CSP連鑄工藝-冷軋-中板工藝

馬鋼第一鋼軋總廠

人力資源部陳德武

1、CSP連鑄工藝簡(jiǎn)介2、冷軋工藝簡(jiǎn)介3、中板工藝簡(jiǎn)介4、實(shí)習(xí)安全注意事項(xiàng)1、CSP連鑄工藝簡(jiǎn)介

compactstripplant

連鑄主要功能：將液態(tài)的鋼水，在本工序通過(guò)一次二次冷卻成固態(tài)鋼坯。連鑄主要原理：將鋼水流入到通水冷卻的結(jié)晶器銅管里冷卻形成具有一定坯殼厚度的鑄坯，出結(jié)晶器后，再通過(guò)直接噴水到鑄坯表面、輻射、設(shè)備冷卻等方式進(jìn)一步冷卻，將帶走未凝固鋼水及凝固后鑄坯的熱量，使未凝固的鋼水繼續(xù)凝固，已凝固的鋼水降低溫度。連鑄主要任務(wù)

通過(guò)合理的冷卻制度及相關(guān)工藝制度，把鋼水凝固成組織致密、低倍組織中無(wú)裂紋，無(wú)嚴(yán)重中心疏松、中心縮孔和中心偏析鋼坯。CSP連鑄主要生產(chǎn)鋼種

冷軋基料SPHC、SPHD；普通碳素結(jié)構(gòu)鋼SS400；花紋板HQ235；集裝箱板SPA-H；高強(qiáng)火車(chē)車(chē)箱板09CuPNiCr、Q450NQR1；汽車(chē)大梁鋼M510L；管線鋼X52、X60；無(wú)取向電工鋼MGW1300、MGW800、MGW600、MGW350等。CSP連鑄機(jī)主要裝備示意圖鑄機(jī)簡(jiǎn)介：機(jī)型：立彎式連鑄機(jī)頂彎半徑：3.25m鑄機(jī)冶金長(zhǎng)度：9705mm中間包設(shè)計(jì)容量：36t結(jié)晶器斷面：900~1600×90mm/72mm結(jié)晶器型式：漏斗型直結(jié)晶器結(jié)晶器長(zhǎng)度：1100mm振動(dòng)臺(tái)：液壓振動(dòng)扇形段：4個(gè)，二冷為全水冷卻拉速（鑄坯厚度70mm）：3~5m/min連鑄機(jī)工藝流程

鑄坯裂紋是影響連鑄機(jī)產(chǎn)量和鑄坯質(zhì)量的主要缺陷。據(jù)統(tǒng)計(jì)鑄坯各類缺陷中的50％為裂紋。鑄坯出現(xiàn)裂紋，重者會(huì)導(dǎo)致漏鋼和廢品，輕者需進(jìn)行精整。帶液芯的鑄坯在連鑄機(jī)內(nèi)運(yùn)行和凝固過(guò)程中為什么會(huì)產(chǎn)生裂紋，這是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題。當(dāng)外力作用于帶液芯的坯殼上，究竟是否產(chǎn)生裂紋決定于鋼的高溫力學(xué)行為、凝固的冶金行為和鑄機(jī)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。就裂紋而言，可分為鑄坯表面裂紋和鑄坯內(nèi)部裂紋兩類。如圖1表示連鑄坯常見(jiàn)的表面裂紋類型。

表面裂紋表面裂紋

圖1鑄坯表面裂紋類型1－橫向角部裂紋2－縱向角部裂紋3－橫裂紋4－寬面縱向裂紋5－網(wǎng)狀裂紋6－深振痕下面就連鑄坯表面縱裂紋和橫裂紋產(chǎn)生的原因及其防止措施做一簡(jiǎn)要評(píng)述。鑄坯表面縱裂紋表面縱裂紋鑄坯縱向裂紋照片鑄坯縱向裂紋橫斷面放大照片

