連鑄工藝與設備連鑄連軋的匹配課件

1、連鑄工藝與設備11. 連鑄連軋的匹配課程編號：01014901課程類型：選修課學 時： 32 學 分：2開課對象：材料成型及控制工程專業(yè)本科生先修課程：認識實習、機械設計、金屬學、生產實習 2011.5.31第1頁，共68頁。1鋼鐵生產工藝流程發(fā)展方向：連續(xù)化、緊湊化、自動化。實現(xiàn)鋼鐵生產連續(xù)化的關鍵之一是實現(xiàn)鋼水鑄造凝固和變形過程的連續(xù)化，亦即實現(xiàn)連鑄-連軋過程的連續(xù)化。連鑄與軋制的連續(xù)銜接匹配問題包括產量的匹配、鑄坯規(guī)格的匹配、生產節(jié)奏的匹配、溫度與熱能的銜接與控制以及鋼坯表面質量與組織性能的傳遞與調控等多方面的技術，其中產量、規(guī)格和節(jié)奏匹配是基本條件，質量控制是基礎，而溫度與熱能的銜接調

2、控則是技術關鍵。 11.1 連鑄與軋制的銜接工藝第2頁，共68頁。211.1 連鑄與軋制的銜接工藝第3頁，共68頁。3連鑄坯的斷面形狀和規(guī)格受煉鋼爐容量及軋材品種規(guī)格和質量要求等因素的制約。鑄機的生產能力應與煉鋼及軋鋼的能力相匹配，鑄坯的斷面和規(guī)格應與軋機所需原料及產品規(guī)格相匹配(見表2-1及表2-2)，并保證一定的壓縮比(見表2-3)。為實現(xiàn)連鑄與軋制過程的連續(xù)化生產，應使連鑄機生產能力略大于煉鋼能力，而軋鋼能力又要略大于連鑄能力(例如約大10%)，才能保證產量的匹配關系。 11.1 鋼坯斷面規(guī)格及產量匹配銜接第4頁，共68頁。4表2-1 鑄坯的斷面和軋機的配合第5頁，共68頁。5表2-1

3、鑄坯的斷面和軋機的配合第6頁，共68頁。6表2-2 鑄坯的斷面和產品規(guī)格的配合第7頁，共68頁。7軋制壓縮比：是指鑄坯橫截面積與所軋鋼材橫斷面積之比，壓縮比是為了保證最終產品的組織結構和機械性能所需要的最小變形量，是保證內在質量所需的一個經驗數(shù)據。高的壓縮比可以使變形深透更完全，再結晶晶粒細化，性能較好。對一般普碳鋼連鑄坯，如生產只要求強度性能達標的鋼材產品，壓縮比為45時就可滿足要求。而對于優(yōu)質鋼、合金鋼連鑄坯，最小壓縮比值不得低于10。第8頁，共68頁。8煉鋼技術的進步提高了鋼的純凈度，近終形連鑄對凝固過程和凝固組織的優(yōu)化控制，使得保證鋼材性能所需的最小壓縮比發(fā)生了變化。除雜質總量外，雜質

4、的種類、粒度和分布也影響壓縮比的選擇。當鋼中S、P、N、H、O等雜質總量繼續(xù)下降時，加上連鑄質量的提高，達到鋼材基本性能要求的最小壓縮比會繼續(xù)下降。煉鋼-連鑄-軋鋼三者技術進步的相互影響，將最終實現(xiàn)鑄-軋一體化，即實現(xiàn)所謂的“極限近終形連鑄”加“最小壓縮比軋制”的低能耗、低成本的鑄-軋一體化。這不僅對板材生產，而且也是棒、線、型材生產發(fā)展的要求。第9頁，共68頁。9鐵碳平衡圖第10頁，共68頁。1011.2 連鑄與連軋銜接工藝類型連鑄與軋鋼的銜接模式第11頁，共68頁。11類型1CR(Cast-Rolling)類型1CC-DR類型2-HCR或DHCR類型3( )HCR類型4CC-HCR類型5C

