薄板坯连铸技术(下)
薄板坯连铸连轧生产钢板一开始,美国的厂家和用户就曾担心钢板的成型性能和表面质量、带钢的宽度(仅达1500mm,传统生产达2000mm)。通过多年的设计改进和操作实践,担心逐渐消除。现以CSP工艺为代表,其生产的钢种、代表钢号及产品用途见表2。这些产品是在不同的生产条件和不同地区的厂生产出来的。
传统的热连轧机生产1.5-25mmXl000-2000(最大2030)mm板带。调查显示,厚度2-5mm占总产的74%,2-3mm占48%。薄板坯技术生产1.2-12mmX800-1500mm的板带。1999和2000年希尔萨钢生产带钢的厚度有1.52、1.37、1.21、1.03和0.91mm。1999年克罗莫纳厂生产厚度<1.5mm的占总产量的27%(产量74万t),今年预计40%-50%。荷兰霍戈文厂的超薄规格预计2003年达到,蒂森克虏伯的CSP产品2/3在公司内深加工、部分冷轧。我国唐钢设计方案中0.8-2mmX850-1650mm板带占设计总产量的60%。
据对欧洲4000万t热轧板带使用的调查显示,需冷加工占76.2%,而冷轧带钢厚度0.7-1.2mm的占57%,宽度900-1300mm占72%;再从冷轧机的尺寸分析,生产<1mm带钢占48%,>2mm仅占2.3%。
从上述分析可知,薄板坯板带的产品市场如下:原有热带市场2mm以上热带的替代品(价格便宜),1-2mm冷轧带钢一部分代用品;用于生产涂镀冷轧板的原板;用热带涂层代替部分冷轧板带涂层;用于替代国内生产的窄带钢。
一般<2mm厚度称热轧薄带钢,但到20世纪90年代初,经济限度为1.5mm,最近又提出<1.2mm称超薄带钢,从技术设备上能生产,但要承受设备磨损和生产损失,如以4mm厚为基准,改生产1.2mm时生产率降低近一半,即成本的增长已超过了边际效益的增长幅度,认为在CSP轧机上轧1.2mm是可行的,但若再薄,则效益明显下降。所以说此技术的产品市场占有率会因热轧、冷轧产品的生产能力、饱和程度和消费结构不同而异。
表2 CSP热轧带钢的应用实例
钢种 | 代表牌号 | 类型的应用实例 |
低碳软钢 | ||
冷却型 | StW24(+B) | 纵向梁 |
再轧制 | St24 | 捆扎材料 |
结构钢和HSLA | ||
普通碳钢 | St52-3 | 结构钢管 |
改进成型性的HSLA | QStE550TM | 轮毂、料架零件 |
适用于焊接的细晶粒结构钢 | STE500 | 汽车框架组件 |
WStK420 | 捆扎材料 | |
TStE500,EStE500 | 丙烷气体钢瓶 | |
耐候钢 | WStE52-3 | 钢板桩 |
特种磷合金钢种 | 用于再加工 | |
管线钢 | STE480.7X70 | 管线建设 |
可热处理钢 | ||
碳钢 | Ck50 | 捆扎钢、洗衣机 |
碳铬钢 | 41Cr4 | 离合器板 |
碳锰钢 | 28Mn6 | 制管材料 |
碳锰硼钢 | 30MnB5 | 冲击材料、机座结构 |
碳铬钼钢 | 42CrMo4 | 刹车零件(航空设备) |
碳铬钼钒钢 | 30CrMoV4 | 驾驶座装配杆 |
弹簧钢 | ||
非合金弹簧钢 | Ck67 | 叶片、螺旋弹簧 |
合金弹簧钢 | 50CrV4 | 尺 |
工具钢 | ||
非合金工具钢 | C70W | 刀具、剪刀 |
C85W | 犁刀 | |
C100W | 文件夹 | |
合金工具钢 | 75Crl | 木锯 |
56NiCrMoV7 | 锯齿刀座 | |
75NiCrMo553 | 锯刀 | |
耐磨钢 | 90Mn4 | 耙、中耕机 |
电工质量钢 | ||
无取向 | Si=1.2~3.2 | 电机、发电机、变压器用 |
电工钢 | ||
不锈钢 | ||
铁素体类 | X6Crl7 | 换能器套管 |
奥氏体类 | X5NiCr810 | 在开发中 |
4、薄板坯连铸技术的进步
灵活适用的经济生产为薄板坯连铸设计、生产和设备制造奠定了基础,技术进步是这些工艺发展的先决条件,这个进步将继续下去。
目前薄板坯生产使用的钢水可由EAF或BOF供应,铁源扩大到废钢铁水、DRI、HBI、碳化铁,显示来源的灵活性,工艺从新建到改建工厂的扩展性。钢水采用钢包冶金和脱气装置(VOD)。连铸上采用电磁振动与电气制动相结合、液芯压下、铸坯尺寸自动调整、柔软减压和空气雾化冷却设备等,对于进一步提高连铸速度为目标的研究仍在继续进行中。
轧制方面,由于采用2流连铸而提高连轧机的利用率和总产量。为了提高板带的质量,CSP工艺的精轧机组增加到6或7机架。为适应生产合金钢,CSP工艺正在修改和补充原有设计。在ISP工艺中改用燧道炉代替先前曾采用的热卷炉(在韩国)。轧机采用人工智能和神经网络及过程模型控制系统,轧制双相钢,热机械处理工艺。目前有不少厂正在采用(半)无头轧制和铁素体轧制,生产超薄带钢,德国和荷兰新近投产的两套设备,既沿用先前的适用的轧钢技术,又采用了薄板坯连铸技术的一些新技术。
这些新技术增加工艺生产的产量,改进产品的质量,还将产生材料工程上的效果,因此多种多样的薄板坯带钢能满足社会不同用户的需求。
纵观薄板坯连铸技术的发展和进步,是研究设计生产设备制造和用户等共同努力的结果,今后仍将加强紧密合作。实践证明,采用该技术建厂应灵活的运用企业重组、合并、兼并等筹资组织模式,可以采用大公司与小钢厂联合、国内国际间跨国联合、生产和设备制造厂合作等多种合资合作建厂。
参考文献
1 Charlee Yost of the US International Trade Coommission, Steel Times International, July, 1998.28-
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2 A FLICK, GLETTMAYR,et.al., Steel Times International, 2000 (5):17- 20
3 Gunter Flemming, Karl- Ernst Hensger, steel Technology, January,2000,53
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4 Antonio Maseanxoin,Gustavo Braecugli,MPT,2/2001.70 - 82
5 Jonathan Aylen, Steel Times, July/August, 2001,227 - 231
作者:冯 起(马鞍山钢铁设计研究院 )
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