鑄坯表面縱裂紋表面縱裂紋一般有以下特征：（1）產(chǎn)生縱裂紋的表面常伴有凹陷，縱裂紋的嚴(yán)重性與表面凹陷相對(duì)應(yīng)。（2）裂紋沿樹(shù)枝晶干方向擴(kuò)展。（3）裂紋內(nèi)發(fā)現(xiàn)有硅、鈣、鋁等元素的夾雜物。（4）在裂紋邊緣出現(xiàn)有一定的脫碳層，說(shuō)明裂紋是在高溫下形成擴(kuò)展的。鑄坯表面縱裂紋表面縱裂紋產(chǎn)生的原因◆板坯橫斷面低倍檢驗(yàn)指出，縱裂紋起源于激冷層薄弱處?！艚Y(jié)晶器的模擬試驗(yàn)指出，縱裂紋起源于結(jié)晶器的彎月面區(qū)（幾十mm到150mm）周邊坯殼厚度薄弱處。這說(shuō)明縱裂紋起源于結(jié)晶器的彎月面區(qū)初生凝固殼厚度的不均勻性。由于受力的作用：（1）板坯凝固殼四周溫度不均勻而產(chǎn)生的收縮力。（2）板坯收縮由鋼水靜壓力產(chǎn)生的鼓脹力。（3）寬度收縮受側(cè)面約束產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。

這些力的的綜合作用在坯殼上，當(dāng)張應(yīng)力超過(guò)鋼的高溫允許的強(qiáng)度，則就在坯殼薄弱處萌生裂紋，出結(jié)晶器后在二冷區(qū)繼續(xù)擴(kuò)展。鑄坯表面縱裂紋結(jié)晶器銅板質(zhì)量寬面銅板表面龜裂（圖2-13）影響鑄坯和結(jié)晶器之間的間隙不均勻性會(huì)導(dǎo)致摩擦力的變化使各處受力不同而易產(chǎn)生鑄坯縱裂，導(dǎo)致鑄坯和結(jié)晶器之間流入液渣不均勻造成的傳熱不均也易產(chǎn)生鑄坯縱裂結(jié)晶器下口窄面銅板磨損，窄面銅板不能夠?qū)ε鳉ぬ峁┯行У闹?，鑄坯就容易發(fā)生縱裂。圖2-13結(jié)晶器寬面銅板龜裂鑄坯表面縱裂紋結(jié)晶器振動(dòng)適當(dāng)加大負(fù)滑脫量，保證坯殼愈合，降低縱裂振動(dòng)偏差大，板坯表面縱裂升高結(jié)晶器鋼液流動(dòng)水口對(duì)中，防止產(chǎn)生偏流；水口材質(zhì)浸蝕，出口流股不對(duì)稱，造成偏流。水口插入深度合適水口結(jié)構(gòu)鑄坯表面縱裂紋防止薄板坯表面縱裂紋措施

防止縱裂紋產(chǎn)生的根本措施，就是使結(jié)晶器彎月面區(qū)域坯殼生長(zhǎng)厚度均勻。（1）結(jié)晶器初始坯殼均勻生長(zhǎng)熱頂結(jié)晶器結(jié)晶器弱冷合適結(jié)晶器錐度良好的結(jié)晶器銅板表面鑄坯表面縱裂紋（2）結(jié)晶器鋼水流動(dòng)的合理性

液面波動(dòng)＜±3mm浸入式水口對(duì)中，防止偏流合理的浸入式水口設(shè)計(jì)（合適的出口直徑，傾角）合適的水口插入深度（3）結(jié)晶器振動(dòng)

合適的負(fù)滑脫時(shí)間tN合適的頻率和振幅防止振動(dòng)偏差(縱向，橫向<0.2mm)鑄坯表面縱裂紋（4）合適的保護(hù)渣選用保護(hù)渣的原則是：*摩擦力控制小*低熔點(diǎn)*低粘度*低堿度（玻璃性）除設(shè)計(jì)合適的保護(hù)渣組成和熔化性能外，在生產(chǎn)上，薄板坯根據(jù)澆注鋼種和拉速，控制好：η·v（粘度·拉速）＝3～5P·m/min結(jié)晶器鋼液面上液渣層厚度6~9mm合適渣子消耗（0.3～0.5kg/t）鑄坯表面縱裂紋（5）出結(jié)晶器鑄坯運(yùn)行

