...wd......wd......wd...ESP帶鋼生產線工藝介紹1主要生產工藝1.1工藝布局及主要技術特點主要工藝特點：與傳統薄板坯相比有較厚的鑄坯厚度高拉速、高產量液芯壓下高溫粗軋及鑄坯特殊的溫度分布電磁感應加熱，靈活調節(jié)帶坯溫度實現全無頭軋制經濟生產超薄寬帶鋼軋線長度短，投資少可生產組織性能均勻的高品質熱軋鋼卷能耗低，排放小，環(huán)境友好1.2連鑄坯規(guī)格及產品大綱1.3生產能力核算1.4成材率核算大包結余〔1.8%〕

中包結余〔6t/每個澆次〕

氧化燒損〔0.3%〕

澆次開場和完畢的頭尾切損〔以Arvedi為例，約為0.45-0.8%〕

ESP成材率是指自中包車一直到最終產品，此產線成材率≥98.0%1.5軋線溫度工藝2主要設備參數及裝備特點2.1連鑄關鍵參數鑄機形式：

直弧形弧半徑：

5m冶金長度：

20.14m〔11個扇形段〕結晶器形式：漏斗形配有電磁制動結晶器長度：1200mm結晶器寬度：920～1640mm〔結晶器出口〕結晶器厚度：90/110mm鑄坯厚度：

70-90mm，90-110mm〔110為平行輥逢〕設計拉速：

Max.7.0m/min〔坯厚為80mm〕鋼水流量：

max.6.5t/min2.2軋線關鍵參數2.3CCM連鑄機與傳統薄板坯相比有較厚的鑄坯厚度，可以獲得更高的單機產量設計拉速到達7.0m/min，確保高產量及進粗軋的反向溫度場大包回轉臺配有下渣檢測，減少鋼渣對中間包內鋼水的污染，提高鋼水純潔度配有智能結晶器及專家系統，擁有動態(tài)調寬及漏鋼預報功能，提高鑄機作業(yè)率及生產安全性配置有結晶器電磁制動，提高鋼水純潔度，并適當提高拉速彎曲段配有液芯壓下功能，優(yōu)化結晶器流場，提高鑄坯內部質量扇形段配有輕壓下功能，減輕中心疏松和中心偏析，提高鑄坯內部質量二次冷卻擁有動態(tài)配水功能，實時監(jiān)測在線鑄坯的熱履歷，準確控制鑄坯溫度，滿足后續(xù)軋機對鑄坯溫度的要求2.4HRM大壓下量粗軋機反向溫度分布，中心溫度相對較高，可以獲得更好的凸度和楔形調節(jié)帶鋼芯部相比于采用傳統軋制工藝更加致密，獲得了更好的材料性能大壓下軋機區(qū)域的反向溫度分布模式，由于鑄坯芯部溫度高且較軟，在軋制過程中節(jié)省了大量能量2.5

PendulumShear&PusherPiler—擺式剪和推廢輥道2.5.1擺式剪剪切范圍：10-110mm厚度；

剪切速度：最大0.5m/s；主要功能：引錠桿及頭坯尾坯切除〔無頭軋制，頭尾產生的楔形坯〕；半無頭模式下連鑄坯的切分；精軋換輥或精軋及后續(xù)機架故障時，用于中板和板坯的切分；2.5.2推廢輥道主要功能：引錠桿安裝及下線；設計為快速下線特點，生產靈活，為下游工序提供有效緩沖；2.6轉轂式剪及帶鋼提升裝置主要功能：取樣功能半無頭模式下，當中間坯速度超出擺剪范圍是，對中間坯進展切分；在精軋及后續(xù)機架出現故障停機時，清空擺剪與轉鼓剪之間的中間坯為后續(xù)中板的生產提供空間；

2.7InductiveHeaterFurnace—感應加熱爐3MW*12組，最大升溫300℃準確控制精軋入口溫度，為薄規(guī)格的軋制提供了溫度根基；可根據終軋溫度進展適當的溫度閉環(huán)控制，滿足終軋溫度的需求；感應加熱長度只有10m，氧化鐵皮生成量少，減少金屬損失；在空載和維護期沒有能量消耗，提高能源利用效率，降低生產能耗；2.8

PinchRollDescaler-帶夾送輥的除鱗箱除鱗壓力：40Mpa低流量，高壓力，可減少中間坯溫降；去除帶鋼外表氧化鐵皮；前后帶有夾送輥，封水，減少中間坯外表積水，同時防止水汽進入感應加熱爐；2.9

FinishingMill—精軋機長行程液壓AGC，快速響應，便于動態(tài)換規(guī)格實現；工作輥正彎輥系統；帶負荷動態(tài)竄輥系統；工作輥動態(tài)冷卻；低慣量快速響應活套；軋制潤滑；2.10LaminarCooling—層流冷卻帶采用高位水箱的層流冷卻裝置，集管采用流量閥控制，準確控制集管流量，準確控制帶鋼的冷卻速度，有效控制帶鋼的力學性能；采用不同的冷卻策略,前段冷卻、后段冷卻、雙相鋼冷卻策略；力學性能預測模型；2.11

