薄板坯連鑄

薄板坯連鑄軋鋼（thinslabcontinouscasting），一種近終形連續(xù)鑄鋼|煉鐵技術(shù)，這種技術(shù)的實質(zhì)是在保證成品鋼材質(zhì)量的前提下，盡量縮小鑄坯的斷面來取代壓力加工 。

連鑄軋鋼薄板坯的厚度為20～100mm，寬度為900～1600mm。曾嘗試過多種薄板坯連鑄方案都未能達(dá)到生產(chǎn)水平。

1985年聯(lián)邦德國西馬克（Siemag）公司開始進(jìn)行緊湊式帶鋼生產(chǎn)線（CompactStripProductionCSP）研究，并于1989年在美國建成第一臺連鑄機(jī)，之后德國德馬克（Demag）公司與意大利阿維迪公司合作，

1992年投產(chǎn)了在線生產(chǎn)帶鋼生產(chǎn)線（InLineStripProductionISP）這兩條生產(chǎn)線都是使用固定結(jié)晶器，到90年代末已建和新建的薄板坯連鑄工程項目已達(dá)幾十家。薄板坯連鑄的優(yōu)越性是簡化了生產(chǎn)工藝流程，省略了粗軋機(jī)架，設(shè)備自重輕，降低了基建投資，節(jié)省能源和生產(chǎn)成本。

中國于1990年完成了第一臺自行設(shè)計的薄板坯連鑄機(jī)并完成了試生產(chǎn)。之后大連重型機(jī)器廠設(shè)計了薄板坯連鑄機(jī)，使用立彎型結(jié)晶器和在線軋制；蘭州鋼廠試驗了漏斗型結(jié)晶器和平板式結(jié)晶器；

1999年珠江鋼廠和邯鄲鋼廠的薄板坯連鑄機(jī)將建成投產(chǎn)。

（一）國外薄板坯連鑄技術(shù)的最新進(jìn)展

隨著薄板坯連鑄技術(shù)的發(fā)展，鋼廠對薄板坯連鑄機(jī)的產(chǎn)能、品種和板坯質(zhì)量要求不斷提高，這就促進(jìn)了該技術(shù)的開發(fā)和進(jìn)步，其中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣泛的是CSP技術(shù)和FTSC技術(shù)。

（1）CSP技術(shù)

CSP技術(shù)經(jīng)歷了20多年的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入第三代，與第一、二代相比，工藝流程沒有發(fā)生本質(zhì)變化，主要是開發(fā)和應(yīng)用了部分技術(shù)。第三代CSP連鑄機(jī)的核心技術(shù)是優(yōu)化了漏斗形結(jié)晶器，從根本上解決了浸入式水口的使用壽命問題，使得高效連續(xù)澆鑄薄規(guī)格鑄坯成為現(xiàn)實。

（2）FTSC技術(shù)

