年产220万吨1700mmCSP 工艺热轧薄板车间设计
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- 樊志远--年产220万吨1700mmCSP 工艺热轧薄板车间设计
第一章 国内外热轧薄板的发展概况及新建CSP热轧薄板车间的可行性和必要性分析
1.1 薄板坯连铸连轧技术定义
薄板坯连铸连轧技术简单地说，就是钢水通过连铸机，连铸成厚50～70mm的连铸坯，经辊底式均热炉均热后，直接进入5～7架架精轧机轧成板卷的工艺过程。
1.2 薄板坯连铸连轧工艺流程
1.将加热成熔融状态的液态钢装入钢水包中，由天车(桥式起重机)吊运至连铸机上方；
2.将钢水包中的液态钢水注入连铸机中进行连铸生产，连铸坯从连铸机下方拉出；
3.用飞剪对连铸坯进行定尺剪切，剪切成定尺长度的连铸坯送入隧道均热炉中；
4.连铸坯在隧道均热炉中缓慢前进，以保证连铸坯温度均匀和恒定；(注：隧道均热炉的长度通常在100～200米之间，甚至更长达到250m)
5.连铸坯从隧道均热炉的另一端出来后进入热连轧机组中轧制；
6.经轧制成型后的钢材进入水冷段进行层流冷却；
7.经过层流冷却后的钢材进入卷取机中卷取；
8.卷成卷筒状的钢材由天车运送入成品库中存放。
1.3 薄板坯连铸连轧发展历史
薄板坯连铸连轧技术是80年代末出现的新技术，从1989年第一套采用薄板坯连铸连轧的热轧板厂投产以来，世界上的薄板坯连铸连轧如雨后春笋，不断涌现，至今已有40条生产线投产或在建。薄板坯连铸连轧技术的发展分开发期、推广期、提高期三个时期。
开发期始于1984年，德国西马克（SMS）公司首先投资进行开发工作，并于1987年在美国的纽柯钢铁公司建成第一个薄板坯连铸连轧(CSP)厂，即纽柯的
克莱福茨维尔厂。
推广期从1989年克莱福茨维尔厂投产开始，薄板坯连铸连轧的技术优势为人们所认识，并成为世界钢铁业的投资热点。除SMS的CSP技术外，还出现了德国德马克(MDH)的ISP技术，1992年在意大利阿维弟公司克雷莫纳厂应用。
后又有意大利达涅利(DANIELI)的FTSR技术。奥地利奥钢联(VAI)的CONROLL技术，1995年在美国阿姆科公司曼斯菲尔得钢厂应用。日本住友金属工业公司开发的中等厚度板坯连铸连轧QSP技术等等。
提高期大约从1997年开始，原来的薄板坯连铸连轧技术仍有许多不足之处，需对其进行再开发和提高。
1.4 国外薄板坯连铸连轧技术
1.4.1 西马克(SMS)的CSP技术
CSP技术的工艺是1989年建成投产的，至1997年末，德国西马克公司已签订的合同有27流铸机。该技术采用漏斗型结晶器,立弯式连铸机，辊底式隧道均炉，5～6架连轧机。钢水在上开口170mm、下开口50mm的漏斗型结晶器内铸成50mm厚的薄板坯，经分断剪进入辊底式均热炉均热，然后进人连轧机轧制。可生产出厚1.2～12.7mm，宽900～1560mm的热带。CSP技术设备结构简单，流程通畅，操作稳定，易于掌握，产量较高。但是，由于其采用50mm的板坯，因此对于薄规格产品道次变形量过大，导致轧机负荷大；而对厚规的产品，压缩比过小，对提高产品质量不利,限制了产品范围的扩大和质量的提高。由于CSP技术投产最早，采用该技术的用户最多，世界投产和在建厂有2/3采用该技术。
CSP技术的工艺布置如图1-1所示
图1-1 CSP技术的工艺布置
1—中间包；2—结晶器；3—切断机；4—均热炉；5—事故剪；6—除鳞机；7—精轧机；
8—层流冷却；9—卷取机
生产钢种为碳钢、低合金钢、硅钢、耐蚀钢、不锈钢。
工艺流程：薄板坯浇铸→铸坯导向、弯曲、拉矫→铸坯剪切→辊底式均热炉加热均温→事故剪→高压水除鳞→4～6架四辊连轧机组精轧→带钢层流冷却→卷取。
1.4.2 德马克(MDH)的ISP技术
