CN208542737U - 一种低碳钢连铸连轧生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低碳钢连铸连轧生产线，应用在钢铁轧制技术领域，包括依次通过辊道连接的板坯连铸机、高压水粗除鳞装置、粗轧机组、摆剪、推出及垛板装置、转鼓飞剪、废料去除装置、感应加热炉、高压水精除鳞装置、中间轧制机架、中间水冷装置、精轧机组、层流冷却装置、高速飞剪和卷取机；精轧机组包括四个精轧机架，中间轧制机架与第一个精轧机架中心线间距L为10m～20m。本实用新型以合理的产线布置，保证了铁素体轧制低温开轧和高温卷取的要求；保证足够的精轧总压下率；使带钢在进入精轧前完成奥氏体向铁素体的完全转变，精轧在铁素体区进行，从而实现了真正意义的连铸连轧生产线铁素体轧制。

Description

一种低碳钢连铸连轧生产线

技术领域

本实用新型属于钢铁轧制技术领域，具体涉及一种低碳钢连铸连轧生产线。

背景技术

1986年德国西马克公司成功地进行薄板坯连铸机试验，1989年美国纽克钢公司在印第安那州的克劳福兹维尔建成了世界上第一个CSP车间，标志着薄板坯连铸连轧技术投入了工业生产。此后，世界各钢铁/工程公司不断开发出新的薄板坯连铸连轧技术，如德国德马克公司的ISP技术、奥地利奥钢联公司的CONROLL技术、日本住友公司的QSP技术、意大利达涅利公司的FTSR技术、意大利阿维迪公司的ESP技术以及中国鞍钢的ASP技术。其中CSP技术应用最为普及，约占全球50％以上的市场份额。而ESP则是最新的带钢无头连铸连轧工艺。

薄板坯连铸连轧技术以其流程紧凑、高效、节能及具有生产薄规格、高强度等高附加值产品上的优势，不仅对于建设节能型和环保型社会十分有利，作为未来钢铁冶金技术的发展趋势，其与传统热连轧相比更突出的优势在于，短流程连铸连轧技术可以生产传统热连轧难以生产的薄规格带钢。

薄板坯连铸连轧是获得薄规格和超薄规格热轧板的主要生产手段，我国有世界上最完整齐全的薄板坯连铸连轧生产线，理应成为该技术发展的引领者，但随着产线投产时间越来越长，一些生产线设备故障明显增加；受传统热连轧机组和新技术的市场冲击，产品效益有所下降；且原有生产线设计的产品功能不完善，企业需要面临技术改造升级的需求，而改造的主要内容，应围绕改善产品质量、提升产品档次和降低生产成本、提高环保性能为主。

铁素体轧制技术即相变控制轧制，是近几年发展起来的一种新的轧制工艺，逐渐被用来生产超薄规格热轧钢板以替代传统的冷轧+退火工艺。这一新技术拥有诸多优点，例如其轧制温度低，有利于节约能源；表面质量好，有利于产品的以热代冷；如果生产冷轧基板，还有利于冷轧降低成本等。我国多条生产线具备铁素体轧制的基础条件，但基本没有实现该功能。

将铁素体轧制技术运用于连铸连轧生产线，具有以下特点：产线结构布置紧凑，工艺流程简短，投资少；采用连铸连轧技术，减少头尾切损，提高产量和增加效率；结合铁素体轧制技术，改善产品表面质量和成型性能，低温轧制节约能源和降低生产成本等。目前，有一些将铁素体轧制应用于连铸连轧生产线的相关专利，但其在实现真正意义的铁素体轧制方面仍存在：1、温度控制能力不足；2、精轧总压下率不够；3、铁素体转变不充分等问题，产生的原因如下：1、铁素体轧制要求低温开轧高温卷取，现有的连铸连轧生产线精轧机组通常连续并列布置为5～7个机架，这样布置无法同时满足铁素体轧制的温度控制(低温开轧高温卷取)和精轧总压下率控制(55％～75％)两个要求，如果为了保证低温开轧和足够的总压下率，则经过5～7机架精轧后带钢温降过大，无法保证出口温度和卷取温度要求，如果保证5～7个机架轧制时低温开轧和高温卷取要求，则需要控制轧制过程中的温降，连铸连轧生产线的速度整体稳定(从连铸到卷取全线连贯)，无法通过提高局部轧制速度控制温降，只能通过减少机架数量缩减带钢在空气中运行的距离来降低温降，而减少机架数量会使精轧总压下率降低，从而影响产品性能；2、目前的连铸连轧生产线结构布置紧凑，没有给奥氏体向铁素体转变留出转变时间，使精轧不能完全在铁素体区进行，也会影响最终产品性能。