結(jié)晶器與扇形段的對(duì)弧準(zhǔn)確二次冷卻均勻（6）鋼水質(zhì)量鋼中S<0.010%，Mn/S>30殘余元素Cu、Sn控制<0.1%C控制避開(kāi)0.07~0.16%控制好鋼水中夾雜物鑄坯表面橫裂紋表面橫裂紋特征橫裂紋可位于鑄坯面部或棱邊橫裂紋與振痕共生，深度2～4mm，可達(dá)7mm，裂紋深處生成FeO，不易剝落。振痕深，柱狀晶異常，形成元素的偏析層，軋制板上留下花紋狀缺陷。鑄坯表面橫裂紋控制板坯加熱溫度如果在加熱爐中板坯停留時(shí)間短或是加熱溫度低，澆注過(guò)程析出的第二相質(zhì)點(diǎn)不可能溶解，在軋制過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。

鑄坯表面橫裂紋防止薄板坯橫裂紋措施（1）控制鋼水中N含量（2）合適的二次冷卻水量根據(jù)鋼種不同,二冷配水量分布應(yīng)使鑄坯表面溫度分布均勻,應(yīng)盡量減少鑄坯表面和邊部溫度差。采用動(dòng)態(tài)二冷配水模型。（3）合適保護(hù)渣保護(hù)渣用量和粘度,既要滿足減淺振痕,又要防止坯殼粘結(jié).最少0.3kg/t。（4）合適的結(jié)晶器錐度，減小鑄坯與結(jié)晶器銅板間的摩擦力（5）合適鑄坯轎直溫度，以避開(kāi)脆性區(qū)。（6）矯直輥水平度管理（7）合理的加熱制度2、冷軋工藝簡(jiǎn)介冷軋分廠是在原初軋基礎(chǔ)上改造而來(lái)，于2004年2月投產(chǎn)。主生產(chǎn)線線冷軋機(jī)組設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為152.8萬(wàn)噸/年，是國(guó)內(nèi)第一條原料全部由CSP熱軋?zhí)峁┑纳a(chǎn)線，也是第一條批量生產(chǎn)低牌號(hào)電工鋼的連軋生產(chǎn)線。產(chǎn)品主要應(yīng)用于建筑、輕工、機(jī)械制造行業(yè)以及部分家電、汽車(chē)用板。截止目前已經(jīng)生產(chǎn)各類冷軋板860萬(wàn)噸冷軋工藝簡(jiǎn)介冷軋分廠由酸洗連軋機(jī)組、磨輥間、酸再生－脫鹽水三大部分組成。酸洗－冷連軋機(jī)組為罩退、鍍鋅提供原料以及部分硅鋼原料、磨輥間為酸洗－冷連軋機(jī)組、鍍鋅機(jī)組、平整機(jī)組提供軋輥、酸再生－脫鹽水為酸洗連軋機(jī)組提供再生酸以及平整、鍍鋅、酸洗－冷連軋的脫鹽水。冷軋工藝簡(jiǎn)介冷軋工藝簡(jiǎn)介冷軋工藝簡(jiǎn)介引進(jìn)的是日本三菱日立公司的技術(shù)，在當(dāng)時(shí)是國(guó)內(nèi)最先進(jìn)入口兩臺(tái)開(kāi)卷機(jī)交替開(kāi)卷，一臺(tái)開(kāi)卷，一臺(tái)做好準(zhǔn)備，之后是雙切剪，對(duì)帶鋼的頭尾進(jìn)行剪切，保證帶鋼頭尾平整。開(kāi)卷結(jié)束后，上一卷帶鋼尾部停在焊機(jī)出口，下一卷帶鋼頭部進(jìn)入焊機(jī)入口，采用閃光對(duì)焊，使帶鋼連接為一個(gè)整體，整個(gè)焊接過(guò)程用時(shí)64秒。之后帶鋼進(jìn)入入口活套，出活套之后進(jìn)行破鱗拉矯，使帶鋼表面氧化鐵皮破碎。破鱗后的帶鋼進(jìn)入酸槽酸洗。酸槽采用的是四段式逆流鹽酸酸洗，酸液從四號(hào)酸槽注入，向一號(hào)槽通過(guò)溢流流動(dòng)，帶鋼從一號(hào)槽進(jìn)入。酸槽總長(zhǎng)度120米，酸洗能力比較高，帶鋼表面氧化鐵皮可在30秒內(nèi)清洗干凈。由于酸洗段要求帶鋼不能停止，所以入口活套用來(lái)緩沖焊接停機(jī)的帶鋼供給。帶鋼酸后進(jìn)行漂洗烘干，使用脫鹽水將表面殘存酸液清洗干凈，再烘干使表面干燥。之后帶鋼進(jìn)入中間活套。出了中間活套進(jìn)入切邊剪，對(duì)帶鋼寬度進(jìn)行控制。切邊剪采用的是無(wú)動(dòng)力塔式旋轉(zhuǎn)切邊剪，切邊精度可以達(dá)到±0.5mm。切邊后帶鋼進(jìn)入出口活套，然后再通過(guò)張緊輥，最后進(jìn)入軋機(jī)。