1、传统粗轧改造 FTSR 工艺可行性研究摘要：本文研究薄板坯连铸连轧生产线改造。利用隧道炉所占车间长度，安装步进炉和四辊可逆粗轧机。车间生产线转为传统厚坯生产方式，原料加厚，可以生产 X80 厚带卷以及中级汽车板用热卷。中间坯减薄可以生产热轧超薄带。 关键词：薄板坯连铸连轧；可逆粗轧；厚板坯；薄中间坯 中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号： 1 薄板坯连铸连轧工艺概述 当今板带生产工艺多种多样，装备水平高低决定产品种类与市场。薄板坯连铸连轧是近十几年板带短流程轧制的创新工艺1，设计初始是电炉炼钢浇铸 50mm 薄板坯，年产 100 百万吨。铸坯连续补热，直接作为中间坯进入连续精轧机轧出成
2、品。工艺目的是小系统短流程，低产量低投资紧凑型薄板轧制。但坯料过薄，压缩比小，铸态晶粒破碎不充分，组织性能不理想。以后坯料厚度普遍上升到 90mm，年产量达到 250 万吨2，而且设计包括一些超薄规格和特殊钢种，以及冷轧供料。 目前，国内有数十家企业上马薄板坯连铸连轧。经过近十年时间的实践，这些车间大部分面临难以开发薄规格或多品种的困难，轧制的冷轧原料硬度过高3，不适合冷轧延伸和板型控制。即使生产硅钢，也是中低牌号，难以升级到高牌号。最终造成日常经济生产的板卷规格偏大，钢种单一，市场塞挤，利润减少。 传统板带生产线是采用粗轧机可逆轧制数道次后，进入连续精轧。在这种工艺里，选用 180250mm
3、 厚坯，压缩比较大，一般需要两架以上的粗轧机，前后粗轧机都可逆轧制。由于轧制中间间隔时间较长，晶粒恢复再结晶充分，杂质扩散均匀，钢材性能优良。一般只要加热条件允许，可以生产各种品种带钢。特别是如果能提供中薄坯，完全可以经济生产超薄带4。 传统板带工艺中粗轧机多，占地长，投资大，生产成本也要高些。而薄板坯工艺的投资要少些，但从投资与产量之比来看，其实并不相差多少。其实，从现在双可逆粗轧厚坯车间 34 亿元投资，设计年产 350 万看，投资与产量比与薄板坯连铸连轧相差不多5，虽然运行成本高些，后者产品品种却丰富的多，因而薄板坯车间回报要远低于传统轧机。十多年的实践已经证明，这种工艺尽管节省热能，但
4、因为没能达到人们预期生产各种高档热带的期望。这种在生产品种上的限制，大大抵消薄板坯流程短、铸坯热能利用率高所带来的好处。 薄板坯工艺相当于精轧直接轧制刚从加热炉送出的热坯，由于压下大，前几架辊面烫辊磨损严重，产品表面光洁保持时间大大缩短。 而且，对连续精轧而言，只要粗轧跟得上，七架精轧机生产 600 万吨也没问题。这说明薄板坯车间设计年产 250 万吨，工艺上必然存在精轧机能力相当过剩，或者说空转时间会大大增加的弊端。 另外，板坯过薄后延伸比下降，杂质扩散不充分，带卷质量下降，难以生产附加值高的汽车板、管线钢等。而提高钢水冶炼和浇铸纯净度又是许多钢铁企业相当时间内无法解决的问题。另外，隧道炉远
5、不能满足连续轧机的生产能力，造成现场轧制节奏间隙不稳定，这也是导致轧辊凸度不稳定，难以轧制对板形敏感的薄板带的重要原因。 过薄的坯料对特殊钢种如中合金钢、不锈钢、硅钢浇铸有限制，直接导致钢种减少。 尽管各企业对薄板坯连铸连轧工艺生产各种优质带卷也作了大量开发，但众多新品种的经济可行的工艺制度还欠成熟。产品种类少，价格低大大影响了企业效益，已经有薄板坯厂家，实施了传统工艺改造6。 2 薄板坯生产线改造方案 薄板坯车间使用隧道炉，专门适应巨长连铸薄坯加热。与步进炉相比，隧道炉加热能力差，热损失大，维护费用高，加热温度低，特别不容易扩大加热炉数量，尤其不适合厚体管线钢生产。但隧道炉占地很长，加热段、