5、C-CCR冷裝爐軋制鋼材生產工藝趨向：連續(xù)化，鑄軋一體化。連鑄連軋的定義：1及2能實現(xiàn)均衡連續(xù)化生產，無相變工藝。11.2 連鑄與連軋銜接工藝類型第12頁，共68頁。12類型1為連鑄坯直接軋制工藝，簡稱CC-DR(Continuous Casting-Direct Rolling)或稱HDR(Hot Direct Rolling)特點：鑄坯溫度在1100以上，鑄坯不需進加熱爐加熱，只需在輸送過程中進行補熱和均熱，即直接送入軋機進行軋制。在連鑄機與軋機間只有在線補償加熱而無正式加熱爐緩沖工序。11.2 連鑄與連軋銜接工藝類型第13頁，共68頁。13類型2為連鑄坯直接熱裝軋制工藝，簡稱DHCR(D

6、irect Hot Charge Rolling)或稱為高溫熱裝爐軋制工藝，簡稱-HCR(-Hot Charge Rolling)特點：裝爐溫度在7001000左右，即在A3線以上奧氏體狀態(tài)直接裝爐，加熱到軋制溫度后進行軋制。只有加熱爐緩沖工序且能保持連續(xù)高溫裝爐生產節(jié)奏的稱為直接(高溫)熱裝軋制工藝。第14頁，共68頁。14特點：裝爐溫度一般在400700之間。而低溫熱裝工藝，則常在加熱爐之前還有保溫坑或保溫箱等，即采用雙重緩沖工序，以解決鑄、軋節(jié)奏匹配與計劃管理問題。類型3、4為鑄坯冷至A3甚至A1線以下溫度裝爐，稱為低溫熱裝軋制工藝，簡稱HCR(Hot Charge Rolling)第1

7、5頁，共68頁。15類型5為傳統(tǒng)的連鑄坯冷裝爐軋制工藝，簡稱CCR(Cold Charge Rolling)特點：連鑄坯冷至常溫后，再裝爐加熱后軋制，一般連鑄坯裝爐的溫度在400以下。第16頁，共68頁。16CC-DR和HCR工藝的主要優(yōu)點：節(jié)約能源消耗節(jié)能量與熱裝或補償加熱入爐溫度有關，入爐溫度越高，則節(jié)能越多；直接軋制比常規(guī)冷裝爐軋制工藝節(jié)能80%85%。提高成材率，節(jié)約金屬消耗 加熱時間縮短，燒損減少，DHCR或CC-DR工藝，可使成材率提高0.5%1.5%。簡化生產工藝流程 減少廠房面積和運輸設備，節(jié)約基建投資和生產費用。11.2 連鑄與連軋銜接工藝類型第17頁，共68頁。17生產周期

8、縮短從投料煉鋼到軋制出成品僅需幾個小時；直接軋制時從鋼水澆注到軋出成品只需十幾分鐘。產品的質量提高加熱時間短，氧化鐵皮少，鋼材表面質量好；無加熱爐滑道痕跡，使產品厚度精度也得到提高；有利于微合金化及控軋控冷技術的發(fā)揮，使鋼材組織性能有更大的提高。11.2 連鑄與連軋銜接工藝類型第18頁，共68頁。1811.3連鑄坯熱裝及直接軋制技術發(fā)展概況連鑄連軋技術的起源傳統(tǒng)軋鋼工序能源消耗情況加熱爐57.5%電能38.6%其他3.9%。節(jié)能的潛力20世紀50年代初期，開始實驗研究工作，先后建立了一些連鑄連軋試驗性機組進行探討。第19頁，共68頁。19在線同步軋制帶液芯軋制熱裝爐軋制直接軋制20世紀70年代

9、中期以前，工業(yè)性試驗研究和初步應用階段。所采用的主要實驗研究方案主要方式20世紀60年代后期，出現(xiàn)了工業(yè)生產規(guī)模的連鑄連軋試驗機組。11.3連鑄坯熱裝及直接軋制技術發(fā)展概況第20頁，共68頁。20連鑄在線同步軋制連鑄與軋制在同一作業(yè)線上，鑄坯出連鑄機后，不經切斷即直接進行與鑄速同步的軋制。含義先軋制后切斷，鑄與軋同步，鑄坯一般要進行在線加熱均溫或絕熱保溫，每流連鑄需配置專用軋機(行星軋機或擺鍛機和連鍛機)，軋機數(shù)目113架。特點11.3連鑄坯熱裝及直接軋制技術發(fā)展概況第21頁，共68頁。21操作復雜，對工藝裝備和自動控制要求高，增大了技術實現(xiàn)的難度；連鑄速度太慢，一般只為軋制速度的10%左右，

