国外钢成型工艺简化流程的发展简况

国外钢成型工艺简化流程的发展简况

雷红星

雷红星（唐山盾石建筑工程有限责任公司，唐山063000）

摘要：近代，世界钢铁工业的钢成形工艺流程发展到了相当复杂的程度。连续铸钢技术的问世迈出了简化钢成形工艺流程的第一步。80~90年代，国外又研究成功多种更高层次的简化流程新技术。

关键词：国外；钢成形工艺流程；简况

中图分类号：TH162文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）11-0119-02

0前言

近代，世界钢铁工业的钢成形工艺流程发展到了相当复杂的程度。连续铸钢技术的问世迈出了简化钢成形工艺流程的第一步。70~80年代，国外又研究成功多种更高层次的简化流程新技术。国外简化钢成形生产流程的技术可分为五个层次。

1第一层次—连铸

将钢水连铸成大、中、小规格的板坯、方坯、扁坯、圆坯以及异性坯和空心管坯等。与初轧开坯相比，可提高成坯率8~15%，并且具有可大幅度节能，提高钢材质量、减少占地面积和投资、降低钢坯生产成本等一系列优点。近代世界连铸发展速度显著加快，1980年38个产钢国平均连铸比仅为29.9%，1989年即提高到61.8%，其中工业发达国家的连铸比从39.4%增长到82.9%，同年日本的连铸比高达93.5%，意大利和韩国为94.1%，目前，各国的连铸比除特殊钢和异种钢外，基本上达到了100%，全世界每年生产的热轧带钢中，95%以上是用连铸板坯生产的。

2第二层次—连铸板坯热装炉

在连铸的基础上连铸坯热装炉可获得更高的节能效益。连铸板坯装炉温度每升高100℃，可使加热炉燃耗降低80~120MJ/t。连铸板坯热转炉与冷转炉相比，加热炉能耗降低达45%。为实现连铸板坯热装炉，连铸机应能铸出无缺陷且温度较高的铸坯。炼钢生产应与轧钢生产密切配合。并应有一座或一组即能加热热板坯，又能加热冷板坯的加热炉。1990年日本板坯热装炉比例平均为50%，最高的公司达80%，板坯加热炉温度平均为500℃，最高的公司达800℃，近几年来德国连铸板坯热装炉已推广到所有的热轧带钢厂热装比平均为80%。

3第三层次—连铸坯直送轧制

连铸坯直送轧制系指从连铸机出来的热铸坯不经加热炉加热，而只经辊道（或运批车）的加热装置稍微加热边角部后即送往带钢热连轧机轧制。该技术可降低能耗84%（一般可节能50~60%），可减少设备，占地面积，总投资和在制品数量，降低生产成本。为实现连铸板坯直送轧制，连铸机应能生产出无缺陷的高温铸坯。生产设备必须高度可靠，采用计算机进行实时控制和掌握自由规程轧制技术，以使轧制与连铸同步作业。1981年7月，新日铁在世界上首次实现连铸板坯直送轧制，现在该公司的六个钢铁厂，日本其它的钢铁公司，以及法国、意大利、韩国的一些钢铁公司相继采用这项新技术。连铸板坯直送轧制技术不仅已用于新建的设备。而且已用于现有的连铸机和带钢热连轧机，既用于带钢热连轧机与连铸机平行布置的钢厂，也用于两者垂直布置的钢厂，既用于带钢热连轧机与连铸机相距较远（例如630m或1000m）的钢厂（用保温运坯车运送连铸坯）。有些钢铁厂连铸板坯的直接轧制率已高达80%以上。连铸坯直送轧制技术不仅已用于连铸板坯，而且已用于连铸方坯，直送轧制型钢，棒材等。

4第四层次—薄板坯铸轧机组

薄板坯铸轧机组系指连铸机铸出的厚度为10~70mm，不经加热，只经保温或边角部加热即送往带钢热轧机轧制成带钢。它与连铸板坯直送轧制相比，可省去带钢热连轧机的粗扎机组，使连铸机造价降低50~60%，并使吨材投资节省19~34%，吨材成本降低80~100美元。薄板坯连铸技术已较成熟，已开发出四种类型的结晶器，到1989年，全世界已有六个国家和地区的13家公司或工厂投产了14套薄板坯连铸机，其中有些是由现有的板坯连铸机改造而成的。目前连铸速度大多为6m/min，最快的达20m/min。德国、奥地利、意大利和日本已研究出七种比较可行的薄板坯连铸和直送轧制（或直接轧制）的工艺、设备方案，现简介于下：

