我国薄板坯连铸连轧技术三十年

金属材料短流程、近终形的生产工艺金属材料短流程、近终形的生产工艺连铸近终形连铸（Near-Net-Shape Continuous Casting）是指使连铸坯的断面尺寸在保证钢材性能、质量的前提下，尽量接近最终钢材断面的形状、尺寸。

近终形生产工艺打破了传统的材料成形与加工模式，缩短了生产工艺流程，简化了工艺环节，实现近终形、短流程的连续化生产，提高生产效率。

近终型、短流程的成形加工技术具有高效、节能等特点，在技术上突出的特点是缩短加工周期，尽量减少变形量或者后续加工环节，由金属熔体直接得到所需的制品或近似的制品，同时，这些制品还具有现有加工方法所生产制品的性能和组织，这可大大减少后续挤压、轧制和压铸等耗能大、投资大、用工多的加工过程。

近终形连铸技术是金属材料研究领域里的一项前沿技术,它的出现为冶金业带来了革命性的变化,改变了传统冶金工业中薄型钢材的生产过程。

它主要包括薄板坯连铸技术、薄带连铸技、喷雾沉积技术等。

目前，薄板坯连铸技术已经进入工业化生产，而大多数薄带坯连铸技术仍主要处于实验室研究阶段，一些技术难点和缺陷还有待进一步解决。

日本预测，到2020年，在连铸技术领域，传统连铸占40％，薄板坯连铸占50％，薄带坯连铸占10％。

1 薄板坯连铸技术薄板坯连铸是介于传统连铸和薄带连铸之间的一种工艺。

世界上第一台薄板坯连铸机于1989年在美国Nucor公司的Crawfordsville工厂投产。

薄板坯的厚度通常为40-50mm，是传统连铸板坯厚度的1/3-l/6。

因此，生产过程中可取消粗轧机而直接进入精轧机。

普通连铸的吨钢投资为800-1200美元，而薄板坯连铸的吨钢投资只有300-500美元，经济效益十分巨大。

1984年，原联邦德国sehloemansiemagsMS公司在高度保密的情况下，着手开始研究薄板坯连铸技术，1986年取得重大进展，1989年第一条薄板坯连铸生产线在美国Nucor公司正式投产。

中国薄板坯连铸连轧生产线建设状况统计中国薄板坯连铸连轧生产线建设状况统计截止到2009年，中国已建成和正在建设各种不同类型的薄板坯连铸一连轧生产线合计14条，铸机30流，将形成年生产能力3530万t(见表)，到2007年，中国的薄板坯连铸一连轧产量达3073万t，2008年产量达2927.3万t。