HighSpeedShear—高速飛剪無頭生產模式下，對厚度0.8-4mm帶鋼進展分卷剪切；高速飛剪前后配備夾送輥，保證帶鋼剪切過程中帶鋼的穩(wěn)定，同時在剪切和卷取建張前與精軋和卷取夾送輥建張，保證帶鋼的張力的穩(wěn)定；2.12

DownCoiler—地下卷取機將帶鋼頭部引入卷取機，建張將帶鋼卷?。粖A送輥下輥采用移動式設計，在卷取時作為活門使用，當閑置時作為過渡輥道使用；采用四助卷輥系統；壓力控制和踏步控制；為便于頭部穩(wěn)定穿帶，在過渡輥道上配備壓帶風機，防止帶鋼頭部漂??；3產品質量狀況4生產調試4.1生產流程4.2生產模式無頭生產模式：生產：0.8-4.0mm帶鋼連鑄機生產的連鑄坯直接進入大壓下量軋機，軋至8-20mm中間坯，經感應加熱爐加熱至1100-1200℃后進入5架精軋，層流冷卻后進展卷取。整個過程中，連鑄機到卷取機有帶鋼直接相連，通過卷取機前高速飛剪進展分卷。生產過程中沒有頻繁穿帶和拋鋼過程。半無頭/單塊生產模式：生產：4.0-6.0mm帶鋼連鑄坯經大壓下量軋機后，通過擺剪或轉鼓剪進展分切，經精軋、層冷、卷取成卷。整個過程中，有75%的時間，連鑄和卷取直接相連，每卷帶鋼需要穿帶和拋鋼。4.3軋制方案軋制方案編排原那么：根據技術附件要求，厚度規(guī)格的過度控制在以下范圍內：由厚向薄規(guī)格過度時厚度跨度比例＜20%,由薄規(guī)格向厚規(guī)格過渡時厚度跨度比例＜30%；軋機單個軋程軋制公里數150Km；根據工藝要求，對4.0mm以下厚度規(guī)格生產時，采用無頭模式生產。在生產過程中采用在線快速換規(guī)格，因此根據厚度過渡原那么，在較厚規(guī)格是采用20%厚度跨度過渡，中間規(guī)格是采用＜15%厚度跨度過渡，薄規(guī)格規(guī)格是采用＜10%厚度跨度過渡，因此對過渡規(guī)格需求量較大。根據ESP生產工藝，單個澆次內采用等寬軋制。在精軋換輥期間連鑄、粗軋可生產有價值中板，中板生產量較大。

根據SVAI調試方案，在調試前期采用單塊〔半無頭〕生產模式進展調試，逐步實現無頭軋制。在功能考核期實現0.8mmm規(guī)格的軋制。Arvidi1.0mm軋程：4.4生產組織薄板廠的生產組織以ESP無頭帶鋼生產線為中心，各區(qū)域按照ESP需求，最大限度滿足其要求；ESP無頭帶鋼生產線與轉爐采用單爐對單機的生產模式；ESP無頭帶鋼生產線單個澆次(3000噸)內采用等寬度軋制，因此要求澆次寬度保持不變;相近鋼種可進展混澆生產，為保證軋制的穩(wěn)定在軋制≤1.5mm時嚴禁進展混澆生產；因ESP在生產≤3.5mm厚度規(guī)格時采用無頭軋制模式，按照厚度規(guī)格過渡原那么，需較多過渡規(guī)格；因ESP產線布局中，連鑄與軋線進展硬性連接，且與煉鋼、煉鐵聯系嚴密，如果任何一環(huán)節(jié)出現異常，全線將停產，因此對ESP、煉鋼、煉鐵設備穩(wěn)定性、組織協調具有較高要求。世界上第一條無頭軋制帶鋼生產線導讀：近年來，鋼鐵行業(yè)市場形勢日漸嚴峻，開展面臨著巨大的挑戰(zhàn)。企業(yè)轉型、節(jié)能減耗無疑已經成為鋼企開展的必經之路。那么問題來了，這和我們今天的主題有什么關系呢下面就跟著小編來領略一下經歐日韓各鋼企大咖潛心研制的熱軋板帶減量化制造新工藝-ESP無頭熱軋。1什么是ESP無頭軋制ESP無頭帶鋼生產以連續(xù)不連續(xù)的生產工藝通過薄板坯連鑄連軋設備從鋼水直接生產出熱軋帶卷，整條生產線備極為緊湊，省去了重復穿帶各個軋鋼機架的操作，全廠僅180米。并且對所有鑄造和軋制操作進展全面調控。獨特的設計與工廠配置可以實現完全連鑄，而且可以實現各種優(yōu)質帶鋼的無頭軋制。ArvediESP生產線是世界上第一條無頭帶鋼生產線，它是在德馬克公司的ISP技術根基上開發(fā)的，擁有眾多先進技術與系統，主要包括液芯壓下、動態(tài)輥縫調寬和輕壓下等工藝。以確保最正確內部鑄流質量。2ESP工藝流程布局在ArvediESP生產線上，通過連續(xù)生產工藝，鋼水直接通過一臺連鑄連軋機生產出熱軋鋼卷。生產線將首先澆鑄出薄板坯，然后將其在一臺位于連鑄機尾端的三機架大壓下軋機中軋制成厚度為10至20毫米的中間坯，接下來在感應加熱器中進展加熱，然后通過5機架精軋機軋制出目標厚度，帶鋼進入層流冷卻進展冷卻。無頭連續(xù)的帶鋼最后通過一臺位于地下卷取機前的高速剪將帶鋼分切，卷取為重量達32噸的鋼卷。下面我們來著重看下整條生產線的配置2.1、CMM-連鑄機1、與傳統薄板坯相比有較厚的鑄坯厚度，可以獲得更高的單機產量2、設計拉速到達7.0m/min，確保高產量及進粗軋的反向溫度場3、大包回轉臺配有下渣檢測，減少鋼渣對中間包內鋼水的污染，提高鋼水純潔度4、配有智能結晶器及專家系統，擁有動態(tài)調寬及漏鋼預報功能，提高鑄機作業(yè)率及生產安全性5、配置有結晶器電磁制動，提高鋼水純潔度，并適當提高拉速6、彎曲段配有液芯壓下功能，優(yōu)化結晶器流場，提高鑄坯內部質量7、扇形段配有輕壓下功能，減輕中心疏松和中心偏析，提高鑄坯內部質量8、二次冷卻擁有動態(tài)配水功能，實時監(jiān)測在線鑄坯的熱履歷，準確控制鑄坯溫度，滿足后續(xù)軋機對鑄坯溫度的要求。2.2、HRM—大壓下量軋機/粗軋機1、反向溫度分布，中心溫度相對較高，可以獲得更好的凸度和楔形調節(jié)2、

