CN1483521A - 中薄板坯连铸连轧板卷的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种中薄板坯连铸连轧板卷的生产方法，采用的技术方案以连铸机铸坯拉速低和合理坯料断面，连铸与加热炉布局紧凑、铸坯输出辊道与加热炉入炉辊道一机双用，使铸坯入炉温度达到900℃以上，采用双炉加热小交叉装、出钢方法，铸机与步进式加热炉间的缓冲余地大，二辊可逆粗轧机3道次、四辊可逆轧机1道次，粗轧区总轧制时间减少30秒，减小中间坯温降50℃，采用中间坯热卷取箱工艺，减少头尾温差，提高中间坯除鳞效果，精轧机组采用弯辊、串辊、控冷、自动控制板厚等措施，提高板卷质量，实现节能、降低成本、稳定产品质量，本发明适于碳素钢、低合金钢的中薄板坯连铸连轧板卷带钢的生产，特别适合于薄板的生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种中薄板坯连铸连轧板卷的生产方法。特别是涉及碳素钢、低合金钢的中薄板坯连铸连轧板卷带钢的生产工艺，属于冶金金属压力加工技术领域。
背景技术
目前，连续式热轧带钢，传统的生产工艺具有品种全、产量高、生产灵活、产品压缩比大的优点，经转炉炼钢、连铸200mm～250mm厚板坯、火焰切割、步进式加热炉加热、除鳞、粗轧机组轧制、剪切、除鳞、精轧机组轧制、层流冷却、卷取出卷，其主要不足是：铸机设备重量大、轧制线长、厂房建筑高、占地大、连铸与轧制线之间要求有较大的中间板坯库做缓冲，设备投资大、能耗高，连铸坯热装率最高仅能达到60％～65％，平均入炉温度只有500～550℃；板坯在粗轧区轧制时间长、板坯热损失高，需要有较高的板坯出炉温度；为补偿中间坯头尾温差，精轧机组必须采用升速轧制，这样就要增加精轧主电机容量，并且产品板形难于控制。对此，人们在研究改进连铸连轧板卷生产工艺，例如《轧钢》2000年2月第17卷第1期公开了一种CSP薄板坯连铸连轧生产线，具有年产96万t、厚度1.2mm～12.7mm、宽1000mm～1350mm、卷重24.3t、材质为碳素结构钢及低合金钢的热轧带钢，由立弯式连铸机铸出厚50mm～70mm的板坯，剪切后在隧道式加热炉加热，经除鳞、6架精轧机轧制、层流冷却、最后卷取成卷，这种生产工艺具有投资小、生产成本低、隧道式加热炉铸坯入炉温度高、简化粗轧工序、强化精轧机组的优点，可适于薄规格产品的生产，但在生产品种、设备维修和组织生产方面存在以下不足：
由于CSP连铸坯厚度薄，只有50mm～70mm，拉坯速度高，为3～6m/s，生产中的漏钢率高，事故率高达50％；受包晶钢和连铸裂纹敏感性大的限制，很多钢种不能生产；铸坯定尺一般在30m～50m，后部必须配置长度约200m的辊底式加热炉，轧机一旦故障，连铸机只能停产，且隧道式加热炉占地面积大，设备复杂，操作和维护难度大及投资造价高；在工艺布局上，连铸机与加热炉之间缓冲余地小，连续作业时事故处理损失大；这种工艺布局没有粗轧机，一种板坯厚度经过精轧机组轧出不同规格的成品，对精轧机组配置要求高。
本发明的目的，是克服现有不足之处，提供一种中薄板坯连铸连轧板卷生产方法，以提高产品质量、降低能耗、减小投资、降低成本。
发明内容
本发明采取的措施方案是：
1.连铸机优选铸坯拉速低和事故率低的合理坯料断面。
2.采取铸机与加热炉紧凑配置形式，快速装料，提高入炉坯料温度，步进式加热炉配置长行程装钢机。