该技术采用平行边结晶器,液芯压下技术，2～3机架预轧机,感应加热和热卷箱式炉均热，4机架精轧机。钢水在60mm的平行铜板结晶器内铸成钢坯，出结晶器后利用铸坯的液芯状态进行液芯压下至45mm，出连铸机后利用铸坯高温预轧制到15mm，进行感应加热后卷成空芯卷在保温箱内均热，开卷后进入4机架精轧机。可生产厚1.2～12.0mm，宽650～1330mm的热带。ISP方案的技术含量较高，液芯压下之大压下预轧机等充分利用了铸坯的高温特性，大大减小了轧机负荷，且感应加热热效率高，控制温度灵活，在所有的工艺方案中该方案生产线最短，仅约180m，真正实现了短流程。但是该技术设备复杂，对管理水平和技术水平要求高。另外，板坯出连铸机后进人大压下轧机前，板坯温度已不均匀。板坯此时除鳞，则温度下降不利于轧制不除鳞则影响表面质量，这一矛盾始终未能得到解决。大压下轧机与连铸机连接在一起，中间无缓冲设备，而轧机换辊需停机进行，势必影响铸机工作。
生产钢种为碳钢、低合金钢、硅钢、不锈钢。
工艺流程：薄板坯浇铸→薄板坯液芯铸机→铸坯导向、弯曲、拉矫→3架四辊轧机粗轧→剪切→感应加热炉感应加热、Cremona炉卷取→开卷→事故剪→高压水除鳞→4架四辊连轧机组精轧→带钢冷却→卷取。
ISP技术的工艺布置如图1-2所示
图1-2 ISP技术的工艺布置
1—中间包；2—结晶器；3—切断剪；4—热卷箱；5—事故剪；6—除鳞机；7—精轧；
8—层流冷却；9—卷取机；10—液芯压下；11—预轧机；12—感应加热炉
1.4.3 达涅利(DANIEL)的FTSR技术
该技术采用凸透镜型结晶器，带辊形的液芯压下，辊底式隧道炉，1～2台粗轧机，热辊道和6～7架精轧机。钢水在凸透镜型的带凸度的80～90mm钢坯，液芯钢坯出结晶器由带辊形的辊子压成厚度70～80mm的矩形断面板坯，切断后进人辊底式隧道炉均热，然后进入粗轧机轧至25～35mm，经过保温辊道进入精轧机。达涅利技术生产的钢种范围较广，包括包晶钢在内均可生产。在提高质量方面考虑也较全面，增加了粗轧后的二次加热。为了得到更好的表面质量，达涅利生产线有3次除鳞，分别在连铸机出口、粗轧机入口和精轧机入口，因而有利于提高表面质量。达涅利设计的除鳞机为旋转的形式，从而有利于提高表面质量和减少除鳞后铸坯表面的积水量。
工艺流程:炼钢炉→炉外精炼炉→薄板坯连铸机→旋转式除鳞机→隧道式加热炉→二次除磷机→立辊轧机→粗轧机→保温辊道→三次除鳞装置→精轧机→
输出辊道和带钢冷却段→地下卷取机。
FTSR技术的工艺布置如图1-3所示
图1-3 FTSR技术的工艺布置
1—中间包；2—结品器；3—切断剪；4—均热炉；5—事故剪；6—除鳞机；7—精轧机；
8—层流冷却；9—卷取机；10—液芯压下；11—热辊道；12—粗轧机
1.4.4 奥钢联(VAI)的CONROLL技术
该技术采用立式平行板型结晶器的连铸机生产70～90mm厚的连铸坯。在二冷区后面设有带感应式边部加热器和旋转除鳞机的连铸坯减薄机。经过减薄机的铸坯最薄可达到50mm。用液压剪切机将薄板坯按所需长度剪切后，送入辊底式
炉均热，然后在6机架精轧机中轧制成热轧带钢。
VAI仅在美国MANSFIELD的ARMCO利用原有的旧轧机改造了一条使用CONROLL铸机的生产线。该生产线浇铸75～125mm的板坯，VAI技术的特点是全部使用成熟技术。近年来人们认为，连铸薄板坯从质量与经济方面考虑，并非越薄越好，而是有一个经济厚度，约为90～100mm左右。这个厚度离传统的板坯厚度较近，可以借用长期积累的丰富经验与技术板坯较厚因而压缩比大，从而可提高产品质量。由于板坯断面积大可采用较低的拉速，降低了结晶器磨损，...
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