10、鑄軋速度不匹配，嚴重影響軋機能力的發(fā)揮，在經濟上并不合算；軋制速度太低使軋輥熱負荷加大，使輥面灼傷和龜裂，影響了軋輥的使用壽命，增加了換輥的次數(shù)。優(yōu)點生產過程連續(xù)化程度高，可實現(xiàn)無頭軋制，增大軋材卷重，提高成材率及大幅度節(jié)能等。缺點 20世紀70年代中期后，在線同步軋制停止發(fā)展。11.3連鑄坯熱裝及直接軋制技術發(fā)展概況第22頁，共68頁。22帶液芯鑄坯的直接軋制指鑄坯未經切斷的在線軋制，它除了具有上述在線同步軋制的主要優(yōu)缺點外，還有其自己特點。含義優(yōu)點可減少鑄坯中心部位的偏析，消除內部縮裂、中心疏松及縮孔等缺陷； 顯著降低單位軋制力，有利于節(jié)能；鑄坯潛熱得到充分利用，通過液芯復熱更容易保證連鑄

11、連軋過程中所需要的較高鑄坯溫度。 11.3連鑄坯熱裝及直接軋制技術發(fā)展概況第23頁，共68頁。23 20世紀70年代末期以來，液芯軋制試驗研究報道很少。1972年11月在日本鋼管公司京濱廠首次實現(xiàn)CC-HCR工藝，到1979年日本已有11個鋼廠實現(xiàn)了HCR工藝。11.3連鑄坯熱裝及直接軋制技術發(fā)展概況第24頁，共68頁。2411.4 CC-HCR工藝的優(yōu)點在連鑄機和軋機之間不存在同步要求，并且可利用加熱爐進行中間緩沖，大大減少了兩個工序之間互相牽連制約的程度，增大了靈活性，提高了作業(yè)率； 可實現(xiàn)多流連鑄共軋機，使軋機能力得到充分發(fā)揮；縮短生產周期，顯著節(jié)能，可通過加熱均溫使鑄坯塑性改善和變形均

12、勻，有利于鋼材質量提高。第25頁，共68頁。25 CC-HCR工藝適合于以下情況：連鑄機與軋機相距較遠，無法直接快速傳送；連鑄機流數(shù)較多，管理較復雜，需要用加熱爐作緩沖；軋制產品規(guī)格多，需經常換輥和交換及變換規(guī)程或軋制寬度大于1500mm寬帶鋼產品；鋼種特性本身要求進行均熱以提高鑄坯塑性及物理機械性能。11.4 CC-HCR工藝第26頁，共68頁。26小型材的CC-DR美國紐克公司達林頓廠和諾?？藦S于20世紀70年代末，采用2流小方坯連鑄機配置感應補償加熱爐和13架連軋機，實現(xiàn)了小型材的CC-DR工藝。寬帶鋼的CC-DR新日鐵于1981年6月在世界上首次實現(xiàn)了寬帶鋼CC-DR工藝，同年底日本的

13、室蘭廠、新日鐵大分廠、君津廠和八幡廠，日本鋼管公司福山廠等都相繼實現(xiàn)了連鑄坯熱裝和直接軋制工藝。 11.4 CC-DR工藝第27頁，共68頁。2720世紀80年代中后期，最值得注意的重大新進展主要有遠距離連鑄-直接軋制工藝。1987年6月新日鐵八幡廠實現(xiàn)了遠距離CC-DR工藝，隨后川崎制鐵水島廠也開發(fā)成功了遠距離CC-DR工藝。在歐洲，發(fā)展比日本晚一些，80年代中期開始。德國不萊梅鋼廠裝爐溫度500，熱裝率30%；德國蒂森鋼鐵公司的布魯克豪森廠平均裝爐溫度為400。 11.4 CC-DR工藝第28頁，共68頁。28寶鋼2050mm熱帶軋機于1995達到熱裝率為60%，平均熱裝溫度為500550

