《年產(chǎn)200萬(wàn)噸CSP薄板坯連鑄連軋工藝設(shè)計(jì)（論文）》

年產(chǎn)200萬(wàn)噸CSP薄板坯連鑄連軋工藝設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u18244第一章概論 7202521.1研究的意義 738361.2國(guó)內(nèi)外的發(fā)展 7850第二章工藝方案 1171352.1工藝設(shè)計(jì) 11320572.2生產(chǎn)規(guī)格 13299722.3工藝設(shè)備組成 1489542.4連鑄機(jī)組成 14238932.4.1漏斗形結(jié)晶器 1453252.4.2結(jié)晶器振動(dòng)裝置 17252742.4.3垂直導(dǎo)向段 20256372.4.4拉坯彎曲裝置 2014692.4.5拉矯機(jī) 20146252.5輥底式均熱爐 22310712.5.1爐輥運(yùn)行參數(shù) 231452.5.2溫度變化規(guī)律 23198802.5.3輥底式均熱爐基本技術(shù)參數(shù) 24202392.6熱連軋機(jī)的選型 257880第三章主要特點(diǎn)及分析與組織、性能比 27189433.1主要特征及分析 27303763.2CSP與傳統(tǒng)工藝的比較 2711634結(jié)論 2915283參考文獻(xiàn) 30

引言CSP（CompaCtStripProduetion）是由Schlemann-Siemag集團(tuán)開(kāi)發(fā)的緊湊型熱帶工藝。它具有工藝流程短，生產(chǎn)簡(jiǎn)單靈活，成品質(zhì)量好，成本低的優(yōu)點(diǎn)。它在全球范圍內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)激烈。薄板坯連鑄和連續(xù)軋制技術(shù)是20世紀(jì)80年代末和90年代初成功開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù)。與傳統(tǒng)工藝相比，鋼水可以通過(guò)連續(xù)鑄造和軋制鑄造成50~70mm的薄板坯。CSP工藝是生產(chǎn)熱軋薄板的短工藝過(guò)程。從鋼水到軋制帶的傳統(tǒng)工藝流程已經(jīng)改變。該工藝流程短，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，縮短生產(chǎn)周期（從鋼水到軋制帶鋼）;可以大大節(jié)省能源;提高成品率；減少建設(shè)投資;近年來(lái)，多達(dá)25套薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線已投產(chǎn)或正在建設(shè)中；總生產(chǎn)能力約4萬(wàn)噸;在一定條件下，它對(duì)傳統(tǒng)工藝形成了強(qiáng)大的挑戰(zhàn)。早在上世紀(jì)80年代中期，國(guó)外一些薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)廠家就根據(jù)自己的試驗(yàn)研究成果，開(kāi)發(fā)了不同類型的薄板坯連鑄連軋工藝。其中包括德國(guó)SMS公司開(kāi)發(fā)的CSP、德國(guó)公司開(kāi)發(fā)的ISP、奧地利鋼鐵聯(lián)盟開(kāi)發(fā)的CON-ROLL、意大利Danieli開(kāi)發(fā)的TSR、住友金屬開(kāi)發(fā)的QSP和美國(guó)LTV公司。

第一章概論1.1研究的意義1989年7月，美國(guó)nuck公司clafouzville工廠首次投產(chǎn)CSP生產(chǎn)線，標(biāo)志著現(xiàn)代世界鋼鐵工業(yè)發(fā)展的最新技術(shù)成果在大型工業(yè)生產(chǎn)中的成功應(yīng)用。它是用短流程生產(chǎn)帶鋼的過(guò)程。改變了傳統(tǒng)的從鋼水到帶鋼的工藝流程。該工藝流程短，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，縮短了生產(chǎn)周期(從鋼水到帶鋼);可大大節(jié)省能源;提高成品率;減少建設(shè)投資;降低生產(chǎn)成本等優(yōu)點(diǎn)。板坯連鑄連軋技術(shù)自1989年投入工業(yè)生產(chǎn)以來(lái)，受到了世界各國(guó)的廣泛關(guān)注，近年來(lái)已建成多條生產(chǎn)線。其中，CSP(CompactStripproduetion，簡(jiǎn)稱CSP)技術(shù)在過(guò)去的5-6年里取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，無(wú)論是在技術(shù)、設(shè)備還是控制系統(tǒng)上，都得到了逐步的完善，并進(jìn)入了成熟階段。綜述了CSP薄板坯連鑄連軋的工藝特點(diǎn)和技術(shù)進(jìn)展。