中等厚度板坯连铸连轧生产线探讨

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1前言
# Y' a9 {% w) [. }$ o- Q目前世界上板坯连铸机就铸坯厚度说大体上可分为三种，一种是传统热连轧带钢机用板坯，厚度约220 miD_左右，第二种是薄板坯连铸连轧生产线用薄板坯，厚度约50～100 mm，第三种是中等厚度板坯连铸连轧生产线用板坯，厚度约100～150 mm。
中等厚度板坯连铸连轧生产线的用途又有两种，一种是以生产薄带钢为主的如美国阿姆科公司曼斯菲尔德厂名为CONROLL技术的生产线，捷克Novahut公司TSP生产线和我国鞍钢的ASP生产线，另一种以生产中厚板为主，如加拿大Ipsco公司在美国的Montpelier厂生产线，美国纽柯公司Hertford厂生产线，我国正在建设的南钢和安钢的中等厚度板坯连铸连轧中厚板生产线等。
本文着重讨论生产薄带钢为主的中等厚度板坯连铸连轧生产线。
- K7 X0 s: d) R! n; m2 曼斯菲尔德厂的CONROLL技术生产线
曼斯菲尔德厂是一个以生产不锈钢和硅钢为主的电炉钢厂，原设有公称容量为100t电炉2台，AOD精炼炉1台；热轧带钢机有2架二辊式可逆式粗轧机架，6架四辊式精轧机架，辊身长均为1 320 nlm。
7 e9 A3 G. l) Z$ F# x5 P9 ?奥钢联以自己开发的Conroll技术为该厂进行改造，新建中等厚度板坯连铸机一台，连铸机出料辊道和步进式炉装料辊道直接连接新建步进式炉1座(意大利halipinta公司供货)，加热后钢坯直接送往轧机。   
" G% `! r& Y1 K9 x连铸机为超低头弧形连铸机，装有平行板直结晶器，铸坯导向扇形段，小径密排支承辊等附属设备，每炉钢水重量可至136t，中间包容量30.8t，结晶器长度1200mm，曲率半径5m，冶金长度14.6 m，铸坯厚度75～125mm，宽度635—1283mm，长度18.3m(最大)，单位卷重14.3kg／mm，最大拉速为4m／rain，浇铸速率最大为3.8 t／rolm，气雾冷却，板坯用火焰切割，输出温度为870～1065℃，奥钢联除负责提供连铸机等主要设备外，还提供从电炉、精炼炉、连铸机、加热炉到轧钢机整个操作软件和计算机过程控制模型。
0 c0 z) d' e6 U! L2 E步进式加热炉是把连铸机和轧机连接起来的重要环节，在发生故障、生产中断时，加热炉可作为缓冲装置，缓冲时间达1 h，从连铸机送往加热炉的辊道上装有保温罩。
9 O) f  K+ |' b. z4 S现有热连轧机设有两架可逆式粗轧机中第一架带有立辊，精轧机为6架4辊式。板坯出加热炉后送第一架粗轧机前立辊及水平辊轻度压下除鳞，然后送第二架粗轧机轧到厚25n皿，再送精轧机轧制成带卷(厚1.7～12．7mm)。精轧机经改造后设有新的凸度和厚度自动控制系统，供水系统也经过改造，改造后的产品钢种为炭素钢，铁素体不锈钢和电工钢，投资为1.29亿美元。1995年4月投产后从5月开始生产铁素体不锈钢，第3季度开始生产电工钢，生产情况良好。据介绍不锈钢铸坯厚度以1201Tlnl以上为宜。
1 l5 I/ {, f( d0 W: n生产线改造后，年设计生产能力初期为67万t，有较大增产潜力。
3 捷克Nova hut公司TSP生产线<;br />捷克Nova hut公司TSP生产线技术由美国Tippins公司开发，项目建设由Tippins公司总承包，生产线由电炉、精煤炉、中等厚度板坯连铸机，步进式加热炉和炉卷轧机(双机架，立辊布置从中间)组成，年设计生产能力为100万t，产品规格为(1.5～13)mmX(800—1600)mm带钢。连铸机设备由奥钢联供应，炉卷轧机由Tippins公司提供。生产线设计者原意是炉卷机机架数较少，当用户对生产能力要求不高时，可以以较少的投资和财务费用生产带钢，适于生产扁平材小钢厂的要求。