帶鋼芯部相比于采用傳統軋制工藝更加致密，獲得了更好的材料性能3、大壓下軋機區(qū)域的反向溫度分布模式，由于鑄坯芯部溫度高且較軟，在軋制過程中節(jié)省了大量能量。2.3、擺式剪和推廢輥道2.3.1、擺式剪擺式剪的剪切范圍10-110mm厚度；剪切速度：最大0.5m/s；主要功能：引錠桿及頭坯尾坯切除〔無頭軋制，頭尾產生的楔形坯〕；半無頭模式下連鑄坯的切分；精軋換輥或精軋及后續(xù)機架故障時，用于中板和板坯的切分；2.3.2、推廢輥道主要功能：引錠桿安裝及下線；設計為快速下線特點，生產靈活，為下游工序提供有效緩沖；2.4、轉鼓剪和帶鋼提升裝置

主要功能：

取樣功能；半無頭模式下，當中間坯速度超出擺剪范圍是，對中間坯進展切分；在精軋及后續(xù)機架出現故障停機時，清空擺剪與轉鼓剪之間的中間坯為后續(xù)中板的生產提供空間；

2.5、感應加熱爐1、準確控制精軋入口溫度，為薄規(guī)格的軋制提供了溫度根基；2、

可根據終軋溫度進展適當的溫度閉環(huán)控制，滿足終軋溫度的需求；3、

感應加熱長度只有10m，氧化鐵皮生成量少，減少金屬損失；4、在空載和維護期沒有能量消耗，提高能源利用效率，降低生產能耗；2.6、帶夾送輥的除鱗箱除鱗壓力：40Mpa；功能：低流量，高壓力，可減少中間坯溫降；去除帶鋼外表氧化鐵皮；前后帶有夾送輥，封水，減少中間坯外表積水，同時防止水汽進入感應加熱爐；2.7、精軋機

2.8、層流冷卻主要功能：

帶采用高位水箱的層流冷卻裝置，集管采用流量閥控制，準確控制集管流量，準確控制帶鋼的冷卻速度，有效控制帶鋼的力學性能；采用不同的冷卻策略,前段冷卻、后段冷卻、雙相鋼冷卻策略；力學性能預測模型；2.9、高速飛剪主要功能：無頭生產模式下，對厚度0.8-4mm帶鋼進展分卷剪切；高速飛剪前后配備夾送輥，保證帶鋼剪切過程中帶鋼的穩(wěn)定，同時在剪切和卷取建張前與精軋和卷取夾送輥建張，保證帶鋼的張力的穩(wěn)定；