本文主要包括CSP過(guò)程及其連鑄坯結(jié)構(gòu)特點(diǎn),薄板結(jié)構(gòu)進(jìn)化CSP熱連續(xù)滾動(dòng),CSP完成板的結(jié)構(gòu)和性能,并與傳統(tǒng)連鑄和軋制過(guò)程,以獲得CSP過(guò)程的全面理解和掌握其產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)。1.2國(guó)內(nèi)外的發(fā)展CSP工藝是在1984年發(fā)明的，當(dāng)時(shí)在BushSteelworks（Busehhutten）建立了一臺(tái)試驗(yàn)機(jī)，以開(kāi)發(fā)薄板坯連鑄的基本技術(shù)。第一條CSP生產(chǎn)線于1989年在美國(guó)紐柯州克勞福茲維爾建成。它成功生產(chǎn)出碳鋼和低合金鋼熱軋卷，并生產(chǎn)出第一臺(tái)薄板坯連鑄連軋。該生產(chǎn)線被稱為鋼鐵行業(yè)的第三次技術(shù)革命。薄板坯連鑄連軋技術(shù)在過(guò)去的20年中發(fā)展迅速。但是，由于CSP薄板坯連鑄結(jié)晶器體積小，拉拔速度快，使模具中的夾雜物上升難。1992年，Nuko的Hiekman工廠成為第二家CSP工廠，擴(kuò)大了鋼鐵零部件的生產(chǎn)范圍。同年，在意大利建立了高質(zhì)量的試驗(yàn)鑄造機(jī)(ASTTerin廠)，并研制了鐵氧體。硅鋼和高碳鋼(1%C)連鑄技術(shù)1994年，NucorI和我在墨西哥的Hilsa工廠和韓國(guó)的HanBao(包括美國(guó)的Hanbo工廠、Gallatin和yDnamiesButler工廠在內(nèi)的四條生產(chǎn)線已經(jīng)投入生產(chǎn)。在世界范圍內(nèi)，SMS公司的CSP（oCmpaetStripProduetion流程），MDH公司的ISP（InlineStripProduetion流程），由MDH公司和美國(guó)Chaparrd公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的aogang和VTHS流程的Conroll流程相對(duì)成熟。以上四個(gè)過(guò)程，在未來(lái)的發(fā)展中，可能是保持21世紀(jì)鋼鐵企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段，將得到推廣和應(yīng)用。世界各國(guó)生產(chǎn)線基本概況見(jiàn)表1所示。表1：世界CsP薄板坯連鑄連軋一覽表序號(hào)公司名稱CSP流數(shù)軋機(jī)臺(tái)數(shù)熱軋板坯厚/mm帶鋼尺寸厚×寬年產(chǎn)量投產(chǎn)時(shí)間1美國(guó)紐柯克勞福茲1/24/640~50（1.43~12.7）×（900~1300）80/1801989/19942紐柯希爾曼2650（1.5~12.7）×（1176~1560）100/2001994.53墨西哥希爾薩1650（1.2~12.7）×（790~1350）1801995.24美國(guó)戈拉廷1650~70（1.7~12.7）×（900~1560）1001995.25韓國(guó)韓寶2650（5~12.7）×（490~1560）2001995.126美國(guó)Dynamics2650~80（1.2~12.7）×（900~1560）18019957西班牙斯卡亞1653（1.25~12.7）×（900~1560）911996.88美國(guó)阿克梅1750（1.3~12.7）×（1220~1676）901996.79馬來(lái)西亞聯(lián)合鋼廠2650（1.3~12.7）×（1220~1676）2001996.1010泰國(guó)喬恩布日1640~70（1.2~12.7）×（1200~1600）1201997.8薄板坯連鑄連軋技術(shù)由于其工藝特點(diǎn)，具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻、晶粒細(xì)小、板徑公差小等優(yōu)點(diǎn)。但往往由于渣選擇不當(dāng),液態(tài)鋼2.6m/分鐘~6.0m/min高速鑄造參與渣的形成,渣過(guò)程中加熱爐加熱的薄板表面會(huì)產(chǎn)生一層厚的氧化鐵,清除氧化錫時(shí),一旦氧化鐵表面的鑄件不能完全清潔,滾動(dòng)它將氧化鐵咬一口,影響帶鋼表面質(zhì)量。隨著工藝技術(shù)的不斷完善，生產(chǎn)品種也逐步擴(kuò)大，產(chǎn)品質(zhì)量也逐步提高，但薄板坯連鑄連軋工藝上大規(guī)模生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)不銹鋼，而批量生產(chǎn)對(duì)于冷軋高深沖板材的性能和表面質(zhì)量要求較高的O5板材等產(chǎn)品，國(guó)外的一些薄板坯連鑄梁鋼的生產(chǎn)實(shí)踐還有待證明。