连铸连轧技术

连铸连轧技术目录1、连铸连轧技术的概念和优点2、连铸连轧的关键技术1.1连铸连轧技术的介绍“连铸连轧”是指由铸机生产出来的高温无缺陷坯，无需清理和再加热（但需要经过短时间均热和保温处理）而直接轧制成材，这种把“铸”和“轧”直接连成一条生产线的工艺流程就称为“连铸连轧”。国外把这种工艺称为CC-DR工艺——连铸坯直接轧制工艺。可由单一尺寸的结晶器获得各种形状尺寸的铸坯，特别是获得难以浇注的小截面铸坯。连铸连轧技术是当今世界钢铁冶金工业具有革命性的前沿技术，它集科学、技术和工程为一体，将热轧板料的生产在一条短流程的生产线上完成，充分显示出其先进性和科学性，世界各国都对此给予了极大关注。亨利·贝塞麦典型的薄板坯连铸连轧工艺流程由炼钢(电炉或转炉)—炉外精炼—薄板坯连铸—连铸坯加热—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。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：CSP、ISP、FTSR、CONROLL、QSP、TSP、CPR等，其中推广应用最多的是CSP工艺。中国第一条薄带连铸连轧生产线——宝钢股份薄带连铸产业化攻关项目于2009年2月全线投入试生产唐钢薄板坯连铸连轧1.2CSP连铸连轧技术的工艺流程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1.将加热成熔融状态的液态钢装入钢水包中，由天车（桥式起重机）吊运至连铸机上方；2.将钢水包中的液态钢水注入连铸机中进行连铸生产，连铸坯从连铸机下方拉出；3.用飞剪对连铸坯进行定尺剪切，剪切成定尺长度的连铸坯送入隧道均热炉中；4.连铸坯在隧道均热炉中缓慢前进，以保证连铸坯温度均匀和恒定；5.连铸坯从隧道均热炉的另一端出来后进入热连轧机组中轧制；6.经轧制成型后的钢材进入水冷段进行层流冷却；7.经过层流冷却后的钢材进入卷取机中卷取；8.卷成卷筒状的钢材由天车运送入成品库中存放。CSP技术是由德国西马克公司开发的世界上最早并投入工业化生产的薄板坯连铸连轧技术。具有流程短、生产简便且稳定，产品质量好、成本低，有很强的市场竞争力等一系列突出优点。可生产0.8mm或更薄的碳钢、超低碳钢。生产钢种包括低碳钢、高碳钢、高强度钢、高合金钢及超低碳钢。1.3连铸连轧技术的优点与传统的连铸再轧工艺相比，薄板坯连铸连轧工艺具有流程短、基建投资少、能耗低、金属成材率高、技术集成度高、生产周期短等特点而迅速在全世界范围内得到认可，成为新热轧生产线上的首选。具体地说，连铸连轧具有如下优点：1、生产周期短，从钢水到产品的生产流程从数天或者5~6小时缩短到不足0.5小时。2、能耗少，由于采用热送热装、感应加热及连铸连轧等技术，能耗和电耗都大大降低。传统工艺与连铸连轧工艺比较3、占地面积少，薄板坯连铸连轧厂占地面积约为常规流程的1/4。4、固定资产投资少，尤其是薄板坯连铸连轧厂固定投资优势明显投资成本生产成本传统工艺与连铸连轧工艺比较5、金属的收得率高，尤其是无头轧制技术的成材率超过了99%6、钢材性能好，由于铸坯过程的快速冷却，板坯铸态组织致密，钢水的冷却强调很大，改善了钢材质量。对于某些低合金钢，由于坯料无相变加热有利于微量合金元素的完全溶解，在相变过程中，晶粒得到了细化，这对改善轧件组织是有利的。2连铸连轧关键技术薄板坯连铸连轧具有流程短、能耗低、劳动生产率高、设备简单、投资省、成本低等一系列优点，所生产的热轧板卷价格比常规流程生产的产品便宜，显示出极具竞争力的发展势头。究其原因是该技术有许多地方突破了传统工艺概念，是大胆创新之举，它们经实践检验证明是成功的。