美国短流程薄板坯连铸钢厂近况（上）
2002-08-29 00:00 来源： 我的钢铁 作者：mysteel
l、Nucor公司Hertford钢厂
Nucor公司Hertford厚板钢厂是Nucor公司第一个生产中厚板的钢厂，设计生产能力为100万t/a，主要钢种为碳钢(ASTMA36、A572、A588)，也生产低合金高强度钢、耐候钢、X52-X70级管线钢。钢板厚度范围为9.5-51mm，宽度为1830-3125mm，长2.4-25.4m。
该厂运输有公路、铁路和船运三种方式，由于其位于Chowan河旁，因此废钢主要由船运输到工厂。该厂于1999年4月开始动工，2000年9月2日电炉投产，10月16日板坯连铸和轧机投产，总投资4亿美元。
该厂电炉炼钢采用了Consteel技术，废钢在废钢场由两个电磁吸盘装入振动输运带，首先运送到预热段，用电炉炉气将废钢加热到平均600℃，然后再运送加人到电炉内。电炉为西马克-德马克公司制作的165t直流电弧炉，变压器功率为88 MV.A，炉墙和炉顶采用喷水方式冷却，两侧炉墙分别装有一支氧碳喷枪。电炉的主要参数如下：
出钢量165t
变压器2X80MV.A
整流器 4X35kA
电极直径686-762mm
底电极 空气冷却针式电极
氧枪 2只侧墙插入水冷喷枪
电炉后装备有两座西马克-德马克公司制作的LF精炼炉，共用一个电源，变压器功率为22MV.A，电极直径为460mm，炉盖上方装备有喂线和合金料仓系统，钢包底部可吹氩搅拌。
该厂连铸采用了达涅利公司制作的超宽薄板坯连铸机，铸坯厚度范围125-150mm，宽度最大达3125mm，结晶器采用漏斗型，通过足辊将铸坯改变为矩形。铸机具体参数：
机型 直结晶器，零段弯曲
弧半径 6500mm
铸流数 1
支撑段长度 15327mm
水平段长度 9220mm
产量 100万t
铸坯宽度 1778-3124mm
铸坯厚度 127mm、152mm两种规格
拉速 1.7m/min 1.4 m/min
中间包容量 35t
结晶器振动 液压振动
液面控制 塞捧、放射性同位素控制
其他 轻压下、液芯压下；浸入式水口在线快速更换；铸坯切割后水淬系统
该厂连铸采用单一浸入式水口，由结晶器铜板埋入的225只热电偶测得的温度表明钢水在结晶器内温度均匀。为保证铸坯内部质量，该铸机采用气雾二冷、小辊分节辊、轻压下等技术，铸坯轧制最厚50mm钢板，压缩比尽管只有3，但仍能保证良好的钢板质量。据厂方讲，铸坯没有表面纵裂、横裂等缺陷，主要的质量问题是轻微角裂纹。代表团对该厂生产的铸坯和厚板的外观进行了观察，铸坯和厚板的外表尺寸及表面质量均良好。
铸坯切割后经辊道通过一水淬箱，将铸坯表层温度降低到700℃左右，以控制表层内部碳、氮化物析出，防止表面裂纹缺陷。该厂原设计100％铸坯热装，目前实际热装比为50％，热装温度在920℃左右。
铸机后紧接一步进式加热炉，加热炉能力：冷坯200 t/h，热坯400 t/h。轧机前设有立辊，直径1040mm，辊身长255mm，压下量50mm/道次。钢板轧机为4辊可逆式轧机，支承辊尺寸为1828 mmX3302mm，工作辊尺寸为940mmX3606mm，电机采用2台同步电机。钢板厚度采用自动测量，并采用了Parsytec System公司生产的表面质量监视仪对钢板表面质量进行监测。访问中代表团询问了今后该厂是否会建设炉卷轧机的可能，该厂回答由于厚板的市场需求不大，目前轧机能够满足产量需要，因此可能不会再建炉卷轧机。
由于投产不久，目前该厂只达到了40％设计生产能力，厂方称炼钢、连铸和轧制设备很好，没有问题，未达到生产能力的原因主要是因为产品装运系统和工厂自动化系统三级计算机系统有些问题。
2、Nucor Berkeley钢厂的情况
由于该厂采用2台CSP薄板坯铸机后接热连轧机方式，且建有酸洗、冷轧、退火、镀锌装置，因而受到国际冶金界的关注。
