热轧薄板带钢生产-连铸连轧及连续铸轧技术教学课件46P.ppt

1、07次课件内容：热轧薄板带钢生产热轧薄板带钢生产:三、连铸连轧及连续铸轧技术 薄板坯连铸连轧薄板坯连铸连轧 薄板坯连铸连轧技术的兴起薄板坯连铸连轧技术的兴起：西马克（西马克（SMSSMS）公司在）公司在19851985年开发了紧凑式热带生产年开发了紧凑式热带生产技术（简称技术（简称CSPCSP），），19891989年首先在美国建成投产，取得巨年首先在美国建成投产，取得巨大经济效益。之后德马克（大经济效益。之后德马克（MDHMDH）开发了在线热带生产技）开发了在线热带生产技术（简称术（简称ISP ISP）。意大利达涅利公司（）。意大利达涅利公司（DanielDaniel）开发了）开发了灵活的薄

2、板坯连铸连轧工艺（简称灵活的薄板坯连铸连轧工艺（简称FTSRQFTSRQ）。）。三种技术的主要区别：连铸机、衔接装置。三种技术的主要区别：连铸机、衔接装置。我国连铸连轧技术的发展：我国连铸连轧技术的发展：1996年邯钢、包钢、珠钢与西马克（年邯钢、包钢、珠钢与西马克（SMS）公司）公司签订合同，全套引进三条签订合同，全套引进三条CSP 生产线，并于生产线，并于19992001年投入生产。年投入生产。2002年唐钢建成年唐钢建成FTSRQ三菱组合生产线三菱组合生产线一、概述一、概述1.薄板坯连铸连轧：薄板坯连铸连轧：将传统的炼钢厂和热轧厂紧凑将传统的炼钢厂和热轧厂紧凑的压缩并流畅地结合在一起。的

3、压缩并流畅地结合在一起。2.近终形连铸技术：近终形连铸技术：在保证成品钢材质量的前提下，在保证成品钢材质量的前提下，尽量缩小铸坯的断面来取代压力加工。尽量缩小铸坯的断面来取代压力加工。3.薄板坯连铸连轧的优点薄板坯连铸连轧的优点（1）工艺简化，设备减少，生产线短。）工艺简化，设备减少，生产线短。（2）生产周期短。）生产周期短。（3）节约能源，提高成材率。）节约能源，提高成材率。（4）更有利于生产薄带和超薄带钢）更有利于生产薄带和超薄带钢4.实现薄板坯连铸连轧的主要条件实现薄板坯连铸连轧的主要条件（1）具备高温无缺陷板坯的生产技术。）具备高温无缺陷板坯的生产技术。（2）连铸机具有板坯在线调宽技术

4、。）连铸机具有板坯在线调宽技术。（3）炼钢、连铸机、热连轧机操作高度稳定）炼钢、连铸机、热连轧机操作高度稳定 5.薄板坯连铸连轧存在的问题薄板坯连铸连轧存在的问题（1）作业率的不匹配。）作业率的不匹配。（2）生产节奏不匹配。）生产节奏不匹配。（3）板坯的温度场不同。）板坯的温度场不同。（4）对铸坯的尺寸要求不同。）对铸坯的尺寸要求不同。（5）维修和停机的周期不同。）维修和停机的周期不同。薄板坯连铸连轧不能完全代替传统的热连轧工艺薄板坯连铸连轧不能完全代替传统的热连轧工艺压压 缩缩 比比 小小产品表面质量差产品表面质量差原原因因二、薄板坯连铸连轧生产中的主要设备及工艺二、薄板坯连铸连轧生产中的主

5、要设备及工艺薄板坯连铸连轧工艺的组成：薄板坯连铸连轧工艺的组成：炼炼钢钢 炉炉 炉炉外外精精炼炼装装 置置 薄薄板板坯坯连连铸铸 机机 温温度度流流量量衔衔接接装装置置 热热连连轧轧 机机 柔性工艺装置柔性工艺装置刚性工艺装置刚性工艺装置1.薄板坯连铸设备薄板坯连铸设备2.温度、流量衔接装置：称为均热炉温度、流量衔接装置：称为均热炉形式有三种：形式有三种：直通式辊底隧道炉、感应加热炉、步进炉应加热炉直通式辊底隧道炉、感应加热炉、步进炉应加热炉 1）直通式辊底隧道炉）直通式辊底隧道炉 炉子长度：炉子长度：200米左右米左右 加热保温作用；加热保温作用；作用作用 缓冲作用：缓冲时间缓冲作用：缓冲时

