钢铁生产连铸连轧新工艺

�专题论述� 钢铁生产连铸连轧新工艺 李云霄　　　　　　　　　　 李森林 (浙江省经济建设规划院　310007)　　(北京冶金设备研究院　100029) 康祖立 (北京科技大学　100083) 摘要　介绍近年来世界钢铁生产工艺中出现的连铸连轧新工艺, 以及连铸连轧工艺发展的状况, 并以 CSP 和 I S P 两种类型薄板坯连铸连轧为例进行了阐述,最后就我国连铸连轧的发展情况也进行了介绍,指出 CSP 和 I S P 生产技术是中小型钢厂的发展方向。 关键词　薄板坯　连铸连轧　新工艺介绍 New Technology of the Continuous Casting and Direct Rolling in Iron and Steel Production Li Yunx iao ( Zhejiang Inst itute of econom ic building and Programm ing ) Li Senlin ( Beijing Research Institute o f M etallurgical Equipment ) Kang Zuli ( University of Science and T echno logy Beijing) ABSTRACT　T he new techno log ies of the cont inuous cast ing and dir ect r olling at wo rld steel and ir on production, t he development condition o f w hich ar e indr oduced , fur themore, the tw o kind thin slab fo r CSP and ISP are discussed so . F inal, intr oduct ion to continuous casting and direct r olling a t domestic development state . The CSP and ISP technique ar e development al dir ection fo r middle- small steel billet w orks. KEYWORDS　Thin slab　 Continuous casting and dir ect ro lling　 New technolog y 　　近十多年来, 世界冶金工业在传统的钢铁生 产工艺基础上出现了一个缩短钢水到轧材生产 过程的连铸连轧新工艺, 即通常所说的短 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 。 它大大简化了生产过程, 降低了成本, 节约了能 源,提高了经济效益。 1　连铸连轧工艺发展状况 连铸连轧工艺已开发出多种类型, 其中发展 较快的有德国施罗曼�西马克( SM S)公司开发的 紧凑式带钢生产( CSP)和德国曼内斯曼�德马克 ( M SD)公司开发的在线带钢生产( ISP )二种薄板 坯类型。 1) CSP 是西马克公司1986年在公司内建成 了 一 台 断面 为 40mm ～ 50mm × 900mm ～ 1350mm 薄板坯连铸机的基础上, 和美国纽柯钢 铁公司签订合同,提供了一套 CSP 薄板坯连铸连 轧热带生产线,年生产规模82万 t。生产线建在美 国印第安那州的克劳福兹维尔厂, 1989年7月投 产,车间总投资为2. 65亿美元。同传统的连铸和 —14— Tot al No . 113 Februar y 1999 　　　　　　　　 　　　　冶　金　设　备 M ETALLU RGICAL EQUIPMENT 　　　　　　　　　　总第113期1999年2月第1期 热带生产相比,每吨产品成本能降低50美元～75 美元。这项新工艺的诞生, 引起了世界钢铁界的 极大关注, 接着美国纽柯公司在1990年与德国 SMS 公司签订了第二套 CSP 生产线合同, 建在 阿肯色州赫克曼, 于1992年8月投产,年生产带钢 100万 t。 