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生產線的一些優勢,如投資省,達產達效速度快、運行成本低等優點,在這條生產線得到了展現。
所開發的產品包括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”低碳低硅薄規格”的產品特色。
CSP流程技術創新
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、規范操作,扒凈預處理后的脫硫殘留渣,優化轉爐入爐料結構,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”工藝匹配優化。為此,從2006年4月開始引進了德國公司的煙氣分析動態煉鋼技術。在對該技術消化吸收的基礎上,根據動態煉鋼系統的要求,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格調試階段轉為常規生產工藝進行大批量工業化生產。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,一旦發生堆鋼造成連鑄中斷。一切二穩定之后,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格h≤4.0mm,厚規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,成品帶鋼的厚度及寬度與單坯軋制時一樣。變規格半無頭軋制時,帶鋼厚度過渡區域長度8~10m,其它區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,變規格半無頭軋制時,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;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。
薄規格生產板形控制和生產實踐
1)熱軋薄規格產品板形控制困難,軋輥輥形由于磨損而變得不規則后,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,從而使得薄規格的板形控制大大優化,平直度目標大大提高,超薄規格板形質量明顯得到改善。
2)熱軋薄規格產品生產實踐,利用熱軋薄規格板形控制技術、半無頭軋制技術以及薄規格軋制技術等開發超薄規格產品,2007年1~9月熱軋h≤2.0mm薄規格產品取得突破,達到總產量的27.22%(比2006年提高了5.13%),h<3.0mm薄規格產品達到61.10%,(比2006年提高了5.89%)。
3)冷軋極薄規格產品開發實踐。經過采用以上工藝技術參數的合理調整設定,實現大批量穩定生產冷軋極限薄規格(0.25mm~0.35mm)。2006年極限薄規格產品月開發量占當月酸軋線總產量的比例最高14.5%以上,全年極限薄規格產品產量占總產量的10%以上,實現大批量穩定生產極薄規格產品的目標。
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月份成功開發了屈服強度600MPa級別的低碳貝氏體熱軋鋼卷,迄今已商業化生產了超過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冷卻相變和組織演變規律(動態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(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、軋制潤滑等薄規格技術取得了豐碩的成果;產品形成了”低碳低硅薄規格”的產品特色,管線鋼X42-X60已系列化、高強度鋼板開發了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。