14、。本鋼1700mm熱連軋廠鑄坯平均裝爐溫度為500，熱裝率80%左右。我國CC-DR和 HCR工藝的研究和應用情況20世紀80年代中期開始武鋼1985年4月實現(xiàn)了HCR工藝，熱裝溫度在400左右，熱裝率可達60%以上，平均熱裝溫度達550以上。上鋼五廠及濟南鋼鐵總廠的遠距離HCR工藝。在20世紀80年代末 11.4 CC-DR工藝第29頁，共68頁。291)連鑄坯及軋材質量的保證技術(高溫無缺陷鑄坯生產技術)；2)連鑄坯及軋材溫度保證和輸送技術；3)板坯寬度的調節(jié)技術和自由程序(靈活)軋制技術；4)煉鋼-連鑄-軋鋼一體化生產計劃管理技術；5)保證工藝與設備的穩(wěn)定性和可靠性的技術等多項綜合技術。

15、實現(xiàn)連鑄-連軋，即CC-DR和DHCR工藝的主要技術關鍵： 11.4 CC-DR工藝第30頁，共68頁。30下圖為連鑄一連軋工藝與主要技術示意圖，由圖可見，要實現(xiàn)連鑄與軋制有節(jié)奏地穩(wěn)定均衡連續(xù)化生產，這5個方面的技術都必須充分發(fā)揮作用。因此也可以廣義地說，這些技術都是連鑄與軋制連續(xù)生產的銜接技術。但其中在連鑄與軋制兩工序之間最明顯、最直觀的銜接技術還是鑄坯溫度保證與輸送技術。 11.4 CC-DR工藝第31頁，共68頁。31 連鑄直接軋制(CC-DR)工藝與采用的關鍵技術A 保證溫度的技術1鋼包輸送；2恒高速澆注；3板坯測量；4霧化二次冷卻；5液芯前端位置控制；6鑄機內及輥道周圍絕熱；7短運送

16、線及轉盤；8邊部溫度補償器(ETC)；9邊部質量補償器(EQC)；10中間坯增厚；11高速穿帶B.保證質量的技術1轉爐出渣孔堵塞；2成分控制；3真空處理RH；4鋼包中間包結晶器保護；5加大中間包；6結晶器液面控制；7適當?shù)脑郏?縮短輥子間距；9四點矯直；10壓縮鑄造；11利用計算機系統(tǒng)判斷質量；12毛刺清理裝置C 保證計劃安排的技術1高速改變結晶器寬度；2VSB寬度大壓下；3生產制度的計算機控制系統(tǒng)；4減少分級數(shù)D 保證機組可靠性的技術1輥子在線調整檢查；2輥子冷卻；3加強鑄機及輥子強度第32頁，共68頁。32連鑄坯熱送熱裝和直接軋制工藝的主要優(yōu)點是：(1)利用連鑄坯冶金熱能，節(jié)約能源消耗。

17、節(jié)能效果顯著，直接軋制可比常規(guī)冷裝爐加熱軋制工藝節(jié)能80%85%；(2)提高成材率，節(jié)約金屬消耗。由于加熱時間縮短使鑄坯燒損減少，例如高溫直接熱裝(DHCR)或直接軋制，可使成材率提高0.5%1.5%；(3)簡化生產工藝流程，減少廠房面積和運輸各項設備，節(jié)約基建投資和生產費用。11.5 連鑄與軋制銜接模式與工藝第33頁，共68頁。33(4)大大縮短生產周期，從投料煉鋼到軋出成品僅需幾個小時；直接軋制時從鋼水澆鑄到軋出成品只需十幾分鐘，增強生產調度及流動資金周轉的靈活性；(5)提高產品的質量。大量生產實踐表明，由于加熱時間短，氧化鐵皮少，CC-DHCR工藝生產的鋼材表面質量要比常規(guī)工藝的產品好得

