轉爐CSP連鑄工藝配置開發(fā)技術

 熱軋薄板坯連鑄連軋生產線是從德國引進的第二代CSP工藝技術,兩流CSP連鑄,設計生產能力為240萬t/a。至2007年9月,已累計產材超800萬t。CSP生產線的一些優(yōu)勢,如投資省,達產達效速度快、運行成本低等優(yōu)點,在這條生產線得到了展現。

  所開發(fā)的產品包括SPHCSPHE冷軋軋基板系列、汽車大梁板、機械工程用高強度鋼板系列、X42~X60管線鋼系列、集裝箱板等鋼種。隨著2006年HMT和RH爐的投產,以及輥縫潤滑技術和半無頭軋制技術等薄規(guī)格生產技術運用的日臻完善,這條生產線逐步形成了”低碳低硅薄規(guī)格”的產品特色。

  CSP流程技術創(chuàng)新

  鐵水預處理由于CSP連鑄的凝固收縮特點,對鋼水中硫含量要求高,一般鋼種要求上CSP連鑄鋼水[S]≤0.010%。而鐵水預處理雖然可將硫脫至0.003%以下,但由于脫硫渣很難扒凈,再加上轉爐入爐廢鋼來源復雜以及轉爐造渣材料含硫,因此要將轉爐終點鋼水硫控制在0.010%以下,必須采用綜合控制技術。

  通過改進脫硫稠渣材料、規(guī)范操作,扒凈預處理后的脫硫殘留渣,優(yōu)化轉爐入爐料結構,使鐵水比達到90%以上;控制轉爐造渣料硫不大于0.030%;轉爐終渣堿度不低于4.0;科學組織轉爐生產,從2007年5月起轉爐出鋼硫≤0.010%的比例穩(wěn)定在98%以上。鐵水預處理的投入和順行,使RH-CSP單聯成為可能。

  轉爐煉鋼廠3座100t轉爐,與CSP匹配偏小,給生產組織帶來很大的困難,因此為充分發(fā)揮CSP產能,必須提高煉鋼的整體操作水平,加快煉鋼過程的自動化控制,縮短冶煉周期,促進”轉爐-CSP”工藝匹配優(yōu)化。為此,從2006年4月開始引進了德國公司的煙氣分析動態(tài)煉鋼技術。在對該技術消化吸收的基礎上,根據動態(tài)煉鋼系統的要求,同步進行了轉爐底吹系統、煙氣回收系統和供輔系統的改造,并進一步規(guī)范了現場原料和生產的管理,目前該項技術已經在3座轉爐上線并投入實際生產。

  根據目前模型調試優(yōu)化階段的實際效果來看:對于終點碳設定為0.04%的SPHC、管線鋼等低碳鋼種,碳預報值(±0.01%偏差)命中率為85%,溫度預報值(±20℃偏差)命中率為80%;對于終點碳設定為0.08%的Q235、HRB335等鋼種,碳預報值(±0.02%偏差)命中率為76%,溫度預報值(±23℃偏差)命中率為70%。

  RH真空處理系統為生產超低碳鋼。如果采用RH+LF爐雙聯工藝,能很好的解決好S和夾雜物的問題,但又會引起C、N、Si的問題,大大降低RH爐的冶金效果,因此從一開始便走RH-CSP的單聯工藝路線。

  半無頭軋制技術由薄規(guī)格調試階段轉為常規(guī)生產工藝進行大批量工業(yè)化生產。2007年3~5月,主要是采用一切二的半無頭軋制工藝,6月份,開始一切三的嘗試。在半無頭軋制的批量生產過程中,僅出現過5次堆鋼(主要是飛剪故障)。相對單坯軋制,半無頭軋制所發(fā)生的堆鋼事故概率較低。在半無頭實際軋制過程中,先進行一切二,避免在軋制過程中,一旦發(fā)生堆鋼造成連鑄中斷。一切二穩(wěn)定之后,再嘗試、逐步擴大進行一切三,一切四。

  根據設計能力,半無頭生產的最厚規(guī)格h≤4.0mm,厚規(guī)格的半無頭生產有損刀片。目前正常使用半無頭批量生產的厚度規(guī)格范圍:1.0mm≤h≤2.5mm。半無頭軋制時輥縫控制曲線:恒厚度軋制時分切點F7(成品機架)輥縫過渡平穩(wěn),成品帶鋼的厚度及寬度與單坯軋制時一樣。變規(guī)格半無頭軋制時,帶鋼厚度過渡區(qū)域長度8~10m,其它區(qū)域的厚度精度可控制在△≤0.05mm,完全符合國家質量標準,滿足客戶需要。

