同的冷却速度和冷却强度，以得到预期的组织和性能。基本参数地下卷取机基本参数(AJC)自动踏步控制基于卷取机内带钢头部跟踪快速建立稳定静摩擦（张紧力）减少冲击芯轴膨胀控制快速建立稳定张力保证正常卸卷功能钢卷处理线钢卷周向和径向打包设备无锁扣连接气动打包头打包钢带输送气动马达打包钢带张紧气动马达无锁扣咬合连接机构张紧力2000~20000N钢卷标印设备字符形式和产品标识4行标识每行19字符酒钢碳钢薄板厂CSP生产线存在的主要问题CSP工艺技术尽管在高效、节能等方面表现出极大优势，然而对确保生产线稳定运行和产品质量相关的生产过程组织与衔接、设备维保与精度保持、备品备件质量、专业技术人员和操作人员的技能水平等方面均提出较高的要求。主要存在的问题有：存在的主要问题1、连铸拉速高，意味着风险大；从已投产的工厂看，漏钢率比较高，平均在0.5%以上。对钢水质量要求严格，所有钢水必须过精炼，同时必须采用钙处理，成份范围狭窄，有害元素控制要求高，尽可能避开包晶钢成分范围。铸机受前后工序的影响大，作业率低，平均不到80%。在线调宽