6、运输段和过渡段共 230 米。利用这一长度，有望改造成传统可逆粗轧，提高接受厚坯的能力。 改造思想和改造总体任务如下： 1）更换结晶器，增加坯料厚度 2.5 倍（180230mm） ，长度限制在610 米； 2）更换大剪为在线乙炔切割（占水平辊道 12 米） ，切割后向两侧（两侧加热炉，两侧原料场）运输，进入加热炉炉前辊道或原料场储存；3）拆除隧道炉，在 1#隧道炉线两侧，分一二期新建二座四座步进炉，增设横跨辊道的加热炉控制室； 4）出加热炉区增加高压水除鳞； 5）轧机改造：因场地紧张，不宜放置两架可逆粗轧，故采用一架重型 1680 四辊可逆粗轧机。轧机要求宽向轧制力 2.6t/mm。配置凸度
7、检测仪，实现中间坯厚度、凸度控制及检测。辊道全部增加辐射盖板。提高中间薄坯温度； 6）扩建原料跨； 7）在原来粗精轧之间辊道空过处，安装四辊轧机（F2） 。 3 改造方案分析 原来隧道炉的 230m 长度，留给在线切割 12m，两座加热炉（对面错开放两座）占去 3x1340m，粗轧机前后保证分别为 70+100=170m 以上，满足可逆轧制需要。如果需要更长粗轧机后辊道长度，只能将原来第一粗轧移走，高压水除鳞不动。原来第二粗轧机为 F1,之后在原来中间水冷段里，加装四辊 F2 精轧机，满足粗轧单块可逆轧制 5 道后，轧件在辊道上还有空余辊道长度，粗轧与精轧不发生冲突。改造前后布置见图 1。 以
8、往粗轧机不设置弯辊和抽辊，各道次为保证凸度减小，轧制力必须逐渐减小，因而粗轧大压下能力不能全部发挥。为此，采用带 CVC 抽辊的重型四辊轧机（工作辊保持 1810mm 长，支撑辊 1680） ，每道调节辊形，在粗轧每道压入能力大大增加的同时，保证粗轧凸度按照比例凸度变小，最终确保中间坯凸度与精轧产品要求凸度相匹配。中间坯尺寸最薄控制在 16mm，适应 1.2mm 薄带生产，此时卷重减少 1/3。 图 1 改造前后生产线布置 4 小结 改造投资预计 5 亿元左右，停产约 3 个月。目前各厂资金紧缺，但从长远利益看改造是大有好处。已有生产线还有板形控制不稳定的问题，必要时需要考虑将 PC 改造或更
9、换成 CVC。改造使唐钢板带跨入国内生产高档产品之列。 具体指标如下： 1）产量 300 万/年（2.4mm 以下薄规格占 50%以上） ； 2）品种：普通以热代冷薄板、冷轧用软带卷，桥梁高强钢，汽车板用卷、18.4mm 管线钢。 参考文献 1 殷瑞钰 薄板坯连铸-连轧的进步及其在中国的发展 C 2009 年南京薄板坯连铸连轧国际研讨会论文集，2009.5：1-5 2 徐安，田乃媛. 美国 minimill 的兴起及其相关问题的思考. 中国冶金.1998,1: 41-45. 3 狄丽华，明绍玉. 在 CSP 线上开发冷轧用低碳钢带 J 轧钢，2005，22（5）：34-36 4 攀钢 1.21.8mm 万吨板带生产总结、 5 首钢迁钢 2160 生产线工艺设计资料 6 达涅利消息 J2007,Vol151, 9