相對(duì)于國(guó)內(nèi)CSP生產(chǎn)線已經(jīng)建成投產(chǎn)，由于起點(diǎn)高，施工時(shí)間晚，有自己的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：產(chǎn)品規(guī)格往往更細(xì)，鑄造速度有較大的提高生產(chǎn)線，冶金長(zhǎng)度和浸泡坑長(zhǎng)度越長(zhǎng)，并配備RH裝置的精煉方法，使得馬鋼CSP生產(chǎn)線具有超低碳鋼生產(chǎn)能力;為了確保半無(wú)限滾動(dòng)，在卷取機(jī)前面添加了飛剪。精軋的最高軋制速度為20m/s，可實(shí)現(xiàn)高速軋制。同時(shí)，預(yù)留了緊密卷取機(jī)，有利于生產(chǎn)極薄的帶鋼，可以減輕中國(guó)薄板卷產(chǎn)品的進(jìn)口需求。大量新技術(shù)應(yīng)用，在確保全線生產(chǎn)的同時(shí)，進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量。

第二章工藝方案2.1工藝設(shè)計(jì)CSP從鋼水到鑄坯上漿和切割共經(jīng)歷了11道工序。CSP連鑄與常規(guī)連鑄工藝相同。定徑送料，各工序生產(chǎn)操作簡(jiǎn)單;CSP采用大鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)，中間包容量大，鋼水鎮(zhèn)靜時(shí)間長(zhǎng)，有利于夾雜物的漂浮，有利于鋼水溫度和成分的均勻性。中間包澆注溫度更穩(wěn)定，過(guò)熱度更低，也有利于澆注的穩(wěn)定，因此更加合理。是薄板坯連鑄結(jié)晶器的關(guān)鍵技術(shù),為漏斗類型模具由于容易打開(kāi)mm,漏斗是700毫米,深腔內(nèi)比較大,可以容納更多的鋼鐵、熱含量、模具表面面積較大,渣便利化渣,渣、鋼渣可以減少規(guī)則,也有利于插入浸入式水口壁厚較厚,甚至可以使?jié)沧r(shí)間長(zhǎng)(爐),由于壁厚較厚的浸沒(méi)式噴嘴的容量大，回流使鋼水在一定程度上，使用爐渣，減少了“搭橋”現(xiàn)象。連鑄工藝流程框圖如圖1所示:圖1：CSP薄板坯連鑄生產(chǎn)工藝流圖2.1生產(chǎn)規(guī)模CSP設(shè)備首先在19897月在美國(guó)紐柯的Croftsville工廠投入運(yùn)行。設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為80噸，15生產(chǎn)后達(dá)到生產(chǎn)能力。1993的產(chǎn)量已達(dá)到93萬(wàn)噸，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，Nucor在Hickman工廠建立了CSP生產(chǎn)線，設(shè)計(jì)產(chǎn)能為100噸。在19946月，該工廠建造了第二條生產(chǎn)線。生產(chǎn)能力已達(dá)到200噸，同時(shí)，Crawfordsville工廠還新增了第二臺(tái)薄板坯連鑄機(jī)，形成了180噸的生產(chǎn)能力。近年來(lái)，在國(guó)內(nèi)外已建成或在建的CSP生產(chǎn)線已達(dá)19條，總生產(chǎn)能力約為3000噸。生產(chǎn)熱軋酸洗鍍鋅原料輥、硅鋼原料輥、熱軋直供輥，設(shè)計(jì)生產(chǎn)熱軋盤管250萬(wàn)噸/年。其中:熱軋酸洗鍍鋅卷542,000t/a，硅鋼原料卷978,000t/a，熱軋直供980,000t/a。2.2生產(chǎn)規(guī)格板坯、產(chǎn)品品種及規(guī)格如下：1)坯料為連鑄坯，厚度50～90mm，寬度900～1600mm，單塊軋制長(zhǎng)度為27.4～49.3m，半無(wú)頭軋制長(zhǎng)度為105.7～189.7m(預(yù)留)，坯料的最短長(zhǎng)度為10m;坯料最大質(zhì)量30t。2)產(chǎn)品品種為碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、低合金高強(qiáng)度鋼、耐候結(jié)構(gòu)鋼、汽車結(jié)構(gòu)鋼、管線鋼、超低碳鋼、無(wú)取向硅鋼等;帶鋼厚度0.8～12.7mm，帶鋼寬度900～1600mm;鋼卷內(nèi)徑φ762mm，鋼卷外徑φ1100～φ2150mm;鋼卷最大質(zhì)量30t;單位寬度最大質(zhì)量23kg/mm。生產(chǎn)薄板坯連鑄機(jī)，啃咬后，立即進(jìn)入輥底式坑式爐，坑式爐長(zhǎng)120~185m，加熱和浸泡板坯和緩沖連鑄連軋工藝之間的聯(lián)動(dòng)，板坯首先在通過(guò)入口段速度4.5~5.5m/min，加熱和浸泡，然后加速到磨機(jī)入口速度為20~3om/min，并且板坯背面距離，允許11~16min緩沖時(shí)間。軋機(jī)的換輥時(shí)間小于12min，使連鑄機(jī)仍能以正常的鑄造速度生產(chǎn)。板坯出爐后，用高壓水除垢裝置將其從表面上除去，然后進(jìn)入粗軋機(jī)。