18、多。CC-DR工藝由于鑄坯無加熱爐滑道冷卻痕跡，使產品厚度精度也得到提高。同時能利用連鑄連軋工藝保持鑄坯在碳氮化物等完全固溶狀態(tài)下開軋，將會更有利于微合金化及控制軋制控制冷卻技術作用的發(fā)揮，使鋼材組織性能有更大的提高。11.5 連鑄與軋制銜接模式與工藝第34頁，共68頁。34連鑄坯直接熱裝軋制(CC-DHCR)，這種模式的熱裝溫度一般在6001150，比較適合連鑄車間與軋鋼車間距離很近，且連鑄機與軋機小時能力基本匹配的情況。(棒、線、型鋼生產基本屬于該模式)連鑄坯直接軋制(CC-DR)，鋼坯溫度一般在1150以上，連鑄機生產的高溫連鑄坯切割后直接輸送到軋機中進行直接軋制，一般情況下，在連鑄和軋

19、機間設有均熱爐，一方面對輸送過程中的連鑄坯進行邊角補熱或均熱，另一方面作為緩沖以便軋機出現(xiàn)事故時儲存熱鋼坯。這種模式要求連鑄與軋機的小時能力高度匹配，軋機能力應大于連鑄機的能力。(板帶生產、CSP、ISP等連鑄-連軋短流程工藝基本屬于該模式)。11.5 連鑄與軋制銜接模式與工藝第35頁，共68頁。35(1)連鑄車間具有高溫無缺陷連鑄坯生產技術；無缺陷坯率90%。(2)連鑄機與軋機很好的銜接技術；盡量減少軋機正常停機時間。(3)煉鋼連鑄、軋制操作高度穩(wěn)定，有效作業(yè)率85%，且各工序生產能力應匹配得法。(4)建立貫穿上下各工序一體化的生產計劃管理和質量保證體系。(5)在連鑄與軋制之間應有緩沖區(qū)。(

20、6)加熱爐應能靈活調節(jié)燃燒系統(tǒng)，以適應經常波動軋機小時產量以及熱坯與坯料之間經常轉換。(7)應設置完善的計算機系統(tǒng)，在煉鋼、連鑄及軋機之間進行控制和協(xié)調。11.6 實現(xiàn)熱裝熱送、直接軋制和連續(xù)鑄軋條件第36頁，共68頁。36提高鑄坯溫度主要靠充分利用其內部冶金熱能，其次靠外部加熱。后者雖屬常用手段，但因時間短，其效果不太大，故一般只用做鑄坯邊角部補償加熱的措施。為確保CC-DR工藝要求，其板坯所采用的一系列溫度保證技術。保證板坯溫度的技術主要是在連鑄機上爭取鑄坯有更高更均勻的溫度(保留更多的冶金熱源和凝固潛熱)、在輸送途中絕熱保溫及補償加熱等，即(1)爭取鑄坯保持更高更均勻的溫度，用液芯凝固潛

21、熱加熱表面的技術，或稱為未凝固再加熱技術。11.7 鑄坯溫度保證技術第37頁，共68頁。37以前多考慮鋼坯的連鑄的過程，為了可靠地進行高效率生產，自然要充分冷卻鑄坯以防止拉漏；現(xiàn)在則又要考慮在連鑄之后直接進行軋制，因此為了保證足夠的軋制溫度，就不能冷卻過度。溫度控制中這兩個矛盾的方面給連鑄連軋增加了操作和技術上的難度。在保證充分冷卻以使鋼坯不致拉漏的前提下，應合理控制鋼流速度和冷卻制度，以盡量保證足夠的軋制溫度。 11.7 鑄坯溫度保證技術第38頁，共68頁。38在連鑄機上盡量利用來自鑄坯內部的熱能主要靠改變鋼流速度和冷卻制度來加以控制。由于改變鋼流速度要受到煉鋼能力配合和順利拉引的限制，故變