6、间10min左右。左右。(1)直通式辊底隧道炉的结构、特点及参数直通式辊底隧道炉的结构、特点及参数 炉子分段：炉子分段：加热段、保温段、缓冲段、出料段等组成。加热段、保温段、缓冲段、出料段等组成。(2)辊底式炉的横移方式辊底式炉的横移方式(3)直通式辊底隧道炉的工艺操作：直通式辊底隧道炉的工艺操作：a.板坯剪切后，头部翘起板坯剪切后，头部翘起100mm，尾部保持平直，尾部保持平直，避免撞击炉辊。避免撞击炉辊。b.轧机出事故时，先将炉内装满坯料（炉内正常时轧机出事故时，先将炉内装满坯料（炉内正常时是空的），装不下时由分段剪切断。是空的），装不下时由分段剪切断。c.当轧机出现延误，炉内板坯以当轧机

7、出现延误，炉内板坯以2.0m/min的速度前的速度前后摆动，保证均匀加热。后摆动，保证均匀加热。d.辊底炉入口的炉辊与连铸机的速度相同，出口速辊底炉入口的炉辊与连铸机的速度相同，出口速度与轧机的咬入速度相同。度与轧机的咬入速度相同。2）感应加热炉和热卷箱）感应加热炉和热卷箱 组成：组成：由感应加热炉和无芯卷取的热卷箱式均热炉组成由感应加热炉和无芯卷取的热卷箱式均热炉组成3）步进炉）步进炉 中板坯连铸连轧一般采用，加热炉较宽。中板坯连铸连轧一般采用，加热炉较宽。3.薄板连铸坯的轧制薄板连铸坯的轧制 轧机布置形式轧机布置形式（1）采用全连续式（中板坯采用半连续式）采用全连续式（中板坯采用半连续式）

8、（2）轧机配置为：一是全精轧机组，二是粗轧精）轧机配置为：一是全精轧机组，二是粗轧精轧机组。轧机组。注意：薄板坯连轧不采用升速轧制注意：薄板坯连轧不采用升速轧制 连铸连轧生产中的新技术连铸连轧生产中的新技术（1）铁素体轧制技术）铁素体轧制技术概念：概念：粗轧在全奥氏体状态下完成，然后通过精轧机粗轧在全奥氏体状态下完成，然后通过精轧机和粗轧机之间的超快速冷却系统使带钢的温度在进入和粗轧机之间的超快速冷却系统使带钢的温度在进入第一架精轧机前降低到第一架精轧机前降低到Ar3Ar3以下，完成相变，形成铁以下，完成相变，形成铁素体进行精轧。素体进行精轧。优点：优点：A 采用低的加热温度，节约能源，提高加

9、热炉生产率；采用低的加热温度，节约能源，提高加热炉生产率；E 生产更薄规格的热轧带钢；（铁素体较软）生产更薄规格的热轧带钢；（铁素体较软）F 为冷轧提供冲压性能更高的带钢。为冷轧提供冲压性能更高的带钢。B 进入精轧机组的轧件温度低，氧化铁皮量少，降低进入精轧机组的轧件温度低，氧化铁皮量少，降低了工作辊的磨损；了工作辊的磨损；C 克服在两相区轧制的危害；（因奥氏体轧制时温降克服在两相区轧制的危害；（因奥氏体轧制时温降大，有时进入两相区）大，有时进入两相区）D 提高轧机的生产效率；（增大压下，减小道次）提高轧机的生产效率；（增大压下，减小道次）（2）半无头轧制技术）半无头轧制技术 概念：概念：铸坯