六機(jī)架可以將50mm厚的薄板軋制成1.2~12.7mm的成品厚度，四機(jī)架最小成品厚度2.5mm的帶材可以從精軋機(jī)中取出通過(guò)輥道組分組，并通過(guò)層流冷卻裝置由不同等級(jí)的鋼冷卻至55℃。~700℃，然后進(jìn)入地下卷取機(jī)纏繞。從卷軸上取下的帶盤放在步進(jìn)梁輸送機(jī)上。稱重和打包后，成品將堆積或運(yùn)出。2.3工藝設(shè)備組成CSP由連鑄機(jī)、輥底均熱爐和熱連軋三部分組成。CSP生產(chǎn)線主要包括兩臺(tái)連鑄機(jī)、兩臺(tái)下輥隧道均熱爐、一臺(tái)立輥軋機(jī)、7臺(tái)四輥cvC精軋機(jī)組、軋機(jī)冷卻系統(tǒng)、卷取機(jī)和卷材輸送系統(tǒng),生產(chǎn)線布置如圖3所示：圖3CSP裝置布置示意圖2.4連鑄機(jī)組成CSP由連鑄機(jī)、軋輥均熱爐和熱軋三部分組成。CSP生產(chǎn)線主要由兩臺(tái)連鑄機(jī)、兩臺(tái)輥底隧道加熱爐、一臺(tái)立磨機(jī)、七機(jī)架四輥式cvC精軋機(jī)、軋機(jī)冷卻系統(tǒng)、卷取機(jī)和盤管輸送系統(tǒng)組成。2.4.1漏斗形結(jié)晶器CSP連鑄機(jī)結(jié)晶器的核心,殼牌和噴嘴之間,為了避免結(jié)晶器和噴嘴形成梯形,保證在結(jié)晶器寬度等于渣膜的厚度,CSP結(jié)晶器被設(shè)計(jì)成漏斗形狀的外殼收縮成正比,這種特殊的形狀可以自由凝固殼的模具出口壓力,確保順行鑄造。鋼液在結(jié)晶器內(nèi)的流動(dòng)和傳熱以及凝固殼的收縮變形對(duì)薄板坯的表面質(zhì)量影響很大。由于銅板呈漏斗狀，模具內(nèi)的綠色殼體不僅承受熱變形，還承受機(jī)械變形。如果模具漏斗的形狀與鋼水的凝固收縮不匹配，就會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力和應(yīng)變，導(dǎo)致鋼坯表面經(jīng)常出現(xiàn)縱向裂紋，成為影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。CSP連鑄工藝及結(jié)晶器的選擇主要特點(diǎn)見(jiàn)表2。表2連鑄工藝采用的結(jié)晶器基本特征CSP坯厚50~70機(jī)型立彎式結(jié)晶器漏斗結(jié)晶器：上口170mm長(zhǎng)1100mm漏斗700mm鑄坯支撐結(jié)晶器下采用格柵4個(gè)垂直扇形段進(jìn)入弧形彎曲段冷卻水冷、氣-水弧形半徑頂彎半徑3-3.25冶金長(zhǎng)度6~9.7是否液芯壓下未采用-采用拉坯速度4~6最大漏斗形結(jié)晶器的形狀用于CSP工藝的漏斗模具。它在上噴嘴的每一側(cè)上具有平行部分，具有寬邊緣，然后該邊緣與弧形連接以在寬板之間形成垂直錐形漏斗區(qū)域。漏斗形狀保持在一定高度，并為浸入式噴嘴提供足夠的空間。漏斗區(qū)域外的兩側(cè)仍然是平行的，兩側(cè)之間的距離是板坯厚度。漏斗模具的形狀滿足浸入式噴嘴插入，保護(hù)渣熔化和板坯厚度的要求。漏斗模的理想形狀是使殼體之間的兩相區(qū)域的彎曲變形率最小化，使殼體的固液界面的實(shí)際變形率小于變形過(guò)程中的臨界應(yīng)變率。裂縫?；谏鲜鲆螅┒沸谓Y(jié)晶器必須確保厚度過(guò)渡區(qū)的彎曲設(shè)計(jì)準(zhǔn)確，并且拉伸速度盡可能穩(wěn)定。如圖4所示：圖4漏斗結(jié)晶器示意結(jié)晶器的漏斗形部分基本條件1）晶器的漏斗形部分應(yīng)能允許浸人式水口擂入結(jié)晶器的鋼液約200mm二左右,此時(shí)水口外廓與結(jié)晶器內(nèi)壁應(yīng)保持一定間距。這是決定漏斗形部分幾何尺寸的首要因素。結(jié)晶器寬邊(沿液面線)展開(kāi)長(zhǎng)度的縮小率應(yīng)等于或小于鋼液的凝固收縮率。設(shè)為寬邊在液面線處的展開(kāi)長(zhǎng)度：為寬邊的直線長(zhǎng)度；為寬邊的長(zhǎng)度縮小率為鋼液的凝固收縮率。則：。該式說(shuō)明了這種結(jié)晶器適合于連鑄寬板坯,因?yàn)樵酱?就越小、越容易滿足的條件。鋼水在漏斗形截面形成的凝固殼的彎曲(矯直)應(yīng)力應(yīng)在從向下運(yùn)動(dòng)(鑄件)到平行截面的過(guò)渡區(qū)盡量減小。有效的方法來(lái)滿足這個(gè)條件是漏斗形的弧R部分必須改變從上到下從某個(gè)值(板)的寬度有關(guān),這從漏斗形區(qū)域過(guò)渡到并行區(qū)域可以不斷擴(kuò)大,和凝固殼的曲率連續(xù),均勻改變?cè)阼T造過(guò)程中,直到弧消失,變成了一條直線。只有當(dāng)模具漏斗形狀滿足上述三種基本條件時(shí)，才能正常進(jìn)行連鑄，才能避免幾何形狀對(duì)坯料造成的表面和內(nèi)部缺陷。參數(shù)的分析結(jié)晶器銅管反向錐形。為了適應(yīng)凝固過(guò)程中板坯的收縮并減小板坯表面與模具壁之間的間隙，模具的銅管加工成倒錐形，倒錐形尺寸根據(jù)變化而變化。根據(jù)不同的工藝要求。模具銅管和密封。坯料結(jié)晶器通常是銅管組件，具有單一密封和通用結(jié)構(gòu)。