3.加热炉采取双炉热装、冷装.分别使用，具有热坯直装、冷坯随调随用的灵活措施，采用的是双炉小交叉装出钢的工艺。
4.采取热卷取工艺，减少中间坯头尾温差，与高压水联合除鳞，提高带钢表面质量。
5.粗轧区采取合理分布轧制道次与轧制负荷，以提高轧制效率和节能。
6.精轧机设有弯辊、工作辊轴向横移及控冷装置，实现带钢自由程序轧制。
实现这些措施，依次包括以下工艺步骤：
(1)连铸铸坯
保温钢水罐100t，6分钟运抵铸机，R5立弯连续弯曲连续矫直，最高铸速3.5m/min，铸坯断面尺寸100mm～135mm×900～1550mm，定尺12.9m～15.6m，火焰切割。采用结晶器液压振动技术，提高了铸坯的质量，保证了铸坯表面无清理率大于95％。
采用一级及二级计算机自动化控制。
(2)铸坯加热
两座步进梁式加热炉采取汽化冷却，配有长行程装钢机，铸机与加热炉之间为短行程紧凑配置，铸机出坯辊道是加热炉的上料辊道，铸坯装入炉温度高，热装率95％以上，平均热装温度达到900℃，板坯出炉温度1150～1250℃±30℃，两炉分别为4段及8段控制，连铸板坯装、出加热炉采用双炉小交叉工艺。
(3)坯料除鳞
坯料出炉后，以压力18MPa的双排高压水除鳞装置进行除鳞，其喷射角摆动8～15°，喷嘴至板坯之间的距离可随板坯厚度进行调整，以满足除鳞需要。
(4)粗轧工艺
大立辊轧机对板坯进行侧压，板坯最大减宽量30mm，最大轧制力3000kN，主电动机功率882kW。
二辊可逆粗轧机1架，采用油膜轴承，最大轧制速度3.5m/s，最大轧制力25000kN，主电动机功率AC5000kW×2；带附着立辊轧机的四辊可逆粗轧机1架，最大轧制速度5.0m/s，最大轧制力20000kN，主电动机功率DC 5515kW，附着式立辊轧机的最大轧制力1600kN，主电机功率400kW×2。
轧制方式：大立辊轧机控制带钢的宽度和有效除鳞，附着立辊用以提高带钢宽度精度。二辊可逆轧机每道次压下率均大于35％，经三道次轧制，使板坯减薄到原尺寸的30％左右，再在四辊可逆轧机轧制一道，轧成厚22～38mm坯料，通过两架粗轧机总轧制时间减少30秒，减少中间坯料温度损失30～50℃，使精轧机入口温度保持在1000～1100℃之间。
(5)热卷箱工艺
坯料通过粗轧机组轧制后，在精轧机组前有中间坯热卷取设施，穿带速度2～2.5m/s，卷取速度＜5m/s，开卷速度＜2m/s，卷取坯料厚20～40mm，宽900～1550mm，最大卷重21t，对中间坯料保温、头尾温度均匀、在粗轧与精轧机间缓冲、清除氧化铁皮具有积极效果。
(6)精轧工艺
坯料经具有园弧剪刃的切头飞剪切头后再进入由6架四辊轧机组成的精轧机组，其中，1～6架轧机支持辊为油膜轴承，4架与5架有液压AGC装置，3～6架设有弯辊和串辊装置，1～2、2～3、3～4机架之间有带钢冷却装置，最大轧制力25000kN，最大轧制速度10.2m/s，工作辊最大弯辊力1200kN，串辊行程±150mm。飞剪切尾成反圆弧状，以减少轧后尾部的鱼尾形，便于卷取外形整齐。
(7)带钢层流冷却工艺
层流冷却装置全长72m，有20组冷却集管，通过计算机控制层流开闭，使带钢有良好的机械性能。通过5组高压水箱，稳定各组冷却集管压力，流量稳定，层流冷却水总量6400m3/h压力为0.03MPa～0.05MPa，侧喷水压力1.0MPa。