達(dá)涅利FTSC技術(shù)是CSP技術(shù)強(qiáng)有力的競爭對手，適合生產(chǎn)較大厚度的鑄坯。。

（二）我國薄板坯連鑄技術(shù)的最新進(jìn)展

我國薄板坯連鑄技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展以后，各項技術(shù)指標(biāo)不斷提高，高附加值產(chǎn)品份額逐漸增加。漏鋼預(yù)報系統(tǒng)的應(yīng)用使得漏鋼率大幅度降低，國內(nèi)正常生產(chǎn)的薄板坯連鑄機(jī)漏鋼率平均為0.3%左右，如包鋼的雙流薄板坯連鑄機(jī)，正常工作拉速4.2～4.5m/min，在產(chǎn)能接近300萬t/a的情況下，2009年全年漏鋼率為0.04%；邯鋼、唐鋼達(dá)到了0.18%；濟(jì)鋼的ASP中薄板連鑄機(jī)，在拉速1.8～2.8m/min的情況下，從2009年到2010年上半年漏鋼率為0。但應(yīng)該指出的是，漏鋼率的降低與連鑄的拉坯速度有很大關(guān)系，國際上薄板坯連鑄的最高拉速已經(jīng)接近8m/min，國內(nèi)薄板坯連鑄機(jī)的拉速與國際先進(jìn)水平相比還有很大差距。國內(nèi)一些鋼廠和機(jī)構(gòu)在提高連鑄機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行方面已經(jīng)開展了自主研發(fā)工作，例如浸入式水口結(jié)構(gòu)、保護(hù)渣成分的開發(fā)設(shè)計等。武漢科技大學(xué)提出使用十字出口形浸入式水口、唐鋼采用平頭浸入式水口、珠鋼設(shè)計四孔水口代替原來的二孔水口，通過優(yōu)化浸入式水口出鋼孔端面的形狀和結(jié)晶器內(nèi)的浸入深度，改善了結(jié)晶器流場。本鋼、邯鋼、唐鋼、漣鋼等開發(fā)出適合自身生產(chǎn)要求的結(jié)晶器保護(hù)渣，可替代進(jìn)口，使用效果良好。

近年來我國新建或改造的薄板坯連鑄機(jī)裝備了先進(jìn)的連鑄技術(shù)，目標(biāo)是進(jìn)一步拓展品種、改善鑄坯質(zhì)量、節(jié)能降耗、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)線的產(chǎn)能和生產(chǎn)效率 。2100433B

薄板坯連鑄軋鋼（thinslabcontinouscasting）是一種近終形連續(xù)鑄鋼煉鐵技術(shù)，這種技術(shù)的實質(zhì)是在保證成品鋼材質(zhì)量的前提下，盡量縮小鑄坯的斷面來取代壓力加工。

薄板坯連鑄的關(guān)鍵技術(shù)是結(jié)晶器及其相關(guān)技術(shù)，即結(jié)晶器的形狀、結(jié)構(gòu)、浸入式水口的材質(zhì)和形狀、結(jié)晶器振動裝置以及保護(hù)渣 。

薄板坯連鑄結(jié)晶器的形狀主要有四種類型：

（1）德馬克公司ISP第一代立彎式結(jié)晶器，上部是直線段，下部是弧型段，側(cè)板可調(diào)，上口斷面是矩形，尺寸為（60～80）mm×（650～1330）mm。從結(jié)晶器出來帶液芯的鑄坯進(jìn)入第1扇形段被減薄成45mm厚，再由45mm軋壓成43mm，此時鑄坯速度達(dá)4～5m/min，然后進(jìn)入拉矯區(qū)，經(jīng)大壓下軋機(jī)軋成25～15mm的坯并切成定尺。經(jīng)過使用后結(jié)晶器已有改進(jìn)成小漏斗型的趨勢，仍使用薄片型浸入式水口，由于將結(jié)晶器上口加寬，改善了保護(hù)渣層的狀況，薄板坯表面質(zhì)量也有很大改進(jìn)。

（2）西馬克公司CSP工藝所用的漏斗形結(jié)晶器，上口寬邊兩側(cè)均有一段平行段，然后和一圓弧相連接，上口斷面較大，這個漏斗形狀在結(jié)晶器內(nèi)保持到700mm長，結(jié)晶器出口處鑄坯厚度為50～70mm，結(jié)晶器總長為1120mm。上口的漏斗形狀有利于浸入式水口的伸入，在結(jié)晶器的兩寬面板間形成了一個垂直方向帶錐度的空間，而漏斗區(qū)以外的兩側(cè)壁仍然是平行的，兩側(cè)壁間的距離相當(dāng)于板坯厚度。這種結(jié)晶器在形狀上滿足了浸入式水口插入、保護(hù)渣熔化和薄板坯厚度的要求，經(jīng)在多條生產(chǎn)線上使用均獲得較好的效果。