3.0、地下卷取機1、將帶鋼頭部引入卷取機，建張將帶鋼卷??；2、

夾送輥下輥采用移動式設計，在卷取時作為活門使用，當閑置時作為過渡輥道使用；3、采用四助卷輥系統；4、

壓力控制和踏步控制；5、

為便于頭部穩(wěn)定穿帶，在過渡輥道上配備壓帶風機，防止帶鋼頭部漂??；2ESP無頭軋制生產線的主要優(yōu)勢(1)基于連鑄連軋概念，利用冶金轉換原理，工藝最為緊湊。(2)新工藝生產線配備新機器，采用新布局(用于制造薄規(guī)格卷材的獨特布局)，生產新型產品。(3)排放量少，能耗低，環(huán)保。(4)可經濟高效地生產熱軋薄帶鋼，取代許多冷軋帶鋼的應用。(5)由于生產線較短(180m)，且連鑄工藝與連軋工藝直接相連，可節(jié)約大量成本。(6)可以生產機械性能均一的優(yōu)質鍋卷。(7)全集成式生產設備，綜合了先進的工藝包，能夠實現全套機組可靠運行，確保產品優(yōu)質、產量高。(8)產品組合包括所有鋼種(包括暴露在外的車身所需質量級別的鋼在內)。(9)可經濟高效地生產低至0.2mm厚(冷軋后)的拎軋帶鋼。(10)在轉爐車間中集成。(11)每噸帶鋼所需的資金支出有限。(12)轉換成本更低。(13)產品附加值高。(14)工藝高度靈活,快速投放市場。(15)設備利潤可觀，投資回報快。帶鋼無頭連鑄連軋技術〔ESP〕簡介截止2013年底，我國共有70套熱軋寬帶鋼機組已投產，產能到達2.29億噸，由此產生的能耗巨大。近年來，為了節(jié)能降耗，歐洲、日本和韓國等國家的鋼鐵企業(yè)在努力實現熱軋板帶減量化制造技術方面進展了大量的研究開發(fā)工作并取得顯著效果。其中，開發(fā)和開展熱軋板帶無頭軋制技術，進一步提高板帶成材率、尺寸形狀精度與薄規(guī)格超薄規(guī)格比例、實現局部“以熱代冷〞、降低輥耗等方面取得顯著成績。該項技術是鋼鐵生產技術的又一次飛躍，代表了當今世界熱軋帶鋼的前沿技術。1997年浦項和日立聯合著手開場研制采用剪切、焊接工藝，進展中間坯連接的帶鋼無頭軋制新工藝。1998年4月，日本新日鐵大分廠研制成功了利用高能激光器對中間板坯實現對焊的鋼板無頭軋制生產線。2006-2007年浦項和日立采用剪切、焊接工藝進展中間坯連接的帶鋼無頭軋制新工藝投入工業(yè)化生產，這種基于擺剪概念的新型固態(tài)連接工藝，實現了無頭軋制連接技術的創(chuàng)新。2009年意大利鋼鐵企業(yè)阿維迪與西門子公司聯手打造的世界第一套ESP無頭鑄軋帶鋼生產線投產，當年產量到達45萬噸。本文以阿維迪ESP線為例，簡要介紹帶鋼無頭連鑄連軋的工藝特點及技術優(yōu)勢。一、ESP工藝流程及主要特點〔一〕ESP工藝流程介紹阿維迪ESP生產線如圖1所示,該項技術是在德馬克公司的ISP技術根基上開發(fā)的，其生產線中的連鑄機采用平行板式直—弧形結晶器，鑄坯導向采用鑄軋構造，經液芯壓下鑄坯直接進入初軋機軋制成中厚板，而后經剪切可下線出售，不下線的板坯經感應加熱后，進入五架精軋機軋制成薄帶鋼，經冷卻后卷曲成帶卷。ESP工藝生產線布置緊湊，不使用長的加熱爐或克雷莫納爐，生產線全長僅190m，是世界上最短的連鑄連軋生產線?！捕矱SP工藝的主要技術特點

1.較高的澆鑄速度。可通過優(yōu)化鑄機配置及提高厚度、澆鑄速度變化的靈活性這些超常規(guī)技術來實現較高的澆鑄速度。通過對經過計算機優(yōu)化的流體動力學計算及(物理)水模型測試進展數學模擬，說明目前的澆注速度5-6m/min仍可以大幅提高。

2.穩(wěn)定的澆鑄期工藝控制。在過去的十年，鑄坯成型和板坯固化的穩(wěn)定控制方面取得了最重大的改進，針對不同鋼種所需保護渣也進展了優(yōu)化。通過控制磨擦和結晶器的角度布置，現在已經實現在高澆鑄速度下進展穩(wěn)定控制。