10、长度相当于铸坯长度相当于46块单块轧制的薄板坯，加热后进入块单块轧制的薄板坯，加热后进入轧机，轧后的带钢由高速飞剪分切成所要求重量的钢卷。轧机，轧后的带钢由高速飞剪分切成所要求重量的钢卷。优点：优点：a、保持高速轧制，轧机生产率大大提高；、保持高速轧制，轧机生产率大大提高；b、机架间带钢张力保持稳定，使带钢厚度及平直度偏差减小、机架间带钢张力保持稳定，使带钢厚度及平直度偏差减小 c、减少了穿带和甩尾次数，减少了对轧辊的冲击和损害；、减少了穿带和甩尾次数，减少了对轧辊的冲击和损害；d、减少了单块轧制时因带钢头尾形状不良所带来的废品量，、减少了单块轧制时因带钢头尾形状不良所带来的废品量，成材率高；

11、成材率高；(3)(3)在线磨辊技术（在线磨辊技术（ORGORG）组成；组成；由多对砂轮组成的轧辊研磨机（由多对砂轮组成的轧辊研磨机（ORGORG）和测定）和测定辊面状况的在线轧辊轮廓测定仪（辊面状况的在线轧辊轮廓测定仪（OPMOPM）组成。组成。目的：目的：改善轧辊磨损和轧辊辊面粗糙。改善轧辊磨损和轧辊辊面粗糙。(4)(4)润滑轧制技术润滑轧制技术 概念：概念：在轧制过程中，向轧辊辊面喷涂一种特殊轧制在轧制过程中，向轧辊辊面喷涂一种特殊轧制油，通过辊子的旋转，将润滑剂带入变形区，使轧辊及轧油，通过辊子的旋转，将润滑剂带入变形区，使轧辊及轧材表面形成一层极薄的油膜。材表面形成一层极薄的油膜。优点

12、：优点：油膜改变了变形区的变形条件，降低了轧制力，油膜改变了变形区的变形条件，降低了轧制力，减少了轧辊的磨损，提高了产品的表面质量。减少了轧辊的磨损，提高了产品的表面质量。难点：难点：如何解决轧件咬入问题，即选择最优的喷油开如何解决轧件咬入问题，即选择最优的喷油开闭时间闭时间(5)(5)工作辊横移轧制工作辊横移轧制 概念：概念：工作辊沿轴向对称横移一定距离，并随着轧制量增工作辊沿轴向对称横移一定距离，并随着轧制量增加不断横移，当移动到该方向的极限位置之后，工作辊加不断横移，当移动到该方向的极限位置之后，工作辊向反方向移动。向反方向移动。使轧辊的受力状态有一定程度的改善；使轧辊的受力状态有一定程

13、度的改善；优点优点:分散工作辊的磨损和热凸度，使其分布均匀，板型好；分散工作辊的磨损和热凸度，使其分布均匀，板型好；可以在一个工作辊服役期内进行产品规格的灵活轧制。可以在一个工作辊服役期内进行产品规格的灵活轧制。（6）蛇形控制技术）蛇形控制技术设置目的：设置目的：采用自由程序轧制时，为保证在尺寸规格采用自由程序轧制时，为保证在尺寸规格和钢种变化较大时仍能稳定的进行轧制，同时获得良和钢种变化较大时仍能稳定的进行轧制，同时获得良好的板形，并防止带尾部跑偏而使用的控制系统。好的板形，并防止带尾部跑偏而使用的控制系统。控制理论：控制理论：利用液压压下的高响应性和良好的设定精度，利用液压压下的高响应性和

14、良好的设定精度，开发了高精度的轧机水平调整技术。它可以在极短的时开发了高精度的轧机水平调整技术。它可以在极短的时间内进行自动水平调整，使左右两侧轧制力之差恒定，间内进行自动水平调整，使左右两侧轧制力之差恒定，从而实现了蛇形控制。从而实现了蛇形控制。三、典型的薄板坯连铸连轧工艺三、典型的薄板坯连铸连轧工艺1）CSP工艺技术工艺技术（Compact Strip Production紧凑式带钢生产技术）紧凑式带钢生产技术）（1）主要设备：）主要设备：组成：组成：CSP连铸机、辊底式加热炉、精轧机、层流冷却连铸机、辊底式加热炉、精轧机、层流冷却 及地下卷取机。及地下卷取机。生产钢种：生产钢种：超低碳、