(8)带钢卷取
采用液压3助卷辊地下卷取机，卷取速度最大16m/s，卷取厚度1.5～13.0mm，卷取宽度900～1550mm，钢卷内径762mm、外径1150～2100mm，最大卷重24t。
本发明相比现有技术有如下积极效果：
1.中薄板坯厚度选择优选为100～135mm。拉速降低，事故率低，优选拉速小于3.5m/min，不受包晶钢限制，品种多，成品压缩比高，质量好。
2.铸机与具有长行程装钢机的加热炉紧凑布置，铸机出坯辊道与加热炉上料辊道为同组两用，板坯入炉温度达900℃以上，节省能源。
3.对两座加热炉所装的不同规格坯料，采用小交叉均衡装出钢工艺，使两座加热炉坯料出钢节奏合理，提高产品质量。
4.连铸机与连轧生产线应急事故缓冲时间可达30分钟以上，铸机与加热炉之间的铸坯还可以下线存储待轧，对外来坯适应范围也大，使生产组织灵活，减少停产，提高作业率。
5.产量高，可以进行双机四流生产，实现年产200万t以上能力，潜力大，有充足的生产能力。
6.粗轧机两架轧机之间采用3+1调配轧制，在前机架采用大压下量三道次与后机架一道次匹配，两架轧机轧制负荷承载能力利用率达88％，通过两架轧机总轧制时间减少达30秒，减小中间坯温降30～50℃，为节能、提高产品质量与薄品种轧制提供保障条件。
7.进精轧机前的中间坯经热卷取箱的热卷取，对中间坯进行保温，使头尾温度均匀，实现精轧机恒速轧制，保证轧制过程的稳定性，降低薄材轧制时对精轧机主电机功率的要求，节省设备投资；同时，中间坯经热卷箱卷取与开卷，可使外卷铁皮受拉、内卷铁皮受挤压而松动，除鳞效果非常理想，解决了中薄板连铸坯铁皮难除的问题。
具体实施方式
本发明具体实施在1700中薄板连铸连轧生产线(ASP)，采用100～135mm厚中薄板坯R5m铸机，两座具有长行程装钢机的步进梁式加热炉，二辊及四辊可逆粗轧机各一架，在精轧机前设有中间坯热卷取设备、具有弯辊串辊装置的控轧控冷精轧机6架，层流冷却及2座地下卷取机，其包括以下工艺步骤：
1.连铸铸坯
90t转炉炼钢钢水以100t保温罐6分钟运抵铸机，R5m铸速3.5m/s铸坯100～135mm×900～1550mm×12.9mm～15.6m，铸机1机1流，铸机本体重345.8t，厂房高度低，吊车轨道梁高24.5m。
2.铸坯加热
两座步进梁式加热炉采取汽化冷却，配有长行程装钢机，铸机与加热炉之间为短行程紧凑配置，铸机出坯辊道是加热炉的上料辊道，铸坯热装温度900℃以上，出炉温度1150℃～1250℃±30℃。对两座加热炉所装的不同规格坯料，采用小交叉均衡装出钢工艺，使两座加热炉坯料出钢节奏合理，提高产品质量。
3.除鳞
铸坯加热出炉后，以压力18MPa的双排高压水除鳞装置进行除鳞，坯料进在二辊可逆粗轧机前进四辊可逆粗轧机轧前、及进精轧机组前还要进行高压水除鳞。
4.粗轧工艺
大立辊轧机控制带钢的宽度和有效除鳞，附着立辊用以提高带钢宽度精度。二辊及四辊可逆轧机各一架，分别以最大轧制力25000kN及20000kN轧制。轧制方式采用二辊可逆轧机每道次压下率均大于35％，经三道次轧制，使板坯减薄到原尺寸的30％左右，再在四辊可逆轧机轧制一道，轧成厚22～38mm坯料，通过两架粗轧机总轧时间减少30秒，减少中间坯料温度损失30～50℃，使精轧机入口温度保持在1000～1100℃之间。
5.热卷箱工艺