中間活套和出口活套同樣是為了緩沖切邊剪和軋機(jī)停機(jī)時(shí)的帶鋼運(yùn)行。軋機(jī)采用的是四機(jī)架六輥連軋機(jī)，帶鋼從軋機(jī)入口進(jìn)入連續(xù)通過(guò)四個(gè)機(jī)架，一次軋制到目標(biāo)厚度。軋機(jī)出口最高速度可以達(dá)到1250mpm。帶鋼軋制到目標(biāo)厚度之后，通過(guò)飛剪進(jìn)行分卷，分卷后的帶鋼在卡羅塞卷取機(jī)進(jìn)行連續(xù)卷取。之后鋼卷經(jīng)過(guò)卸卷、稱重、打包，最后入庫(kù)。在卸卷位置的旁邊配套有鋼卷檢查臺(tái)，可以對(duì)鋼卷進(jìn)行開(kāi)卷檢查，一般檢查長(zhǎng)度在10~20米。酸洗連軋生產(chǎn)線的冷連軋生產(chǎn)線之一冷軋工藝簡(jiǎn)介焊機(jī)采用了三菱電機(jī)的NMW-C1250FS全自動(dòng)頂鍛閃光焊機(jī)，具有焊后熱處理功能，通過(guò)無(wú)級(jí)高度調(diào)整的焊縫清理裝置、高效的閃光收集系統(tǒng)、自動(dòng)化遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)等，確保焊接質(zhì)量并提高了焊接品種適應(yīng)性，減少了人工停機(jī)時(shí)間；冷連軋機(jī)采用了日立公司開(kāi)發(fā)的四機(jī)架UCM軋機(jī)，可軋制薄規(guī)格、大壓下率的產(chǎn)品，比四輥五機(jī)架軋機(jī)具有更大的軋制能力；四機(jī)架UCM軋機(jī)可采用無(wú)凸度工作輥生產(chǎn)各種產(chǎn)品，不需要根據(jù)軋制程序表選擇不同的工作輥凸度，可減少軋輥儲(chǔ)備，便于生產(chǎn)管理；UCM軋機(jī)通過(guò)工作輥正負(fù)彎輥、中間輥正彎及軸向竄動(dòng)、軋輥調(diào)平等技術(shù)實(shí)現(xiàn)凸度自由控制，獲得最佳的工作輥縫。4＃軋機(jī)出口配有ABB公司的板形儀及在4＃軋機(jī)設(shè)有多段冷卻控制裝置，對(duì)帶鋼板形進(jìn)行閉環(huán)控制，可獲得極佳的帶鋼板形；冷連軋機(jī)組液壓壓上系統(tǒng)采用日立公司開(kāi)發(fā)的力馬達(dá)伺服閥和SONY磁尺，系統(tǒng)響應(yīng)快，輥縫控制精度高，結(jié)合日立公司的AGC技術(shù)及測(cè)厚儀，測(cè)速儀、張力計(jì)等電控儀表，可實(shí)現(xiàn)高精度的自動(dòng)厚度控制和動(dòng)態(tài)變規(guī)格控制，提高產(chǎn)品質(zhì)量。冷軋工藝簡(jiǎn)介在駕馭這套高精度生產(chǎn)線時(shí)，我們并非一帆風(fēng)順，我們遇到了各種各樣的問(wèn)題，以下是對(duì)生產(chǎn)影響比較重大的一些事情：連續(xù)生產(chǎn)中的斷帶問(wèn)題帶鋼跑偏問(wèn)題鋼卷松卷、塌卷問(wèn)題帶鋼酸洗控制的問(wèn)題帶鋼尺寸精度控制問(wèn)題帶鋼板形控制問(wèn)題帶鋼表面質(zhì)量問(wèn)題冷軋工藝簡(jiǎn)介斷帶分類及危害：措施：提高焊縫質(zhì)量加強(qiáng)原料缺陷檢查（邊部質(zhì)量）加強(qiáng)軋輥質(zhì)量控制（軋輥內(nèi)部缺陷）分類發(fā)生頻次危害低高小大軋機(jī)區(qū)域高速斷帶√√低速斷帶√√酸洗區(qū)域高速斷帶√√低速斷帶√√冷軋工藝簡(jiǎn)介斷帶冷軋工藝簡(jiǎn)介跑偏冷軋生產(chǎn)線共有８組糾偏裝置，另外還有４組側(cè)導(dǎo)裝置，都是為了防止帶鋼跑偏。一般情況下，帶鋼少量跑偏可通過(guò)手動(dòng)點(diǎn)動(dòng)控制將帶鋼位置恢復(fù)，跑偏嚴(yán)重時(shí)將發(fā)生拉邊或斷帶事故，軋機(jī)內(nèi)跑偏必然造成斷帶。跑偏的原因主要是原料存在鐮刀彎或設(shè)備異常。