3.自動化技術的廣泛應用。在技術工藝控制、傳感器技術、數據管理及工藝方面的改進是成功的關鍵。在西門子奧鋼聯產品的厚度控制、溫度控制、板型控制及平直度控制方面，中樞網絡加強了工藝模型的靈活性、標準性。例如“微構造目標冷卻〞包可以控制帶鋼的冶金參數。在ESP線，自動化貫穿自澆鑄到冷卻的全工藝步驟[1]。二、ESP工藝的主要優(yōu)勢〔一〕技術優(yōu)勢1.ESP生產線是第1條能夠在7min內完成從鋼水直至地下卷取機的帶卷熱軋全連續(xù)生產線，而原有的ISP薄板坯連鑄連軋生產線從鋼水澆鑄到產出成品帶鋼需要15min；2.ESP技術在高溫下軋制，提高了產品微觀組織的均勻性，使產品的性能提高；3.整個生產線從連鑄開場到成品卷取機不超過190m，非常緊湊，屬于超短流程，設備投資和廠房投資均降低，收得率相對提高。無頭帶鋼生產工藝防止了新帶卷在精軋機中的穿帶，因此可安全、可靠地大量生產薄規(guī)格(0.8-1.0mm)帶卷。預計從鋼水到帶卷，鋼的收得率可以到達98.0%-98.5%，而ISP工藝僅有96.5%；4.可以生產高品質超薄帶鋼，局部可以代替冷軋產品，直接進展酸洗和鍍鋅；5.在節(jié)能環(huán)保方面，ESP技術可以在高溫下充分利用連鑄坯高溫能量，即使實施較大的壓下量，產生的軋制力也較低。與常規(guī)熱連軋機比較減少2-3座加熱爐；同CSP薄板坯連鑄連軋比，也減少200多米長隧道加熱爐。并且在高溫下軋制又大大降低了軋機的功率，電耗降低。ESP與ISP工藝相比，取消了克雷莫納爐，但其感應加熱爐的功率增加了，ISP感應加熱爐的最大功率為20MW，ESP感應加熱爐的最大功率為36MW。此外，ESP與其它薄板坯連鑄連軋工藝不同，在提高生產線能力和效率時，ESP只需要很少的能量。在極限拉速下，即7.6m/分(坯料為70mm×1250mm)和8.3m/分(坯料為55mm×1250mm)時，感應加熱器能量輸入將降為零。ESP的能耗比ISP減少約25%-30%，比傳統熱帶鋼軋機減少約40%。與能耗降低相關的是直接或間接的溫室氣體和有害氣體的排放減少，生產一般規(guī)格帶卷時降低40%-50%，而生產較薄規(guī)格時降低65%-70%。水消耗方面，其耗水量比最好的傳統生產帶卷方式降低80%[2]?！捕称贩N構造優(yōu)勢1.全系列鋼種范圍ESP線設計產品大綱為從低碳鋼到高碳鋼，以及合金鋼的完整產品系列，包括高等級優(yōu)質鋼種(如取向和無取向硅鋼，用于制造汽車車身面板的IF鋼)。利用阿維迪ESP設備可以生產出到達冷軋外表質量(A級)的熱軋產品(可以直接用于汽車裸露部件的制造)；還可以使用轉爐鋼水生產出具有IF鋼特點的熱軋產品。2.薄規(guī)格產品。ESP工藝采用無頭軋制技術，減少了穿帶次數，因而可以通過阿維迪ESP工藝大量生產能夠在諸多領域中替代冷軋產品的薄規(guī)格(厚度0.8-1.0mm)并具有阿維迪專利權的熱軋產品，包括屈服極限315MPa、厚1mm的鋼種；屈服極限420MPa、厚1.25mm的鋼種；厚度在2mm以下的高強度鋼種(強度700-800MPa)；厚1.2-1.5mm的DP600-DP1000鋼種，可以替代局部冷軋產品，提高了產品的附加值?！踩吵杀緝?yōu)勢ESP生產線由于采用帶鋼無頭連鑄連軋工藝和緊湊式短流程生產，因此，具有優(yōu)異的工序成本優(yōu)勢。經分析[3-5]得出，ESP工藝的工序成本約是傳統工序成本的55%，約是其他薄板坯工藝工序成本的70%，約是ISP工藝工序成本的77%。從中可以得出，ESP工藝的全品種產品大綱，預計98%的金屬收得率,比傳統熱帶鋼生產工藝生產成本約低30%-50%,同雙輥薄帶鑄軋生產工藝相比，具有很好的綜合競爭優(yōu)勢，是一個值得關注和期待的新工藝?？傊?，阿爾維迪投資的第一條生產線已經證明了ESP工藝的優(yōu)勢，ESP是節(jié)能降耗的環(huán)境友好型生產線的代表，在未來鋼鐵行業(yè)不斷向節(jié)能環(huán)保、生產高效低耗、產品高品質方向開展的進程中，該工藝已逐步凸顯其較強的競爭優(yōu)勢。參考文獻：[1]G．ArvediF.mazzlari.阿爾維迪ESP第一套薄板坯無頭鑄軋的成果[J].四川冶金，2011，2：72-74.[2]張志勤,高真鳳,何立波.ESP無頭連鑄連軋帶鋼工藝的創(chuàng)新與展望[J].