最新薄带连铸连轧技术-宝钢专用
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薄带连铸技术1.前言薄带连铸技术是冶金及材料研究领域内的一项前沿技术,它的出现正为钢铁工业带来一场革命,它改变了传统治金工业中薄型钢材的生产过程。
传统的薄型钢材一般采用板坯连铸法,在生产中需要经过多道次热轧和反复冷轧等工序。
能耗大,工序复杂,生产周期长,劳动强度大,产品成本高,转产困难等缺点。
厚板坯(200~300mm)连铸连轧工艺线长度一般在500~800m之间,薄板坯(50~60mm)为300~400m,而采用薄带连铸技术,将连续铸造、轧制、甚至热处理等整合为一体,使生产的薄带坯稍经冷轧就一次性形成工业成品,简化了生产工序,缩短了生产周期,其工艺线长度仅60m。
设备投资也相应减少,产品成本显著降低,并且薄带质量不亚于传统工艺。
此外,利用薄带连铸技术的快速凝固效应,还可以生产出难以轧制的材料以及具有特殊性能的新材料。
但从目前的研究情况看,主要集中在不锈钢、低碳钢和硅钢片方面。
薄带连铸技术工艺方案因结晶器的不同分为带式、辊式、辊带式等,其中研究得最多、进展最快、最有发展前途的当属双辊薄带连铸技术。
该技术在生产0.7—2mm厚的薄钢带方面具有独特的优越性,其工艺原理是将金属液注入一对反向旋转且内部通水冷却的铸辊之间.使金属液在两辊间凝固形成薄带。
双辊铸机依两辊辊径的不同分为同径双辊铸机和异径双辊铸机.两辊的布置方式有水平式、垂直式和倾斜式三种,其中尤以同径双辊铸机发展最快、已接近工业规模生产的水平。
1857年,英国的Bessemer[1]首次尝试采用双辊技术直接铸造钢带,并获得了该项技术的第一项专利。
在最初的100多年里,由于制造技术和控制技术等相关技术的落后.过程控制较为困难,产品质量无法保证,使得这项技术基本上处干停滞状态。
到了1989年,澳大利亚BHP(Broken Hill Proprietary Company)公司和日本的IHI(Ishikawajima-Harima Heavy Industries)公司决定联合开发钢的双辊薄带连铸技术。
薄带铸轧工艺技术规范薄带铸轧工艺技术规范一、引言薄带铸轧技术是一种将连续铸造与轧制相结合的先进生产工序,广泛应用于电子、电气、汽车等行业。
本文旨在规范薄带铸轧的工艺技术,确保产品质量,提高生产效率。
二、工艺流程1. 原料准备:根据产品要求选择适宜的原料,并进行准确的配料和计量。
2. 连续铸造:采用连续铸造技术将熔化的金属通过浇注系统均匀地注入到连铸机中,形成薄带材料。
3. 热轧:将连续铸造得到的薄带在高温条件下进行轧制,以达到产品的理想尺寸和形状。
4. 冷却:将热轧后的薄带通过冷却系统进行快速冷却,以控制产品的显微组织和力学性能。
5. 收卷:将冷却后的薄带卷绕成卷,便于运输和储存。
三、设备要求1. 连铸机:应选用先进的连铸机设备,具备稳定的连铸性能和高度的自动化程度。
2. 轧机:应选用高速轧机,具备较大的轧制力和较高的轧制速度,以满足产品的尺寸和质量要求。
3. 冷却系统:应采用有效的冷却系统,以确保薄带的快速冷却和均匀冷却。
4. 卷扎机:应选用可靠的卷扎机设备,确保薄带的正确卷绕和稳定性。
四、工艺参数1. 连铸工艺参数:包括浇注温度、冷却方式、浇注速度等,应根据具体材料和产品要求进行合理的设定。
2. 轧制工艺参数:包括轧制温度、轧制力、轧制速度等,应根据材料的热变形特性和产品的尺寸要求进行合理的设定。
3. 冷却工艺参数:包括冷却速度、冷却介质等,应根据材料的热处理要求和产品的显微组织控制要求进行合理的设定。
五、质量控制1. 原料检验:对原材料进行化学成分、物理性能等方面的检验,确保原材料符合产品要求。
2. 在线检测:对连续铸造、热轧、冷却等过程进行在线检测,及时发现并纠正问题,确保产品质量。
3. 产品检验:对成品薄带进行外观质量、尺寸精度、机械性能、化学成分等方面的检验,确保产品达到标准要求。
六、安全环保1. 设备安全:保证设备的安全运行,提供必要的防护设施和安全培训。
2. 废水处理:配备有效的废水处理设施,确保废水符合环保要求。
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报告提纲1薄带铸轧研发历程薄带铸轧技术产业化现状及宝钢发展水平23薄带铸轧技术特征4宝钢薄带铸轧产品拓展及市场应用5薄带铸轧产业化存在问题及未来发展方向薄带铸轧,钢铁人一直的梦想160年前,英国冶金学家 H.Bessemer提出设想:直接把钢水浇铸成带钢。