该厂1996年建成了电炉炼钢-CSP薄板坯连铸-热连轧生产线，1997年增建了2号CSP薄板坯铸机，并建设了其热镀锌生产线，1998年又建成了冷轧系统。此外，该厂还建有一台方坯/H型钢异型坯双用途铸机和其后的型钢厂。目前总的产钢量为220万t/a，其中长材50万t/a，冷轧钢板100万t/a。
该厂炼钢采用2座MAN-GHH公司制造的165t双壳式直流电弧炉，底电极为250根(￠43mm)钢针式，炉底寿命达800炉，水冷炉壁和炉顶，变压器功率为2X80 MV.A，因为炉身和炉顶高，因此可一次装满料。电炉设置2支氧枪和前后两个烧嘴，冶炼周期平均45min。
电炉冶炼后钢水不脱氧，送至LF进行精炼、脱氧和合金化。该厂有2座MAN-GHH公司制造LF，共用一电源。用于CSP板坯连铸的钢水用铝脱氧，钢中[A1]：控制在0.025％左右。用于方坯和异型坯连铸的钢水用硅脱氧。
为保证钢板质量，该厂对废钢管理很严格，外购废钢分类存放，本厂没有废钢处理装置。电炉装料废钢占60％左右，其余为直接还原铁和生铁。对于钢中硫该厂的控制标准：用于CSP连铸钢水[S]低于0.01％，用于方坯和异型坯连铸钢水[S]低于0.035％。而生产过程中，由于担心硫高影响相邻炉次钢中硫含量，因此实际上板坯和方坯、异型坯连铸钢水的硫含量均控制在0.01％以下。
该厂建有2台CSP薄板坯连铸机，中间包容量为36t，连浇时间11h，连浇11-16炉，结晶器铸坯最厚60mm，经液芯压下可减薄至40mm。铸坯宽度范围为910-1670mm。铸机采用直结晶器，结晶器和结晶器下垂直段的总长度为8m。采用一点弯曲、4点矫直，二冷采用水冷，最高拉速可达8 m/min。此外还具备结晶器内钢水液面自动控制、电磁制动、液芯压下等先进功能。
该厂铸机设计拉速最高为8m/min，目前实际生产过程控制在5m/min以下，厂方解释此举主要是保证质量。如拉速过高，结晶器内坯壳卷渣严重，会严重影响冷轧板表面质量。该厂甚至认为，Gallatin等其他薄板坯连铸钢厂之所以能够．采用6m/min以上的拉速，主要是因为他们没有冷轧产品的缘故。由于实际拉速不能大于5.5m/min，使得炼钢能力偏大，因此又建设了方坯、异型坯铸机。
该厂铸机具备液芯压下功能，可以将铸坯由50mm压下至43mm，但实际生产中没有采用，厂方解释主要是由于两个原因：①如采用液芯压下，压下辊表面温度会升高(没有辊子内部冷却)，为了保持辊子势必增加水量，这样会造成铸坯过度冷却；②液芯压下经常会将氧化铁皮压人外壳，影响钢板质量。
在讨论中厂方着重指出了采用结晶器电磁制动带来的效果，在采用电磁制动前，该厂曾先后对浸入式水口进行了20余种改进，以控制结晶器内钢水表面的波动，减少卷渣，但效果均不明显。采用ABB公司的电磁制动技术后，卷渣大幅度降低，冷轧钢板由于表面缺陷造成的损失由过去的2.5美元/t减少至5美分/t。该厂增加一套电磁制动的费用大约为100万美元。
该厂热连轧加热炉分为三段，第一段为平行的两个加热炉，中间一段加热炉可横向移动，将第一段两个加热炉的铸坯转送到第三段加热炉中。铸坯全部采用热装，人炉温度大约1100℃，出炉铸坯温度为1150℃。热连轧采用4辊6架连轧机，钢板宽度范围为910-1670 mm，厚度为16.5-1.27mm，并具备液压AGC、CVC板型控制等功能，板卷最大单重40t。热连轧机有关参数如下：
加热炉 BRICMONT公司制造
燃料 天然气
加热炉长度 206m
除磷 高压水除磷
压下 液压
板宽 910-1670mm
板厚 16.5-1.27mm
冷却 层流冷却
该厂1号冷轧机已投人生产，2号冷轧机正在建设。1号冷轧机采用单机架4辊可逆轧机，轧制力为2000t，冷轧钢板厚度为0.25-0.23mm，产量为80万t/a。冷轧机还具备液压压下控制、连续可变板形控制工作辊、闭环板形控制、多区域冷却、自动弯曲和水平调整等功能。