冷軋工藝簡(jiǎn)介帶鋼尺寸精度寬度：寬度控制必須綜合考慮軋機(jī)頸縮量以及連續(xù)退火頸縮量厚度：厚度控制依靠系統(tǒng)自動(dòng)控制，精度可以達(dá)到3%厚度偏差內(nèi)，98%長(zhǎng)度的要求冷軋工藝簡(jiǎn)介板形控制原料板形控制原料斷面控制彎輥調(diào)平、點(diǎn)冷控制夾送輥磨損張力輥磨輥空氣吹掃異常軋輥粗糙度不均冷軋工藝簡(jiǎn)介表面質(zhì)量表面質(zhì)量檢查一般是在軋制完后，帶剛在檢查臺(tái)進(jìn)行檢查，要求能夠快速定位缺陷，盡量減少帶缺陷的鋼卷產(chǎn)出。帶鋼自身的表面缺陷：夾雜、壓氧、來(lái)料劃傷軋輥造成的表面缺陷：輥印、刀花印、色差、斑跡、機(jī)械劃傷乳化液相關(guān)的表面缺陷：熱劃傷、斑跡、表面清潔度冷軋生產(chǎn)控制7年來(lái)我們不斷對(duì)各類事故的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)進(jìn)行總結(jié)，逐步形成了一整套的技術(shù)和生產(chǎn)管理規(guī)定，對(duì)分廠的經(jīng)濟(jì)責(zé)任制進(jìn)行了7次修訂，先后制定了17個(gè)事預(yù)案，13個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)文件，編制了冷軋常見(jiàn)缺陷手冊(cè)，讓每一個(gè)員工對(duì)各類遇到過(guò)的生產(chǎn)事故能夠及時(shí)的預(yù)防和處理。我們的酸洗連軋生產(chǎn)線不論是在產(chǎn)量還是質(zhì)量均已在同類生產(chǎn)線中處于先進(jìn)水平，漣鋼、唐鋼、本鋼、廣鋼、銅陵銅板、濟(jì)鋼、京唐鋼鐵公司以及新區(qū)冷軋?jiān)群笤谖覐S進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)。3、中板工藝簡(jiǎn)介馬鋼中板工藝流程圖中板產(chǎn)品類別中板產(chǎn)品大綱產(chǎn)品名稱代表牌號(hào)比例（%）產(chǎn)量（萬(wàn)噸）碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235、S4005060低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼Q345、Q390、Q420、Q4602024船體用結(jié)構(gòu)鋼A、B、AH32、DH32、AH36、DH36、C-B/NS1518鍋爐和壓力容器用鋼Q245R、Q345R89.6橋梁用結(jié)構(gòu)鋼Q235q-Q420q56其他HP245、HP345等22.4控制軋制定義及其分類概念控制軋制是在熱軋過(guò)程中通過(guò)對(duì)金屬加熱制度、變形制度和溫度制度的合理控制，使熱塑性變形與固態(tài)相變結(jié)合，以獲得細(xì)小晶粒組織，使鋼材具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能的軋制新工藝分類奧氏體再結(jié)晶區(qū)控制軋制奧氏體未再結(jié)晶區(qū)控制軋制奧氏體+鐵素體兩相區(qū)控制軋制中板所采用的軋制方式分析中板目前軋制工藝規(guī)程鋼種Q235Q345坯料厚度/mm220220坯料加熱溫度/℃1260±201240±20采用的控軋工藝過(guò)渡型軋制過(guò)渡型軋制粗軋開(kāi)軋溫度/℃1130±301130±30粗軋終軋溫度/℃≥1000（1050）≥1000（1050）粗軋道次變形量/%5%～15%5%～15%精軋道次間冷卻噴淋水冷噴淋水冷精軋開(kāi)軋溫度/℃≥900（950）≥900（950）精軋終軋溫度/℃850±50840±40精軋道次變形量/%10%～20%10%～20%終軋前控制特點(diǎn)成品后四道累積變形率≥40%成品后四道累積變形率≥40%終軋溫度控制方式精軋空過(guò)道次或中間坯待溫1～2塊精軋空過(guò)道次或中間坯待溫1～2塊開(kāi)矯溫度710±10660±20采用的控軋工藝過(guò)渡型軋制過(guò)渡型軋制粗軋道次分配表鋼種Q235B