另外，从目前中国环保和钢铁释放产能压力来看，有必要研究出一种新的低碳钢连铸连轧生产线及其生产工艺，以保证产品的质量，推动连铸连轧生产线铁素体轧制的工业化应用。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种低碳钢连铸连轧生产线，以合理的产线布置，实现：1、合理控制精轧温度，低温开轧高温卷取，实现铁素体轧制；2、保证足够的精轧压下率；3、使带钢在进入精轧前完成奥氏体向铁素体的完全转变，保证精轧在铁素体区进行，从而实现真正意义的连铸连轧生产线铁素体轧制。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种低碳钢连铸连轧生产线，包括依次通过辊道连接的板坯连铸机、高压水粗除鳞装置、粗轧机组、摆剪、推出及垛板装置、转鼓飞剪、废料去除装置、感应加热炉、高压水精除鳞装置、中间轧制机架、中间水冷装置、精轧机组、层流冷却装置、高速飞剪和卷取机；所述精轧机组包括四个精轧机架，四个精轧机架的设置既满足了铁素体轧制对精轧总压下率(55％～75％)的要求，其间距又可以实现低温开轧后对出口温度和卷取温度的要求，同时满足了铁素体轧制的温度控制和精轧总压下率控制两个要求；中间轧制机架可以对带钢进行厚度减薄，再通过四个精轧机架轧制达到产品目标厚度的要求；所述中间轧制机架与第一个精轧机架中心线间距L为10m～20m，两机架间设有中间水冷装置，通过水冷使带钢温度冷却至奥氏体向铁素体转变区域，中间轧制机架与精轧第一机架间距的设置使带钢有足够的时间从奥氏体逐渐转变为铁素体，使带钢在进入精轧前完成奥氏体向铁素体的转变，精轧在铁素体区进行。

优选的，所述粗轧机组包括三个粗轧机架。

优选的，距离L为15m。

同时公开一种使用上述低碳钢连铸连轧生产线的生产工艺，包括以下步骤：连铸成坯→高压水粗除鳞→粗轧机组粗轧→摆剪剪切→推出及垛板→转鼓飞剪剪切→废料去除→感应加热→高压水精除鳞→中间轧制→中间水冷→精轧机组轧制→层流冷却→高速飞剪分卷→卷取机卷取。

优选的，所述中间轧制入口温度为950℃～1000℃。

优选的，所述精轧机组轧制入口温度为830℃～870℃。

优选的，所述精轧机组轧制出口温度为740℃～780℃。

优选的，所述精轧机组累计压下率为55％～75％。

优选的，所述卷取机卷取的温度为650℃～680℃。

优选的，所述高压水粗除鳞和高压水精除鳞的水压力为18MPa～22MPa。

优选的，所述连铸成坯步骤的铸坯化学成分质量百分比分别为：C≤0.05％、Mn≤0.1％、Si≤0.05％、P≤0.015％、S≤0.003％、Als≤0.05％、余量为Fe和杂质。

优选的，所述粗轧机组粗轧入口温度为980℃～1030℃，所述感应加热出口温度为980℃～1030℃，所述板坯连铸机连铸拉速4m/min～7m/min，铸坯厚度为70mm～110mm。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型基于薄板坯连铸连轧和铁素体轧制相结合的轧制技术，通过在粗轧机组和精轧机组之间设置一台中间轧制机架，中间轧制机架与第一个精轧机架的中心线间距为10m～20m，两机架间设置中间水冷装置，再采用四机架精轧。中间轧制机架先对带钢进行厚度减薄，再通过四个精轧机架轧制达到产品目标厚度的要求；四个精轧机架的设置可以同时满足铁素体轧制的温度控制(低温开轧高温卷取)和精轧总压下率控制(55％～75％)两个要求；中间轧制与精轧机架间的中间水冷装置使带钢温度冷却至奥氏体向铁素体转变区域，而中间轧制机架与精轧第一机架间距的设置使带钢有足够的时间从奥氏体逐渐转变为铁素体，带钢在进入精轧机前完成奥氏体向铁素体的转变，精轧在铁素体区进行。从而既保证了铁素体轧制低温开轧和高温卷取的要求，又满足了铁素体轧制对精轧总压下率(55％～75％)的要求，还考虑了奥氏体向铁素体相变过程对时间的要求，实现了真正意义的铁素体轧制，对于推动连铸连轧和铁素体轧制的工业化应用具有重要的意义。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：