從生產(chǎn)實(shí)踐來(lái)看，這種形式有兩個(gè)缺點(diǎn)：第一，模具的上部銅管有長(zhǎng)的無(wú)水部分，冷卻效果差，上口易變形或燃燒;二，銅管密封圈的老化或銅管頂部的變形很容易導(dǎo)致模具冷卻水進(jìn)入銅管鑄腔，導(dǎo)致泄漏和停止?jié)沧?。結(jié)晶器中的水套定位裝置。在原設(shè)計(jì)中，模具中的水套在上下口的每個(gè)表面上有兩個(gè)支撐點(diǎn)，每個(gè)支撐點(diǎn)的直徑和高度分別為6mm和4mm。每個(gè)水套中有16個(gè)這樣的支撐點(diǎn)。結(jié)晶器水縫間隙與內(nèi)水套。調(diào)整結(jié)晶器水縫間隙的尺寸主要是為了保證結(jié)晶器冷卻水的流速。結(jié)晶器軟水水質(zhì)。對(duì)結(jié)晶器軟水的要求是：固體≤10mg/L總鹽含量≤400mg/L最大鹽含量:硫酸鹽≤150mg/L,氯化物≤100mg/L總硬度(以CaCO3計(jì))≤10mg/LPH值:7.5～9.5如果冷卻水的質(zhì)量不能滿足這一要求，特別是如果總硬度不能滿足上述要求，則結(jié)晶器銅管外壁會(huì)發(fā)生沉積，從而降低了銅管的熱通量密度，加劇銅管傳熱不平衡，導(dǎo)致鑄坯質(zhì)量缺陷，影響結(jié)晶器壽命。2.4.2結(jié)晶器振動(dòng)裝置在連鑄設(shè)備中，模具振動(dòng)裝置是關(guān)鍵設(shè)備之一。近年來(lái)，液壓振動(dòng)技術(shù)由于其在線可調(diào)幅度，頻率和振動(dòng)波形而被越來(lái)越多的制造商采用。通過(guò)模具的振動(dòng)，在鑄造過(guò)程中，板坯不會(huì)與模具的銅壁粘合，并且板坯的表面質(zhì)量會(huì)更好。結(jié)晶器振動(dòng)裝置組成結(jié)晶器振動(dòng)裝置主要由4部分組成:結(jié)晶器支撐臺(tái)、運(yùn)動(dòng)部件、滾動(dòng)元件和振動(dòng)液壓缸，其結(jié)構(gòu)如圖5所示：圖5結(jié)晶器振動(dòng)裝置振動(dòng)裝置的底座固定在地基上，振動(dòng)平臺(tái)用于支撐結(jié)晶器。振動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置使振動(dòng)平臺(tái)通過(guò)液壓缸上下振動(dòng)，引導(dǎo)裝置引導(dǎo)振動(dòng)平臺(tái)限制振動(dòng)平臺(tái)的振動(dòng)。電動(dòng)機(jī)的一端安裝在底座上，另一端安裝在振動(dòng)器上，用于結(jié)晶器，回水和腳輥中的水。振動(dòng)液壓缸安裝在模具支撐架上，每個(gè)氣缸都配有一套伺服閥，可實(shí)現(xiàn)快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)。振動(dòng)參數(shù)的選擇及應(yīng)用與結(jié)晶器振動(dòng)有關(guān)的振動(dòng)參數(shù)主要有:振幅和頻率是決定模具運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)參數(shù)，稱為模具振動(dòng)的基本參數(shù)。此外，振動(dòng)參數(shù)與“負(fù)滑移”有關(guān)，如負(fù)滑移率NS、負(fù)滑脫時(shí)間，由于這些負(fù)滑移參數(shù)與鑄造坯料的脫模和質(zhì)量直接相關(guān)，因此它們被稱為工藝參數(shù)。1）負(fù)滑脫時(shí)間與振幅和頻率的關(guān)系。結(jié)晶器振動(dòng)時(shí)，只有當(dāng)結(jié)晶器振動(dòng)速度大于拉坯速度V時(shí)才出現(xiàn)負(fù)滑動(dòng)負(fù)滑脫是指在一個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)，結(jié)晶器向下的運(yùn)動(dòng)速度比鑄坯向下的運(yùn)動(dòng)速度(拉速)要快的時(shí)間。式中：—負(fù)滑脫時(shí)間；—拉坯速度；—振動(dòng)頻率；—振幅；從公式可以得出結(jié)論：當(dāng)振動(dòng)頻率較低時(shí)，振幅和張力的變化對(duì)負(fù)滑移有很大影響，振動(dòng)頻率的波動(dòng)也對(duì)負(fù)滑動(dòng)時(shí)間有很大影響。但是，當(dāng)振動(dòng)頻率增加到一定值時(shí)，振幅，拉伸速度和振動(dòng)頻率的變化對(duì)負(fù)滑動(dòng)時(shí)間影響不大，負(fù)滑動(dòng)時(shí)間趨于相同。2）結(jié)晶器振動(dòng)參數(shù)對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響。由結(jié)晶器振動(dòng)在鑄坯表面形成的橫向痕跡稱為振痕，減小振痕深度，且在負(fù)滑脫期間，結(jié)晶器相對(duì)坯殼下移動(dòng)距離等于甚至大于正弦振動(dòng)時(shí)的下移距離，從而保證對(duì)坯殼的壓合效果。