CN101658860A

CN101658860A - 一种薄板坯连铸连轧生产线

Info

Publication number: CN101658860A
Application number: CN200810021193A
Authority: CN
Inventors: 陈应耀; 凌爱兵
Original assignee: Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2008-08-28
Publication date: 2010-03-03

Abstract

本发明涉及薄板坯连铸连轧生产线。主要解决现有生产线存在产线刚性强以及生产薄板表面质量差的技术问题。本发明的技术方案为：一种薄板坯连铸连轧生产线，生产线设备布置依次为：连铸机-摆动剪-辊底式隧道炉-除鳞装置-立辊-粗轧机-热卷箱-超快水冷装置-飞剪机-精轧机-层流冷却和超快水冷装置-卷取机。在飞剪机和精轧机之间可设二次除鳞装置。连铸机采用两台双流，两座辊底式隧道式加热炉，通过一台横移机，使2台连铸机的2流并为1流，并与轧线相连。本发明主要用于薄板坯连铸连轧。

Description

一种薄板坯连铸连轧生产线

技术领域：

本发明涉及板坯连铸连轧生产技术领域，特别涉及一种粗轧、精轧断开，用热卷箱，替代粗轧、精轧之间用于消除中间坯横向、纵向温差的中间保温炉的措施，在薄板坯连铸连轧工艺上实现了能够生产高表面质量、缓解轧线刚性的一种方法，即涉及薄板坯连铸连轧生产线。

背景技术：

薄板坯连铸连轧工艺经过近20年的发展，工艺布置方式比较多，典型的有CSP、FTSR等，其具有的流程短、一次投资低、节能等优势特征比较明显，但是由于其固有的特性造成的表面质量差、轧线刚性强、屈强比高、轧机效率低等不足，始终困扰着薄板坯连铸连轧厂的生产和发展，影响着轧钢界采用薄板坯连铸连轧工艺技术的热情，影响着薄板坯连铸连轧工艺技术的推广。

目前绝大部分薄板坯连铸连轧厂主要采用的是以下两种工艺：

①不分粗、精轧的CSP连轧工艺，如7机架连轧。如图1所示：生产线设备布置依次为：连铸机1、摆动剪2、辊底式隧道炉3、事故剪5、除鳞6、立辊7、7机架精轧8、层流9、卷取机10，连铸机为2台，在2台连铸机辊底式隧道炉3之间设有横移段4。

②粗、精轧分开，但仍为连轧的FTSR工艺，如2粗轧+5精轧。如图2所示：生产线设备布置依次为：连铸机1、摆动剪2、辊底式隧道炉3、事故剪5、立辊6、粗轧机7、飞剪8、精轧机9、层流10、卷取机11，连铸机为2台，在2台连铸机辊底式隧道炉3之间设有横移段4。

上述两种典型的薄板坯连铸连轧方案，存在一个明显的缺陷，即在轧制过程中，除鳞次数少，且当出炉温度高达1150℃左右的板坯以极慢的速度(0.15-0.25m/s)轧入粗轧或前架工作辊，因轧制速度慢，纯轧时间相对较长(一般2分钟左右)，经多块高温板坯连续轧制烘烤后，轧辊表面会不断快速生成较厚的氧化膜，又不断快速破裂剥落而轧入带钢表面，形成间断性的不规则的氧化铁皮压入的“麻点”。

近年来，为解决此问题，出现了另一种薄板坯连铸连轧工艺，即将粗轧、精轧断开，以增加粗轧的轧制速度，如图3所示：生产线设备布置依次为：连铸机1、摆动剪2、辊底式隧道炉3、除鳞5、立辊6、粗轧机7、中间保温炉8、飞剪9、精轧机10、层流11、卷取机12，连铸机为2台，在2台连铸机辊底式隧道炉3之间设有横移段4。

上述工艺布置虽然解决了工作辊氧化膜剥落的问题，但是由于粗轧、精轧之间增加了一段长达80-100m左右的保温炉，这种设计，使原来长度400m左右的短流程工艺变为500m左右，超过了常规热连轧产线的长度，增加了厂房和设备投资，将薄板坯连铸连轧工艺重要的流程短、投资低的优势丧失殆尽。

80-100m左右的中间保温炉不但维护费用高，而且要增加额外的保温所消耗的煤气(1.5-3.0kgcet/t)，增加了生产成本。同时，中间坯在保温炉内又经过一次保温加热，表面又进行了一次氧化，大大影响了粗轧的除鳞效果，不利于表面质量的提高。

另外，上述三种工艺布置在生产过程中，还存在以下3个不利因素：

①高温薄带板坯一出炉就经除鳞并马上轧入轧机。这样使板坯表面较厚的炉生FeO因缺少足够的时间让更多底层的FeO进一步氧化，而来不及改性变为Fe₃O₄和再次氧化变性为易除掉的Fe₂O₃。因此，即使通过＞38MPa的高压除鳞水除鳞，也只能去除表面已变性的薄薄的Fe₂O₃和Fe₃O₄，难以一次把牢牢粘附在钢坯铁质表面上的FeO除掉。