22、化冷卻制度(冷卻方法、流量及分布等)便成為控制鋼坯溫度的主要手段。日本的一些鋼廠在二冷段上部采取強冷以防鼓肚和拉漏，在中部和下部利用緩冷或噴霧冷卻對凝固長度進行調整，在水平部分利用液芯部分對凝固的外殼進行復熱，并利用連鑄機內部的絕熱進行保溫。這就是“上部強冷，下部緩冷，利用水平部液芯進行凝固潛熱復熱”的冷卻制度。通過采用這種制度及保溫措施，可使板坯出連鑄機時的溫度比一般連鑄大約高180。 第39頁，共68頁。397鑄坯溫度保證技術第40頁，共68頁。40連鑄連軋的速度匹配 速度匹配問題是為了最大限度地發(fā)揮設備能力，在力求均衡設備負荷的前提下達到產量最大的目標。提高澆鑄速度的限制因素，一是澆鑄過

23、程的穩(wěn)定性，二是克服高速拉坯帶來的質量問題。11.8 連鑄連軋的匹配第41頁，共68頁。4111.9 連鑄過程的瞬時速度變化 (1)鋼水流速對拉坯速度的影響 高拉速操作正面臨一系列問題。結晶器內鋼液流速和彎月面的湍動加劇，造成凝固殼不穩(wěn)定，流股沖擊深度加大，夾雜物難以上浮，更為嚴重的是，易將液面上的熔融保護渣卷入到鋼水中，形成鑄坯中的大顆粒夾雜物，甚至引起漏鋼和質量事故。第42頁，共68頁。42(2)鋼溫變化對拉速的影響 連澆時，因為爐與爐間的溫度總不會相同，鑄機的拉速要根據鋼液溫度來適當調整。例如，R=5.7m的超低頭板坯鑄機鋼溫與拉速關系見表。 11.9 連鑄過程的瞬時速度變化 第43頁，

24、共68頁。43(3)過渡過程坯料的處理 連鑄開始時候的起鑄和連鑄過程中換中間包的時候拉速較低，這一階段的坯料不能滿足連鑄連軋的需要。在目前的連鑄坯直接軋制工藝中，頭兩塊坯料一般都甩掉。 11.9 連鑄過程的瞬時速度變化 第44頁，共68頁。4411.10 連鑄連軋的速度匹配 (1)由于成品規(guī)格的多樣化，鑄軋之間的速度不可能一一對應。(2)由于連鑄過程和連軋過程工藝的巨大差異，使得鑄軋的瞬時速度也不能一一對應。(3)根據鑄軋工藝的連續(xù)性條件，連鑄連軋問的速度匹配使得傳統(tǒng)連鑄機的拉速不可能采用無頭連鑄連軋工藝，最合理的是多流匹配和設置緩沖環(huán)節(jié)來適應兩種工藝過程的短時不協(xié)同問題。(4)無頭連鑄連軋E

25、CR技術的問世，打破了連鑄機的因拉坯速度不高而不能實現(xiàn)無頭連鑄連軋的工藝過程。(5)鑄軋間的速度匹配要求較高的控制技術。 第45頁，共68頁。4511.11 連鑄連軋的溫度匹配(1)軋制對溫度的要求與鑄坯溫度特點 連鑄過程中，由于鋼的冷卻強度極大，導致了板坯的溫度梯度很大，鑄坯斷面的溫度分布十分不均勻，在不到10m的冶金長度內，最大溫差達到了200左右。 而軋鋼要求有較高和穩(wěn)定的開軋溫度，且溫度分布要求十分均勻，最大溫差應該小于10。要將這兩個生產環(huán)節(jié)形成統(tǒng)一穩(wěn)定的生產過程確實有許多困難。 第46頁，共68頁。46(1)軋制對溫度的要求與鑄坯溫度特點連鑄坯的溫度分布對于決定軋制工藝制定有著極其

26、重要的意義，在連鑄坯橫截面上，溫度分布如圖所示。11.11 連鑄連軋系統(tǒng)的溫度匹配第47頁，共68頁。47實測表明：在自然冷卻條件下，斷面上最小溫差為：可見，軋制之前若不加均熱措施，其斷面的溫差是無法進行直接軋制的。將方坯與板坯斷面平均溫度的計算結果進行比較，可以看出：在相同條件下，連鑄板坯比連鑄方坯溫度散失的少了近100，故更有利于實現(xiàn)在線直接軋制；連鑄方坯實現(xiàn)連鑄連軋，應考慮設置加(補)熱設備，否則軋制會有困難。 第48頁，共68頁。48(2)連鑄坯的在線保溫技術液芯的凝固和提高鋼坯的平均溫度是相互矛盾的，為了實現(xiàn)二者統(tǒng)一，需要注意下列相關的溫度問題。1)為了保證鑄坯到達剪切機前，液芯完全