非正弦振動(dòng)的應(yīng)用。非正弦振動(dòng)可看作由正弦振動(dòng)演變而來(lái)，對(duì)于其波形的非對(duì)稱性，通過(guò)下式加以定義：式中：As——非對(duì)稱性/%。tu——一個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)上行程時(shí)間/s。tt——一個(gè)振動(dòng)周期總時(shí)間/s。固有頻率的計(jì)算。結(jié)晶器振動(dòng)裝置振動(dòng)模型可以簡(jiǎn)化為雙彈簧的形式，其主振型包括上下垂直振動(dòng)和左右偏擺振動(dòng)。式中：——為上下垂直振動(dòng)的固有頻率；——為左右偏擺振動(dòng)的固有頻率；m——為振動(dòng)部件的質(zhì)量；——為板彈簧到振動(dòng)件質(zhì)心的距離；——為兩側(cè)補(bǔ)償器到振動(dòng)件質(zhì)心的距離；——為振動(dòng)部件相對(duì)中心線的慣性矩；通過(guò)兩式可確定此種振動(dòng)裝置的固有頻率，從而根據(jù)使用頻率設(shè)計(jì)此種結(jié)晶器振動(dòng)裝置。2.4.3垂直導(dǎo)向段坯料的總垂直引導(dǎo)高度為6890mm（坯料的二次冷卻區(qū)的總長(zhǎng)度）。它分為三個(gè)部分。第一部分由高度為435m2的網(wǎng)格板和8對(duì)兩段式滾筒組成，總高度為1620mm。第二和第三段是可以互換的。每個(gè)部分由10對(duì)高度為154Omm的分離輥組成。二次冷卻通過(guò)噴水冷卻。2.4.4拉坯彎曲裝置該裝置由兩對(duì)拉伸輥和一個(gè)彎曲輥和三對(duì)液壓缸組成。在傾倒之前彎曲輥總是處于垂直位置，并且只有當(dāng)主軸頭在澆注開(kāi)始后向下通過(guò)輥位置時(shí)，自動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)才啟動(dòng)輥的驅(qū)動(dòng)液壓缸以使鑄坯彎曲到半徑。它是一個(gè)3米長(zhǎng)的弧形，起著弓的作用。在3米半徑的弧上有兩個(gè)自由滾子和一個(gè)支架，在下羅拉上安裝一個(gè)定位儀，以確定在正常生產(chǎn)中鑄坯是否以3米的弧度運(yùn)行。2.4.5拉矯機(jī)連鑄連軋生產(chǎn)線中的擺動(dòng)剪切機(jī)是在自動(dòng)定時(shí)剪切生產(chǎn)線上形成板坯的剪切裝置，它們位于張力矯直機(jī)和加熱爐之間。長(zhǎng)期使用后會(huì)發(fā)生腐蝕和變形，需要定期修復(fù)。擺動(dòng)剪刀的結(jié)構(gòu)原理如圖6所示。擺動(dòng)剪刀通過(guò)集電環(huán)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)飛輪。在切割頂?shù)兜倪^(guò)程中通過(guò)位于齒輪箱后面的偏心軸使用液壓離合器，將底部刀向上。兩把刀放在擺動(dòng)剪刀框架上。切割后，使用彈性制動(dòng)器停止偏心軸。旋轉(zhuǎn)數(shù)字刻度盤用于測(cè)量偏心軸的位置。圖6擺剪結(jié)構(gòu)原理圖

2.4.6剛性引錠桿引錠桿連鑄生產(chǎn)系統(tǒng)是保證連鑄鑄起一個(gè)非常成功的重要組成部分,它包括假頭,引錠桿本體,引錠桿傳輸和指導(dǎo)設(shè)備和引錠桿的存儲(chǔ)設(shè)備,如在連鑄機(jī)引錠桿作為演員的關(guān)鍵部件開(kāi)始扔起著非常重要的作用,是馬鋼CSP生產(chǎn)線引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)水平的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線,CSP連鑄機(jī)是彎曲型連鑄機(jī)引錠桿的垂直結(jié)構(gòu),正常生產(chǎn)過(guò)程中引錠桿存儲(chǔ)在鑄造機(jī)。引錠桿的作用在澆注之前，驅(qū)動(dòng)軸夾緊輥在液壓缸的作用下與相對(duì)的輥一起作用在主軸桿的上部，使得主軸桿從底部等待位置向上移動(dòng)，并且?jiàn)A緊輥輸送壓緊輥的壓力。主軸桿穿過(guò)板坯導(dǎo)向器，直到上部等待位置。在此期間，結(jié)晶器打開(kāi)，主軸桿穿過(guò)結(jié)晶器到達(dá)頂部，并且在結(jié)晶器上的400mm安裝位置，分離桿安裝在引導(dǎo)桿上。然后，將其移回結(jié)晶器中的傾倒位置。在澆注之前，主軸頭充當(dāng)結(jié)晶器的“活底”以阻塞結(jié)晶器的下口，并且鋼水在引線的開(kāi)始處固化。