②铸坯在隧道炉内加热的过程中，辊环上氧化铁皮的结瘤，以及炉底辊速度不匹配等原因容易造成带钢下表面氧化铁皮压入。

③薄板坯连铸连轧将连铸机、辊底式隧道炉和轧线相连接，产线的刚性很强。轧线故障处理时，从轧线倒出的已经轧薄的废钢必须切成数段，从辊底式隧道炉推出，有时还有可能损坏设备，或者将轧废的带钢切成碎块，从切头坑里吊出，因此，故障处理起来难度很大，时间较长，容易造成连铸停浇。

经检索：中国专利申请200710010183.5提供了一种中薄板坯连铸连轧带钢表面氧化铁皮控制方法，其主要特点是针对中薄板坯连铸连轧短流程生产线，采取成分控制、直接热装、高温加热、高温除鳞、高温轧制、强制冷却，特别是严格控制钢中Si含量等综合技术措施和系列优化工艺，消除附着在热轧钢板表面的红色氧化铁皮。但是该技术不能完全消除热轧带钢表面的氧化铁皮，且该工艺与CSP、FTSR的布置形式有所不同，尤其是轧线布置，基本接近传统常规热轧，因此，该发明不能完全解决薄板坯连铸连轧工艺固有的表面质量差、轧线刚性强等问题。

中国专利申请200610023519.7提供了一种在连铸连轧带钢生产中，加热炉采用面对轧线错开而坐的一种高效连铸连轧工艺，集合了薄板坯连铸连轧和常规传统热轧两种工艺的优势，将连铸和传统轧线集成在一条短流程的连铸连轧生产线上，实现四流连铸并一条轧线，解决了困扰轧钢界的难题。但是其加热炉采用两段步进式炉，粗轧采用可逆轧机，粗轧、精轧之间采用热卷箱对中间坯进行保温，适用板坯厚度范围在100-250mm。与薄板坯连铸连轧中采用隧道炉、粗轧采用非可逆轧机不同，因此，该方案适用的范围是中等及以上的板坯厚度的连铸连轧，与采用隧道炉的薄板坯连铸连轧工艺有所不同。

中国专利申请02144832.9提供了一种薄板坯连铸连铸的生产方法及设备，该发明提供了一种钢水经炉外精炼后，由钢包流入中间包，进入结晶器，铸出带液芯的薄板坯，用四辊万能式轧机或万能式振摆轧机轧制，然后与后面的二辊水平轧机实施连轧，轧出的板带经飞剪分段后送入热卷曲箱卷成板卷，并加热保温，开卷后进入对焊机将前后两个板卷头尾焊在一起，再进入五架四辊热带钢连轧机进行轧制的方法，关键设备是四辊万能式轧机或万能式振摆轧机。其主要工艺是通过万能轧机进行液芯压下，并与二辊轧机连轧，用热卷曲箱进行加热，轧制的过程。而本案是将已进行液芯压下的铸坯在隧道炉中加热，经粗轧轧制后，通过热卷箱卷取，不加热直接开卷进行轧制的过程，与上述发明在工艺上有很大不同。

发明内容：

本发明的主要目的是优化、改进薄板坯连铸连轧工艺，提供一种薄板坯连铸连轧生产线。主要解决现有生产线存在产线刚性强以及生产薄板表面质量差的技术问题。

本发明的技术方案为：一种薄板坯连铸连轧生产线，其特征是：生产线设备布置依次为：连铸机-摆动剪-辊底式隧道炉-除鳞装置-立辊-粗轧机-热卷箱-超快水冷装置-飞剪机-精轧机-层流冷却和超快水冷装置-卷取机。在飞剪机和精轧机之间可设二次除鳞装置。

根据隧道式加热炉的特点，本发明连铸坯厚度范围在70mm及以下。

连铸机采用两台双流，两座辊底式隧道式加热炉，通过一台横移机，使2台连铸机的2流并为1流，并与轧线相连。

粗轧采用1架4辊轧机，带钢在进粗轧前首先经过一次除鳞，同时，粗轧机配备一架小立辊，以便对带钢进行小范围内的减宽，提高轧线的适应能力。

本发明的有益效果是：粗轧与精轧实质性的断开，以提高带钢在粗轧轧制时的速度，减少高温板坯对工作辊的烘烤时间，解决工作辊表面氧化膜剥落压入带钢表面，形成“麻点”状质量问题。

中间坯采用双工位无芯卷取热卷箱，替代中间保温炉，可以实现带钢在正常轧制过程中所需的横向、纵向温度的均匀一致，基本可以达到保温炉的效果，能够满足目前各钢种、规格带钢的稳定生产。同时，使用热卷箱还可以规避薄板坯连铸连轧工艺固有的表面质量差、产线刚性强等问题，具体如下：

①采用热卷箱可以增加卷取和开卷两次机械除鳞的机会(带钢上表面受到了拉伸、下表面受到了挤压，对除鳞非常有利)，也等于给FeO增加了两次快速冷却氧化变性生成易除的Fe₂O₃的机会，等于提高了炉生FeO的去除量及彻底性。该工艺与常规薄板坯连铸连轧工艺相比增加了两次除鳞，对提高带钢表面质量非常有利。