煉鋼，2010,26〔6〕:70-73.[3]廖建云.雙輥薄帶鋼連鑄工藝參數的選擇[J].鑄造技術，2009，30〔3〕：8-10.[4]WechslerR，CampbellP，BlejdeW，etal.紐柯公司Crawfordsville廠薄帶鋼連鑄設備投產和運行效果[J].鋼鐵，2008，43〔5〕：93-95.[5]邸洪雙.薄帶連鑄技術開展現狀與展望[J].河南冶金，2005，13〔1〕：3-7.意大利阿維迪ESP帶鋼無頭連鑄連軋生產線工藝介紹阿維迪ESP生產線是在德馬克公司的ISP技術根基上開發(fā)的，其生產線中的連鑄機采用平行板式直—弧形結晶器，鑄坯導向采用鑄軋構造，經液芯壓下鑄坯直接進入初軋機軋制成中厚板，而后經剪切可下線出售，不下線的板坯經感應加熱后，進入五架精軋機軋制成薄帶鋼，經冷卻后卷曲成帶卷。ESP工藝生產線布置緊湊，不使用長的加熱爐或克雷莫納爐，生產線全長僅190m，是世界上最短的連鑄連軋生產線。熱軋超薄帶鋼ESP無頭軋制充電篇我國薄板坯連鑄連軋技術的開展歷程從技術特點和工業(yè)化應用來講，中國薄板坯連鑄連軋開展的過程可以劃分成4個階段。第一個階段：1984年—1999年，引入期。在1975—1985年間科技部確定了薄板坯連鑄連軋的技術研究工作，開啟了中國薄板坯連鑄的開展歷程。廣州珠江鋼廠投入使用國內第一條CSP產線；珠江鋼廠、包鋼、邯鋼引進了德國的西馬克技術，在當時鋼鐵工業(yè)快速開展的過程當中，對鋼鐵大量需求的情況下，薄板坯連鑄連軋可以發(fā)揮一定作用。第二階段：2002—2008年，建設了9個薄板坯連鑄連軋工程，包括了26個連鑄機，單線產量300萬t。第三階段：2008年之后，穩(wěn)定開展期。這一時期，薄板坯連鑄連軋的根基配置基本上確定下來，主要裝備也基本穩(wěn)定，其中，中國對高品質特殊鋼、硅鋼進展了相關的研究，并在一定程度上實現了產業(yè)化。第四階段：目前關于無頭軋制ESP產線和ESP技術的研究和投入使用。日照鋼鐵控股集團，國內第一家引進普銳特冶金技術ESP無頭連鑄連軋帶鋼工藝生產線的公司，首單ESP產品在2015年5月上市并交付用戶，其ESP無頭軋制生產線，設計鋼種包括低碳鋼、中碳鋼、IF鋼、HSLA、DP雙相鋼，局部產品的規(guī)格如下所示：工藝流程傳統的板帶熱連軋精軋機組生產均以單塊中間坯進展軋制，因此，不可防止地要經過進精軋機組時的穿帶、加速軋制、減速軋制、拋鋼、甩尾等一系列過程，由此發(fā)生的尺寸公差和力學性能的不均勻性，很難在原有工藝框架內得到解決。熱軋帶無頭軋制新技術正是解決這些問題的一項重要的技術突破。目前，熱帶無頭軋制技術有兩種：一是在常規(guī)熱連軋線上，在粗軋與精軋之間將粗軋后的高溫中間帶坯在數秒鐘之內快速連接起來，在精軋過程中實現無頭軋制；二是無頭連鑄連軋技術〔ESP技術〕。ESP技術可以看做是當前薄板坯連鑄連軋技術不斷開展升級而產生的無頭軋制中最具有代表性的前沿技術。接下來，講解無頭連鑄連軋技術〔ESP技術〕的工藝流程。1連鑄機澆注前的準備修砌好并在枯燥站枯燥完畢的中間罐用吊車運至澆注平臺上的中間罐車上，再用平臺上的烘烤站將中間罐烘烤到1100℃，浸入式水口烘烤到約1250℃。接通結晶器冷卻水、二冷水、壓縮空氣、設備冷卻水、液壓、潤滑等系統，使其處于正常狀態(tài)。引錠桿送至結晶器內適宜位置，并將引錠頭在結晶器內塞緊，并填好冷卻用廢鋼屑。2連鑄機澆注操作經由鋼包進入中間罐的鋼水，當其液面高度到達一定高度時，翻開塞棒，此時鋼水通過浸入式水口注入結晶器。當鋼液在結晶器內上升到規(guī)定的拉坯位置時，啟動操作箱上“澆注〞按鈕，扇形段驅動輥按預定的起步拉速開場拉坯。與此同時，結晶器振動裝置、二冷噴淋水、二冷室排蒸汽風機同時啟動。結晶器內己凝固成坯殼帶液芯的鑄坯由引錠桿牽引離開結晶器下口，經足輥、彎曲段、弧形段往下移動，此時冷卻水和被壓縮空氣霧化的冷卻水直接噴到鑄坯上進展冷卻?；⌒蔚蔫T坯進入矯直段被矯直，然后進入水平段。鑄坯出水平段和粗軋機后，經擺動剪剪切，鑄坯與引錠桿脫離，引錠桿快速送至引錠桿存放裝置處。與引錠桿別離后的連鑄坯送至后部的軋鋼車間。3連續(xù)軋制過程無頭軋制模式鑄坯經過大壓下軋機軋制成厚度為8mm-20mm的無頭中間坯。該無頭中間坯通過帶保溫罩的輥道運送至感應加熱爐，感應加熱爐以高效、準確、動態(tài)在線和靈活的方式將無頭中間坯加熱至要求的約1200℃。