目前该厂冷轧钢板主要为DQ(冲压性能)级别钢板，尚不能生产DDQ、EDDQ级别的深冲、超深冲性能钢板。其生产的冷轧钢板可以用于家电普通板、电器仪表盘、柜面板等。厂方解释主要是以下两个原因：没有真空脱气装备，不能生产超低碳钢；由于薄板坯连铸结晶器钢水扰动大，铸坯坯壳卷渣形成的夹杂物量多，钢板表面质量不如传统流程产品。尽管该厂采用电磁制动后表面质量有了很大改善，但仍达不到汽车面板的表面质量要求。
3、Gallatin钢厂的情况
该厂1995年建成投产，设计年产量120万t，员工总数370人。投产后1995-1998年亏损(总计亏1.5亿元)，1999年后通过采取例如控制钢中Ca/A1比解决了连铸水口堵塞、提高加热炉温度、改进产品质量、生产高附加值产品等措施，开始盈利。
该厂炼钢采用2座190t直流双壳式电炉，变压器功率为2X75MV.A，配有碳氧喷枪。电炉原料60％废钢+40％DRI或25％生铁将Cu控制在0.08％以下。电炉后接两座LF，连铸机采用SMS公司制造的CSP薄板坯铸机，铸坯厚度原设计为55mm，为了提高产量，1999年后改为65mm，铸坯宽度在1000-l600mm之间。连铸机垂直高度8m，弯曲半径3m，分7个冷却区，喷水冷却，比水量1.6-2L/kg，主要生产碳钢、低合金钢、管线钢等。
该厂热连轧机采用步进加热炉，铸坯进加热炉温度在980-1040℃之间。热轧机组为6机架4辊轧机，在F1前设有立辊轧机。连轧机具备CVC(横移距离±100mm)、WRB、自动厚度控制、钢板表面检测等系统，产品厚度1.42-15.88mm，宽1.06-1.62m。
该厂着重介绍了其加强质量控制的措施，如通过QS9000认证、轧机建立轧制参数设定系统、产品质量分级、成立质量改进小组等措施。在电炉炼钢方面通过控制废钢分类和加入生铁、直接还原铁等措施将铜含量控制在0.1％以下，通过电炉和LF精炼泡沫渣控制钢中氮含量，精确控制钢中[A1]，含量，连铸钢包自开率高达98％以上，铸坯总氧含量降低到20X10-6以下。由于重视质量，该厂产品信誉很好，其热轧钢板已被丰田、通用、福特、克莱斯勒等汽车公司用于制作车轮圈等部件。
（待续）
Nucor公司Hertford厚板钢厂是Nucor公司第一个生产中厚板的钢厂，设计生产能力为100万t/a，主要钢种为碳钢(ASTMA36、A572、A588)，也生产低合金高强度钢、耐候钢、X52-X70级管线钢。钢板厚度范围为9.5-51mm，宽度为1830-3125mm，长2.4-25.4m。
该厂运输有公路、铁路和船运三种方式，由于其位于Chowan河旁，因此废钢主要由船运输到工厂。该厂于1999年4月开始动工，2000年9月2日电炉投产，10月16日板坯连铸和轧机投产，总投资4亿美元。
该厂电炉炼钢采用了Consteel技术，废钢在废钢场由两个电磁吸盘装入振动输运带，首先运送到预热段，用电炉炉气将废钢加热到平均600℃，然后再运送加人到电炉内。电炉为西马克-德马克公司制作的165t直流电弧炉，变压器功率为88 MV.A，炉墙和炉顶采用喷水方式冷却，两侧炉墙分别装有一支氧碳喷枪。电炉的主要参数如下：
出钢量165t
变压器2X80MV.A
整流器 4X35kA
电极直径686-762mm
底电极 空气冷却针式电极
氧枪 2只侧墙插入水冷喷枪
电炉后装备有两座西马克-德马克公司制作的LF精炼炉，共用一个电源，变压器功率为22MV.A，电极直径为460mm，炉盖上方装备有喂线和合金料仓系统，钢包底部可吹氩搅拌。
该厂连铸采用了达涅利公司制作的超宽薄板坯连铸机，铸坯厚度范围125-150mm，宽度最大达3125mm，结晶器采用漏斗型，通过足辊将铸坯改变为矩形。铸机具体参数：
机型 直结晶器，零段弯曲
弧半径 6500mm
铸流数 1
支撑段长度 15327mm
水平段长度 9220mm
产量 100万t
铸坯宽度 1778-3124mm
铸坯厚度 127mm、152mm两种规格
拉速 1.7m/min 1.4 m/min
中间包容量 35t
结晶器振动 液压振动