成品厚度20*2000坯料220*1400*2000道次軋制方式入口厚度出口厚度壓下率%1橫扎22019511.42橫扎19517510.33橫扎17515710.34橫扎15714675縱軋146130116縱軋13011511.57縱軋11510211.38縱軋1029011.89縱軋908011.110縱軋807012.5粗軋影響性能的因素粗軋性能控制高溫再結(jié)晶區(qū)進(jìn)行軋制合適的變形率，反復(fù)再結(jié)晶，細(xì)化晶粒二輥道次分配現(xiàn)狀

少數(shù)情況下11道次，普遍為13-15道次，個(gè)別情況下17-19道次。二輥道次壓下率普遍在11%左右，寬展道次更是僅有7%，與理想的15%～20%理論壓下率相比，存在較大的差距。二輥粗軋不能采用大壓下軋制是影響性能提升的一個(gè)重要因素；特別是前2道次不能采用大壓下（18%-20%）對(duì)性能的影響尤為明顯。精軋性能控制分析精軋性能控制具備較寬的未再結(jié)晶溫度加工窗口未再結(jié)晶區(qū)軋制累計(jì)變形量不小于40%現(xiàn)狀C-Mn鋼再結(jié)晶溫度較低，一般在900℃以下，未再結(jié)晶溫度區(qū)域加工窗口較窄，未再結(jié)晶區(qū)軋制困難。