直接浇铸1.4-2.5mm 一道次轧制0.7-2.0mm薄带连铸连轧工艺示意图薄带铸轧,前赴后继,不断成长D S C Hi k a r i N S C J A P ANHenry BessmerCHI N A E u r o p eAme r i c a M H IW a s ed a u n i ve r s i t y N K K H i t a c h i Z o s e n N M S H it ac h i P aci f i c m e t a l N i s h in s t e e l N i p p o n s t a i n l e s s s t e e l N i p p o n m e t a l s N i p p o n y a k i nSM I G e n e r a l e l e c t r i c w e s t i n g h o u s e Al l e g h e n y B a t e l l e i n l a n d M I T A r m c o W e i r t o n s t e e l Be h t l e h e m s t e e l I n l an d st e e lP r o j e c t B e s s e m e r Ca s t r i p B H PIH I K o r e aMEFOSBritish steel Danieli MDHD a v yCLECIMRUSSIE VNIMETMACHIRSID USINOR THYSSEN CSMVAI Krupp INNSES H SR IR A LC QU B a os t ee lB ao s t r i pE 2s t r i pP O S COP o s t r i pMPIIRSIDAachenMyosotisTKSEurostripKTNN UC OR P r o j e c t MMAINSMS1856-201640-50 TEAMS$4000-5000M年团队/公司/大学技术1856H.Bessemer双辊铸造概念提出1911 E.H.Strange单辊铸机1930-35 C.W.Hazelett铜、铝双辊铸造1956Hunter /Pechiney双辊铝铸造1957-69Waseda University (Japan)高硅、不锈钢双辊铸造1972-80M.Flemings流变铸造1980Mitsbishi Heavy Industries双辊铸造1983DOE单辊铸造1984Allegheny Ludlum不锈钢单辊铸造1986Nippon Steel不锈钢双辊铸造1986British Steel & Avesta Sheffield Limited双辊薄带铸机1987Pacific Metals & Hitachi Zosen不锈钢双辊铸机1989BHP & Ishikawajima Harima HeavyM,薄带铸轧Industries不锈钢双辊铸造1989POSCO Research institute of industrialscience & technology ,korea and Davyinternational年团队/公司/大学技术2014.03Baostrip工业化线建成2010.10castrip 第二条工业化线建成1989Thyssen and UsinorP ,双辊薄带连铸1992British steel and Avesta sheffield limited双辊薄带连铸1994Inland steel电磁侧封1995BHP & Ishikawajima Harima Heavy Industries中试工厂1995British steel and Avesta sheffield limited汽车用钢1997BHP & Ishikawajima Harima Heavy Industries碳钢产品1999Thyssen Krupp Usinor and VAI eurostrip 2000BHP ,Ishikawajima Harima Heavy Industries castrip 2002.05Castrip LLC 工业化线建成2002.10Nippon steel 工业化线建成2002.12Castrip LLC 商业化试生产2003.10Baostrip 中试线建成2006.08POSTRIP 工业化线建成2012-20161430工业化示范线建设NBS项目,装备、工艺技术集成,解决品种、质量及成本相关问题,产品的批量生产和销售。
钢种:低碳钢、低碳微合金钢开发,高硅钢试验、高锰钢试验。
工业化生产线自主集成及生产一贯技术开发2007-20112002-2006时间标志阶段钢水精炼设备建设、单机架热轧机建设,解决从钢水冶炼、浇铸、轧制、冷却、卷取一系列技术问题。
成带、成卷及市场应用。
钢种:低碳钢、低碳微合金钢1200中试机组建设,掌握薄带连铸基本规律,成带、成卷。