液面控制 塞捧、放射性同位素控制
其他 轻压下、液芯压下；浸入式水口在线快速更换；铸坯切割后水淬系统
该厂连铸采用单一浸入式水口，由结晶器铜板埋入的225只热电偶测得的温度表明钢水在结晶器内温度均匀。为保证铸坯内部质量，该铸机采用气雾二冷、小辊分节辊、轻压下等技术，铸坯轧制最厚50mm钢板，压缩比尽管只有3，但仍能保证良好的钢板质量。据厂方讲，铸坯没有表面纵裂、横裂等缺陷，主要的质量问题是轻微角裂纹。代表团对该厂生产的铸坯和厚板的外观进行了观察，铸坯和厚板的外表尺寸及表面质量均良好。
铸坯切割后经辊道通过一水淬箱，将铸坯表层温度降低到700℃左右，以控制表层内部碳、氮化物析出，防止表面裂纹缺陷。该厂原设计100％铸坯热装，目前实际热装比为50％，热装温度在920℃左右。
铸机后紧接一步进式加热炉，加热炉能力：冷坯200 t/h，热坯400 t/h。轧机前设有立辊，直径1040mm，辊身长255mm，压下量50mm/道次。钢板轧机为4辊可逆式轧机，支承辊尺寸为1828 mmX3302mm，工作辊尺寸为940mmX3606mm，电机采用2台同步电机。钢板厚度采用自动测量，并采用了Parsytec System公司生产的表面质量监视仪对钢板表面质量进行监测。访问中代表团询问了今后该厂是否会建设炉卷轧机的可能，该厂回答由于厚板的市场需求不大，目前轧机能够满足产量需要，因此可能不会再建炉卷轧机。
由于投产不久，目前该厂只达到了40％设计生产能力，厂方称炼钢、连铸和轧制设备很好，没有问题，未达到生产能力的原因主要是因为产品装运系统和工厂自动化系统三级计算机系统有些问题。
2、Nucor Berkeley钢厂的情况
由于该厂采用2台CSP薄板坯铸机后接热连轧机方式，且建有酸洗、冷轧、退火、镀锌装置，因而受到国际冶金界的关注。
该厂1996年建成了电炉炼钢-CSP薄板坯连铸-热连轧生产线，1997年增建了2号CSP薄板坯铸机，并建设了其热镀锌生产线，1998年又建成了冷轧系统。此外，该厂还建有一台方坯/H型钢异型坯双用途铸机和其后的型钢厂。目前总的产钢量为220万t/a，其中长材50万t/a，冷轧钢板100万t/a。
该厂炼钢采用2座MAN-GHH公司制造的165t双壳式直流电弧炉，底电极为250根(￠43mm)钢针式，炉底寿命达800炉，水冷炉壁和炉顶，变压器功率为2X80 MV.A，因为炉身和炉顶高，因此可一次装满料。电炉设置2支氧枪和前后两个烧嘴，冶炼周期平均45min。
电炉冶炼后钢水不脱氧，送至LF进行精炼、脱氧和合金化。该厂有2座MAN-GHH公司制造LF，共用一电源。用于CSP板坯连铸的钢水用铝脱氧，钢中[A1]：控制在0.025％左右。用于方坯和异型坯连铸的钢水用硅脱氧。
为保证钢板质量，该厂对废钢管理很严格，外购废钢分类存放，本厂没有废钢处理装置。电炉装料废钢占60％左右，其余为直接还原铁和生铁。对于钢中硫该厂的控制标准：用于CSP连铸钢水[S]低于0.01％，用于方坯和异型坯连铸钢水[S]低于0.035％。而生产过程中，由于担心硫高影响相邻炉次钢中硫含量，因此实际上板坯和方坯、异型坯连铸钢水的硫含量均控制在0.01％以下。
该厂建有2台CSP薄板坯连铸机，中间包容量为36t，连浇时间11h，连浇11-16炉，结晶器铸坯最厚60mm，经液芯压下可减薄至40mm。铸坯宽度范围为910-1670mm。铸机采用直结晶器，结晶器和结晶器下垂直段的总长度为8m。采用一点弯曲、4点矫直，二冷采用水冷，最高拉速可达8 m/min。此外还具备结晶器内钢水液面自动控制、电磁制动、液芯压下等先进功能。
该厂铸机设计拉速最高为8m/min，目前实际生产过程控制在5m/min以下，厂方解释此举主要是保证质量。如拉速过高，结晶器内坯壳卷渣严重，会严重影响冷轧板表面质量。该厂甚至认为，Gallatin等其他薄板坯连铸钢厂之所以能够．采用6m/min以上的拉速，主要是因为他们没有冷轧产品的缘故。由于实际拉速不能大于5.5m/min，使得炼钢能力偏大，因此又建设了方坯、异型坯铸机。