至今全世界已投入运行和建设的有19套 CSP 设备, 提供27流连铸生产线, 生产能力约 2700万 t , 这些设备中美国有9套,亚洲国家10套, 详见如下 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf (表1) : 　　表1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 薄板坯连铸 厂名 (订货日期) 连铸机 /流数 轧机/ 机架数 钢包容 量/ t 生产能 力/ t/ a 板坯尺 寸/ mm 带材最小轧 制厚度/ mm 投产日期 美国纽柯公司 克劳福兹维尔厂 ( 1986, 12) 1 6 112 900000 40～50× 900～1350 1. 76( 1000mm / 1. 43 1989, 7 克劳福兹尔厂 ( 1993, 5) 第2流 - 112 900000 40～50× 900～1350 - 1994, 4 希卡曼厂( 1990, 11) 1 6 135 1000000 50×1220～1560 1. 95( 1150/ 1. 5) 1992, 8 希卡曼厂( 1993, 6) 第2流 - 135 1000000 50×1220～1560 - 1994, 5 伯克利( 1995, 3) 1 6 150 1500000 50×1220～1680 1. 45 1996, 10 意大利特尔尼 AST T ( 1991, 9) 1 - 120 A1合金不锈 钢和电工钢 50×1000 ～1560 - 1992, 12 墨西哥希尔萨公司 蒙特雷厂( 1992, 12) 1 6 150 900000 50×790 ～1350 1. 7( 1140/ 1. 2) 1995, 2 蒙特雷厂 第2流 6 150 900000 50×890～1370 - 1998, 3 韩国牙山湾前韩宝 钢铁公司( 1993, 2) 1 6 150 1000000 50×900 ～1560 1. 7( 1200/ 1. 5 ) 1995, 6 前韩宝钢铁公司 ( 1993, 12) 第2流 - 150 1000000 50×900～1560 - 1995, 9 美国沃索加拉廷厂 ( 1993, 3) 1 6 175 1000000 50×1000 ～ 1560 1250/ 2. 1 1995, 4 美国巴特勒 steel dynamics( 1994年3月) 1 6 150 1200000 40～70× 990～1560 1. 35( 1240/ 1. 20) 1995, 12 西班牙毕尔堡 aceria compacta bizkaya ( 1994, 6) 1 6 132 910000 53×790 ～ 1560 1. 5( 900/ 1. 3) 1996, 7 美国里弗代尔阿克梅 金属公司( 1994, 7) 1 7 86 1000000 50×900 ～1560 1. 55( 900/ 1. 25) 1996, 10 泰国 NSM chonburi( 1995, 8) 1 6 180 1200000 45 ～ 70 × 1220～1600 1. 35( 1250/ 1. 2) 1997, 11 印度加尔各答伊斯帕特 工业有限公司( 1994, 3) 1 6 220 1200000 50×900 ～1560 1. 6 ( 1150/ 1. 2) 1998, 5 马来西亚梅加钢厂( 1996, 1) 2 6 160 2000000 50×900～1560 1. 6( 1150/ 1. 2) 1998, 7 中国珠江钢厂( 1996, 4) 1 6 150 800000 40 ～ 50 × 1000～1300 1. 2( 1300/ 1. 9) 1999, 10 中国包头钢铁公司( 1997, 1) 1+ ( 1) 6 230 1000000 50～70× 980～1560 1. 