2.1结晶器及其相关装置结晶器是连铸机非常重要的部件，是一个强制水冷的无底钢锭模。称之为连铸设备的“心脏”。结晶器的作用：（1）使钢液逐渐凝固成所需要规格、形状的坯壳；（2）通过结晶器的振动，使坯壳脱离结晶器壁而不被拉断和漏钢；（3）通过调整结晶器的参数，使铸坯不产生脱方、鼓肚和裂纹等缺陷；（4）保证坯壳均匀稳定的生成。薄板坯连铸机上使用的结晶器早期大体分为两类：平板型和漏斗型。传统的平行铜板结晶器，由于上口厚度仅为60~80mm，只能使用薄片型长水口，其壁厚仅为10mm,通钢量受到了限制，同时水口寿命很短。漏斗型结晶器上口处厚度达150mm，有利于浸入式水口的伸入和保护渣的熔化，进而使铸坯表面质量有保证。而下口处厚度为40~70mm，能满足铸坯厚度的要求，这是因为铸坯厚度需在70mm一下才能直接进精轧机组轧制。后来又发明了类似凸透镜状，上口、下口截面尺寸一样的全鼓肚型结晶器。从结晶器形式的演变可知，为提高薄板坯连铸单流产量，提高铸坯质量，扩大品种，漏斗型乃至全鼓肚型更为实用。也正因为这两种极具特色的结晶器的问世，才是薄板坯连铸工艺得以成功。此外，由于薄板坯拉速高，结晶器液面的稳定性很重要，而结晶器空间有限，很难获得恒定的液渣层，液渣量的消耗比传统板坯明显减少，为解决这一问题可采用一下措施：1、采用低熔点低黏度的保护渣；2、结晶器采用高频率、小振幅的非正弦振动，提高铸坯表面质量。2.2薄壁浸入式水口在连铸技术中,为提高铸坯质量,在中间包与结晶器之间设有浸入式水口,其主要作用是:(1)防止钢水二次氧化氮化和钢水的飞溅;(2)调节钢水流动状态和注入速度;(3)防止保护渣非金属夹杂物卷入钢水中,对促进钢水中夹杂物的上浮起重要作用;(4)对边铸拉坯成材率和铸坯质量有决定性影响。浸入式水口都必须满足以下条件：(1)保证正常拉速时的钢水流通量;(2)尽可能使结晶器内,铸坯断面的热流分布均匀;(3)有利于保护渣的迅速熔化;(4)有利于夹杂物上浮,不卷渣;(5)避免结晶器内钢液面剧烈翻动;(6)安装方便。2.3铸轧工艺最早的铸轧技术是液芯铸轧技术，出结晶器下口60mm的铸坯带液芯时经软压变至45~50mm，形成固相后再轧至15mm厚。液芯铸轧可以看成是降低能耗、提高产品质量的一种生产薄板带的技术发展方向。新开发出的铸压轧技术，则将“铸、压、轧”融为一体，出结晶器下口的坯壳仅为10~15mm的铸坯，此时在1300°C左右受辊压，是芯部焊合，随后由四辊轧机将铸坯轧成15~24mm的热轧板卷。2.4高压水除鳞薄板坯表面积大，易出现二次氧化，生成氧化铁皮，如不及时清除，会与轧辊在高温下接融，不仅损害轧辊，也常因轧制速度远高于浇注速度而将氧化铁皮轧入。为此，各种薄板坯连铸机的设计方案都对除鳞相当重视，将除鳞机布置在铸轧机前，进而在入热炉和精轧前再次除鳞。除鳞装置有高压水、旋转高压水、圆环形和网状旋转式高压水等多种类型，均是利用高压水以一定角度打到铸坯上，以更有效地清除氧化铁皮。2.5加热方式薄板坯连铸连轧的工艺要求铸坯直接进入精轧机，铸坯薄且温度高，还需均匀，必须在线对铸坯加热保温。CSP生产线生产厚度为50mm以下的铸坯，经剪切后送到均热炉，用天然气加热，该炉长达240M，可放5块铸坯。这种方法有利于铸坯储存，一旦轧机出现故障，整个生产线有缓冲时间。均热炉有辊底式、隧道式、步进式几种，选择哪一种加热方式更有利于薄板坯连铸连轧工艺仍然是当今研究的问题，也是极为重要的一环，直接影响到整条生产线的连接协调。2.6其它技术影响连铸连轧产品质量的还有精轧机架、电磁制动技术、铁素体轧制技术、严格的生产组织协调等。穿插页面谢谢