經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益:
據(jù)統(tǒng)計(jì),采用薄板坯連鑄連軋工藝生產(chǎn)的鋼產(chǎn)量接近于世界熱軋帶鋼總量的15%。最近幾年內(nèi),新鋼廠數(shù)量增加主要是因?yàn)閬喼薜匿摬男枨罅靠焖僭鲩L(zhǎng)。采用薄板坯連鑄連軋工藝的鋼廠迅速增多的原因之一是與傳統(tǒng)工藝相比具有經(jīng)濟(jì)和生態(tài)方面的優(yōu)勢(shì)。考慮到可能的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),必須對(duì)投資費(fèi)用、能耗和產(chǎn)量/人力比三個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估,一些優(yōu)勢(shì)簡(jiǎn)述如下:
(1)降低與傳統(tǒng)鋼廠相關(guān)的大型連鑄機(jī)、均熱爐以及粗軋機(jī)的投資費(fèi)用。
(2)能量輸入僅為傳統(tǒng)工藝的25%~30%左右。有關(guān)研究表明,在所有的鋼鐵生產(chǎn)工藝中以及用廢鋼煉鋼的電爐法中,所需能耗是最低的,從50mm厚度的薄板坯最終軋制成2mm的厚度,所需的能量為傳統(tǒng)工藝(高爐和加熱254mm厚的板坯)的六分之一左右。
(3)成本比傳統(tǒng)的聯(lián)合鋼廠大大降低:噸鋼成本比聯(lián)合鋼廠的1~2工時(shí)低0.36工時(shí)。這是由于薄板坯連鑄連軋工藝自動(dòng)化程度比傳統(tǒng)工藝高的緣故。
(4)薄板坯從連鑄機(jī)出來(lái)到產(chǎn)品卷取成卷不超過30min。相比之下,在傳統(tǒng)的聯(lián)合鋼廠板坯的冷卻往往需要數(shù)天的時(shí)間(有時(shí)在加熱和熱軋之前還要儲(chǔ)存很長(zhǎng)時(shí)間;有的鋼廠的連鑄和軋制還不在同一地點(diǎn))。
(5)采用薄板坯連鑄連軋工藝,連鑄和卷取距離小,占用空間小。
在生態(tài)優(yōu)勢(shì)上還必須考慮以下幾個(gè)方面:
(1)采用電爐供應(yīng)鋼水,環(huán)境優(yōu)勢(shì)在于使用廢鋼煉鋼。采用薄板坯連鑄連軋工藝,噸鋼溫室氣體排放量比傳統(tǒng)聯(lián)合鋼廠降低0.14~0.2t。
(2)降低能耗具有直接的生態(tài)效益,例如在熱軋時(shí)的二氧化碳排放量,采用傳統(tǒng)工藝(加熱、軋制250mm厚度的板坯)的能耗要比采用50mm厚的薄板坯直接軋制高2倍。
薄板坯連鑄連軋工藝與傳統(tǒng)軋制工藝的差別
與傳統(tǒng)軋制工藝相比,例如與傳統(tǒng)的控制軋制(CCR)相比,薄板坯連鑄連軋工藝有很多變化,重大的變化如下:
(1)凝固時(shí)中心偏析較小,夾雜物尺寸較?。趟俾屎投文汤鋮s速率較高)。
(2)薄板坯在進(jìn)入精軋機(jī)前的溫度分布均勻,熱軋帶鋼的力學(xué)性能穩(wěn)定。
(3)熱軋前的鑄態(tài)奧氏體晶粒粗大,與冷軋或熱裝相比,直接裝料軋制沒有奧氏體-鐵素體(冷軋時(shí))和鐵素體-奧氏體(加熱時(shí))相變,軋制前的顯微組織得以細(xì)化。
(4)氮含量和殘余元素含量較高(采用電爐廢鋼煉鋼法)。
(5)熱軋的總壓下量較小。
(6)某些薄板坯連鑄連軋工藝無(wú)法澆鑄碳含量為0.09%~0.17%的包晶鋼(主要取決于結(jié)晶器的幾何形狀及板坯厚度)。
在熱機(jī)械過程中,所有這些特性將對(duì)微合金化元素的性能產(chǎn)生重大的影響。圖1所示為薄板坯連鑄連軋工藝的主要階段(考慮到相應(yīng)的CSP工藝的布置)以及微合金化中相應(yīng)的顯微組織的變化。同樣,在合金化中也會(huì)出現(xiàn)某些問題。其中,軋制前由于過早的析出而造成微合金化效率損失,可能會(huì)造成最終產(chǎn)品的表面缺陷和顯微組織不均勻。為了將這些問題減小到最低限度,對(duì)每種工藝、有別于傳統(tǒng)工藝的專項(xiàng)解決方案,必須選擇適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)成分、工藝參數(shù)。此外,采用微合金化的薄板坯連鑄連軋工藝還要考慮以下兩個(gè)方面:
(1)優(yōu)化微合金化添加劑,降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
(2)傳統(tǒng)鋼廠采用薄板坯連鑄連軋工藝生產(chǎn)開發(fā)新鋼種或者新厚度中應(yīng)用微合金化技術(shù)的作用。
(來(lái)源:壓力加工)