06P-薄板坯连铸短流程节约型无头轧制装备与技术-北京讲座

本钢薄板坯连铸连轧生产线半无头轧制的应用摘要：介绍本钢薄板坯连铸连轧生产线半无头轧制技术的运用。

在薄规格生产中，利用半无头轧制方式提高轧制的稳定性，提高对带钢头部和尾部的控制精度，减少损耗，提高成材率。

关键词：半无头轧制；薄规格；楔形段当今世界热轧板生产正向着高效率、低能耗的方向发展，热轧薄规格产品逐渐占有更高比例，而单坯轧制模式，不可避免的存在产品头尾质量差和能耗高等问题，针对这种情况，本钢集团公司在2005年投产的薄板坯连铸连轧生产线上使用了半无头轧制。

1 薄规格轧制的主要问题目前轧钢设备越来越先进，技术不断发展，但在单坯生产模式下，由于其工艺和技术的限制，特别是在轧制薄规格产品时，曝露出当前无法避免的问题，体现在：（1）头尾问题。

在单坯生产中，带钢的头尾部分在非稳定状态下轧制，导致头部侧弯，尾部超宽，浪形以及厚度精度低等问题，使之头尾板形无法得到保证，在产品使用前需进行较多的切头和切尾，使产品成材率降低；（2）稳定性问题。

在生产薄规格产品时，带钢的甩尾、断带、折迭等问题发生的几率大大增加，对设备的损伤率也在增加，轧制的稳定性大打折扣；（3）拉窄问题。

薄规格轧制穿带时，为保证轧制稳定，机架间一般采用拉钢控制，但由于带钢头部温度、厚度较难准确控制，在穿带瞬间易发生头部拉窄现象。

2 问题分析及处理本钢的半无头轧制，主要针对1.5mm以下规格，针对单坯生产中存在问题，有目的的进行功能完善和参数修正，成功实现五分割（一块钢坯轧制六块产品）轧制，最薄0.8mm的超薄规格。

通过半无头轧制与单坯轧制的数据对比来看，半无头轧制针对薄规格和超薄规格的生产优势非常明显：（1）楔形段损耗。

在1.5～1.8mm规格生产中，通过三分割（四块产品）实现批量生产，在三分割四块产品中间的三个剪切点的带钢头尾在保证张力稳定状态下轧制，实际只有在第一和最后一块存在一头一尾是在带钢的非稳定状态下，四块产品的头尾缺陷等同于单坯轧制中的一块产品，所以由于头尾板形问题造成的损耗就比单坯轧制降低75%。

薄板坯连铸连轧无头轧制技术的应用发布时间：2021-12-06T08:09:21.092Z 来源：《科学与技术》2021年第29卷第19期作者：叶茂[导读] 当前，国内铝板和带材主要通过半刚性铸造热轧和双轧制铸造轧辊提供叶茂商丘阳光铝材有限公司河南商丘 476000摘要：当前，国内铝板和带材主要通过半刚性铸造热轧和双轧制铸造轧辊提供。

前者采用水冷棒材干燥、铣削和加热，然后送到热轧厂或磨工厂和多脚手架热轧厂，厚度不超过3-10毫米。

该半刚性热轧模式(或1 + 1 ~ 4热轧板)具有设备投资高、工程建设时间长、占地面积大、工艺复杂、能耗高、材料消耗大、合金品种齐全、生产效率高等特点。

双辊连铸结晶器生产工艺特点是设备投资少、工期短、占地面积小、能耗低、合金品种少、性能差。

各铸造厂的生产能力约为10 kt / a，产品结构主要处于铸造繁殖状态，加工结构的比例很低，因此产品性能较差。

连铸连轧工艺是hazelett公司开发的铝板供应方法。

经过多年的开发和实际应用，已成为唱片和磁带生产领域的成熟方法。

它已在世界各地许多国家得到应用，取得了值得在国内引进和推广的显着成果。

基于此，本文研究了薄板坯连铸连轧无头轧制技术的应用，以供参考。

关键词：薄板坯；连铸连轧；无头轧制技术；应用分析引言目前，中国是世界上最大的原铝生产国。

伴随着铝生产的快速增长，中国铝业也迅速发展起来。

由于中国已经是世界上铝挤压材料生产能力最大的国家，国内铝加工工业的最新发展重点是支撑型卡拉胶生产，关注铝板和带材的长期疲软生产。

当前，世界上铝板带坯生产过程主要有两种类型。

一是热轧工艺(包括单热轧和连续热轧)；另一种是板坯连铸连轧工艺。

铝板坯连铸连轧生产工艺的优点是投资较少，工期较短，生产规模相同。

一个缺点是硬合金无法制造，另一个缺点是热加热厚板由于热变形不足而无法制造。

如果目前的铝板坯连铸连轧工艺不能取得显着的技术突破，今后国内外铝板坯连铸机连轧工艺的发展将受到严重制约。

薄板坯连铸连轧工艺技术发展的概况摘要：薄板坯连铸连轧工艺问世这么多年来发展迅速,CSP、ISP、FTSR为代表的各种工艺技术的发展各具特色。

总的发展趋势是,提高铸机生产能力充分发挥后部连轧机的生产能力；改进品种质量,提高产品的市场覆盖率；采用无头轧制工艺、生产超薄规格产品,以取代部分冷轧产品的市场；应用范围扩大,越来越多的在以高炉铁水为原料的大型联合企业中得到应用,为该工艺的发展开拓了更广阔的前景。