澆注后，驅(qū)動(dòng)夾具進(jìn)給輥驅(qū)動(dòng)主軸桿和熱坯在夾緊力的作用下向下移動(dòng)時(shí),引錠桿頭和過(guò)渡區(qū)頂部的鑄坯熱彎曲中心線,頂部彎曲(可以調(diào)節(jié)兩個(gè)液壓缸)按下熱板鑄造方向,并使熱板和引錠桿分離、適當(dāng)?shù)脑O(shè)備將彎曲板矯直設(shè)備過(guò)來(lái),從頂部和把它下一步擺剪,在導(dǎo)桿頭的熱板,引錠桿的下部的等待,結(jié)束引錠桿的鑄坯啟動(dòng)過(guò)程，如鑄坯結(jié)束后進(jìn)入下一個(gè)鑄坯開(kāi)始準(zhǔn)備。2.5輥底式均熱爐輥底式均熱爐是連鑄機(jī)與軋機(jī)連接的工藝設(shè)備。其作用是對(duì)連鑄坯進(jìn)行加熱和浸出，使連鑄坯具有均勻的溫度，適用于軋機(jī)不同的軋制要求，同時(shí)起到一定的作用。生產(chǎn)節(jié)奏調(diào)整及緩沖效果。均熱爐采用多輥輸送技術(shù)。各輥道由獨(dú)立的輥道電機(jī)和變頻器驅(qū)動(dòng)，同一板坯輸送爐輥道可在控制下同步運(yùn)行。避免爐輥對(duì)鑄坯下表面的摩擦，保證表面質(zhì)量;優(yōu)化兩板間距控制，增加預(yù)留量。因此，爐輥控制是保證生產(chǎn)線高效生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量的重要設(shè)備之一。輥底式均熱爐主要有三大功能：1，板坯的加熱和浸泡功能，連續(xù)接收鑄機(jī)生產(chǎn)的高溫板坯，加熱浸泡后及時(shí)供應(yīng)質(zhì)量要求的薄板坯;2它是一個(gè)緩沖功能。當(dāng)軋機(jī)正常生產(chǎn)并用工作輥代替，或下游設(shè)備不能暫時(shí)軋制板坯時(shí)，輥底爐仍可在一定時(shí)間內(nèi)接受板坯，并調(diào)整緩沖效果，即“剛性”鑄造機(jī)和輥底爐的“柔性”緩沖連桿加在軋機(jī)之間，使連鑄和軋制過(guò)程順利進(jìn)行。這是實(shí)現(xiàn)薄板坯連鑄連軋，穩(wěn)定生產(chǎn)的關(guān)鍵;3，調(diào)整生產(chǎn)節(jié)奏，連鑄機(jī)板坯拉拔速度為2.0~6.0m/min，爐輥速度在2~65m/min之間，可有效調(diào)整鑄機(jī)和軋機(jī)的生產(chǎn)節(jié)奏。2.5.1爐輥運(yùn)行參數(shù)爐輥線速度：0~65m/min（設(shè)計(jì)）；2~60m/min（工作）全爐擺動(dòng)速度：4.5m/min每根爐輥用一臺(tái)2kW變頻馬達(dá)傳動(dòng)，每一臺(tái)變頻馬達(dá)配一臺(tái)變頻器，以實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)輥道靈活分組控制。2.5.2溫度變化規(guī)律爐膛內(nèi)換熱機(jī)理復(fù)雜，為計(jì)算研究，對(duì)此進(jìn)行了如下假設(shè)（１）同一斷面爐氣溫度分布均勻；（２）由于板坯在爐內(nèi)運(yùn)行速度快，爐輥絕熱性能良好，故忽略爐輥對(duì)板坯傳熱的影響；（３）忽略氧化鐵皮對(duì)板坯傳熱的影響。（４）忽略板坯長(zhǎng)度方向?qū)?，只考慮板坯厚度和寬度方向的傳熱。因此，得到板坯在均熱爐內(nèi)傳熱的二維數(shù)學(xué)模型。（1）式（１）中，為鋼坯的密度，；ｃ為鋼坯的質(zhì)量熱容，；λ為鋼坯導(dǎo)熱系數(shù)，Ｗ／（ｍ·Ｋ）；t為鋼坯的溫度，℃；為加熱時(shí)間，s。對(duì)于鋼坯爐內(nèi)加熱過(guò)程，入爐溫度可認(rèn)為鋼坯斷面上各點(diǎn)溫度相同。則初始條件是：。（2）邊界條件為鋼坯上表面：。（3）鋼坯下表面：（4）鋼坯左側(cè)絕熱面：（5）鋼坯右側(cè)表面：。（6）式（２）－式（６）中，ｑＵ，ｑＬ分別為鋼坯上下表面輻射熱流密度，Ｊ／（·ｓ）；ｑｓ為鋼坯側(cè)面熱流密度，Ｊ／·ｓ；為絕對(duì)黑體輻射系數(shù)，=5.675Ｗ／（·）；tg為爐氣溫度，℃；t為鋼坯表面溫度，℃；為鋼坯初始溫度，℃。上下表面熱流密度按式（７）計(jì)算：（7）（8）式（７）－式（８）中，為體系的總黑度；為鋼坯表面對(duì)流換熱系數(shù)，Ｗ／（ｍ２·Ｋ）；為爐氣黑度；為鋼坯黑度；為爐壁對(duì)鋼坯表面的角系數(shù)。2.5.3輥底式均熱爐基本技術(shù)參數(shù)輥底式均熱爐布置：兩條輥底式均熱爐作業(yè)線（A，B），采用擺動(dòng)式擺渡；雙線間距26m；A線共用段預(yù)留感應(yīng)加熱系統(tǒng)。加熱鋼種：低碳鋼（LC）、超低碳鋼（ULC/ELC）、中碳鋼（HC）、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼（HSLA）、高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼（HSLA）、硅鋼NOG/OG。