钢种:304不锈钢薄带连铸产业化关键技术攻关宝钢薄带铸轧技术研发过程报告提纲1薄带铸轧研发历程薄带铸轧技术产业化现状及宝钢发展水平23薄带铸轧技术特征4宝钢薄带铸轧产品拓展及市场应用5薄带铸轧产业化存在问题及未来发展方向技术特征_近终形、铸轧一体、短流程难点熔池布流及液面波动控制;结晶辊设计;亚快速均匀凝固控制;侧封;轧制带钢厚度更薄1.5-16.0mm1.0-12.5mm薄带连铸薄板坯连铸板坯连铸特征参数0.8-1.6mm结晶器中钢水量非常少>5t ~1t <0.3t 平均坯壳冷速很大12℃/s 50℃/s 1700℃/s 铸造速度非常快 1.0-2.2m/min 4-8m/min 60-130m/min 凝固时间很短1070s 45s 0.15s 铸机设计及控制;单机架热轧机设计及控制;带钢纠偏检测及控制;铸坯厚度很薄230-250mm 50-90mm 1.5-2.0mm 铸轧一体导致技术复杂度大大增加,对工艺窗口设计、设备、控制提出了很高的要求。
辊式结晶器使布流控制、均匀凝固控制、侧封变得极其困难RollMetal PoolCooling water1) Conductionresistance in the metal shellMetal shellRoll2) Contact metal-roll resistance 3) Conduction resistance in the roll4) Convection in the cooling water channels工艺特点:亚快速凝固9×102~1.5×104Cooling Rate (K/sec)3.5~9SDAS(um)Copper Roller工艺特点:夹杂物和析出物MnO-Al 2O 3-SiO 2平均夹杂物尺寸小于5um析出物尺寸从几十纳米~几百纳米5-30nm含Nb析出相200-500nmSi-Fe-O复合CuxS100nmMnS工艺特点:自由变厚度、难以热加工材料source:MPI报告提纲1薄带铸轧研发历程薄带铸轧技术产业化现状及宝钢发展水平23薄带铸轧技术特征4宝钢薄带铸轧产品拓展及市场应用5薄带铸轧产业化存在问题及未来发展方向SS LC LC SS 浇铸钢种1450143016801300浇铸宽度,mm 2.0-3.00.8-2.00.7-1.61.8-5.0浇铸厚度,mm 100130110135最大浇铸速,m/min 90200110100大包, t EurostripBaoStrip Castrip poStrip 欧洲宝钢纽柯浦项Company 结晶辊辊径,mm 12505008001500钢水布流系统2级3级2级2级侧封系统外挂内插外挂外挂引带有无无有发展阶段工业化过程商业化过程工业化过程工业化过程薄带铸轧技术产业化发展状态主要技术参数钢种: 低碳及低碳微合金钢带宽: 1680mm带厚: 0.7-1.8mm浇铸速度: 120m/min钢包: 100t卷重: 25t 主要技术参数钢种: 低碳及低碳微合金钢带宽: 1200-1430mm带厚: 0.8-3.6mm浇铸速度: 60-130m/min钢包: 200t卷重: 25t单位宽度卷重: 17.7kg/mm钢卷内径: 762 mm钢卷最大外径: 2000mmNBS 钢水分配系统Ø500Ø800分区域、多通道的布流方法将高动能钢液稳定地分配到大宽度三角熔池; 熔池表面液位波动小,熔池温度均匀,浇注过程冲击小。
•生产钢种: B230S、B340S、B400S、B480•连续浇铸量: 355t•连续浇铸时间: 4h•生产厚度: 0.9-2.0mm•轧后带厚公差: <50μm•切边量: <15mm/side •轧后板凸度: C40<50um •轧后板楔形 W40<30um •单机架最大压下: 45%•表面夹渣: <ID2•表面微裂纹: <ID2NBS 项目实绩1、完成355吨连续浇铸、连续轧制;成功轧制出0.9mm 超薄热轧带钢;成功实现异钢种连浇、在线变规格铸轧。
2、带钢厚度、板形、表面质量、边部质量良好,表面无肉眼所见裂纹,性能和质量达到ASTM1039标准要求。
3、产品实现了批量市场应用。
应用领域主要包括集装箱外板、保险箱面板、货架、风机外壳、汽摩配件、空调支架等。
4、产品直接酸洗后进行热镀锌、电镀锌及彩涂加工,涂层、镀层与钢板基体结合良好。
NBS 生产稳定性生产线上的热卷切边后的待发卷NBS 表面质量和边部质量原始板面着色探伤未切边切边后NBS 产品经过酸洗、热镀锌、冷轧、连退1.2mm屈服410MPa热轧板直接热镀锌冷轧到0.48mm连续退火酸洗NBS产品板厚偏差产品厚度控制容易,可以根据用户需求,负公差供货。
NBS生产1.48mm典型厚度规格的随机一个钢卷的带厚实绩如下图,厚度控制公差控制在±25μm 以内的比例为99.6%。
NBS产品板形产品板型控制良好,形状尺寸较优NBS产品轧前轧后的带钢板型如下图所示,轧后板型凸度︱C40︱<50um,楔形︱W40︱<30um。