该厂铸机具备液芯压下功能，可以将铸坯由50mm压下至43mm，但实际生产中没有采用，厂方解释主要是由于两个原因：①如采用液芯压下，压下辊表面温度会升高(没有辊子内部冷却)，为了保持辊子势必增加水量，这样会造成铸坯过度冷却；②液芯压下经常会将氧化铁皮压人外壳，影响钢板质量。
在讨论中厂方着重指出了采用结晶器电磁制动带来的效果，在采用电磁制动前，该厂曾先后对浸入式水口进行了20余种改进，以控制结晶器内钢水表面的波动，减少卷渣，但效果均不明显。采用ABB公司的电磁制动技术后，卷渣大幅度降低，冷轧钢板由于表面缺陷造成的损失由过去的2.5美元/t减少至5美分/t。该厂增加一套电磁制动的费用大约为100万美元。
该厂热连轧加热炉分为三段，第一段为平行的两个加热炉，中间一段加热炉可横向移动，将第一段两个加热炉的铸坯转送到第三段加热炉中。铸坯全部采用热装，人炉温度大约1100℃，出炉铸坯温度为1150℃。热连轧采用4辊6架连轧机，钢板宽度范围为910-1670 mm，厚度为16.5-1.27mm，并具备液压AGC、CVC板型控制等功能，板卷最大单重40t。热连轧机有关参数如下：
加热炉 BRICMONT公司制造
燃料 天然气
加热炉长度 206m
除磷 高压水除磷
压下 液压
板宽 910-1670mm
板厚 16.5-1.27mm
冷却 层流冷却
该厂1号冷轧机已投人生产，2号冷轧机正在建设。1号冷轧机采用单机架4辊可逆轧机，轧制力为2000t，冷轧钢板厚度为0.25-0.23mm，产量为80万t/a。冷轧机还具备液压压下控制、连续可变板形控制工作辊、闭环板形控制、多区域冷却、自动弯曲和水平调整等功能。
目前该厂冷轧钢板主要为DQ(冲压性能)级别钢板，尚不能生产DDQ、EDDQ级别的深冲、超深冲性能钢板。其生产的冷轧钢板可以用于家电普通板、电器仪表盘、柜面板等。厂方解释主要是以下两个原因：没有真空脱气装备，不能生产超低碳钢；由于薄板坯连铸结晶器钢水扰动大，铸坯坯壳卷渣形成的夹杂物量多，钢板表面质量不如传统流程产品。尽管该厂采用电磁制动后表面质量有了很大改善，但仍达不到汽车面板的表面质量要求。
3、Gallatin钢厂的情况
该厂1995年建成投产，设计年产量120万t，员工总数370人。投产后1995-1998年亏损(总计亏1.5亿元)，1999年后通过采取例如控制钢中Ca/A1比解决了连铸水口堵塞、提高加热炉温度、改进产品质量、生产高附加值产品等措施，开始盈利。
该厂炼钢采用2座190t直流双壳式电炉，变压器功率为2X75MV.A，配有碳氧喷枪。电炉原料60％废钢+40％DRI或25％生铁将Cu控制在0.08％以下。电炉后接两座LF，连铸机采用SMS公司制造的CSP薄板坯铸机，铸坯厚度原设计为55mm，为了提高产量，1999年后改为65mm，铸坯宽度在1000-l600mm之间。连铸机垂直高度8m，弯曲半径3m，分7个冷却区，喷水冷却，比水量1.6-2L/kg，主要生产碳钢、低合金钢、管线钢等。
该厂热连轧机采用步进加热炉，铸坯进加热炉温度在980-1040℃之间。热轧机组为6机架4辊轧机，在F1前设有立辊轧机。连轧机具备CVC(横移距离±100mm)、WRB、自动厚度控制、钢板表面检测等系统，产品厚度1.42-15.88mm，宽1.06-1.62m。
该厂着重介绍了其加强质量控制的措施，如通过QS9000认证、轧机建立轧制参数设定系统、产品质量分级、成立质量改进小组等措施。在电炉炼钢方面通过控制废钢分类和加入生铁、直接还原铁等措施将铜含量控制在0.1％以下，通过电炉和LF精炼泡沫渣控制钢中氮含量，精确控制钢中[A1]，含量，连铸钢包自开率高达98％以上，铸坯总氧含量降低到20X10-6以下。由于重视质量，该厂产品信誉很好，其热轧钢板已被丰田、通用、福特、克莱斯勒等汽车公司用于制作车轮圈等部件。
（待续）
