薄板坯连铸连轧技术五大发展趋势

宝板坯连铸连轧技术五大发展趋势由先进钢铁材料技术国家工程研究中心和连铸技术国家工程研究中心联合主办的“2005年薄板坯连铸连轧品种工艺技术研讨会”,于4月13日至16日召开。中国工程院院士、连铸技术国家工程研究中心主任、钢铁研究总院院长干勇在会议报告中指出:十几年来,国内外薄板坯连铸连轧技术发展很快,先后经历了第一代、第二代、第三代技术更新。他强调指出,国内钢铁企业和有关单位要注重关键技术开发,加速整体工艺优化,并重点介绍了薄板坯连铸连轧技术五大发展趋势。产能不断提高第一代薄板坯连铸连轧生产线双流连铸机年产规模在160万至180万吨左右,第二代薄板坯连铸连轧生产线的年产规模提高到220万至240万吨。而一般热连轧机组生产能力为350万至400万吨/年,即使两流连铸机与一套热连轧机相组合,连铸机能力与热连轧机能力不匹配的矛盾仍十分突出,明显限制了热连轧机能力的充分发挥。制约全流程产能大幅度提高的“瓶颈”,是连铸工序与连轧工序的生产能力不匹配。如何充分发挥热连轧机组的生产能力,是薄板坯连铸连轧生产线取得最大经济效益的关键。充分发挥热轧机的能力,向年产300万吨左右的方向发展,是当今薄板坯连铸连轧生产企业与技术开发单位所面临的-个很重要的课题。随着薄板坯连铸技术的开发与完善,连铸机产能大幅度提高。唐钢在2004年12月连铸坯产量达到25.9万吨,具备了年产300万吨的能力。印度几家钢厂CSP生产线连铸机拉速达到6m/min,70mm厚连铸坯日产超过1万吨。连铸机产能的大幅度提高,主要得益于以下几个方面的技术进步:一是连铸工艺技术的掌握,使连铸机漏钢率大幅度下降;二是浸入式水口技术的进步,使连铸机连浇炉数由初期的6至8炉提高到15至20炉;三是连铸机拉速进一步提高,使产能进一步增加;四是电磁制动技术的应用,不仅使连铸机在高拉速下生产工艺得到稳定,而且为高品质钢种的开发提供了保障;五是连铸连轧生产线设备故障率大幅度下降,提高了整条生产线的作业率。薄板坯的厚度不断优化第二代薄板坯连铸机连铸坯厚度为50mm,与之相匹配的是4至5机架大压下轧机,生产薄规格板带。由于品种覆盖面有限,加之产量较低,其后发展的薄板坯连铸机连铸坯的厚度不再追求太薄,而是向变厚发展,大部分向70至90mm的方向发展。鞍钢的中等厚度薄板坯厚度达到了135mm。邯钢、唐钢的薄板坯连铸连轧生产线,以及南非萨尔达尼厂、加拿大阿尔戈马公司的薄板坯连铸连轧生产线均采用了较厚的薄板坯规格。连铸坯厚度的变化也带来了轧机配置的变化,有的生产线采用7机架连轧机,有的生产线采用1至2架粗轧机,分粗轧和精轧两个阶段配置进行生产。连铸坯厚度增加带来了明显的技术优势:一是较厚的连铸坯有利于实现较大的压缩比,有利于保证质量,使产品性能更优良。连铸坯厚一些,对扩大产品品种范围、提高性能是有利的。二是采用中等厚度的连铸坯时,结晶器内腔大,容纳的钢水多,液面比较稳定,连铸坯的质量容易保证,水口的寿命也更长些。三是连铸坯厚度增加,对提高连铸机产量、减少生产事故、节能、提高经济效益和降低成本等都有明显的优势。另外,连铸坯厚度的发展与带液芯铸轧技术的广泛应用密不可分。带液芯铸轧不仅为提高水口寿命提供了良好的条件,而且为生产更薄规格带卷、保持薄板坯连铸连轧产品的根本优势提供了保证。产品规格变薄,以热代冷薄板坯连铸连轧工艺具有薄规格连铸坯大压下量连轧机以及精确的板型控制等技术特征,更适合生产薄规格钢带。珠钢生产的厚度≤2.Omm的产品达到80%,为薄板坯连铸连轧产品实现以热代冷和生产高附加值产品提供了良好的条件。薄板坯连铸连轧生产的板卷强度偏高,成品规格的优势覆盖了部分冷轧产品,使热轧板卷可以在某些方面代替价格昂贵的冷轧板卷,广泛应用于汽车制造和家电、管道、容器制造等行业。国内最早建设的珠钢、邯钢、包钢三条薄板坯连铸连轧生产线,最终产品的最小厚度为1.2mm,而国内近几年投产的薄板坯连铸连轧生产线(如唐钢、马钢、涟钢的生产线)最终产品的最小厚度达到了0.8mm,并且薄规格产品的比例逐年扩大。可生产的钢种不断增加早期的薄板坯连铸连轧生产线主要生产中低碳钢,其以低成本和薄规格扩大在板卷市场的份额。