2( 1560/ 2. 1) 未投产 中国邯郸钢铁公司( 1997, 1) 1 6 101 1230000 60～80× 900～1680 1. 2( 1680/ 2. 43) 2000, 1 印度尼西亚韩国浦项 钢铁公司( 1997, 7) 1 5 150 1000000 45～60× 900～1350 1. 49～1. 78 1999, 11 德国蒂森- 克虏伯公司 ( 1997, 3) 2 7 380 2400000 48～63× 900～1350 1. 0～3. 0 1999, 5 埃及亚历山大国家 钢铁公司( 1997, 12) 1 6 160 1000000 50×900 ～ 1600 1. 2 2000, 1 总计 27 114 27000000 —15— 　　　李云霄　李森林:钢铁生产连铸连轧新工艺　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1999年2月第1期 　　2) ISP 连铸连轧技术,最初是由德国曼内斯 曼�德马克( MDS )开发的, 并于1987年11月在德 国胡金根厂的板坯连铸机改造后应用, 生产 60mm～70mm×1200mm 薄板坯, 并且开发了铸 轧( Cast r olling )技术,使铸坯出铸机时可减薄至 20mm～40mm 厚。1991年 MDS 公司和意大利阿 尔维迪( A RVEDI)公司合作, 在意大利的菲那威 迪( F inarvedi)钢厂建成了一条 ISP 生产线,作业 线150m 长,年最大带材能力240万 t , 带材厚度1. 7mm。该生产线与常规生产线比较, 投资降低 70%, 操作成本降低10%～40%。截止1998年4月 MDS 公司建成和正在建设的 ISP 生产线有9条, 详见下表(表2) : 　　表2　　　　　　　　　 已经运行和正在建设的 ISP 设备表(截止到1998年4月) 序号 厂址 国别 签约时间 投产 时间 流数 生产 能力 /万 t / a 结晶器 厚度 / mm 板坯 尺寸 / mm 最小 带厚 / mm 机架数 轧机 1 杜依斯堡 德国 — 1989, 8 1 — 40×1600～1900 — 中试厂 2 克雷默纳 意大利 1989, 5 1990, 12 1 — 40×1000 — 中试厂 3 克雷默纳 意大利 1989, 5 1992, 1 1 70 65 43×680～1330 1. 00 7 压下机组( 3) 精轧机组( 5) 4 光阳 韩国 1994, 5 1996, 8 1 100 75 60×900～1350 1. 2 7 压下机组( 2) 精轧机组( 5) 5 光阳 韩国 1994, 12 1996, 10 1 100 75 60×900～1350 — 2 压下机组 6 沙尔达尼亚 南非 1996, 5 1998, 2 1 140 90 90×900～1560 1. 00 7 压下机组( 2) 精轧机组( 5) 7 光阳 韩国 1997, 3 1999, 2 2 200 100 80×800～1350 1. 00 11 压下机组 ( 2× 3) 精轧机组( 5) 8 艾默依登 荷兰 1997, 12 1999, 10 1 150 90 70×750～1560 1. 00 7 压下机组( 2) 精轧机组( 5) 总计 9 760 41 注: 1 克虏伯�曼内斯曼冶金公司( HKM) ; 2 阿尔韦迪钢和钢管公司( AT A ) ; 3 阿尔韦迪集团公司; 4 浦项钢铁公司 MM No . 1; 5 浦项钢铁公司 MM No . 1; 6 沙尔达尼亚钢公司; 7 浦项钢铁公司 M M No. 2; 8 霍戈文集团公司 　　CSP 与 ISP 相比较, CSP 工艺技术相对简单 一些,设备装机量少,控制系统也较简单。 3) 除了 CSP 和 ISP 薄板坯连轧技术外, 奥 钢联( VAI)也进行了薄板坯连铸连轧的研究, 他 们与瑞典阿沃斯塔冶金公司合作, 浇铸出80mm 厚的薄板坯,在铸机与轧机之间设置了辊底式加 热炉。