' R6 F0 J( b5 t2 _- `. {0 C- ~0 DNovahut公司TSP生产线投产后，实践说明其工艺流程是可行的，但双机架炉卷机是全球第一名用于工业生产带钢的轧机，有若干因素影响达产，正在不断改进中。
1 }7 n* f+ p& q- \4 鞍钢ASP中等厚度板坯连铸连轧生产线
鞍钢将原有半连轧2800／1700mm生产线旧设备经现代化改造后迁移到原二初轧厂房内与新建的2台中等厚度板坯连铸机2座步进式炉一起组成连铸连轧带钢生产线(布置示意图见图1)。年产热带能力可达200万t。
钢水在第二炼钢厂冶炼经过RH或LF精炼装置处理后送往中等厚度板坯连铸机，铸机结晶器直立段长1200 mm，弹簧板振动，弯曲半径5m，冶金长度23.8 m，最大拉速3.5 m／min，铸坯厚度100～150nlrll(标准坯135 mm)，坯宽900～1 550 mm，坯长7 000～15600mm，气水冷却，每流铸机年产能力80～144万t。

: y( ]3 S& s' L铸坯直送步进式炉装料辊道，热装时炉子能力为每座260 t／h，冷装时为180 t／h，这座步进式炉的特点是装备长行程装料机，可以在炉外留有7块钢坯的位置，以备当连铸机和轧制线节奏不适应时，有半个小时缓冲时间。这是一个关键设备，由国内设计制造。
  钢坯出炉后经过除鳞送往第一架粗轧机(R1)，RI为可逆式，机架前有立辊(3 000 kN轧制力，驱动马达882kW)；Ri工作辊轧制力为25 000 kN，传动马达5000 kWX2(交流)，Ri轧机是国内新制造的。R2工作辊轧制压力为20000 kW，传动马达5 515 kW(直流)其立辊轧制力为1 600 kN，传动马达400 kWX2，一般在RI机架轧3道，R2机架轧1道，必要时在R1和R2机架各轧3道。<;br />   钢坯通过粗轧机架轧成20—40 mm厚中间坯再经除鳞后送入热卷箱，采用热卷箱的原因是：要求生产薄规格带钢(1.5～3.0 mm)，要占50％以上，为提高精轧人口温度，减少中间坯温度差，提高终轧温度(大部分要850℃以上)。
中间坯出热卷箱后经切头飞剪切头，精轧机前高压水除鳞，进入精轧机组轧制，再经带钢层流冷却装置冷却后由卷取机(2台)卷成带钢卷。
; j2 l# {' U3 f; ~  精轧机架轧制力25 000 kN，传动马达3 500 kWX 6(直流)，最大速度10．2m/s，最大弯辊力1 200 kN，最大轴向串动±150 nlm，带钢产品厚1．5～8．0mm宽900—1 550 mm，最大卷重为21 t。
  轧钢机的现代化改造由国内设计，制造单位负责，改造后的精轧机装备有液压AGC，轧辊弯辊，工作辊串动，快速换辊等先进技术以保证带钢的厚度，凸度及平直度公差均符合标准及用户要求。
  轧机计算机控制系统及其软件均由鞍钢负责设计和调试。
5 o9 \$ G# B- \: G& n中等厚度板坯连铸机由奥钢联引进，国内外合作制造，切头飞剪由德国西马克·德马格公司引进。
2 `7 H! @% ~# S% @" p  生产线一期于2000年底投产，二期工程增设第二流中等厚度板坯连铸机，于2003年上半年投产。
2 ]4 ~+ ^, z8 O- I' T5 前景