关键词：薄板坯连铸连轧发展趋势1 前言薄板坯连铸连轧是20 世纪80 年代末开发成功的生产热轧板卷的新技术，该项技术发展很快，世界各钢铁发达国家已相继开发了各具特色的薄板坯连铸连轧技术，主要有SMS 开发的CSP（CompactStrip Production）、DEMAG 的ISP（Inline Strip Production）、日本住友的QSP（Quality Slab Production）、达涅利的FTSR（Flexible Thin Slab Rolling）和VAI 的CONROLL（Continue Rolling）以及美国蒂金斯（Tippins）的TSP（Thin Slab Production）等6 种类型。

图2典型的薄板坯连铸—连轧热带钢生产线薄板连铸连轧工艺与常规的工艺相比,由于它具有节能、投资省、生产周期短、劳动成本低及适应性强等优点,故引起了全世界的重视。

据统计全球各地已建成投产及在建的薄板坯连铸共约50流,总生产能力为5228万t/a。

2 几种主要类型的技术特点及其发展2.1 CSP工艺技术世界第一条CSP生产线薄板坯连铸连轧生产线已于1989年建成投产,因其工艺开发早,技术成熟,工艺及设备相对较简单可靠,故实际应用也最多。

至1997年末,SMS已签定的合同已有27流铸机。

CSP技术的主要特点是采用立弯式铸机漏斗形结晶器,最初的铸坯很薄,一般为40～50mm,未采用液芯压下,后部设辊底式隧道炉作为铸坯的加热均热及缓冲装置,采用5～6架精轧机,成品带钢最薄为1～2mm。

短流程连铸连轧成套装备的工作原理和技术优势短流程连铸连轧（简称：CLC）是一种高效率、高质量的钢铁生产工艺，它通过将连续铸造和连续轧制两个工艺紧密地结合在一起，实现了短流程连续生产、减少能耗和环境污染、提高产品质量和生产效率的目标。

本文将介绍短流程连铸连轧的工作原理和技术优势。

工作原理短流程连铸连轧装备由连铸机、轧机和辅助设备组成。

工作原理如下：1. 连铸阶段：在连铸机中，将液态的钢水倾倒到纵向移动的铸坯机中，通过定向凝固，将钢水凝固成坯，形成连续的铸坯。

2. 铸坯切割和输送：将连续的铸坯切割成所需长度，并通过输送机械将其送入轧机。

3. 连轧阶段：在轧机中，通过不断的轧制和变形，将铸坯进一步加工成所需的形状、尺寸和性能的金属产品。

4. 尾部处理和包装：经过连轧后的产品经过尾部处理，如辊道冷却、切割、定尺、打标、包装等步骤，最终成为可供下游工业使用的成品。

技术优势1. 高效率：短流程连铸连轧装备采用了内外优化的工艺流程和设备结构，大大提高了生产效率。

相比于传统的非连续生产方式，短流程连铸连轧可以将生产周期缩短30%以上，大幅度提高了产能。

2. 高质量：由于整个生产过程是连续进行的，铸坯和产品的温度控制更加稳定，有利于去除气孔、缩松和细化晶粒等冶金处理，从而获得更高的产品质量。

3. 节约能源和环保：短流程连铸连轧装备采用了先进的能量回收和净化设备，有效利用余热和废气等资源，降低了能耗和环境污染。

相较于传统工艺，其能源消耗可以减少20%以上，有利于可持续发展。

4. 灵活性：短流程连铸连轧工艺适应性强，可生产多种材料和规格的产品，包括普通碳素钢、合金钢、不锈钢等。

同时，它也可以灵活应对市场需求的变化，快速调整生产线的生产规模和品种组合。

5. 降低投资和运营成本：短流程连铸连轧装备比传统装备的投资成本更低，且占地面积较小，使得钢铁企业能够降低建设成本和运营成本。

总结短流程连铸连轧成套装备的工作原理和技术优势使其成为现代钢铁生产的重要工艺。

RAL短流程近终成形技术主讲人：张晓明轧制技术及连轧自动化国家重点实验室RAL 4 薄板坯连铸连轧的关键技术问题薄板坯必须采用连铸连轧工艺在卷重相同情况下，厚板坯定尺长度8～12m，薄板坯就需40～60m，比表面积达5以上。

这种既薄且长的铸坯就不能采取CCR或低温热装工艺，必须实行连铸连轧工艺。

薄板坯连铸连轧应具备的基本条件及采用的新技术⏹厚板坯连铸连轧的基本条件；⏹薄板坯连铸过程采用的新技术；⏹薄板坯连铸与轧制之间的衔接匹配技术；⏹薄板坯热轧新技术等。