此外意大利的达涅利( Danieli)公司在开发 薄板坯连铸连轧上也进行了大量的工作,已提供 了6套薄板坯连铸机, 在加拿大阿尔高玛钢铁公 司建成了年产200万 t～240万 t 热轧带卷短流程 生产线。 薄板坯连铸连轧新工艺与传统的连铸再热 轧工艺相比较, 建设费用大致可降低40%～ 50%, 生产操作费用降低10%～20%, 并且从 SMS、MDS、奥钢联等薄板坯连铸的生产实践看, 薄板坯的质量在某些方面优于常规铸坯。 2 CSP 和 ISP 的应用实例 发展连铸连轧新工艺是为了减少生产环节 及降低生产费用, 这就需要浇铸更接近最终产品 断面尺寸的铸坯, 从而减少所需要的轧制压下 量。目前工业化生产已铸出80mm～40mm 厚的 薄板坯。 2. 1 CSP CSP 工艺流程如图1所示: 浇铸的薄板坯, 进 入一座很长的连续式加热炉再进入数架传统的 精轧机,轧成所需厚度的带钢,最后卷成带卷。 图1　CSP 工艺 流程图 破产流程图 免费下载数据库流程图下载数据库流程图下载研究框架流程图下载流程图下载word —16— 总 第 113 期 　　　　　　　　　　　　　冶　金　设　备　　　　　　　　　　　　　 1999年2月第1期 　　美国纽柯( NU COR)克劳福兹维尔钢厂生产 线,该厂的平面布置如图2所示, 包括冷轧机在内 占地560m×600m。 图2　平面布置图 1- 6 连铸部分 ; 7- 15 热轧部分; 16- 24 冷轧部 分 该厂的炼钢部分为: 2座150吨电炉; 2座115 吨钢包炉。 CSP 部分为: 一台 CSP 连铸机;一台机械式 横切剪;一套在线煤气加热炉;一套4辊4机架(现 改为5机架)热轧机组; 2台卷取机;一套钢卷运输 系统。 冷轧部分为: 一条酸洗机组;一条4辊冷轧机 组 (单机架可逆) ; 24座全氢罩式退火炉热处理 线; 1条四辊平整机组(单机架) ; 1条纵剪重卷精 整线。 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 产量为82万 t / a,现已达到100万 t / a。生 产 规格 为热 轧卷 2mm ～ 6mm × 915mm ～ 1334mm , 冷轧卷0. 5mm～1. 9mm×915mm～ 1314mm。 实践证明 CSP 新工艺与传统生产工艺在投 资及生产费用方面比较, 其优越性是显而易见 的。以常规工艺投资为100% , CSP 新工艺仅为 81%。在生产费用方面, 常规为67. 19美元/ t , 而 CSP 仅为39. 06美元/ t ,相差28. 13美元/ t。至今已 连铸连轧了1005、1006、1008、1010、1018、1020、 1026、1032等钢种。 2. 2 ISP 工艺流程如图3所示: M DS 公司的 ISP 工艺流程中结晶器的浇注 断面为60mm～80mm×650mm～1330mm, 在连 铸二冷区通过液芯压下, 多辊区连续递减, 使铸 坯厚度减薄至15mm～35mm。通过感应加热炉后 经四架四辊精轧机轧成1. 7mm～12mm 厚的带 钢。 图3　ISP 工艺流程图 意大利阿尔韦迪一克雷默纳钢厂 ISP 生产 线:车间由100t 电炉、钢包加热、炉外精炼和铸速 2t / m in 的连铸机及4架精轧机组成。 在铸机的末端, 为三机架成型机组, 它由工 作辊径� 410mm 及支承辊径� 800mm 组成, 经 三台成形机组轧制后, 铸坯由40mm 减至15mm, 每架平均压下为21%。这三架成形机组在压下的 同时,又起拉坯矫直作用。 ISP 连铸机的铸坯液芯铸——轧技术, 可以 得到较细的晶粒组织, 提高产品的韧性, 所生产 出的钢板其深冲压质量也大大改善,并显示出均 匀性。 精轧机组为四架四辊式轧机,可以生产的热 带规格为不锈钢2. 0mm～12mm ×650mm～ 1330mm ,碳素钢厚1. 7mm～12mm。 ISP 机组从钢水到最终卷取的整条作业线全 长约175m ,整个工艺布置紧凑, 使固定资产投资 少,劳动力得到节省,全厂仅305人。