感應加熱爐后設置有夾送輥除鱗箱。無頭中間坯經過除鱗后進入架精軋機組，軋制成目標厚度的帶鋼。帶鋼經過輸出輥道和層流冷卻后得到理想的微觀組織構造。在輸出輥道的末端、卷取機之前，高速飛剪將無頭帶鋼進展分卷，然后在地下卷取機上進展卷取。半無頭軋制模式對于厚度超過1mm的熱軋帶鋼，那么用擺式剪或者轉縠飛剪將把中間坯按生產單個鋼卷的尺寸進展切分，由此ESP生產線進入半無頭軋制模式。切分后的中間坯將加速前行，以便和下一塊中間坯的頭部稍拉開一些距離。切分成單卷規(guī)格的中間坯經過感應加熱爐加熱、除鱗并穿帶進入精軋機組軋制至成品規(guī)格、然后再經層流冷卻即可獲得微觀構造均勻和機加工性能良好的帶鋼，最后由地下卷取機卷成鋼卷。目前流行的其他無頭軋制技術1．常規(guī)熱連軋線上的無頭軋制技術現有常規(guī)熱連軋線上，在粗軋與精軋之間將粗軋后的中間帶坯在數秒鐘之內快速連接起來，在精軋連軋機組實現無頭軋制，經層流冷卻線后的飛剪切斷，由卷取機卷成熱卷。2．JFE與新日鐵熱帶無頭軋制技術日本JFE公司千葉廠于1996年開發(fā)成功采用感應焊接作為粗軋后的中間帶坯連接方式，該方式要求對帶坯接頭區(qū)進展快速加熱，形成熱熔區(qū)實現對焊連接。該無頭軋制生產線投產后，在提高熱軋板帶生產效率和成材率及板形板厚精度、降低軋輥消耗、擴大薄寬規(guī)格品種等方面取得了顯著的效果，在國際冶金行業(yè)產生重大影響。3．浦項制鐵熱帶無頭軋制技術韓國浦項制鐵和三菱—日立公司于2007年初聯合開發(fā)成功熱軋中間帶坯的無頭軋制技術，即利用切頭飛剪完成帶坯瞬間的固態(tài)連接。對于薄板坯連鑄連軋的開展方向一是發(fā)揮薄板坯連鑄連軋流程本身的特點，以實現連續(xù)化生產。研究顯示，對于單坯軋制，隨著厚度的減薄，生產的事故率陡然增加，但無頭軋制就不存在這樣的問題。特別是極薄規(guī)格和寬規(guī)格產品，傳統流程幾乎沒有方法生產。而如果采用薄板坯連鑄連軋，連鑄出來的坯子本來就是一個完整的坯，所以，薄板坯連鑄連軋在連續(xù)化生產方面有得天獨厚的條件。這就是ESP技術在世界范圍得到廣泛應用的原因。因此，今后薄板坯連鑄連軋開展的一個方向，應該是連續(xù)化生產，也就是無頭軋制。當然，實現無頭軋制的工藝配置和技術有多種，如何更好地實現還在探討中。二是充分發(fā)揮薄板坯連鑄連軋的特點，開發(fā)有競爭力的產品。薄板坯連鑄連軋快速凝固的特點使得產品的偏析更少、鑄態(tài)組織更均勻，這樣的優(yōu)勢對于成分更加復雜的特殊鋼產品生產是非常有利的。目前，中國在高品質特殊鋼、高強鋼、硅鋼、薄規(guī)格產品方面已經開發(fā)出系列產品，并進入了市場。但是，未來還有很多工作要做，如高牌號硅鋼。日照鋼鐵ESP薄板坯連鑄機設計特點及其生產現狀日照鋼鐵正在運行的2號ESP生產線日照鋼鐵控股集團，于2013年與奧地利Siemens-VAI公司簽訂了“無頭帶鋼生產線〞〔簡稱ESP生產線〕的引進合同，引進了ESP連鑄-連軋生產線的整套技術和主要生產設備。無頭帶鋼軋制新工藝，是在薄板坯連鑄連軋工藝的根基上，于2009年在意大利Arvedi投入工業(yè)化生產，世界最先進的熱軋薄帶鋼生產工藝。日照鋼鐵ESP生產線工藝流程圖ESP連鑄機主要參數及鑄坯的規(guī)格尺寸：鑄機弧半徑：5m；冶金長度：20.2m；結晶器長度：1200mm；厚度：70mm~110mm；寬度：900~1600mm；長度：無頭軋制；鋼種：超低碳鋼，低碳鋼，低合金高強度鋼，中碳鋼及雙相鋼等；拉速：7.0m/min。從鋼包回轉臺至扇形段出口的在線生產設備均由Siemens-VAI設計，西門子〔中國〕/一重進展合作制造。1連鑄設備1.1連鑄在線主要設備的組成特點蝶形鋼包回轉臺設計，鋼包底部安裝電磁型下渣檢測；使用電動伺服控制裝置的中包；半龍門式中包車設計，液壓升降、橫移和調整；以天然氣為燃料的進口中包預熱站；帶結晶器專家系統的AFM漏斗形智能結晶器；使用ABB電磁制動技術及設備；具備液芯大壓下功能的彎曲段；扇形段動態(tài)輥逢控制；下裝鏈式設計的引錠桿。1.2連鑄主要設備的參數及特點〔1〕鋼包回轉臺?；剞D臺為蝶形構造，兩個叉臂可單獨升降，每個叉臂裝有4個稱重單元，每個稱重單元可承載200t，稱重誤差為±0.07%。鋼包回轉臺承重能力約為470t，回轉半徑約6m。