粗轧机组之后与精轧机组之间有中间坯热卷取箱工艺设施，可自动识别坯料长短，自动卷取，穿带速度2m/s～2.5m/s，最大卷取速度5m/s，最大开卷速度2m/s，卷取坯料厚20mm～40mm，宽900mm～1550mm，最大卷重21t，对中间坯保温，使头尾温度均匀，清除氧化铁皮。
6.精轧机组工艺
坯料经具有园弧剪刃的切头飞剪切头后再进入由6架四辊轧机组成的精轧机组，其中，1～6架支持辊为油膜轴承，4架与5架有液压自动控制板厚(AGC)装置，3～6机架设有弯辊和串辊装置，1～2、2～3、3～4机架之间有带钢冷却装置，最大轧制力25000kN，最大轧制速度10.2m/s，工作辊最大弯辊力1200kN，串辊行程±150mm，坯料进精轧机组1000～1100℃，终轧温度800～900℃。飞剪切尾成反圆弧状，以减少轧后尾部的鱼尾形，便于卷取外形整齐。
7.带钢层流冷却工艺
层流冷却装置全长72m，有20组冷却集管，通过计算机控制层流开闭，使带钢有良好的机械性能。控制温度500℃～800℃。通过5组在线高压水箱，稳定各组冷却集管的压力，流量稳定，层流冷却水总量6400m3/h，压力为0.03MPa～0.05MPa，侧喷水压力1.0MPa。
8.带钢卷取
采用液压3助卷辊地下卷取机，卷取厚度1.5～13.0mm，卷取宽度900～1550mm，钢卷内径762mm、外径1150～2100mm，最大卷重24t。主电机容量DC700kW。助卷辊直径Φ380mm三辊式。电机容量50kW。
本发明根据中薄板坯生产特点，采用铸机与加热炉之间短行程紧凑配置，铸机出坯辊道是加热炉的上料辊道，铸坯入炉温度大于900℃；在铸机与连轧线生产节奏不匹配时，铸坯缓冲时间可达30min，在加热炉或轧制线故障的情况下，铸坯可以下线储存缓冲，存放缓冲板坯所需的板坯库远远小于常规带钢生产线的板坯库，只需容纳2000t板坯的空间即可完全满足正常生产要求，待加热炉或轧制线恢复正常后，下线缓冲的板坯仍可上线继续轧制，同时还能适应外来板坯，在生产组织上具有很高的灵活性。
Claims (4)
1一种涉及冶金工业中薄板坯连铸连轧板卷的生产方法，本发明特征在于依次包括下列工艺步骤：连铸铸坯——铸坯加热——坯料除鳞——粗轧工艺——热卷箱工艺——精轧工艺——带钢层流冷却工艺，
(1)连铸铸坯
炼钢钢水通过保温钢水罐、钢包或中间罐运抵曲率半径5m连铸机，铸速＜3.5m/min，铸成断面100～150mm×900～1550mm，火焰切割，定尺12.9m～15.6m，1机1流，铸机本体重345.8t，采用一级及二级计算机自动化控制，
(2)铸坯加热
两座步进梁式加热炉，采取汽化冷却，铸坯热装炉温度900℃以上，铸坯断面100～150mm×900～1550mm，定尺12.9m～15.6m，热装加热能力260t/h，冷装加热能力180t/h，长行程装钢机最大行程10500mm，加热温度1150℃～1250℃±30℃，
(3)坯料除鳞
坯料加热出炉后，以压力18MPa的双排高压水除鳞装置进行除鳞，其喷射角摆动8～15°，喷咀至板坯之间的距离可随板坯厚度进行调整，
(4)粗轧工艺
大立辊轧机对板坯进行侧压，板坯减宽量＜30mm，最大轧制力3000kN，主电动机功率882kW，
二辊可逆式粗轧机，轧辊尺寸Φ1270/1170mm×1700mm，最大轧制速度3.5m/s，最大轧制力25000kN，主电动机功率AC5000kW×2，轧后除鳞，