15、低碳钢、中碳钢、低合金结构钢等。超低碳、低碳钢、中碳钢、低合金结构钢等。（2）主要设备结构及特点）主要设备结构及特点 上口宽边两侧均有一段平行段，然后和一圆弧相连上口宽边两侧均有一段平行段，然后和一圆弧相连接。结晶器总长接。结晶器总长1120mm，漏斗形状在结晶器内保持到，漏斗形状在结晶器内保持到700mm 处转变成平行板形。处转变成平行板形。铸坯厚度为铸坯厚度为5070mm。水口使用寿命增加。水口使用寿命增加。利于铸速提高。利于铸速提高。为润滑提供较足量的保护渣。为润滑提供较足量的保护渣。结晶器钢液面比较平稳。结晶器钢液面比较平稳。特点一：漏斗型结晶器特点一：漏斗型结晶器优优点点漏斗形结晶器

16、漏斗形结晶器 平行板型结晶器平行板型结晶器 在铸坯出结晶器下口后在铸坯出结晶器下口后,对其坯壳施对其坯壳施加挤压加挤压,液芯仍保留其中。液芯仍保留其中。结晶器出口尺寸加大，板坯尺寸灵活；结晶器出口尺寸加大，板坯尺寸灵活；优点：优点：降低了热轧成本和动力消耗；降低了热轧成本和动力消耗；改善了铸坯的质量。改善了铸坯的质量。特点二：液芯压下技术特点二：液芯压下技术 原理：原理：安装在结晶器上部漏斗状的两侧，其宽度同于结晶器。钢水安装在结晶器上部漏斗状的两侧，其宽度同于结晶器。钢水注入后经磁场作用产生感应电压，并在其内诱发短路电流，形成电磁力，注入后经磁场作用产生感应电压，并在其内诱发短路电流，形成电

17、磁力，扼制钢流，使流速降低及流股分散。扼制钢流，使流速降低及流股分散。作用：消除碰撞点，利于坯壳的形成，稳定液面，利于夹杂物上浮作用：消除碰撞点，利于坯壳的形成，稳定液面，利于夹杂物上浮。特点三：电磁闸技术特点三：电磁闸技术实例：实例：邯钢薄板坯连铸连轧车间的平面布置及工艺流程邯钢薄板坯连铸连轧车间的平面布置及工艺流程1-回转台；回转台；2-钢包；钢包；3-中间罐；中间罐；4-连铸机；连铸机；5-剪切机；剪切机；6-1号加热号加热炉；炉；7-除鳞机；除鳞机；8-粗轧机；粗轧机；9-2号加热炉；号加热炉；10-事故剪；事故剪；11-除鳞机；除鳞机；12-精轧机（精轧机（F1F6，F7预留）；预留

18、）；13-层流冷却；层流冷却；14-1号地下卷曲机；号地下卷曲机；15-14-2号地下卷曲机号地下卷曲机主要参数主要参数 概述（概述（邯钢薄板坯连铸连轧生产情况邯钢薄板坯连铸连轧生产情况）：）：1997年签约，年签约，1999年年12月月10日投产，生产出第一日投产，生产出第一个热轧薄卷。整个工程创造了个热轧薄卷。整个工程创造了5个世界第一：建设工期个世界第一：建设工期最短（提前最短（提前4.5个月），投资最少（个月），投资最少（25亿人民币），一亿人民币），一次连铸、连轧热试成功，漏钢率最低，达产速度最快。次连铸、连轧热试成功，漏钢率最低，达产速度最快。车间平面布置及主要设备车间平面布置及主

19、要设备 主要设备：薄板坯连铸机、主要设备：薄板坯连铸机、1辊底式加热炉、粗辊底式加热炉、粗轧机、轧机、2辊底式加热炉、精轧机组（辊底式加热炉、精轧机组（F1F5）、层流冷）、层流冷却系统、卷取机。却系统、卷取机。（）薄板坯连铸机：）薄板坯连铸机：立弯式结构，漏斗形结晶器立弯式结构，漏斗形结晶器（带液芯压下），结晶器长度（带液芯压下），结晶器长度1100mm，薄板坯厚度，薄板坯厚度70/60，宽度，宽度9001680mm，连铸机冶金长度，连铸机冶金长度9705mm，拉坯速度最大拉坯速度最大4.8m/min、最小、最小2.8m/min。主要设备简介：主要设备简介：主要技术：主要技术：采用无氧化保护