②热卷箱的卷取和开卷，有利于压入板坯下表面的炉底辊环粘连的氧化铁皮在卷取和开卷过程中经过弯裂、破碎去除掉，避免在后来的轧制过程中压入带钢表面。

③采用热卷箱后，处理废钢就非常容易，只要用热卷箱把废钢反卷起来，用C型钩就可以将废钢直接吊出，处理时间很短，不会影响连铸继续浇注。从而会将薄板坯连铸连轧变的柔性一些，非常有利于连铸机的连续稳定生产。

④用热卷箱替代中间保温炉，可缩短轧线流程60-90m，节省工程投资。

⑤采用热卷箱技术，有利于产品的开发，有利于降低工厂投资，降低运行成本，真正达到了节能降耗的目的。

轧线上采用了三套超快冷却装置(分别在热卷箱和飞剪之间、精轧与层流冷却之间、层流冷却与卷取之间)，为细晶粒钢、HSLA钢及双相钢、TRIP钢等先进高强钢的工艺控制和组织、性能控制提供了强有力的手段。

精轧第一机架前带立辊，可以减少带钢在精轧机架内的跑偏以及头部镰刀弯的质量缺陷，改善带钢边部质量，提高轧制稳定性。

附图说明：

图1现有薄板坯连铸连轧中分粗、精轧的CSP连轧工艺流程图

图中：1-连铸机，2-摆动剪，3-辊底式隧道炉，4-横移机，5-事故剪，6-除鳞，7-立辊，8-7机架精轧，9-层流，10-卷取机。

图2现有薄板坯连铸连轧中粗、精轧分开连轧工艺流程图

图中：1-连铸机，2-摆动剪，3-辊底式隧道炉，4-横移段，5-除鳞，6-立辊，7-粗轧机，8-飞剪，9-精轧机，10-层流，11-卷取机。

图3现有薄板坯连铸连轧中粗轧、精轧断开连轧工艺流程图

图中：1-连铸机，2-摆动剪，3-辊底式隧道炉，4-横移段，5-除鳞，6-立辊，7-粗轧机，8-中间保温炉，9-飞剪，10-精轧机，11-层流，12-卷取机。

图4为本发明连轧工艺流程图

图中：1-连铸机，2-摆动剪，3-辊底式隧道炉，4-横移段，5-除鳞装置，6-立辊，7-粗轧机，8-热卷箱，9-超快水冷装置，10-飞剪机，11-精轧机，12-层流冷却和超快水冷装置，13-卷取机。

具体实施方式：

本发明的生产设备布置参照图4：连铸机1-摆动剪2-辊底式隧道炉3-除鳞装置5-立辊6-粗轧机7-热卷箱8-超快水冷装置9-飞剪机10-二次除鳞装置-精轧机11-层流冷却和超快水冷装置12-卷取机13。

(1)连铸铸坯：采用一台一机两流或两台两机两流的立弯或弧型连铸机，铸成断面(50-70mm)×(900～1650mm)，坯长根据卷重和钢卷外径选择的连铸坯。

(2)摆动剪：根据工艺要求的板坯长度，自动切割。

(3)隧道炉加热：采用辊底式隧道炉，炉长根据连铸的最大拉速、粗轧机的最小速度以及生产所需要的缓冲时间进行确定，一般单炉在180-280m左右，板坯并线可采用横移机4或者摆动式，最大出炉温度在1150～1200℃。

(4)坯料除鳞：坯料经加热出炉后，以压力15～18Mpa高压水除鳞装置进行除鳞。

(5)粗轧工艺：采用1架带立辊的4辊轧机，电机功率在9000-10000KW左右。

(6)热卷箱工艺：热卷箱为双工位无芯卷取，热卷箱卷取厚度为20～40mm。

(7)精轧工艺：精轧前设强冷段，以利于铁素体轧制，并设飞剪和除鳞装置。精轧机第一机架前设一组立辊，精轧机组由6架或7架4辊轧机组成，电机功率在7000-8000KW左右。

(8)带钢层流冷却和超快冷却：层流冷却段前后设有超快冷却。

(9)带钢卷取：卷取机选择2台。

本发明在薄板坯连铸连轧工艺的基础上，通过轧线设备布置的优化，规避了薄板坯连铸连轧工艺存在的固有表面质量差、产线刚性强等缺陷，最大限度的发挥了其节能、细晶、高强等优势，为该工艺的进一步发展开辟了一条新路。

Claims

1、一种薄板坯连铸连轧生产线，连铸机采用两台双流，经摆动剪连接两座辊底式隧道式加热炉，通过一台横移机，使2台连铸机的2流并为1流，并与轧线相连，其后依次设有除鳞装置、立辊、粗轧机，其特征是：粗轧机后依次设有热卷箱、超快水冷装置、飞剪机、精轧机、层流冷却和超快水冷装置以及卷取机。

2、根据权利要求1所述的一种薄板坯连铸连轧生产线，其特征是：在飞剪机和精轧机之间设二次除鳞装置。

3、根据权利要求1所述的一种薄板坯连铸连轧生产线，其特征是：粗轧机采用1架4辊轧机。