27、凝固，應知道冶金長度，然而這并不容易。為保證提高拉速，適應直接軋制的需要，其結晶器的長度有增加的必要，從而保證結晶器出口安全殼厚。因而長型結晶器成為了一種發(fā)展趨勢；2)軟二冷，使進入矯直機的溫度保證在1000以上；3)鑄坯被切斷后，利用高速輥道運輸，或者采用保溫輥道輸送，以降低溫度損失；4)鑄坯邊角部位散熱較快，有必要對這些部位采取(補)加熱措施。感應加熱技術由于具有集膚效應面應成為首選技術。11.11 連鑄連軋系統(tǒng)的溫度匹配第49頁，共68頁。4911.12 鑄坯熱裝的結果如果冷熱坯混裝入爐，將造成板坯出爐溫度的差別。這樣將惡化軋件軋制性能，并使軋制條件惡化。實踐表明，相鄰溫差500，出爐可

28、產生50的溫差波動；裝爐溫差300，特產生2530的出爐溫差。因此要將溫度不同的鑄坯根據溫差合理編組，使相鄰鑄坯的溫差不大于250，并適當增加保溫時間和調整爐溫曲線。 第50頁，共68頁。5011.13 無相變加熱對產品性能影響 對于碳素鋼坯，在采用連鑄連軋、感應加熱或者無頭連鑄連軋ECR等工藝的時候，盡管在結晶器中，鋼水的冷卻強度很大，其二次、三次樹枝晶很短，可是由于沒有了 和 的相變過程，從細化晶粒角度分析，必然對軋件最終性能產生不利的影響。 第51頁，共68頁。51對含Nb、V等的低合金高強度鋼的無相變加熱是有利的。對于無相變加熱坯料，完全溶解的合金元素因在 線以上不會以碳氮化物形式析出

29、，且變形過程中始終處于溶解狀態(tài)，不僅提高了奧氏體再結晶溫度，而且細化了奧氏體，由于變形誘導而使彌散析出的碳氮化物更加細化。此時，因奧氏體晶界面積很大，則鐵素體形核位置必然增多。所以低合金鋼無相變加熱技術對改善軋件組織是有利的。 11.13 無相變加熱對產品性能影響 第52頁，共68頁。5211.13 加熱溫度的選擇 對于一些合金鋼，合金碳化物如WC、VC等的存在提高了鋼的熔點，有的擴大了奧氏體區(qū)，提高了固相線。提高開軋溫度有利于碳化物充分溶解于奧氏體中，充分發(fā)揮了彌散強化的效果，使鋼材強度得到提高。第53頁，共68頁。53巴西AFP廠低溫精軋工藝的溫度范圍常化軋制工藝：精軋變形溫度是在正火熱處

30、理的溫度區(qū)間，根據不同鋼種，在950以下，Ar3之上完成終軋。它是在奧氏體未再結晶區(qū)變形，可以得到具有大量變形帶的奧氏體未再結晶晶粒，冷卻相變后還可以獲得晶粒細小的鐵素體和珠光體，達到正火熱處理的組織性能水平。第54頁，共68頁。54低溫軋制時不同鋼種適宜的軋制溫度 第55頁，共68頁。5511.14 連鑄連軋工藝優(yōu)勢主要優(yōu)點：(1)節(jié)能：裝爐溫越高節(jié)能越多，DR可節(jié)加熱能耗80-85%，黑匣子工藝可節(jié)70-80%甚至可90-100%，即可達到0燃耗； (2)節(jié)鋼耗：提高成材率0.51.5%；事故少，中廢少；(3)短流程：節(jié)廠房與設備基建投資與生產費用及人工等；縮短生產周期及資金周轉期。(4)