20、浇铸技术；采用无氧化保护浇铸技术；结晶器在线调宽；结晶器在线调宽；自动开浇；自动开浇；采用液面控制系统；采用液面控制系统；液芯压下技术。液芯压下技术。（）1辊底式加热炉：辊底式加热炉：炉长炉长178.8mm，设有，设有84个烧嘴，具有加热、均个烧嘴，具有加热、均热、储存（缓冲）功能。可同时容纳热、储存（缓冲）功能。可同时容纳4块块38mm长的长的板坯，缓冲时间为单流板坯，缓冲时间为单流1025min，双流，双流5min，板坯，板坯入炉温度入炉温度8701030，出炉温度，出炉温度11001150。（）2辊底式加热炉：辊底式加热炉：炉长炉长66mm，设有，设有30个烧嘴，主要起均热、保温个烧嘴，

21、主要起均热、保温作用。板坯最高入炉温度为作用。板坯最高入炉温度为1120，最高出炉温度，最高出炉温度113010。5.精轧机组：精轧机组：五架四辊连轧机组，预留第六架。具有五架四辊连轧机组，预留第六架。具有液压辊缝控制、自动厚度控制、工作辊弯辊控制、液压辊缝控制、自动厚度控制、工作辊弯辊控制、工作横移控制、板型凸度和平直度控制、自动快速工作横移控制、板型凸度和平直度控制、自动快速换辊等换辊等7个个90年代世界最先进技术装备。年代世界最先进技术装备。4.粗轧机：粗轧机：单机架不可逆式四辊轧机，具有液压弯辊、单机架不可逆式四辊轧机，具有液压弯辊、液压液压AGC、自动快速换辊装置。作用是将板坯一道、

22、自动快速换辊装置。作用是将板坯一道轧成所需厚度。轧成所需厚度。2）ISP工艺技术工艺技术（Inline Strip Production在线热带生产工艺在线热带生产工艺）主要技术特点：主要技术特点：（1）采用了液芯压下和固相铸轧技术。）采用了液芯压下和固相铸轧技术。（2）铸机采用平行板式结晶器，并发展成带小）铸机采用平行板式结晶器，并发展成带小鼓肚的橄榄球状。鼓肚的橄榄球状。（3）采用感应加热与热卷箱均热的衔接技术。）采用感应加热与热卷箱均热的衔接技术。ISP车间平面布置车间平面布置ISP工艺的优点：工艺的优点：（1）生产线布置紧凑，总长度仅为）生产线布置紧凑，总长度仅为200米左右。米左右。

23、（2）采用了采用了液芯压下和固相铸轧技术，薄板坯厚）采用了采用了液芯压下和固相铸轧技术，薄板坯厚度规格变化大，加大了生产的灵活性，并可生产中板。度规格变化大，加大了生产的灵活性，并可生产中板。（不进入精轧机即可）（不进入精轧机即可）（3）热卷箱可提供）热卷箱可提供9min的缓冲时间。并允许铸轧过程和的缓冲时间。并允许铸轧过程和精轧过程各以不同的速度同时进行，使精轧机以最佳的轧精轧过程各以不同的速度同时进行，使精轧机以最佳的轧制速度和温度完成轧制过程。制速度和温度完成轧制过程。（4）热卷箱开卷后首尾倒换，板卷温度均匀，精轧机不）热卷箱开卷后首尾倒换，板卷温度均匀，精轧机不用升速轧制，操作简化，厚

24、度均匀。用升速轧制，操作简化，厚度均匀。3）FTSRQ工艺技术工艺技术（Flexible Thin Slab Rolling for Quality高质量灵活性薄板高质量灵活性薄板坯轧制坯轧制）工艺流程：）工艺流程：薄板坯连铸机薄板坯连铸机旋转式除鳞机旋转式除鳞机隧道式加热炉隧道式加热炉二次除二次除鳞机鳞机立辊轧机立辊轧机粗轧机粗轧机保温辊道保温辊道三次除鳞机三次除鳞机精精轧机轧机层流冷却段层流冷却段地下卷取机。地下卷取机。FTSRQ技术的平面布置及工艺流程技术的平面布置及工艺流程（1）三点除鳞）三点除鳞）主要工艺特点：）主要工艺特点：第第1点：点：在二冷段出口设旋转式除鳞机（在二冷段出口设旋