  半無頭軋制時的帶鋼目標板形值設定與單坯軋制時相同。在半無頭批量軋制薄規(guī)格過程中,相對于同樣條件下的單坯軋制,帶鋼平直度要好。這主要是由于長坯軋制有利于帶鋼軋制對中和穩(wěn)定,同時也避免了第二卷以后帶鋼因穿帶失張而引起的頭尾平直度變差。

  恒厚度軋制時張力平穩(wěn),變規(guī)格半無頭軋制時,分切點到達變形機架時,各機架之間以及成品機架與卷取機之間的張力平穩(wěn);當分切點到飛剪夾送輥時,則張力有明顯的波動,特別是成品機架與飛剪夾送輥之間,成品機架與前一機架之間的張力,波動范圍達1~2MPa。如果張力波動值超過5MPa,則容易引起機架間堆鋼。

  薄規(guī)格生產板形控制和生產實踐

  1)熱軋薄規(guī)格產品板形控制困難,軋輥輥形由于磨損而變得不規(guī)則后,輥縫極難控制,非常容易產生浪形,特別是軋件頭、尾無張力狀態(tài)下,浪形大、平直度差。另外,軋件薄更容易跑偏,軋件在機架間成為S形,很容易產生浪形。針對上面的問題分別采取了相應對策,進行合理的參數設定,從而使得薄規(guī)格的板形控制大大優(yōu)化,平直度目標大大提高,超薄規(guī)格板形質量明顯得到改善。

  2)熱軋薄規(guī)格產品生產實踐,利用熱軋薄規(guī)格板形控制技術、半無頭軋制技術以及薄規(guī)格軋制技術等開發(fā)超薄規(guī)格產品,2007年1~9月熱軋h≤2.0mm薄規(guī)格產品取得突破,達到總產量的27.22%(比2006年提高了5.13%),h<3.0mm薄規(guī)格產品達到61.10%,(比2006年提高了5.89%)。

  3)冷軋極薄規(guī)格產品開發(fā)實踐。經過采用以上工藝技術參數的合理調整設定,實現大批量穩(wěn)定生產冷軋極限薄規(guī)格(0.25mm~0.35mm)。2006年極限薄規(guī)格產品月開發(fā)量占當月酸軋線總產量的比例最高14.5%以上,全年極限薄規(guī)格產品產量占總產量的10%以上,實現大批量穩(wěn)定生產極薄規(guī)格產品的目標。

  CSP熱軋高強度鋼板系機械用鋼系列,最高屈服強度超過700 MPa

  2006年9月份成功開發(fā)了屈服強度600MPa級別的低碳貝氏體熱軋鋼卷,迄今已商業(yè)化生產了超過8000t。后又進一步研制了屈服強度700MPa級別熱軋鋼卷,各項性能滿足用戶要求。

  利用Gleeble-1500熱/力模擬實驗機及光學顯微鏡等手段,研究了其變形條件下的連續(xù)冷卻相變和組織演變規(guī)律(動態(tài)CCT),分析了冷卻速率對組織性能的影響。結合金相圖繪制動態(tài)(熱變形)CCT曲線。

  在3~40℃/S很大的冷速范圍內均可得到貝氏體組織。當冷卻速度為3℃/s時,貝氏體開始相變溫度為680℃;當冷卻速度為5℃ /s時,貝氏體的開始相變溫度為670℃;當冷卻速度增加到30℃/s時,貝氏體開始相變溫度降到655℃;當冷卻速度為40℃/s時,貝氏體開始相變溫度降到610℃。總之,加快冷卻速度有利于得到貝氏體組織,這和實際生產中的鋼帶組織變化相吻合。

  結論

  CSP生產線投產三年多來,實現了快速達產達效,已累計產材超過800萬t。隨著HMT和RH的投產,經過一系列的攻關,基本實現了RH-CSP的單聯。經過多年的攻關,的半無頭軋制、軋制潤滑等薄規(guī)格技術取得了豐碩的成果;產品形成了”低碳低硅薄規(guī)格”的產品特色,管線鋼X42-X60已系列化、高強度鋼板開發(fā)了700Mpa產品、冷軋產品已批量生產DC04產品。但還有許多指標如漏鋼、堆鋼事故多等需要改善;中高碳高強鋼的開發(fā)也剛剛起步;國產化如中高碳鋼保護渣、含B鋼保護渣也存在問題。總之距離世界同類型生產線的先進水平還有差距,任重而道遠。