正常工作為液壓驅動，回轉速度最大為1轉/min；事故情況下，蓄能器為其提供動力，回轉速度為0.5轉/min。鋼包的升降行程為800mm，滿包時的升降速度為20mm/s?！?〕中間包。為凈化鋼水，保證鋼包更換期間的連續(xù)澆鑄，該產線配備有大容量中間包，其工作容量為45t，溢流容量為48t，工作層采用干式料修砌。中間包內采用穩(wěn)流器、擋墻和擋壩優(yōu)化流場，并采用電動伺服裝置控制塞棒啟閉來控制鋼流?！?〕中間包車。中間包車采用半龍門式設計，承載重量為90t，在承重橫梁安裝有3個稱重單元，每個稱重單元可承載50t，稱重誤差為±0.07%。中間包車采用液壓機構進展行走、升降及前后微調，升降行程為600mm，升降速度為30mm/s；前后微調行程為±50mm，微調速度為5mm/s；行走速度有快速〔20m/min〕和慢速〔1.2m/min〕。另隨車還設有浸入式水口事故閘板和鋼包長水口機械手。〔4〕中間包預熱站。采用意大利CEBA公司的中包預熱站和SEN烘烤爐，以天然氣為燃料進展預熱。烘烤時間約為4小時，到達工作溫度1260℃?！?〕漏斗形智能結晶器。特殊設計的漏斗形智能結晶器是Siemens-VAI與Arvedi共同開發(fā)的ESP無頭帶鋼軋制生產線的關鍵技術。其幾何尺寸由Arvedi根據鋼液的凝固收縮特性和高溫熱塑性，結合其二十多年的ISP生產實踐，設計得出；其冷卻傳熱由德國KME公司采用最先進的AFM技術設計得出，極限通鋼量到達6.5t/min。另外該結晶器具有在線調寬、在線調錐度功能及結晶器專家系統。阿爾維迪鋼廠的ESP連鑄薄帶坯〔6〕電磁制動。為適應高拉速、高通鋼量的生產要求，采用ABB提供的新一代EMBr技術。在結晶器寬面浸入式水口區(qū)域設置與從水口流出的鋼液流動方向垂直的恒穩(wěn)磁場，對液態(tài)金屬的流動起到制動作用。其極限設定電流為±700A?！?〕彎曲段。入口為銷軸鎖定的機械固定輥逢，出口為液壓缸控制的動態(tài)輥逢，可實現液芯壓下功能，極限壓下厚度為20mm?！?〕扇形段。由于ESP連鑄機的高澆鑄速度要求，為了使鼓肚和應變速率以及對結晶器液面的干擾保持在限定的范圍內，Siemens-VAI采用小輥密排設計：輥徑≤175mm，輥間距≤205mm。在彎曲和矯直時，為了防止由于凝固坯殼內的應變速率對產品質量的不利影響，Siemens-VAI開發(fā)出連續(xù)曲線，以保證應變速率穩(wěn)定變化，且保證在彎曲和隨后矯直時,內部和外部應變低于最小允許值。扇形段輥逢的控制與保持依靠出入口四個帶位移傳感器的油缸實現。Siemens-VAI提供的凝固模型依據生產中實時的鋼種、澆鑄速度、過熱度、二冷強度等信息，進展凝固計算，并根據計算結果不斷修正扇形段的目標輥逢及在鑄坯凝固末端進展輕微壓下，到達減輕中心疏松和中心偏析的目的，提高鑄坯質量?！?〕二次冷卻控制。彎曲段和弧形段采用高壓水冷卻，確保高的冷卻速率來強化新生坯殼。矯直段和水平段采用氣霧冷卻以確保有更寬的冷卻范圍，從而為第一架粗軋機提供具有足夠溫度的鑄坯。冷卻水量能夠沿著鑄坯寬度方向獨立調節(jié)。根據鑄坯寬度，中間和邊部噴嘴可以調整不同的水量，從而使得鑄坯整個寬度方向的溫度均衡，確保邊角部有較高的溫度。動態(tài)配水模型在線計算鑄坯的熱履歷，控制水量來準確調節(jié)鑄坯的外表溫度，滿足后續(xù)粗軋機所需要的鑄坯外表溫度。ESP鑄流進入大壓下軋機的入口除上述在線設備特點外，日鋼ESP連鑄機還有如下特點：〔1〕日鋼ESP是我國建成投產的第一條采用當今世界鋼鐵行業(yè)最先進技術裝備的無頭帶鋼生產線；〔2〕鑄坯厚〔生產95mm鑄坯，遠大于50~70mm的CSP鑄坯厚度〕，為后續(xù)軋制提供更多熱量，從而省去粗軋前的加熱，直接進展軋制，大大降低軋制能耗；〔3〕產量高。與常規(guī)板坯連鑄機相比，單線產量提高40%以上，到達220萬t/a。日鋼ESP生產線一角山東日照鋼鐵公司截至2016年陸續(xù)投產了三條ESP，總的來說目前生產尚不夠穩(wěn)定。該生產線由300噸轉爐、200噸鐵水脫硫，300噸LF爐、300噸RH爐供應鋼水，再經連鑄機-三架粗軋機-擺剪-轉轂剪-感應加熱-五架精軋機-層流冷卻-飛剪-地下卷取機組成。全長160m，每條線設計年產能255萬噸，產品厚度為0.8-6.0mm，最大寬度達1600mm。2015年7月3日，日照鋼鐵ESP產線成功軋制厚度0.8m