（3）達(dá)涅利公司開發(fā)的全鼓肚型結(jié)晶器（又稱凸透鏡型結(jié)晶器），該公司認(rèn)為平行板型和漏斗型結(jié)晶器有浸入式水口插入不便和鑄坯易出現(xiàn)表面裂紋、疤痕等缺陷的不足，而全鼓肚型結(jié)晶器的主要特點(diǎn)是其鼓肚形狀貫穿整個銅板自上至下，并一直延續(xù)到扇形I段中部。結(jié)晶器出口處為將鑄坯鼓肚形狀輾平而特別設(shè)計了一組帶孔型的輥?zhàn)?，對鑄坯鼓肚進(jìn)行矯平的設(shè)備長度比僅用鑄機(jī)結(jié)晶器時長了兩倍，也就是說這與僅用結(jié)晶器來矯平坯殼的鼓肚相比，坯殼上所受的應(yīng)力大大降低了。該公司認(rèn)為這種結(jié)晶器能良好地控制初期坯殼的形成過程，能生產(chǎn)高質(zhì)量的鑄坯。該結(jié)晶器長度為1200mm，寬度為1220～1620mm，厚度為55、60.65.70mm。結(jié)晶器下口處配有兩對足輥與扇形I段的帶孔型的輥段相接。

（4）奧鋼聯(lián)CONROLL工藝中的平行板型直結(jié)晶器，所用浸入式水口也是扁平狀，鋼水從兩側(cè)壁孔流出。結(jié)晶器斷面尺寸是1500mm×（70～125）mm。實際這類板坯可屬于中板坯之列。奧鋼聯(lián)從節(jié)能降耗的角度出發(fā)分析，得出70～90mm厚的鑄坯生產(chǎn)能耗最省、加工成本也較低的結(jié)論，所以認(rèn)為不必追求鑄坯厚度太薄，而是趨向中等厚度。

從結(jié)晶器形狀來看，奧鋼聯(lián)強(qiáng)調(diào)只有鋼水在其內(nèi)凝固時不變形，且保持液面平穩(wěn)，才有利于消除鑄坯表面裂紋，促使結(jié)晶器內(nèi)鋼水中夾雜物上浮和防止卷渣，所以主張使用平行板狀結(jié)晶器。以上4種類型的結(jié)晶器實際可歸類為平行板型、漏斗型、全鼓肚型三種，從生產(chǎn)驗證，后兩種更利于提高產(chǎn)品質(zhì)量、擴(kuò)大品種及提高鑄機(jī)的單流產(chǎn)量。

薄板坯連鑄連軋技術(shù)作為一種先進(jìn)的鋼鐵制造流程，被譽(yù)為國際鋼鐵工業(yè)發(fā)展中的“第三次技術(shù)革命”，具備流程短、投資少、成本低和效益高的突出特點(diǎn)。

《薄板坯連鑄連軋工藝與設(shè)備》結(jié)合作者近十余年承擔(dān)的國家和薄板坯連鑄連軋等國家骨干企業(yè)科研項目成果與熱軋國際前沿技術(shù)進(jìn)步，主要介紹了薄板坯連鑄連軋技術(shù)進(jìn)步、主要特征與發(fā)展歷程，九種典型薄板坯連鑄連軋工藝與設(shè)備，薄板坯連鑄、均熱、自由規(guī)程軋制、板形控制、高速鋼工作輥、軋制潤滑、半無頭和無頭軋制、鐵索體軋制、軋后控冷、飛剪和卷取技術(shù)，重點(diǎn)討論了薄板坯熱連軋國際主流軋機(jī)機(jī)型與電工鋼自由規(guī)程軋制板形控制、連軋過程軋制界面氧化與潤滑、軋后控制冷卻等前沿技術(shù)進(jìn)展，以及我國CSP、UTSP、ASP和ESP等九條代表性的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線，力求反映薄板坯連鑄連軋工藝與設(shè)備的技術(shù)發(fā)展趨勢。

《薄板坯連鑄連軋工藝與設(shè)備》適合軋鋼工程技術(shù)人員、研發(fā)人員閱讀，也可作為高等工科院校機(jī)械工程及自動化、冶金工程、材料成型與控制工程等專業(yè)的本科生和研究生教材。