RAL 4.1薄板坯连铸采用的新技术4.1.1 新型结晶器及其相关技术薄板坯连铸－薄板坯连铸连轧的突破口结晶器设计－薄板坯连铸技术的核心结晶器形状及分类形状：早期差别较大，现在越来越接近，突出表现在上口面积逐步增大。

分类：依结晶器形状不同大体可分为平行板型、漏斗型、全鼓肚型三种。

ISP工艺采用的平行板结晶器RAL特点：上部是垂直段，下部是弧形段，侧板可调，上口断面是矩形，由于结晶器上口的厚度为60～80mm，所以只能采用薄片型浸入式长水口，水口与结晶器内壁间只有10～15mm的间隙。

问题：⏹水口插入处宽面保护渣熔化不好，很难获得恒定可控的保护渣层，影响了薄板坯的表面质量；⏹水口的壁厚仅有10mm，水口寿命很低，最大钢水通过量仅为2t/min，产量受到限制。

RAL平板型结晶器进行的改进⏹由平板型结晶器改为小漏斗型（小橄榄球型），即将结晶器上口宽面厚度逐步加大到60＋（25×2）mm的鼓肚型，一直延伸到结晶器出口（1.5×2）mm的小鼓肚。

⏹水口仍采用薄片型，由于鼓肚的存在，使结晶器上口空间加大，水口壁厚也增加到20mm，这样使结晶器的寿命大大延长。

RAL ⏹结晶器长度为1120mm ，其中漏斗区长度为700mm 。

上口中间部位的最大厚度达150mm ，下口处厚度为40～70mm ，可以满足精轧机组对铸坯厚度的要求。

CSP 工艺采用的漏斗型结晶器⏹上口宽面两侧为平行段，与宽面中部的铜壁按椭圆弧线连接，沿垂直方向在两宽面间形成带锥度的漏斗状内腔，在结晶器出口部分又收缩为平行段，其间距相当于薄板坯厚度；特点RAL问题⏹钢水凝固过程中发生弯曲变形，而理想的形状是尽可能减少或消除坯壳内两相区的弯曲变形率；⏹结晶器的漏斗形状和由漏斗向平行段过渡区形状的设计非常关键，要考虑凝固壳承受的复杂应力、截面周长变化、凝固收缩等多种因素的影响。

RAL短流程近终成形技术主讲人：张晓明轧制技术及连轧自动化国家重点实验室RAL 4 薄板坯连铸连轧的关键技术问题薄板坯必须采用连铸连轧工艺在卷重相同情况下，厚板坯定尺长度8～12m，薄板坯就需40～60m，比表面积达5以上。

这种既薄且长的铸坯就不能采取CCR或低温热装工艺，必须实行连铸连轧工艺。

薄板坯连铸连轧应具备的基本条件及采用的新技术⏹厚板坯连铸连轧的基本条件；⏹薄板坯连铸过程采用的新技术；⏹薄板坯连铸与轧制之间的衔接匹配技术；⏹薄板坯热轧新技术等。

RAL 4.1薄板坯连铸采用的新技术4.1.1 新型结晶器及其相关技术薄板坯连铸－薄板坯连铸连轧的突破口结晶器设计－薄板坯连铸技术的核心结晶器形状及分类形状：早期差别较大，现在越来越接近，突出表现在上口面积逐步增大。

分类：依结晶器形状不同大体可分为平行板型、漏斗型、全鼓肚型三种。

ISP工艺采用的平行板结晶器RAL特点：上部是垂直段，下部是弧形段，侧板可调，上口断面是矩形，由于结晶器上口的厚度为60～80mm，所以只能采用薄片型浸入式长水口，水口与结晶器内壁间只有10～15mm的间隙。

问题：⏹水口插入处宽面保护渣熔化不好，很难获得恒定可控的保护渣层，影响了薄板坯的表面质量；⏹水口的壁厚仅有10mm，水口寿命很低，最大钢水通过量仅为2t/min，产量受到限制。

RAL ⏹结晶器长度为1120mm ，其中漏斗区长度为700mm 。

上口中间部位的最大厚度达150mm ，下口处厚度为40～70mm ，可以满足精轧机组对铸坯厚度的要求。

CSP 工艺采用的漏斗型结晶器⏹上口宽面两侧为平行段，与宽面中部的铜壁按椭圆弧线连接，沿垂直方向在两宽面间形成带锥度的漏斗状内腔，在结晶器出口部分又收缩为平行段，其间距相当于薄板坯厚度；特点RAL问题⏹钢水凝固过程中发生弯曲变形，而理想的形状是尽可能减少或消除坯壳内两相区的弯曲变形率；⏹结晶器的漏斗形状和由漏斗向平行段过渡区形状的设计非常关键，要考虑凝固壳承受的复杂应力、截面周长变化、凝固收缩等多种因素的影响。