31、提高產品質量：連鑄坯提高質量；表面質量提高，鑄坯表面裂紋少，氧化麻點少；坯溫均勻，提高厚度精度及板形質量；提高性能，均 勻質量，各向異性??；采用TMCP等技術，控制好晶粒及析出物更有利于微合金化及TMCP作用的發(fā)揮，提高綜合機械性能。 第56頁，共68頁。56(1)煉-鑄-軋產量節(jié)奏匹配及生產管理技術(計劃，物流，技術管理，節(jié)奏匹配，尤其在多品種少批量時)(2)鑄坯軋制溫度保證技術：i高溫均溫出坯，ii保溫輸送，iii加熱補熱技術，遠距離連鑄連軋；(3)柔性生產技術：包括鑄坯品種變換(在線調寬)，自由規(guī)程軋制，快速變規(guī)格規(guī)程，快速換輥換孔換機架及平輥軋制等；(4)鑄坯及產品質量保證技術：包括高

32、溫無缺陷鑄坯，產品質量保證，控軋控冷技術等。11.14 連鑄連軋關鍵技術第57頁，共68頁。57(1)棒線材連鑄連軋技術的發(fā)展我國小型棒線材生產過去受到坯料和軋機裝備水平限制，多采用多火成材工藝，隨著煉鋼、連鑄水平的提高，目前我國棒線材生產大都直接使用連鑄坯成材。新建的軋機很多采用CC-DHCR工藝，如石家莊、安陽、濟南、漣源、韶關唐山和上海等地鋼廠都采用CC-DHCR工藝，僅意大利達涅利即有7條特鋼棒材連鑄連軋生產線，在我國江陰興澄鋼廠等處投產。11.15 連鑄連軋技術發(fā)展第58頁，共68頁。58(2)中薄板坯連鑄連軋技術的發(fā)展國際上自1992年，德國CSP、ISP在Nucor及Avedi投

33、產以后，1995年意大利達涅利的FTSCR、奧鋼聯(lián)(中板坯)CONROLL、日本佳友的QSP工藝相繼推出投產，至今已有50余條生產線投產。另外，國際上，自1997年美國IPSCO公司蒙特利埃廠的3450mm爐卷軋機連鑄連軋中板卷投產以來(美國的TSP工藝)世界已有8套爐卷軋機，我國也有23條生產線投產。11.15 連鑄連軋技術發(fā)展第59頁，共68頁。5911.15 連鑄連軋技術發(fā)展我國的中、薄板坯連鑄連軋工藝主要分為四類情況即CSP工藝(5家)、FTSR工藝(4家)、CONROLL工藝(5家)。除CSP工藝以外，其余都是分為粗軋和精軋兩段軋機，而且CONROLL工藝粗軋是可逆的，其板坯厚度屬中

34、等在100150mm之間，因而可采用容量大，占廠房面積小的國產的步進式爐。邯鋼、鞍鋼(ASP)都申報了發(fā)明專利。第60頁，共68頁。60現(xiàn)在各家開發(fā)的工藝都已是互相嫁接混同了，為提高產品質量品種共同的發(fā)展趨向及工藝技術要點為：(1)提高鋼水質量與純凈度、生產潔凈鋼是重要基礎。當今所謂超細晶粒鋼主要就是超潔凈鋼加低溫大壓下控軋控冷生產的。故最好是高爐、轉爐加精煉爐工藝保證鋼水質量。(2)為提高鑄坯質量與產量及提高壓縮比和立輥軋邊效率以提高產品品種質量，增大鑄坯厚度成為技術發(fā)展趨勢：尤其為了滿足結晶器內流場及保護渣的熔化條件改善鑄坯表面質量(減少卷渣)，應增大厚度，現(xiàn)CSP已由40-50mm增至60-70mm，ISP增至70-90mm，F(xiàn)TSC采用70-90mm，QSP用70-100mm，CONROLL及TSP用120-150mm厚的板坯。11.15 連鑄連軋技術發(fā)展第61頁，共68頁。61(3)中、薄連鑄坯-必須連鑄連軋-必須控軋控冷-軋機應分粗、精軋二組。必須是強力型軋機，每道次壓下50-40%，便于控軋控冷，高度自動控制，就(2)與(3)而言，F(xiàn)TSCR與CONROLL工藝都比CSP工藝優(yōu)越