帶鋼無頭連鑄連軋技術(shù)（ESP）簡介

1、帶鋼無頭連鑄連軋技術(shù)（esp）簡介截止2013年底，我國共有70套熱軋寬帶鋼機(jī)組己投產(chǎn)，產(chǎn)能達(dá)到2.29億噸，由此產(chǎn) 生的能耗巨大。近年來，為了節(jié)能降耗，歐洲、日本和韓國等國家的鋼鐵企業(yè)在努力實(shí)現(xiàn)熱 軋板帶減量化制造技術(shù)方面進(jìn)行了大量的研究開發(fā)工作并取得顯著效果。其中，開發(fā)和發(fā)展 熱軋板帶無頭軋制技術(shù)，進(jìn)一步提高板帶成材率、尺寸形狀精度與薄規(guī)格超薄規(guī)格比例、實(shí) 現(xiàn)部分以熱代冷、降低輻耗等方面取得顯著成績。該項(xiàng)技術(shù)是鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)的又一次飛躍, 代表了當(dāng)今世界熱軋帶鋼的前沿技術(shù)。1997年浦項(xiàng)和日立聯(lián)合著手開始研制采用剪切、焊接工藝，進(jìn)行中間坯連接的帶鋼無 頭軋制新工藝。1998年4月，日本新日鐵

2、大分廠研制成功了利用高能激光器對(duì)中間板坯實(shí) 現(xiàn)對(duì)焊的鋼板無頭軋制生產(chǎn)線。2006-2007年浦項(xiàng)和日立采用剪切、焊接工藝進(jìn)行中間坯連 接的帶鋼無頭軋制新工藝投入工業(yè)化生產(chǎn)，這種基于擺剪概念的新型固態(tài)連接工藝，實(shí)現(xiàn)了 無頭軋制連接技術(shù)的創(chuàng)新。2009年意大利鋼鐵企業(yè)阿維迪與西門子公司聯(lián)手打造的世界第 一套esp無頭鑄軋帶鋼生產(chǎn)線投產(chǎn)，當(dāng)年產(chǎn)量達(dá)到45萬噸。本文以阿維迪esp線為例，簡要介紹帶鋼無頭連鑄連軋的工藝特點(diǎn)及技術(shù)優(yōu)勢。一、esp工藝流程及主要特點(diǎn)（一）esp工藝流程介紹阿維迪esp生產(chǎn)線如圖1所示,該項(xiàng)技術(shù)是在德馬克公司的isp技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)的，其生 產(chǎn)線中的連鑄機(jī)采用平行板式直&

3、;mdash;弧形結(jié)晶器，鑄坯導(dǎo)向采用鑄軋結(jié)構(gòu)，經(jīng)液芯壓下 鑄坯直接進(jìn)入初軋機(jī)軋制成中厚板，而后經(jīng)剪切可下線出售，不下線的板坯經(jīng)感應(yīng)加熱后, 進(jìn)入五架精軋機(jī)軋制成薄帶鋼，經(jīng)冷卻后卷曲成帶卷。esp工藝生產(chǎn)線布置緊湊，不使用長 的加熱爐或克雷莫納爐，生產(chǎn)線全長僅190m,是世界上最短的連鑄連軋生產(chǎn)線。ii tt uh 電 tt bmr mh泳冷"口諒、勇矗*圖1.意大利阿維迪esp生產(chǎn)線示意圖（二）esp工藝的主要技術(shù)特點(diǎn)1 .較高的澆鑄速度?？赏ㄟ^優(yōu)化鑄機(jī)配置及提高厚度、澆鑄速度變化的靈活性這些超常 規(guī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)較高的澆鑄速度。通過對(duì)經(jīng)過計(jì)算機(jī)優(yōu)化的流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算及（物理）水模型測

4、試進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬，表明目前的澆注速度5-6 m/min仍可以大幅提高。2. 穩(wěn)定的澆鑄期工藝控制。在過去的十年，鑄坯成型和板坯固化的穩(wěn)定控制方面取得 了最重大的改進(jìn)，針對(duì)不同鋼種所需保護(hù)渣也進(jìn)行了優(yōu)化。通過控制磨擦和結(jié)晶器的角度布 置，現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在高澆鑄速度下進(jìn)行穩(wěn)定控制。3. 自動(dòng)化技術(shù)的廣泛應(yīng)用。在技術(shù)工藝控制、傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)管理及工藝方面的改進(jìn) 是成功的關(guān)鍵。在西門子奧鋼聯(lián)產(chǎn)品的厚度控制、溫度控制、板型控制及平直度控制方面, 中樞網(wǎng)絡(luò)加強(qiáng)了工藝模型的靈活性、標(biāo)準(zhǔn)性。例如微結(jié)構(gòu)目標(biāo)冷卻包可以控制帶鋼的冶金 參數(shù)。在esp線，自動(dòng)化貫穿自澆鑄到冷卻的全工藝步驟1。二、esp工藝的主要優(yōu)勢（