  (1)中等厚度板坯铸连轧带钢生产线在全球范围内虽兴建数量不多，但具有我国自主知识产权的鞍钢ASP生产线投产并取得良好成绩后，在国内产生很大影响，最近济南钢铁集团公司已决定建设双流连铸机的ASP生产线并由鞍钢总承包，唐山新丰钢铁公司也决定新建ASP生产线由中冶集团公司总承包，由于国内有自主知识产权，绝大部分机电设备由国内自制，也采用了具有国际先进水平的技术装备而建设投资要比引进薄板坯连铸连轧生产线省得多，受到欢迎是可以理解的。但从长远来看三种形式的生产线(即传统板坯连铸机和热连轧带钢机，薄板坯连铸连轧，中等厚度板坯连铸连轧)的各自优缺点如何，在我国建设带钢轧机如何发挥各种形式生产线长处，统筹规划安排是值得探讨研究的重要事项。
* \8 H7 B+ E! V1 r  (2)传统板坯连铸机和热连轧带钢机具有产量大，质量好，能生产若干目前其他形式生产线还难以代替的品种，如汽车面板，镀锡板等。一套轧机充分发挥能力时可以达到400—500万t／a，适用于将大型钢铁企业采用。它的缺点是投资大，流程长，在能耗、劳动生产率方面不及薄板坯连铸连轧生产线。
薄板坯连铸连轧生产线适合于中等产量规模扁平材生产，能够生产极薄规格热轧带钢，具有流程短，节约能耗，缩短总生产周期等优点。它是一次发展中技术，现已能生产铁素体不锈钢、电工钢。除某些特定品种外各种炭素钢板，生产品种在不断扩大，最近在意大利CST厂投产的生产奥氏体不锈钢和各种特殊钢的薄板坯连铸连轧生产线将会提供新钢种的生产实践。此外半无头轧制和无头轧制技术的进一步开发和完善将能进一步提高生产线的效率。
  中等板坯板坯连铸连轧生产线已建成生产线不多，投产时间还短，也是正在发展中的技术现在还没有条件做全面比较，目前可以看到的是：1)板坯厚度较厚，对扩大带钢品种有利；2)漏钢率较少；3)用步进式炉热效率较高，但也因坯料长度受到限制，卷重不大，且轧机和连铸机直连，轧机能力发挥受到限制等(因坯料较厚，需设可逆式粗轧机架等轧机组成和传统热轧带钢机接近)。
# d6 f5 {/ k* }( q/ S, ~7 `  (3)就步进式炉和辊底式炉比较，也各有其优缺点，辊底式炉优点：①加热很均匀，长度方向宽度方向都很均匀没有黑印等问题；②钢坯在炉内不断往返运动不久有塌头等现象发生；③坯子可以长，卷重大，可以半无头轧制并向无头轧制方向发展。
" s0 y: x/ Y3 S6 i  步进式炉热效率高，占地小，采用长行程装料机缓冲时间可较长，但对钢坯长度限制较大，且铸坯不能过厚因而卷重小，也难以实现半无头轧制。
  (4)我国目前钢铁产能扩张很快，新建热轧带钢机甚多，如何根据各地区各厂具体情况选择合适的热轧带钢生产线形式是一个重要课题。此外对薄板坯连铸连轧各项新技术的掌握和品种继续开发，设备的国产化以及对中等厚度板坯铸连轧生产品种方面能否有所突破，如汽车面板、镀锡板、奥氏体不锈钢板等均将对各种型式生产线优缺点有更全面的认识。
  以上仅以一孔之见，作抛玉之砖，供进一步研究这方面问题参考。

  中间坯出热卷箱后经切头飞剪切头，精轧机前高压水除鳞，进入精轧机组轧制，再经带钢层流冷却装置冷却后由卷取机(2台)卷成带钢卷。
5 ~7 f' i3 z" h7 b5 o1 M0 r$ b  精轧机架轧制力25 000 kN，传动马达3 500 kWX 6(直流)，最大速度10．2m/s，最大弯辊力1 200 kN，最大轴向串动±150 nlm，带钢产品厚1．5～8．0mm宽900—1 550 mm，最大卷重为21 t。
' H. I" R% k: g  轧钢机的现代化改造由国内设计，制造单位负责，改造后的精轧机装备有液压AGC，轧辊弯辊，工作辊串动，快速换辊等先进技术以保证带钢的厚度，凸度及平直度公差均符合标准及用户要求。
1 r$ c$ S. [- ]) B& t0 `  轧机计算机控制系统及其软件均由鞍钢负责设计和调试。
, q. X* P- W, ]. [/ m" n中等厚度板坯连铸机由奥钢联引进，国内外合作制造，切头飞剪由德国西马克·德马格公司引进。