连铸二冷区 采用了液芯铸轧技术,使产品的内部组织与表面 质量更佳。 ISP 与传统的热带生产相比, 其工艺折算成 本比板坯直接轧制降低10% ,比≤600℃的热装 可节省40% ,同冷装相比则可节省70%, 所以 ISP 代表着小钢厂新的发展方向。 3　 连铸连轧的最新进展 连铸连轧的最新进展是近年由德国 MDS 和 英国 Chparval 公司综合世界连铸连轧方面的新 技术、新工艺、新装备开发的 U THS( U ltr a T hin HOT Str ip 极薄热带)技术,它的特点: 采用大压下量行星轧制和低速浇铸的连铸 —17— 　　　李云霄　李森林:钢铁生产连铸连轧新工艺　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1999年2月第1期 工艺; 从连铸至成品形成无头轧制; 其生产产品厚度达到0. 7mm ; 进一步减少了投资费用; 进一步降低了生产成本。 　　表3　　　　　　　　　　UTHS 技术和 CSP、ISP、热连轧等相比较表 轧制成品生产工艺 1. 8mm 1. 5m m 1. 2mm < 1. 0mm 存在问题 炉卷 可行 商用不行 无工业生产 无工业生产 表面质量差, 成材率低 热连轧 可行 可行 商用不行 无工业生产 生产率低 CSP、TSP 可行 可行 可行 无工业生产 易出现生产故障 UHT HS 可行 可行 可行 可行 　　克虏伯工业技术部在德国韦拉尼特——杜 瑟厂用行星轧机将80mm 厚的薄板坯通过均热炉 进入喂料辊压缩10%～20%后送入行星轧机, 轧 成2. 5mm 厚的热带,如图4所示: 图4　克虏伯连铸连轧工艺流程图 4　我国连铸连轧的发展情况 1)我国早在1965年由徐宝? 教授主持, 北京 科技大学与西安重型机械研究所等合作,在重钢 三厂开展了弧形连铸机浇铸110mm×650mm 断 面,后接750mm 钳式行星轧机的连铸——轧钢衔 接工艺的设计制造, 铸坯冷却检查后送入预热 炉,预热后再送入隧道式快速加热炉, 炉座之间 用辊道传送, 上加保温罩, 达到开轧温度后经高 压除鳞送入行星轧机, 轧出4mm～5mm×650mm 断面的热带卷,该作业线由国家科委立项于1975 年通过国家鉴定,前后轧制了5万 t热带卷, 当时 是作为连铸轧钢衔接工艺的尝试。 2)珠江钢厂、邯郸钢铁公司、包头钢铁公司 引进薄板坯连铸连轧生产线已开始实施,这三条 生产线引进情况如表4。 表4　中国引进三条薄板坯连铸连轧技术指标 项目 珠江钢厂 邯郸钢 铁公司 包头钢 铁公司 连铸机流数 1 1 1+ ( 1) 铸坯尺寸/ mm 50×1000～1300 60～80× 900～1680 50～70× 980～1560 轧机机架 5精 1粗5精 6精 钢包/ t 150 101 230 生产能力/万 t/ a 80 123 100( 200) 带材成品最小厚 度/ mm 1. 2 1. 2 1. 2 3)连铸连轧线材:江苏张家港润忠钢铁有限 公司短流程线材生产线,设计年产钢坯65万 t , 线 材63万 t, 产品规格为� 5. 5mm～22mm 光面线 材和� 6. 5mm～16mm 螺纹线材。整个生产线配 备有德国福克斯公司( Fuchs) 90t 竖式电炉1座, 90t 钢包 精炼 炉 1座, 瑞士 康卡斯 特公 司 ( Concast )五流小方坯弧形连铸机1座, 弧形半径 7m ;美国摩根公司( M organ) 26架高速线材轧机1 组。整条生产线自投产以来,月产量已达到5万 t , 获得了良好的技术经济指标。 综上所述,连铸连轧新工艺的出现, 对钢铁 生产的投资成本、产品质量、品种规格、操作维 护、资源利用、建设周期等都提出了新的思维, 在 某种程度上可以说为建设21世纪的小型钢厂提 供了宝贵的经验, 所以连铸连轧生产应该作为我 国钢铁企业优化钢铁生产工艺结构的重要方向。 ( 1998年12月2日收稿) —18— 总 第 113 期 　　　　　　　　　　　　　冶　金　设　备　　　　　　　　　　　　　 1999年2月第1期