随着生产经验的积累及工艺技术的不断完善,薄板坯连铸连轧生产线可生产的钢种逐渐扩大。目前,大约85%以上的热轧产品可以用薄板坯连铸连轧工艺生产。高强度低合金钢、包晶钢、高碳钢、电工硅钢、不锈钢、深冲钢等几乎全部板材产品,都在不同的厂家生产过。珠钢采用电炉一薄板坯连铸连轧流程,开发出了低合金高强度耐候板,成功占据了国内市场相当的份额。德国TKS厂、意大利AST厂在薄板坯连铸连轧生产线上生产出取向和无取向电工钢。采用CSP工艺的NUCOR公司Berkeley厂和蒂森一克虏伯公司的Bruck}musen厂,以及采用QSP工艺的美国BHP北极星公司等企业,采用铁素体轧制工艺和控轧控冷技术,在薄板坯生产线上开发出了深冲钢和双相钢板等生产工艺。意大利AST厂、德国TKS厂在薄板坯连铸连轧生产线上试生产了超纯铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢等品种。可以预期,随着薄板坯连铸连轧生产技术的不断发展与完善,薄板坯连铸连轧产品将在更大范围内满足市场的需求。半无头轧制、铁素体轧制技术得到应用第二代薄板坯连铸连轧技术实现了半无头轧制、铁素体轧制技术的开发及应用。半无头轧制技术减少了穿带过程产生的带钢温度降低、厚度不易控制和生产不稳定的问题,有利于薄规格产品的轧制。随着精轧厚度的变薄,要想实现在完全奥氏体状态下轧制变得很困难,于是出现了铁素体轧制技术。铁素体轧制减少了氧化铁皮的产生和工作辊的磨损,提高了带钢的表面质量,钢材的性能也得到了进一步的提高。目前,适合在铁素体状态下轧制的钢种还比较有限,主要为超低碳钢和极低碳钢。扩大能采用铁素体轧制的钢种,是今后需要解决的-个重要问题。薄板坯连铸连轧技术的不断发展,对其生产能力、生产效率以及生产品种提出了更高的要求,总的发展趋势是要进一步挖掘现有设备的生产能力,充分发挥生产流程中各装备的效率,提高生产能力,扩大生产品种,生产薄规格热轧带钢,实现高效和优质生产。目前,第二代薄板坯连铸连轧技术已成熟应用在多条生产线上。现在,国内外薄板坯连铸连轧技术研究开发单位都在积极开发第三代薄板坯连铸连轧技术,以最大限度地满足市场对品种和质量的需求。自1999年8月我国第一条薄板坯连铸连轧生产线在珠钢投产以来,国内薄板坯连铸连轧生产实践已经历了6个年头,与世界薄板坯连铸连轧技术发展同步,国内薄板坯连铸连轧生产技术取得了巨大进步,具体体现在如下几个方面:珠钢薄规格轧制厚度≤2.Omm的比例达到80%,电炉高强度低合金钢产品稳定占据国内市场;唐钢FTSC生产线具备了年产300万吨的能力;半无头轧制、铁素体轧制在唐钢和涟钢进行了生产开发;无取向电工钢已在马钢完成工业试生产,还与武钢合作进行了冷轧生产;关键备品备件如保护渣、浸入式水口、连铸机扇形段、轧机牌坊等关键设备实现了国产化;更喜人的是国内自主集成总承包的ASP生产线即将投产。上述成绩的取得,与各企业和科研院所科技工作者结合生产实践的开发、国家对有关科技攻关前期的投入、国内对相关经验的积累密不可分,是自主知识产权产业化的最好体现。这些成果的集成应用,使我国薄板坯连铸连轧生产技术保持了国际先进地位。应该说,薄板坯连铸连轧这一新技术在我国的发展还是刚刚起步,对该生产工艺的完善与开发工作还任重而道远,还需要广大科技工作者不懈的努力。目前,国内薄板坯连铸连轧生产线在稳定生产和达产后,一批企业在薄板坯连铸连轧产品后续深加工中配置了冷连轧机组,甚至镀锌板和彩涂板机组,高档产品的开发已迫在眉睫。预计在未来的几年中,薄板坯连铸连轧技术研究开发的重点方向如下:一是进一步提高连铸机产能,使整条线生产能力达到300万吨/年以上,充分发挥薄板坯连铸连轧生产线的经济效益;二是开发和应用质量控制技术,开发高品质钢生产品种,最大限度满足市场需求;三是充分发挥薄板坯热连轧机大压下的特点,开发半无头轧制工艺,大规模生产超薄规格产品,提高产品附加值,实现以热带冷;四是加强关键技术的国产化研究与开发,降低生产成本;五是开发具有自主知识产权的关键技术,实现薄板坯连铸连轧技术的系统集成与产业化,以国有技术占领国内市场。