% Z7 ^' J, ]) E' H! o, T5 W2 q  生产线一期于2000年底投产，二期工程增设第二流中等厚度板坯连铸机，于2003年上半年投产。
5 前景
& Z# s4 O# b0 k$ r7 o) }  (1)中等厚度板坯铸连轧带钢生产线在全球范围内虽兴建数量不多，但具有我国自主知识产权的鞍钢ASP生产线投产并取得良好成绩后，在国内产生很大影响，最近济南钢铁集团公司已决定建设双流连铸机的ASP生产线并由鞍钢总承包，唐山新丰钢铁公司也决定新建ASP生产线由中冶集团公司总承包，由于国内有自主知识产权，绝大部分机电设备由国内自制，也采用了具有国际先进水平的技术装备而建设投资要比引进薄板坯连铸连轧生产线省得多，受到欢迎是可以理解的。但从长远来看三种形式的生产线(即传统板坯连铸机和热连轧带钢机，薄板坯连铸连轧，中等厚度板坯连铸连轧)的各自优缺点如何，在我国建设带钢轧机如何发挥各种形式生产线长处，统筹规划安排是值得探讨研究的重要事项。
  (2)传统板坯连铸机和热连轧带钢机具有产量大，质量好，能生产若干目前其他形式生产线还难以代替的品种，如汽车面板，镀锡板等。一套轧机充分发挥能力时可以达到400—500万t／a，适用于将大型钢铁企业采用。它的缺点是投资大，流程长，在能耗、劳动生产率方面不及薄板坯连铸连轧生产线。
; C+ `5 @$ D9 ?: L0 m$ [4 G  薄板坯连铸连轧生产线适合于中等产量规模扁平材生产，能够生产极薄规格热轧带钢，具有流程短，节约能耗，缩短总生产周期等优点。它是一次发展中技术，现已能生产铁素体不锈钢、电工钢。除某些特定品种外各种炭素钢板，生产品种在不断扩大，最近在意大利CST厂投产的生产奥氏体不锈钢和各种特殊钢的薄板坯连铸连轧生产线将会提供新钢种的生产实践。此外半无头轧制和无头轧制技术的进一步开发和完善将能进一步提高生产线的效率。
  中等板坯板坯连铸连轧生产线已建成生产线不多，投产时间还短，也是正在发展中的技术现在还没有条件做全面比较，目前可以看到的是：1)板坯厚度较厚，对扩大带钢品种有利；2)漏钢率较少；3)用步进式炉热效率较高，但也因坯料长度受到限制，卷重不大，且轧机和连铸机直连，轧机能力发挥受到限制等(因坯料较厚，需设可逆式粗轧机架等轧机组成和传统热轧带钢机接近)。
  (3)就步进式炉和辊底式炉比较，也各有其优缺点，辊底式炉优点：①加热很均匀，长度方向宽度方向都很均匀没有黑印等问题；②钢坯在炉内不断往返运动不久有塌头等现象发生；③坯子可以长，卷重大，可以半无头轧制并向无头轧制方向发展。
4 `4 U% k) }+ c/ I" ~9 n  步进式炉热效率高，占地小，采用长行程装料机缓冲时间可较长，但对钢坯长度限制较大，且铸坯不能过厚因而卷重小，也难以实现半无头轧制。
6 e- v/ {1 ]" J9 I  (4)我国目前钢铁产能扩张很快，新建热轧带钢机甚多，如何根据各地区各厂具体情况选择合适的热轧带钢生产线形式是一个重要课题。此外对薄板坯连铸连轧各项新技术的掌握和品种继续开发，设备的国产化以及对中等厚度板坯铸连轧生产品种方面能否有所突破，如汽车面板、镀锡板、奥氏体不锈钢板等均将对各种型式生产线优缺点有更全面的认识。<;br />   以上仅以一孔之见，作抛玉之砖，供进一步研究这方面问题参考。

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精轧机架轧制力25 000 kN，传动马达3 500 kWX 6(直流)，最大速度10．2m/s，最大弯辊力1 200 kN，最大轴向串动±150 nlm，带钢产品厚1．5～8．0mm宽900—1 550 mm，最大卷重为21 t。; @9 L$ [; U/ w: k2 l8 p  p$ ^