25、转式除鳞机（）：该系统由：该系统由两对旋转的臂组成，一对用于薄板坯上表面，一对用于两对旋转的臂组成，一对用于薄板坯上表面，一对用于薄板坯下表面。在每个臂的端头装有一个扁除鳞喷嘴。薄板坯下表面。在每个臂的端头装有一个扁除鳞喷嘴。第第2点：点：在粗轧机前设除鳞机。在粗轧机前设除鳞机。第第3点：点：在精轧机前设除鳞机。在精轧机前设除鳞机。旋转式除鳞机旋转式除鳞机（2）全鼓肚型结晶器（凸透镜型）：）全鼓肚型结晶器（凸透镜型）：鼓肚从上口一直保持到下口，在结晶器出口下方设一组轧辊，可将结晶鼓肚从上口一直保持到下口，在结晶器出口下方设一组轧辊，可将结晶器出来的鼓肚铸坯碾平，碾平辊是带孔型的辊子。器出来的鼓

26、肚铸坯碾平，碾平辊是带孔型的辊子。四、薄板坯连铸连轧其它工艺四、薄板坯连铸连轧其它工艺1）TSP工艺技术工艺技术（Tippins Somsung Process 倾翻带钢技术倾翻带钢技术）特点：特点：该工艺流程简化、紧凑，省掉了粗轧机，采用该工艺流程简化、紧凑，省掉了粗轧机，采用了传统的板坯连铸技术，用平行板型结晶器，生产了传统的板坯连铸技术，用平行板型结晶器，生产100250mm厚、宽厚、宽9002500mm的板坯，均热后进炉的板坯，均热后进炉卷轧机，生产卷轧机，生产1.52.0mm的热轧带卷。的热轧带卷。2）CPR工艺技术工艺技术（Casting Pressing Rolling铸压轧工艺

27、铸压轧工艺）1-结晶器；结晶器；2-挤压辊；挤压辊；3-轧制辊；轧制辊；4-感应炉；感应炉；5-除鳞区；除鳞区；6-轧机；轧机；7-冷却区；冷却区；8-卷曲机卷曲机五、薄带连续铸轧技术（又称无锭轧制）五、薄带连续铸轧技术（又称无锭轧制）优点：优点：简化工艺、缩短流程、提高效益；简化工艺、缩短流程、提高效益；提高材料的组织性能。提高材料的组织性能。主要技术关键：主要技术关键：1.1.钢水熔炼和净化技术。保证钢液优质纯净是基础。钢水熔炼和净化技术。保证钢液优质纯净是基础。2.2.钢流浇铸技术。控制熔池液面，保证供钢要恒流、恒温、无污染。钢流浇铸技术。控制熔池液面，保证供钢要恒流、恒温、无污染。3.

28、3.铸轧温度、轧制压力、铸轧速度和冷却强度必须自动检测，由计铸轧温度、轧制压力、铸轧速度和冷却强度必须自动检测，由计算机通过数学模型进行自动控制。算机通过数学模型进行自动控制。4.4.研究侧挡技术。保证边部整齐、不漏钢，便于精轧和成才。研究侧挡技术。保证边部整齐、不漏钢，便于精轧和成才。5.5.铸轧辊的材质、铸轧半凝固变形理论、铸轧机的轧辊凸度和板凸铸轧辊的材质、铸轧半凝固变形理论、铸轧机的轧辊凸度和板凸度调整技术及板形控制技术、钢带组织性能控制等。度调整技术及板形控制技术、钢带组织性能控制等。课堂小结课堂小结 通过本次课的学习，熟悉几种典型的薄板坯连铸连轧技术，掌握主要生产技术的工艺流程及设备特点。熟悉连铸连轧生产中的新技术。布置作业布置作业第七次课 习题1.薄板坯连铸连轧有哪些优点？2.辊底炉的缓冲时间体现在哪几方面？3.什么是铁素体轧制，有何优点？4.什么是半无头轧制，有何优点？5.FTSRQ工艺技术有哪些特点？6.叙述ISP工艺的技术特点。