5、一）技術(shù)優(yōu)勢1. esp生產(chǎn)線是第1條能夠在7min內(nèi)完成從鋼水直至地下卷取機(jī)的帶卷熱軋全連續(xù)生產(chǎn) 線，而原有的isp薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線從鋼水澆鑄到產(chǎn)出成品帶鋼需要15 min；2. esp技術(shù)在高溫下軋制，提高了產(chǎn)品微觀組織的均勻性，使產(chǎn)品的性能提高；3. 整個(gè)生產(chǎn)線從連鑄開始到成品卷取機(jī)不超過190m,非常緊湊，屬于超短流程，設(shè)備 投資和廠房投資均降低，收得率相對(duì)提高。無頭帶鋼生產(chǎn)工藝避免了新帶卷在精軋機(jī)中的穿 帶，因此可安全、可靠地大量生產(chǎn)薄規(guī)格（0.8-1.0 mm）帶卷。預(yù)計(jì)從鋼水到帶卷，鋼的收得 率可以達(dá)到98.0%98.5%,而isp工藝僅有96.5%；4. 可以生產(chǎn)高品質(zhì)超薄

6、帶鋼，部分可以代替冷軋產(chǎn)品，直接進(jìn)行酸洗和鍍鋅；5. 在節(jié)能環(huán)保方面，esp技術(shù)可以在高溫下充分利用連鑄坯高溫能量，即使實(shí)施較大的 壓下量，產(chǎn)生的軋制力也較低。與常規(guī)熱連軋機(jī)比較減少2-3座加熱爐；同csp薄板坯連鑄 連軋比，也減少200多米長隧道加熱爐。并且在高溫下軋制又大大降低了軋機(jī)的功率，電耗 降低。esp與isp工藝相比，取消了克雷莫納爐，但其感應(yīng)加熱爐的功率增加了，isp感應(yīng)加 熱爐的最大功率為20mw, esp感應(yīng)加熱爐的最大功率為36mw。此外，esp與其它薄板坯 連鑄連軋工藝不同，在提高生產(chǎn)線能力和效率時(shí)，esp只需要很少的能量。在極限拉速下, 即7.6m/分（坯料為70mml

7、250mm）和8.3m/分（坯料為55mml250mm）時(shí)，感應(yīng)加熱器能量輸 入將降為零。esp的能耗比isp減少約25%-30%,比傳統(tǒng)熱帶鋼軋機(jī)減少約40%o與能耗降 低相關(guān)的是直接或間接的溫室氣體和有害氣體的排放減少，生產(chǎn)一般規(guī)格帶卷時(shí)降低 40%-50%,而生產(chǎn)較薄規(guī)格時(shí)降低65%-70%o水消耗方面，其耗水量比最好的傳統(tǒng)生產(chǎn)帶卷 方式降低80%20（-）品種結(jié)構(gòu)優(yōu)勢1 .全系列鋼種范圍esp線設(shè)計(jì)產(chǎn)品大綱為從低碳鋼到高碳鋼，以及合金鋼的完整產(chǎn)品系列，包括高等級(jí)優(yōu) 質(zhì)鋼種（如取向和無取向硅鋼，用于制造汽車車身面板的if鋼）。利用阿維迪esp設(shè)備可以生 產(chǎn)出達(dá)到冷軋表面質(zhì)量（a級(jí)）的熱軋

8、產(chǎn)品（可以直接用于汽車裸露部件的制造）;還可以使用轉(zhuǎn) 爐鋼水生產(chǎn)出具有if鋼特點(diǎn)的熱軋產(chǎn)品。2.薄規(guī)格產(chǎn)品。esp工藝采用無頭軋制技術(shù)，減少了穿帶次數(shù)，因而可以通過阿維迪esp 工藝大量生產(chǎn)能夠在諸多領(lǐng)域中替代冷軋產(chǎn)品的薄規(guī)格（厚度0.8-1.0mm）并具有阿維迪專利 權(quán)的熱軋產(chǎn)品，包括屈服極限315mpa、厚1mm的鋼種；屈服極限420mpa、厚1.25mm的 鋼種；厚度在2mm以下的高強(qiáng)度鋼種（強(qiáng)度700-800mpa）；厚1.2-1.5mm的dp600-dp1000 鋼種，可以替代部分冷軋產(chǎn)品，提高了產(chǎn)品的附加值。（三）成本優(yōu)勢esp生產(chǎn)線由于采用帶鋼無頭連鑄連軋工藝和緊湊式短流程生產(chǎn)，因此，具有優(yōu)異的工 序成本優(yōu)勢。經(jīng)分析35得出，esp工藝的工序成本約是傳統(tǒng)工序成本的55%,約是其他薄 板坯工藝工序成本的70%,約是isp工藝工序成本的77%o從中可以得出，esp工藝的全品 種產(chǎn)品大綱，預(yù)計(jì)98%的金屬收得率，比傳統(tǒng)熱帶鋼生產(chǎn)工藝生產(chǎn)成本約低30%-50%,同雙 輻薄帶鑄軋生產(chǎn)工藝相比，