图1为本实用新型一种低碳钢连铸连轧生产线布置图。

附图中标记如下：板坯连铸机1、高压水粗除鳞装置2、粗轧机组3、粗轧机架31、摆剪4、推出及垛板装置5、转鼓飞剪6、废料去除装置7、感应加热炉8、高压水精除鳞装置9、中间轧制机架10、中间水冷装置11、精轧机组12、精轧机架121、层流冷却装置13、高速飞剪14、卷取机15。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。

一种低碳钢连铸连轧生产线，包括依次通过辊道连接的板坯连铸机1、高压水粗除鳞装置2、粗轧机组3、摆剪4、推出及垛板装置5、转鼓飞剪6、废料去除装置7、感应加热炉8、高压水精除鳞装置9、中间轧制机架10、中间水冷装置11、精轧机组12、层流冷却装置13、高速飞剪14和卷取机15；所述粗轧机组3包括三个粗轧机架31；所述精轧机组12包括四个精轧机架121，所述中间轧制机架10与第一个精轧机架121中心线间距L为10m～20m。

传统生产线通常连续并列布置5～7个精轧机架121以获得产品的目标组织和厚度，并且粗轧与精轧之间没有设置中间轧制机架10以及中间水冷装置11。相比而言，本实用新型的主要创新点就在于：将连铸连轧和铁素体轧制技术相结合，在传统的粗轧机组3与精轧机组12之间设置一个中间轧制机架10，四个精轧机架121同时满足了铁素体轧制的温度控制(低温开轧高温卷取)和精轧总压下率控制(55％～75％)两个要求。中间轧制机架10和与其最近的精轧机架121之间设置中间水冷装置11，并保持距离L为10m～20m。在实用新型提供的生产线中，粗轧后的带钢首先通过中间轧制机架10进行厚度减薄，再通过中间水冷装置11使带钢温度冷却至奥氏体向铁素体转变区域，L为10m～20m的间距设置使带钢具有足够的时间从奥氏体逐渐转变为铁素体，使带钢在进入精轧前完成奥氏体向铁素体的转变，精轧能够完全在铁素体区进行，并保证精轧累计压下率＞55％。

下面将结合两个实施例对本实用新型技术方案进行说明：

实施例一

低碳钢铸坯原材料化学成分质量百分比分别为：C：0.04％，Mn：0.07％，Si：0.03％，P：0.012％，S：0.002％，Als：0.022％，余量为Fe和杂质，将所述原材料进行冶炼后在连铸机内浇铸成坯，连铸拉速5.5m/min，连铸坯厚度90mm。

将连铸出口的铸坯采用20MPa的高压水粗除鳞，再进入粗轧机组轧制，粗轧入口温度为1010℃，再依次进行摆剪、推出及垛板、转鼓飞剪、废料去除等装置，然后进入感应加热炉8加热，感应加热出口温度控制为1010℃，再采用20MPa的高压水精除鳞，随后进入中间轧制机架10，中间轧制入口温度为970℃，然后通过中间水冷装置11进行冷却，使带钢温度冷却至奥氏体向铁素体转变区域，中间轧制机架与精轧第一机架中心点间距为15m，可使带钢有足够的时间从奥氏体逐渐转变为铁素体，使带钢在进入精轧机前完成奥氏体向铁素体的转变，精轧在铁素体区进行。精轧机组轧制入口温度为850℃，通过中间水冷装置调控得到。精轧机组轧制出口温度为750℃。精轧累计压下率为70％，带钢具有足够的变形储存能，促进再结晶形核并长大，从而获得均匀、粗大的铁素体晶粒，使产品有更好的成型性。四个精轧机架的设置同时满足了铁素体轧制的温度控制(低温开轧高温卷取)和精轧总压下率控制(55％～75％)两个要求。精轧完成后迅速经过层流冷却和飞剪分卷后，在680℃卷取，温度通过层流冷却装置控制。