表：中国薄板坯连铸-连轧生产线建设状况序号钢铁公司工艺类型铸机流数开发商铸坯规格(厚×宽)/mm 产品厚度/mm 设计年产量/万t 轧机投产期1 珠钢 CSP2 SMS (50-60)×(1000-1380) 1.2-12.7 180 6CVC 1999.82 邯钢 CSP 2 SMS (60-90)×(900-1680) 1.2-12.7 247 1+6CVC 1999.123 包钢 CSP 2 SMS (50-70)×(980-1560) 1.2-20.0 200 7CVC 2001.84 唐钢 FTSR 2 Danieli (70-90)×(1235-1600) 0.8-12.0 250 2+5PC 2002.125 马钢 CSP 2 SMS (50-90)×(900-1600) 1.0-12.7 200 7CVC 2003.96 涟钢 CSP 2 SMS (55-70)×(900-1600) 1.0-12.7 240 7CVC 2004.27 鞍钢 ASP 2 鞍钢 100/135×(900-1550) 1.5-25.0 240 1+6ASP 2000.78 鞍钢 ASP 4 鞍钢 135/170×(900-1550) 1.5-25.0 500 1+6ASP 20059 本钢 FTSR 2 Danieli (70-85)×(850-1605) 0.8-12.7 280 2+5PC 2004.1110 通钢 FTSR 2 Danieli (70-90)×(900-1560) 1.0-12.0 250 2+5PC 2005.1211 酒钢 CSP 2 SMS (52-70)×(850-1680) 1.5-25.0 200 6CVC 2005.512 济钢 ASP 2 鞍钢 (135-150)×(900-1550) 1.2-12.7 250 1+6ASP 2006.1113 武钢 CSP 2 SMS (50-90)×(900-1600) 1.0-12.7 253 7CVC 2009.214 梅钢 FTSR 2 Danieli (70-90)×(900-1560) 1.0-6.35 250 2+5PC 2010.11 合计 30 35302009-2010年国内高炉预计投产情况统计(万吨)省份公司新增设备情况新增能力(万吨/年) 投产时间河北河北兴华钢铁公司 550m3*1 70 2009年1月河北唐山国丰 1780m3*1 160 2009年2月江西新钢 2500m3*1 210 2009年2月新疆八钢 2500m3*1 210 2009年2月江苏兴澄特钢 3200m3*1 260 2009年3月内蒙古乌兰浩特钢铁 503m3*1 70 2009年4月河北邯郸新区 3200m3*1 260 2009年4月辽宁鞍钢鲅鱼圈 4038m3*1 350 2009年4月上海宝钢梅钢 3200m3*1 260 2009年5月河北唐山路港钢铁公司 1160m3*1 120 2009年5月河北首钢京唐 5500m3*1 400 2009年5月河北唐山瑞丰金友 1580m3*1 150 2009年5月天津天铁 2800m3*1 220 2009年6月湖北武钢 3800m3*1 320 2009年8月山西吕梁中钢集团 1180m3*1 120 2009年8月山西中阳钢铁 1080m3*1 110 2009年8月河北承钢 2500m3*1 210 2009年8月安徽芜湖富鑫钢铁 580m3*1 80 2009年9月湖南涟钢 3200m3*1 260 2009年9月广东韶钢 3200m3*1 260 2009年9月湖北鄂钢 2600m3*1 210 2009年10月江西新钢 2500m3*1 210 2009年10月江西萍钢九钢 1780m3*1 160 2009年10月江苏沙钢 5800m3*1 400 2009年10月天津天津荣程钢铁 1200m3*1 100 2009年11月黑龙江北满特钢 450m3*1 50 2009年12月河北沧州黄烨纵横钢铁 2350m3*1 200 2009年12月河北唐山北阳钢铁 1080*2 200 2009年12月四川达钢 1260m3*1 125 2009年12月全国2009年新上产能 5755辽宁抚顺新钢铁 1750m3*2 100 2010年1月内蒙古万腾钢铁(黄河工贸) 1166m3*2 200 2010年1月安徽池州贵航金属制品 1000m3*1 80 2010年1月河北石家庄钢铁 2500m3*2 400 2010年1月河北邢台龙海钢铁集团 1000m3*1 90 2010年1月湖北大冶特钢 2500m3*2 400 2010年1月江西南昌钢铁 1050m3*1 90 2010年1月四川德胜钢铁 1250m3*1 100 2010年1月重庆重庆钢铁 2500m3*2 400 2010年1月甘肃酒钢 1800m3*1 150 2010年1月新疆八一钢铁 3200m3*2 500 2010年1月新疆金特和钢 588m3*2 130 2010年1月贵州水城钢铁 2500m3*1 200 2010年5月安徽霍邱大昌矿业 1280m3*1 100 2010年6月河北唐山东海钢铁(东海特钢) 1*1350 100 2010年6月江苏溧阳申特 1250m3*1 100 2010年8月河北迁安燕山钢铁 1780*2 260 2010年12月全国2010年新上产能 34002009年10月之后新上产能 5050。

1 薄板坯连铸连轧的轧制与冷却控制近年来，随着薄板坯连铸连轧生产线总体技术的不断进步，其轧制与冷却的控制技术也日新月异。

与厚板坯连铸连轧相比，薄板坯连铸连轧在轧制与冷却的控制上虽然没有大的区别，但通过与整个短流程生产线的有机系统组合以及领先的而显示出其独特的技术特征与优越性。

1．1 板坯连铸连工艺与传统工艺的比较在目前已建成的40多条薄板坯连铸连轧生产线中，CSP 线约占总数的63%[1]。

CSP 技术设备相对简单、流程通畅，生产比较稳定，技术成熟，其工艺设备简图见图1。

CSP 线的铸坯厚度一般在50~70mm(当采用动态软压下时,可将结晶器出口90mm 左右坯厚带液芯压下成65~70mm ，或将70mm 坯厚软压下到55mm)，精轧机组由5~7机架组成。