  轧钢机的现代化改造由国内设计，制造单位负责，改造后的精轧机装备有液压AGC，轧辊弯辊，工作辊串动，快速换辊等先进技术以保证带钢的厚度，凸度及平直度公差均符合标准及用户要求。
- J7 x' t9 ?$ F! A" N  轧机计算机控制系统及其**均由鞍钢负责设计和调试。
中等厚度板坯连铸机由奥钢联引进，国内外合作制造，切头飞剪由德国西马克·德马格公司引进。
  生产线一期于2000年底投产，二期工程增设第二流中等厚度板坯连铸机，于2003年上半年投产。" I) s+ Q" T; m7 W0 F0 ^
& d0 H& [6 v" q+ z4 J' n) [$ Y5 前景
  (1)中等厚度板坯铸连轧带钢生产线在全球范围内虽兴建数量不多，但具有我国自主知识产权的鞍钢ASP生产线投产并取得良好成绩后，在国内产生很大影响，最近济南钢铁集团公司已决定建设双流连铸机的ASP生产线并由鞍钢总承包，唐山新丰钢铁公司也决定新建ASP生产线由中冶集团公司总承包，由于国内有自主知识产权，绝大部分机电设备由国内自制，也采用了具有国际先进水平的技术装备而建设投资要比引进薄板坯连铸连轧生产线省得多，受到欢迎是可以理解的。但从长远来看三种形式的生产线(即传统板坯连铸机和热连轧带钢机，薄板坯连铸连轧，中等厚度板坯连铸连轧)的各自优缺点如何，在我国建设带钢轧机如何发挥各种形式生产线长处，统筹规划安排是值得探讨研究的重要事项。
  (2)传统板坯连铸机和热连轧带钢机具有产量大，质量好，能生产若干目前其他形式生产线还难以代替的品种，如汽车面板，镀锡板等。一套轧机充分发挥能力时可以达到400—500万t／a，适用于将大型钢铁企业采用。它的缺点是投资大，流程长，在能耗、劳动生产率方面不及薄板坯连铸连轧生产线。
  薄板坯连铸连轧生产线适合于中等产量规模扁平材生产，能够生产极薄规格热轧带钢，具有流程短，节约能耗，缩短总生产周期等优点。它是一次发展中技术，现已能生产铁素体不锈钢、电工钢。除某些特定品种外各种炭素钢板，生产品种在不断扩大，最近在意大利CST厂投产的生产奥氏体不锈钢和各种特殊钢的薄板坯连铸连轧生产线将会提供新钢种的生产实践。此外半无头轧制和无头轧制技术的进一步开发和完善将能进一步提高生产线的效率。! K! L0 n- y; E+ a  C; p+ R9 S
  中等板坯板坯连铸连轧生产线已建成生产线不多，投产时间还短，也是正在发展中的技术现在还没有条件做全面比较，目前可以看到的是：1)板坯厚度较厚，对扩大带钢品种有利；2)漏钢率较少；3)用步进式炉热效率较高，但也因坯料长度受到限制，卷重不大，且轧机和连铸机直连，轧机能力发挥受到限制等(因坯料较厚，需设可逆式粗轧机架等轧机组成和传统热轧带钢机接近)。
# a! @% e* z' Q) p) Z# |8 g  (3)就步进式炉和辊底式炉比较，也各有其优缺点，辊底式炉优点：①加热很均匀，长度方向宽度方向都很均匀没有黑印等问题；②钢坯在炉内不断往返运动不久有塌头等现象发生；③坯子可以长，卷重大，可以半无头轧制并向无头轧制方向发展。- L" C$ k8 o' @/ v2 S% k2 [4 O$ n
  步进式炉热效率高，占地小，采用长行程装料机缓冲时间可较长，但对钢坯长度限制较大，且铸坯不能过厚因而卷重小，也难以实现半无头轧制。
! {( k0 X% t  [" E) c  S, L4 a  (4)我国目前钢铁产能扩张很快，新建热轧带钢机甚多，如何根据各地区各厂具体情况选择合适的热轧带钢生产线形式是一个重要课题。此外对薄板坯连铸连轧各项新技术的掌握和品种继续开发，设备的国产化以及对中等厚度板坯铸连轧生产品种方面能否有所突破，如汽车面板、镀锡板、奥氏体不锈钢板等均将对各种型式生产线优缺点有更全面的认识。<;br />   以上仅以一孔之见，作抛玉之砖，供进一步研究这方面问题参考。