寻找节能环保技术受限的原因

abalagu2002

为进一步加强对高温连铸坯显热的充分利用，有效方法便是实现连铸连轧，其在节能、环保等方面具有显著优势。薄板坯连铸连轧提供了宽带钢生产的短流程工艺方法。我国引进的薄板坯连铸连轧机型主要是CSP和FTSR两种。
    CSP采用立弯式连铸机、漏斗形结晶器；FTSR采用直弧形连铸机、H2全长漏斗形结晶器，其经过多年优化改进，技术已比较成熟。CSP和FTSR都是连轧，除鳞次数较少，轧制时板坯中尾部都在隧道炉内保温，保证了坯料温度的充分均匀，有利于保障精轧机稳定轧制以及超薄规格的轧制。中薄板坯的ASP技术和奥钢联开发的CONROLL技术，都比较接近传统常规的热连轧技术，采用步进梁加热炉进行补热。与CSP相比，除鳞次数多，表面质量要好一些；板坯加厚到135mm以上，压缩比加大，有利于改善产品的性能，扩大产品品种的覆盖范围。

薄规格产品生产能力还须进一步增强

    CSP、FTSR工艺以擅长轧制超薄规格产品著称，这是由轧机高压下率和高轧制温度决定的。CSP、FTSR属于串线式跟踪连轧，每架轧机只轧一个道次，仅靠6架～7架轧机轧到1.6mm，每架轧机的压下负荷非常大。经过发展和优化，应用第三代热卷箱的传统常规工艺，选择厚度为26mm～30mm的中间坯料，同样用6架～7架轧机轧制1.6mm，每架轧机的压下负荷比CSP、FTSR小很多。
    传统常规工艺最后6架～7架精轧的总压下量是薄板坯连铸连轧工艺的一半左右。两种工艺同样机架的压下率相差较大，压下率的提高，增加了轧机轧制的不稳定性。许多CSP、FTSR生产线轧制＜1.8mm超薄带钢也容易出现甩尾，轧制事故偏多，影响了连轧机组轧制的稳定性、产量和成材率。
    压下率提高，轧机负荷加大，因此轧机的刚度和传动系统能力都要增强，电机功率也要提高。近几年随着用户产能需求的增加，要求薄板坯连铸连轧工艺板坯加厚、成品减薄（要求达到0.8mm），使原来投资相对较少的CSP、FTSR工艺生产线现在的投资额也急剧增加。为了减少压下负荷增加的副作用，CSP、FTSR工艺采取提高入连轧机组温度来降低机组负荷，精轧入口温度通常比传统常规工艺高50℃～150℃，但提高精轧前温度又产生带钢表面质量恶化、氧化铁皮难除净的副作用。
    近几年传统常规热连轧生产线应用第三代无芯轴卷取移送热卷箱以后，极大地增强了轧制高强超薄带钢的能力，如宝钢集团梅钢公司1422mm生产线，将全连轧改为应用第三代无芯轴卷取移送热卷箱的传统常规半连轧以后，中间坯温度均匀性得到增强，特别是影响精轧稳定轧制的头尾温差大的问题得到根本解决，可承担起大批量稳定生产1.6mm×1185mm超薄集装箱板的生产重任，连续轧制几十块不甩尾，创造了轧制单位≤2.0mm薄规格轧制能力达到83%、班轧制≤2.0mm的薄规格能力达到73%的纪录。
    原来CSP、FTSR“引以为傲”的超薄规格生产能力，已被拥有热卷箱的传统常规工艺生产线所赶超，分析其根本原因是：热卷箱使中间坯的温度均匀性显著增强，特别是根本解决了头尾温差大这一严重威胁精轧机组稳定轧制的“顽疾”；虽然没有达到薄板坯连铸连轧如此高的均匀性，但已经足够满足连轧机组稳定轧制对坯料温度均匀的需求。热卷箱对中间坯有效保温，利用现有的强力四辊可逆粗轧机完全可将中间坯减薄到25mm～30mm，大大降低了精连轧机组的压下负荷，提高了精轧机组轧制高强超薄带钢的稳定性。

优化工艺解决表面质量问题

    CSP、FTSR工艺因使用的坯料薄，表面的加热氧化面积比传统常规工艺厚板坯增加了3倍～4倍，氧化铁皮生成量也比传统常规工艺多好几倍。CSP、FTSR工艺连铸坯只经过1次～2次有效除鳞就送轧机轧成带卷，很难将带坯的氧化铁皮全部除净。尽管除鳞系统压力已从常规18MPa提高到38MPa，但炉生氧化铁皮下层的FeO与钢坯本体黏附很紧密，不易打掉，只有表层的Fe2O3与下层结构不一样，容易剥落除掉。出炉板坯表面的高温氧化铁在空气中继续氧化反应会生成易除的Fe2O3，但板坯从炉子到除鳞机距离短，没有足够的时间将炉生的底层FeO全部转化为Fe2O3，表层已生成的Fe2O3经除鳞机除掉以后，下层的氧化铁皮便全部轧入带钢表面，造成带钢成品表面粗糙、氧化膜较厚的缺陷。
    前架轧机工作辊氧化膜剥落压入带钢也是难以避免的，CSP、FTSR是七机架连轧，前架工作辊速度仅为0.15m/s～0.25m/s，工作辊表面在1100℃以上高温板坯烫烤下，快速生成厚的氧化膜。厚氧化膜比较脆，在轧制力作用下易破碎剥落轧进带钢表面；氧化膜剥落的地方又很快烫烤生成新的易碎氧化膜。这一现象周而复始。而传统常规工艺设有五道以上除鳞，比CSP、FTSR延长了粗轧时间，也就多了去鳞机会。这是传统常规工艺生产的产品表面质量优于薄板坯连铸连轧工艺产品的重要原因之一。

板坯厚度增加不是“回头路”

    大型钢厂传统炼铁长流程引进薄板坯连铸连轧工艺技术后，进一步提出了提高产能、增加品种、增强生产线市场适应能力等要求。因此，连铸从单流变双流，年产能达到250万吨，隧道炉从100多米变为200多米甚至300米。近年来，已设计成功三流连铸并一线的CSP，但是增加连铸线和第三座200多米的隧道炉，最多只能增加年产能30万吨～40万吨左右。要达到产能增加、质量提高、品种范围扩大的要求，板坯厚度的增加是一个比较有效的办法。
    我国ASP技术和奥钢联CONROLL技术将板坯厚增加到135mm，特别ASP技术已向150mm～180mm发展。随着连铸连轧技术的发展和市场需求的进一步增加，正推动着薄板坯连铸连轧技术板坯厚度向中厚和厚的方向发展。
    钢铁企业大多以实现规模效益和产品覆盖面广为追求目标。我国钢铁市场的特殊环境和要求，让企业对新建的热连轧生产线提出了市场适应能力要强的要求，即在投资增加不多的情况下，建成一条产品覆盖范围广、质量优、适应市场快速变化能力强、产能潜力比较大的生产线。
    板坯厚度从近终形“薄坯”开始逐步向“厚坯”发展，不能认为是走“回头路”，因为不是所有的产品都能达到近终形的。带钢性能、质量、数量符合更高的要求，是市场经济条件下企业对投入产出比和成本效益最大化提出的必然要求。对应不同投资所实现的产能、效益应确定什么样的板坯厚度，是今后必须认真研究的重要课题。因此，板坯厚度的选择，既要考虑近终形因素，更要考虑实现综合效益的最大化。