由薄板坯连铸连工艺流程的特殊技术组成和工艺特点，决定其在连铸和轧制等主要工艺环节与传统工艺的区别，下面简要地将二者在轧制工艺特点等方面进行比较。

（1）轧制工艺特点及板坯热历史比较薄板坯连铸连轧工艺过程与传统连铸连轧工艺的最大不同在于热历史不同，图2为二者之间工艺过程流程的比较，图3为二者之间热历史的比较。

由图2可见，薄板坯连铸连轧工艺过程中，从钢水冶炼到板卷成品约为2.5小时,而传统连铸连轧工艺所需时间要长得多。

图3清楚地表明，在薄板坯连铸连轧工艺中，从钢水浇铸到板卷成品，板坯经历了由高温到低温、由αγ→转变的单向变化过程，而传统连铸连轧工艺中板坯的热历史为αγγααγ→→→)2()2()1(，，过程，由于薄板坯和厚板坯连铸连轧的热历史及变形条件与过程不同，决定其再结晶、相变以及第二相粒子析出过程、状态和条件的不同，从而对板材成品的组织性能具有不同的影响。

目前，在CSP 线连轧关键技术中，均热采用直通式辊底隧道炉，冷却采用层流快速冷却技术，而且CSP 线轧机的布置与传统生产线不同，精轧机组与均热炉紧密衔接，大压下和高刚度轧制等等，是现代薄板坯连铸连轧的工艺特点之一。

连铸连轧知识点一、连铸工艺的发展连铸是钢铁生产中重要的工艺环节，其发展历程与钢铁工业的整体发展密切相关。

自20世纪50年代初连铸技术诞生以来，它一直是提高钢铁生产效率和降低成本的重要手段。

随着科技的进步和环保要求的提高，连铸工艺也在不断发展和改进。

二、连铸工艺的基本原理连铸是一种连续铸造的工艺，其基本原理是将熔融的钢水通过结晶器冷却并形成凝固的铸坯，然后将铸坯连续地从结晶器中拉出，通过轧机进行轧制，最终得到所需的钢材。

三、连铸工艺的特点1、高效性：连铸工艺可以实现连续生产，提高生产效率，降低能耗。

2、节能性：相比传统的模铸工艺，连铸工艺可以节约能源，降低生产成本。

3、灵活性：连铸工艺可以根据市场需求生产不同规格、不同种类的钢材。

4、环保性：连铸工艺可以减少废弃物的产生，降低环境污染。

四、连铸工艺的应用范围连铸工艺广泛应用于各种钢铁产品的生产，包括板材、带材、型材、管材等。

随着技术的发展，连铸工艺也逐渐应用于有色金属、稀有金属等领域。

五、连铸工艺的未来发展方向随着科技的不断发展，连铸工艺的未来发展方向主要集中在以下几个方面：1、智能化：利用先进的自动化技术和智能化设备，提高生产过程的自动化水平和生产效率。