4．1德国施罗曼—西马克公司的紧凑式带钢生产（CSP）设备；这种机组连铸出20~70mm厚的铸坯，经164m长的均温炉均温后直接送入4机架带钢热连轧机轧成2.5~12.7mm带钢，年生产能力为30x104~100x104t.

4.2曼内斯曼—德马克公司的串联式带钢生产（ISP）设备：由连铸机结晶器出来的厚60mm的铸坯由连铸机的导向辊逐渐减薄到15mm，经4机架带钢热连轧机轧成厚度≥1.7mm的带钢，年产能力为50x104t.

4.3蒂森钢铁公司的薄板坯铸轧机组：用CRP法连铸出厚为19mm（今后将为10~15mm）的铸坯，经1~2个机架轧成厚2.5mm的带钢。

4．4奥钢联的薄板坯铸轧机组（HSRC）:连铸出薄板坯（或较厚的板坯）后，用1~3个机架的紧凑式炉卷轧机轧成带钢，年产能力为50x104~100x104t。

4.5意大利达涅利公司的薄板坯铸轧机组：连铸出厚30~75mm的铸坯，经40m长的步进式均温炉均温后，送入5机架带钢热连轧机轧成2.0~12.5mm的带钢，年产能力为50x104~60x104t.

4.6日本川崎钢铁公司的薄板坯铸轧机组：连铸出厚30mm的铸坯后，将其卷成12~16t重的带钢卷，直接送往现有带钢热连轧机的精轧机组轧成带钢。

1989年7月美国纽柯钢铁公司克劳福兹维尔厂采用施罗曼-西马克公司的CSP技术，建成了世界上第一套工业生产的薄板坯铸轧机组，年产能力为80x104t，带钢宽度1300mm，带钢厚度为2.5~12.7mm，吨材成本比常规流程降低80~100美元。

4.5第五层次—从钢水直接加工出成品钢材或做冷加工坯料用的半成品钢材。在从钢水直接生产成品钢材和接近最终成品形状的半成品钢材领域中，喷雾沉积法是很有希望的新技术之一。该法生产过程短，设备少，投资少，生产成本低，而且生产灵活性很大。可生产板带材，管材，棒材，复合材和覆层材，以及各种形状的零件。带钢连铸也是很有前景的第5层次简化技术，是指用连铸机直接铸出厚度为10mm以下，做为冷轧带钢坯料的带钢或直接使用的带钢。该技术可省去整套带钢热连轧机和轧机前面的板坯加热炉（或均热炉），可更大幅度地节能，减少投资和降低成本。目前连铸带钢最小厚度已达5mm，最大宽度达1000mm。钢种主要有硅钢、不锈钢、低碳钢等。

5总结

我国应尽快研究和应用各层次的简化流程技术。在简化流程技术方面我国仍落后于西方工业发达国家，如果我国通过大力研究和必要的引进、消化、移植外国先进技术，尽快发展薄板坯连铸—直送轧制（或直接轧制）技术和开发带钢连铸等新技术，则我国很有希望在不太长的时间内掌握较高层次的简化流程技术。目前，我国绝大部分钢厂虽然已经实现全连铸，但有的关键技术还没有完全掌握，有的则投入力度太小。结合我国炼钢和轧钢生产技术及科研的发展现状，现提出一些建议：①大力发展薄板坯连铸和直送轧制，消化吸收国外的关键技术，早日建成世界最高水平的薄板坯铸轧机组。②现有连铸机应用力争全部实现连铸坯热装炉和直送轧制。③带钢连铸技术应加大各方面的投入力度，让这项技术早日吸收消化。④特钢厂产品的钢种多、规格多、批量少，应进一步探讨适合特钢企业的工艺流程和冶炼设备，目前国际上应用较广的是喷雾沉积法。