產(chǎn)品規(guī)格:厚度/mm:（0.8）1.0~12.7寬度/mm：900~1600單卷重/t：30（最大）單位卷重/kg·mm-1：18.5坯料規(guī)格：寬度/mm：900~1600厚度/mm：52~70（70~90）坯料長(zhǎng)度見(jiàn)表1（單位卷重：18kg/mm；max23kg/mm）：表3坯料長(zhǎng)度坯料厚度/mm坯料長(zhǎng)度/m（50）（49.3max49.3）5247.4max49.35544.9max49.36041.1max49.36239.8max49.36528.0max47.27035.2max45.2（90）（27.4max34.1）最大長(zhǎng)度49.3半無(wú)頭軋制105.7~189.74板坯入爐、出爐溫度：板坯入爐溫度/℃：820～1105（事故狀態(tài)805～850℃）板坯出爐溫度/°C：（980～1150）±10（單板坯）（1150~1170）±10（硅鋼）1250（70~90mm厚硅鋼）2.6熱連軋機(jī)的選型熱軋一般采用四輥軋機(jī)。目前可選機(jī)型主要有:常規(guī)機(jī)型，如攀鋼1450;工作輥短行程換擋式，如寶鋼2050、珠江鋼鐵、邯鄲鋼鐵等。CVC-4軋機(jī);上下輥成對(duì)，如寶鋼1580和鞍鋼1780PC軋機(jī);工作輥?zhàn)兘佑|轉(zhuǎn)移軋機(jī)，如HCW軋機(jī);工作輥長(zhǎng)行程傳遞式，如武鋼1700和太鋼1549改造的WRS軋機(jī)，CVCplus的武鋼2250。本研究設(shè)計(jì)采用熱軋上游機(jī)架中具有較強(qiáng)凸度控制能力的軋機(jī)模型，如CVC和PC。下游機(jī)架采用WRS等長(zhǎng)行程軋機(jī)。機(jī)器型采用均勻的軋輥，可以結(jié)合自主研發(fā)的ASR等軋輥形狀，實(shí)現(xiàn)日益重要的邊緣形狀控制。整機(jī)采用強(qiáng)力彎輥和VCR變接觸軋制技術(shù)，提高了整機(jī)的形狀控制能力。

主要特點(diǎn)及分析與組織、性能比3.1主要特征及分析CSP工藝特征有如下幾點(diǎn)：CSP工藝生產(chǎn)的鑄坯較薄，鑄坯厚度范圍為40~70mm鑄機(jī)采用立彎式連鑄機(jī)，漏斗型結(jié)晶器。輥底浸泡坑用于鑄造機(jī)和軋機(jī)之間的連接部分。當(dāng)雙流鑄造機(jī)送入一套軋機(jī)時(shí)，一級(jí)中心線直接與軋制中心線對(duì)齊，而二級(jí)流板通過(guò)擺動(dòng)轉(zhuǎn)移到一級(jí)軋輥底部?；驒M向，然后送到軋機(jī)進(jìn)行軋制。(4)高壓水除鱗機(jī)采用全新的變壓水泵可使水壓達(dá)到40MaP,達(dá)到良好的除鱗效果。(5)立式軋機(jī)設(shè)有立式輥軋機(jī)，可對(duì)中薄板坯的邊緣進(jìn)行軋制。垂直輥的大壓邊操作改變了鑄件毛坯邊緣的晶體結(jié)構(gòu)，解決了鑄件毛坯邊緣冷卻容易開(kāi)裂的問(wèn)題。（6）采用半無(wú)頭加速軋制工藝，中薄板坯連鑄連軋工藝可以有兩種模式，即等溫恒速模式或等溫加速模式，基本上是最小生產(chǎn)厚度要求，半無(wú)頭加速軋制系統(tǒng)可確保奧氏體區(qū)軋制模式產(chǎn)生的軋制溫度小于1mm厚度規(guī)格。3.2CSP與傳統(tǒng)工藝的比較CSP工藝和傳統(tǒng)熱軋工藝生產(chǎn)的熱帶組織、性能比較如表4：表4項(xiàng)目傳統(tǒng)連鑄連軋薄板坯連鑄連軋組織晶粒尺寸/10~204~10鐵素體晶粒形狀餅型，等軸尖角、多邊、等軸珠光體片層狀點(diǎn)狀、片狀、片層狀析出物氧化物、硫化物、氮化物較粗大氧化物、硫化物、氮化物較細(xì)小、納米極較多位錯(cuò)密度較低較高性能屈服強(qiáng)度/Mpa260~310290~320抗拉強(qiáng)度/Mpa340~400360~420伸長(zhǎng)率/%38~4836~48從上表可以看出，CSP工藝下鈮碳和氮化合物的析出量大于傳統(tǒng)工藝，具有較小的尺寸和較強(qiáng)的析出強(qiáng)化效果。傳統(tǒng)工藝獲得的材料的低溫沖擊韌性不如CSP工藝獲得的那么好。雖然它具有晶粒細(xì)化的優(yōu)點(diǎn)，但據(jù)估計(jì)在TRP工藝下更多的碳原子溶解在鐵素體中，這降低了材料的低溫沖擊韌性。CSP工藝的晶粒細(xì)化效果不如傳統(tǒng)的再加熱軋制工藝，晶粒強(qiáng)化效果較弱。與傳統(tǒng)連鑄相比，薄板坯連鑄在板坯厚度，鑄造速度，鑄態(tài)組織，在線連續(xù)軋制等方面發(fā)生了很大變化。它不僅具有冷卻強(qiáng)度大，生產(chǎn)線短的優(yōu)點(diǎn)。，能耗低，但也具有表面質(zhì)量低，產(chǎn)品適應(yīng)性小的缺點(diǎn)。

結(jié)論薄板坯連鑄連軋技術(shù)是現(xiàn)代先進(jìn)鋼材生產(chǎn)模式的代表。通過(guò)研究得知，CSP技術(shù)的核心是漏斗模具的使用，采用浸入式噴嘴的使用。為了避免模具中鋼水的橋面和表面缺陷，并消除鋼坯殼體的凝固應(yīng)力，可以獲得質(zhì)量好的鋼坯。綜上所述，除滿足傳統(tǒng)碳鋼和合金鋼浸泡的要求外，主要是圍繞加熱工藝要求設(shè)計(jì)的。采用薄硅鋼加熱的輥底浸泡爐是軋鋼工藝的一項(xiàng)創(chuàng)新，不僅節(jié)省了投資，而且增加了新的產(chǎn)品