2、绿色化：进一步降低能耗和废弃物排放，实现生产过程的环保和可持续发展。

3、高效化：研发更高效的连铸技术，提高生产速度和产品质量。

薄板坯连铸连轧轧制区组织模拟薄板坯连铸连轧是一种高效、节能的钢材生产工艺，具有较高的生产效率和产品质量。

在轧制过程中，钢材的组织形态和性能特点对产品的质量和使用性能具有重要影响。

因此，薄板坯连铸连轧轧制区组织模拟成为了一个备受的研究领域。

通过组织模拟，可以深入了解轧制过程中材料的组织变化和性能特点，为工艺优化和产品性能提升提供理论支持和实践指导。

薄板坯连铸连轧轧制区背景及基础概念薄板坯连铸连轧是指将液态钢水倒入薄板坯连铸机中进行连续铸造，然后将连铸坯送入轧机进行连续轧制。

摘要高效连铸通常定义为五高：即整个连铸坯生产过程是高拉速、高质量、高效率、高作业率、高温铸坯。

本设计的容主要包括简单的介绍了我国与世界铸钢技术的发展轨迹与未来连铸技术的发展方向。

简单的介绍连铸机机型特点与选择使用的方法。

本设计主要是从提高连铸机拉速和提高连铸机作业率两方面着手。

从而提高连铸机设备的坚固性、可靠性和自动化水平，达到长时间的无故障在线作业，提高连铸机作业率水平。

连铸工序采用多项先进技术，使得单线布置紧凑，使产品质量、生产成本、生产效率得到了优化。

关键词：连铸机型方坯连铸铸坯质量结晶器优化AbstractEfficient continuous casting is usually defined as five high : that the entire billet production process is high speed 、high quality 、 high efficiency、high operating rates. High temperature slab.The design covers the brief introduction to China and the world steel technology development path and future direction of continuous casting technology. Brief characteristics of continuous casting machine models and select the method used. This design is mainly to increase speed and improve the continuous casting machine continuous casting machine of two aspectsContinuous casting machine equipment to enhance the robustness, reliability and automation level, to achieve long trouble-free online operations and increase the rate of horizontal continuous casting machine operation. Continuous casting process uses a combination of advanced technology, making single compact layout, product quality, production costs, production efficiency has been optimized.Key words: continuous casting billet Slab qualityMold Optimization目录摘要IABSTRACT II第一章绪论11.1连续铸钢技术简介11.2世界连铸技术的发展11.3连续铸钢的优越性71.3.1传统连铸进入工业成熟期的技术发展71.3.2连续铸钢技术的最新发展与未来81.4我国铸钢技术的开发与应用12第二章连铸机的机型和特征142.1连铸机的机型和特点142.2连铸机的结构特征162.3连铸机机型的选择17第三章总体设计183.1总体方案的确立183.2弧形连铸机总体设计计算与确定183.2.1铸坯断面193.2.2冶金长度（液心长度）203.2.3拉坯速度233.2.4连铸机生产能力的计算263.2.5连铸机生产能力的计算273.2.6校核铸坯是否完全凝固283.2.7带液一点矫直的可能性293.2.8连铸机流数的计算30第四章振动装置设计与计算314.1结晶器的振动参数314.2振动机构的驱动功率（P）334.2.1振动总负荷334.2.2动负荷334.2.3驱动功率P的计算34第五章 PROENGINEER软件简介34PROE的简介：34第六章结论41参考文献43附录45致48第一章绪论1.1 连续铸钢技术简介连续铸钢是一项把钢水直接浇铸成形的节能新工艺，它具有节省工序、缩短流程，提高金属收得率，降低能量消耗，生产过程机械化和自动化程度高，钢种扩大，产品质量高等许多传统模铸技术不可比拟的优点。

薄板坯连铸连轧与传统板带轧制的区别论薄板坯连铸连轧与传统板带轧制的区别1 世界热轧板带生产工艺现状世界现有热轧板带轧机约160余台套，总生产能力约3.4亿t/a。

这些轧机大多数是以连铸板坯为原料(200~250 mm)。

其中，采用半连轧工艺的轧机70余台套，采用全连轧工艺的轧机60余台套，采用炉卷工艺的轧机30余台套。

已建和准备建设采用薄板坯连铸连轧工艺的轧机约30台套，其中美国7台套，欧洲5台套，亚洲15台套，中国3台套。

薄板坯连铸连轧工艺由于其流程短、投资较低、能耗低、劳动生产率高等特点，受到国际钢铁界的普遍重视。

自1989年第一套生产设备投产以来，其推广应用的速度很快，截止2001年12月，全球已建立了36条生产线，共54流，其生产能力到了5500万吨/年，其中包括CSP，ISP，FTSR，CONROLL等工艺[1]。

2 薄板坯连铸连轧主要生产工艺及特点2.1 CSP技术CSP ( Compact Strip Production)即为紧凑式板带生产工艺，是由德国施罗曼·西马克(SMS)公司研究开发的薄板坯连铸连轧技术。

世界第一条CSP生产线于1989年在美国的纽柯公司建成。

目前，CSP 技术建成有38台CSP连铸机在内的24条CSP生产线，广泛分布在北美、南美、欧洲、亚洲、非洲等世界各地，生产能力达到3900万吨/年。

CSP技术的主要特点是采用立弯铸机、漏斗形结晶器，最初的铸坯很薄，一般为40-50mm，采用5-6架精轧机，成品带钢最薄为1-2mm。

为了提高生产能力和改进铸坯质量，铸坯厚度增加到70- 90mm。

随着第二代CSP技术配置和产品质量得到进一步改善；所生产的钢种数量不断增加，如奥氏体和铁素体不锈钢及电工钢；新轧制规程使微合金细晶粒钢和微合金管线钢的生产成为可能；第二代双流连铸CSP年生产能力已达到250-300万吨。

新建生产线中普遍采用了高压水除鳞、液芯压下、结晶器液压振动、第一架精轧机前加立辊轧机、板型和平直度控制等多项新技术。