薄板坯連鑄連軋(TSDR)是冶金工業(yè)中最重要的技術(shù)之一。自從1989年美國紐柯鋼鐵公司將此項技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)以來,此技術(shù)得到廣泛的利用和發(fā)展,并已日臻成熟。目前,一臺薄板坯連鑄機的生產(chǎn)能力已達到90~200萬t/a。隨著CSP技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)開發(fā)出不同的連鑄連軋技術(shù),其中主要是依據(jù)板坯的不同厚度。傳統(tǒng)連鑄法生產(chǎn)的板坯厚度為200~300mm。采用近終形連鑄技術(shù)生產(chǎn)扁平材,其鑄坯厚度如下:
薄板坯:40~125mm
厚帶鋼:8~25mm
帶鋼:1~8mm
薄帶鋼:<1mm
一些人認(rèn)為薄板坯的厚度限于40~90mm,而厚度在90~150mm的板坯應(yīng)定義為中厚板坯。1990年以來,在生產(chǎn)低碳高強度低合金鋼的薄板坯連鑄連軋技術(shù)中采用了微合金化技術(shù),其工藝特點與傳統(tǒng)技術(shù)有很大的區(qū)別。
薄板坯連鑄連軋的類型
CSP工藝最先由SMS公司設(shè)計和開發(fā),但在近年來派生出大量的不同方法,并已有很多改進。在各種不同的薄板坯技術(shù)中,CSP工藝經(jīng)歷了不同的變化和發(fā)展,全世界已有超過44臺的連鑄機采用TSDR工藝進行生產(chǎn),約占連鑄連軋法的60%~70%。所有的TSDR工藝采用的一些設(shè)備是共同的,例如擺式剪、高壓除鱗機、液壓厚度控制和可依據(jù)不同的鋼種采用不同的冷卻方法的層流冷卻線。為了減少中心疏松和偏析、提高生產(chǎn)率,某些鋼廠采用液芯壓下,在板坯連鑄機的輕壓下時施加機械壓力。不同TSDR的主要特點如原創(chuàng)表1所示,現(xiàn)簡述如下:
(1)緊湊式帶鋼生產(chǎn)(CSP):CSP工藝的主要特點之一是采用漏斗型結(jié)晶器和大口徑浸入式水口。薄板坯初生坯殼厚度為50mm,一經(jīng)定尺切割即被送進長約200m的隧道爐中,在送入精軋機之前進行均質(zhì)、均熱。起初,紐柯鋼鐵公司的軋機是5機架,現(xiàn)在趨勢是再增加1~2個機架或者更多。
(2)在線帶鋼生產(chǎn)工藝(ISP):采用此工藝的連鑄機有一個平板型結(jié)晶器,薄板坯的厚度為60~80mm,在連鑄過程中采用輕壓下技術(shù)。薄板坯直接送入3機架軋機,軋制到預(yù)定的厚度(15~25mm)。鑄坯在感應(yīng)式加熱爐中加熱,并用一臺雙卷箱式爐卷取,此爐稱作Cremona爐。帶鋼在精軋機入口外開卷。這種布置所需的空間要比采用薄板坯連鑄連軋工藝的隧道爐小得多。
(3)Conroll(連鑄連軋):此工藝采用平板型結(jié)晶器,中厚板坯的厚度為70~80mm,在進入精軋機之前,送入加熱爐加熱。最初應(yīng)用于不銹鋼的生產(chǎn)。后來所建生產(chǎn)線生產(chǎn)的中厚板坯的厚度為100~15mm,并與1~2機架粗軋機和5~7機架精軋機相連接。
(4)靈活型薄板坯連鑄工藝(fTSC):此工藝的特點是結(jié)晶器為平板型設(shè)計,可生產(chǎn)包晶鋼,經(jīng)液芯輕壓下和粗軋后,送至加熱傳送臺,以避免在板坯送入精軋機之前有過多的溫度損失。
(5)優(yōu)質(zhì)帶鋼生產(chǎn)工藝:此工藝是在平板型結(jié)晶器的基礎(chǔ)上開發(fā)的,其優(yōu)點是可以澆注包晶鋼。板坯厚度約為90~110mm。據(jù)報道,采用這種設(shè)計,拉坯速度高于CSP工藝。
此后,TSDR工藝的發(fā)展包括半無頭軋制工藝,旨在生產(chǎn)超薄規(guī)格(0.8mm)以及提高生產(chǎn)率。采用此工藝,送入軋機的板坯長度大大增加,帶鋼可根據(jù)終卷的尺寸定尺切割。所需的隧道爐長于傳統(tǒng)工藝(大于300mm),大大減少了軋制薄規(guī)格所產(chǎn)生的相關(guān)問題,如帶鋼的頭尾不穩(wěn)、軋制過程中薄帶鋼對軋輥的損傷、潤滑問題等)。
如原創(chuàng)表1所示,不同板坯的厚度范圍較大,目前對板坯的較為理想的厚度仍在討論之中。最近,有報告指出,板坯的厚度應(yīng)當(dāng)考慮與生產(chǎn)成本、資金和產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)的各個方面,例如:加大壓下量以改變鑄態(tài)組織;減少有缺陷的表面面積;加大容量,改善流動條件;通過除鱗減小表面和產(chǎn)量損失等。必須注意的是,在澆注厚度較大(大于60~70mm)的薄板坯時,應(yīng)采用液芯輕壓下技術(shù)。
(來源:壓力加工)