四辊可逆式粗轧机，工作辊尺寸Φ800/750mm×1700mm，支承辊尺寸Φ1400/130mm×1700mm，最大轧制速度5.0m/s，最大轧制力20000kN，主电动机功率DC5515kW，轧后除鳞，
四辊可逆式粗轧机附着式立辊，轧辊尺寸Φ880/830mm×450mm，最大轧制力1600kN，立辊电机功率400kW×2，
轧制方式以大立辊轧机控制带钢的宽度和有效除鳞，附着立辊用以提高带钢宽度精度，二辊可逆轧机每道次压下率均大于35％，经三道次轧制，使板坯减薄到原尺寸的30％左右，再在四辊可逆轧机轧制一道，轧成厚22～38mm坯料，通过两架粗轧机总轧制时间减少30秒，减少坯料温度损失30～50℃，使精轧机入口温度保持在1000～1100℃之间，
(5)热卷箱工艺
坯料通过粗轧机组轧制后，在进入精轧机组前有热卷箱工艺设施，可自动识别，自动卷取，穿带速度2～2.5m/s，卷取速度＜5m/s，开卷速度＜2m/s，卷取坯料厚20～40mm，宽900～1550mm，最大卷重21t，卷取箱工艺能应急轧制线事故、减少坯料头尾温差、清除带钢表面铁皮、提高精轧机组轧制稳定性，
(6)精轧工艺
坯料经双圆弧剪刃的切头飞剪切头成圆弧型后进入由6架四辊轧机组成的精轧机组，第1～6架轧机支承辊采用油膜轴承， 第4与第5架轧机具有液压AGC功能，第3～6架设有弯辊和串辊装置，1～2、2～3、3～4机架间有带钢冷却装置，
工作辊直径：1～2架，700～640mm，
3～6架，665～615mm
支承辊直径：1550～1400mm，
最大轧制力：25000kN，
主电动机功率：DC3500kW×6
最大轧制速度10.2m/s，
工作辊弯辊：弯辊力＜1200kN，
工作辊串辊：行程±150mm，
AGC液压系统：行程30mm，
精轧入口温度1000～1100℃，
精轧出口温度800～900℃，
飞剪切尾成反圆弧状尾部，减少精轧机后产生鱼尾形，便于整齐卷取，提高带卷成型外观，
(7)带钢层流冷却工艺
装置全长72m，设20组冷却集管，通过计算机控制层流开闭，使带钢轧后获得良好的机械性能，带钢卷取控制温度500～800℃±20℃，通过5组高压水箱，稳定各组冷却集管压力流量稳定，层流冷却水量6400m3/h，压力为0.03MPa～0.05MPa，侧喷水压力1.0MPa。
2、根据权利要求1所述的中薄板坯连铸连轧板卷的生产方法，其特征在于：中薄板坯连铸机与步进式加热炉采取紧凑式布置，连铸的出坯辊道就是加热炉的上料辊道。
3、根据权利要求1所述的中薄板坯连铸连轧板卷的生产方法，其特征在于：采用两座加热炉交替出钢的小交叉工艺方法。
4、根据权利要求1所述的中薄板坯连铸连轧板卷的生产方法，其特征在于：带钢层流冷却工艺采用液压3助卷辊地下卷取机，卷取厚度1.5～13.0mm，
卷取宽度900～1550mm，
最大卷重24t，
钢卷内径762mm，
钢卷外径1150～2100mm，
卷取速度最大16m/s，
卷筒直径Φ762mm，
主电机容量DC700kW，
助卷辊直径Φ380mm三辊式，
电机容量50kW，
夹送辊直径：上辊Φ900mm，
下辊Φ400mm，
电动机容量：上辊300kW
下辊300kW。
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