本实施例中带钢成品厚度1.2mm，抗拉强度317MPa，屈服强度201MPa，屈强比0.63，伸长率42.3％。因此，采用本实用新型中的生产线布置及工艺参数选择，可获得性能优异的产品。

实施例二

低碳钢铸坯原材料化学成分质量百分比分别为：C：0.013％，Mn：0.08％，Si：0.03％，P：0.013％，S：0.001％，Als：0.028％，余量为Fe和杂质，将所述原材料进行冶炼后在连铸机内浇铸成坯，连铸拉速5.5m/min，连铸坯厚度90mm。

将连铸出口的铸坯采用20MPa的高压水粗除鳞，再进入粗轧机组轧制，粗轧入口温度为1010℃，再依次进行摆剪、推出及垛板、转鼓飞剪、废料去除等装置，然后进入感应加热炉8加热，感应加热出口温度控制为1010℃，再采用20MPa的高压水精除鳞，随后进入中间轧制机架10，中间轧制入口温度为960℃，然后通过中间水冷装置11进行冷却，使带钢温度冷却至奥氏体向铁素体转变区域，中间轧制机架与精轧第一机架中心点间距为15m，可使带钢有足够的时间从奥氏体逐渐转变为铁素体，使带钢在进入精轧机前完成奥氏体向铁素体的转变，精轧在铁素体区进行。精轧机组轧制入口温度为860℃，通过中间水冷装置调控得到。精轧机组轧制出口温度为760℃。精轧累计压下率为71％，带钢具有足够的变形储存能，促进再结晶形核并长大，从而获得均匀、粗大的铁素体晶粒，使产品有更好的成型性。四个精轧机架的设置同时满足了铁素体轧制的温度控制(低温开轧高温卷取)和精轧总压下率控制(55％～75％)两个要求。精轧完成后迅速经过层流冷却和飞剪分卷后，在680℃卷取，温度通过层流冷却装置控制。

本实施例中带钢成品厚度1.2mm，抗拉强度304MPa，屈服强度188MPa，屈强比0.62，伸长率41.8％。因此，采用本实用新型中的生产线布置及工艺参数选择，可获得性能优异的产品。

通过以上实施例可以看出，本实用新型所述低碳钢连铸连轧生产线及生产方法，通过中间轧制机架和四个精轧机架的设置，中间轧制机架与精轧机第一机架间距设置，以及精轧机第一机架前中间水冷的设置，既保证了铁素体轧制低温开轧和高温卷取的要求，又满足了铁素体轧制对精轧压下率(55％～75％)的要求，还考虑了奥氏体向铁素体相变过程对时间的要求，实现了真正意义的铁素体轧制，能生产成型性能较好的产品。该生产线除具有上述优势外，还具有结构布置紧凑，工艺流程简短，投资少；采用连铸连轧技术，减少头尾切损，提高产量和增加效率；结合铁素体轧制技术，改善产品表面质量和成型性能，低温轧制节约能源和降低生产成本等优势。对于推动连铸连轧和铁素体轧制的工业化应用具有重要的意义。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。

Claims (3)

1.一种低碳钢连铸连轧生产线，其特征在于：包括依次通过辊道连接的板坯连铸机、高压水粗除鳞装置、粗轧机组、摆剪、推出及垛板装置、转鼓飞剪、废料去除装置、感应加热炉、高压水精除鳞装置、中间轧制机架、中间水冷装置、精轧机组、层流冷却装置、高速飞剪和卷取机；所述精轧机组包括四个精轧机架；所述中间轧制机架与第一个精轧机架中心线间距L为10m～20m；所述中间轧制机架和精轧机组之间设有中间水冷装置，通过水冷使带钢温度冷却至奥氏体向铁素体转变区域，中间轧制机架与精轧机组的第一个精轧机架间距的设置使带钢有足够的时间从奥氏体逐渐转变为铁素体，使带钢在进入精轧前完成奥氏体向铁素体的转变，精轧在铁素体区进行。

2.根据权利要求1所述的低碳钢连铸连轧生产线，其特征在于：所述粗轧机组包括三个粗轧机架。

3.根据权利要求1所述的低碳钢连铸连轧生产线，其特征在于：所述间距L为15m。