薄板坯连铸连轧技术的进展

D0I:10.13374/i.issm1001053x.2003.03.030 第25卷第3期 北京科技大学学报 Vol.25 No.3 2003年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun.2003 薄板坯连铸连轧技术的进展 薛凌 中国金属学会，北京100711 摘要扼要介绍了薄板坏连铸技术的特点，阐述并分析了薄板坯连铸与连轧技术发展的 若干关键技术，包括液芯压下及动态软压下、薄板坯连铸结晶器、薄壁浸人式水口，结品器液 面控制技术、电磁制动技术、半无头轧制和铁素体轧制等新技术的发展动向. 关键词薄板坯液芯乐下；电磁制动；半无头轧制；铁素体轧制 分类号TF777 20世纪80年代以来，薄板坯连铸连轧技术 度高，铸坯中心和边部温度差别小，钢中不易产 取得了突破性的进展，与传统流程工艺相比，薄 生质点（如AIN)的沉淀，不需要在加热炉中溶解 板坯连铸连轧工艺流程短、设备简化投资省、成 AIN,便可直接轧制.这是薄板坏快速凝固的一个 材率高、生产成本低、产品质量好、品种开发潜力 很大的优点 大，经济效益十分明显.近年来，该项技术日趋成 表2凝固冷却参数 熟，产能迅速提高，对于满足钢铁生产的新需求， Table 2 Parameters of cooling solidfication 具有较大的潜力 规格 比表面冷却速度晶粒尺凝固终点 m.℃·s寸μm温度/℃ 1薄板坯连铸技术的特点 250mm×1500mm1.50.15 60900-1000 50mm×1500mm5.32.00 401150-1200 ()板坯液芯长度短.传统厚板坯的液芯段长 度一般为20-25m,而薄板坯液芯段的长度仅有 (3)板坯内部质量好.薄板坯凝固速度快，树 5-6m如表1山.液芯段长度短，减轻了设备质量， 枝晶细，内部结构致密，偏析小 使铸机结构简化 (4)薄板坯内部的夹杂物.薄板坯单位长度的 表面积与体积比为1.031.06，而厚板坯则为 表1各种连铸工艺参数的比较 0.2-0.8.如钢水洁净度相同，则薄板坯中的夹杂 Table 1 Comparison of casting parameters 物更接近于表面. 规格 厚板坏连铸薄板坯连铸 另一方面，薄板坯结晶器内的空间小，拉速 板坏厚度/mm 150-250 50-70 高，在相同的浇注速率下，薄板坯结晶器内钢水 拉速(mmin) 1-25 4-6 完全凝固时间5 >600 -60 的流动强度比厚板坯要大4倍.液面波动也大， 结制器热流(MW·m) 13 2-3 更容易造成卷渣.目前，以薄板坯为原料生产的 液相穴长度m 20-25 5-6 冷轧薄板的表面质量一般不如厚板坯好，这是重 要原因之一，因此，保持尽可能高的拉速和结晶 (2)铸坯热历程变化平稳，铸坯温度高且分布 器液面的稳定，是提高薄板坯冷轧板表面质量的 均匀，薄板坯的比表面值是厚板坯的3.5倍（见 关键. 表2)，即散热面积增加了2.5倍.同时，铸坯冷却 (5)薄板坯比表面大，表面温度高.板坯离开 速度快，拉速则快约5倍（见表1），铸坯在铸机内 铸机后又迅速进人保温炉，因此板坯表面二次氧 停留时间短，铸坯热能可有效利用.因而，铸坯温 化铁皮(FeO)严重.高压水除鳞不干净，会影响 收稿日期2001-11-15薛凌女，49岁，高级程师 薄板表面质量

第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 〕 薄板坯连铸连轧技术的进展 薛 凌 中 国金 属 学 会 ， 北 京 摘 要 扼要 介 绍 了薄板坯 连 铸技 术 的特点 ， 阐述 并分 析 了 薄板坯 连铸 与连 轧技 术 发 展 的 若 干关键技术 ，包 括 液 芯 压 下 及 动 态 软压下 、 薄板 坯 连铸结 晶器 、 薄 壁 浸 人 式 水 口 、 结 晶器液 面 控 制技 术 、 电磁制动技术 、 半无 头轧 制 和 铁素体轧 制等新 技术 的发展 动 向 关 键 词 薄板坯 液芯 压 下 电磁 制 动 半 无 头 轧 制 铁素体轧 制 分 类号 ” 世 纪 年代 以 来 ， 薄板 坯 连 铸 连 轧 技 术 取 得 了突破性 的进 展 ， 与传 统 流程 工 艺 相 比 ， 薄 板坯 连铸连 轧工 艺 流程 短 、 设备简化 、 投 资省 、 成 材率 高 、 生产 成 本低 、 产 品质量好 、 品种 开发 潜力 大 ， 经 济效益 十分 明显 近年来 ， 该项 技 术 日趋 成 熟 ， 产 能 迅速提 高 对 于满 足钢 铁生 产 的新需 求 ， 具 有 较 大 的潜 力 度 高 ， 铸 坯 中心 和 边 部 温 度差 别小 ， 钢 中不 易产 生 质点 如 的沉 淀 ， 不 需 要 在加 热 炉 中溶 解 ， 便可直接轧 制 这 是 薄板坯快 速凝 固的一个 很 大 的优 点 表 凝 固 冷却 参数 规格 比表 面 冷 却速度 晶粒尺 凝 固终点 薄板坯 连 铸 技 术 的特 点 板 坯 液 芯 长 度短 传统厚板坯 的液芯段 长 度 一 般 为 一 ， 而 薄板 坯 液芯 段 的长度 仅有 一 如 表 ‘ 液 芯 段 长 度 短 ， 减 轻 了 设 备质量 ， 使铸 机 结 构 简 化 ℃ · 一 ’ 寸 林 温 度 ℃ 自 气」‘ 一 ，︸孟、 表 各 种 连 铸 工 艺 参数 的 比 较 规格 厚板 坯 连 铸 板 坯 厚 度 一 拉速 · 一 ， 一 完 全凝 固 时 间 结 晶器 热 流 怕 一 ， 一 液 相 穴 长 度 一 薄板 坯 连 铸 一 板 坯 内部 质 量 好 薄板坯 凝 固速度 快 ， 树 枝 晶细 ， 内部 结 构致 密 ， 偏 析 小 薄板坯 内部 的夹 杂 物 薄板坯单位 长度 的 表 面 积 与 体 积 比 为 一 ， 而 厚 板 坯 则 为 一 如钢 水 洁净 度 相 同 ， 则薄板 坯 中的夹 杂 物 更 接 近 于 表 面 另一 方 面 ， 薄板 坯 结 晶器 内的空 间小 ， 拉 速 高 ， 在相 同 的浇 注速 率 下 ， 薄板坯 结 晶器 内钢水 的流 动 强 度 比厚 板 坯 要 大 倍 液 面 波 动 也 大 ， 更 容 易造 成 卷 渣 目前 ， 以 薄板 坯 为 原 料 生 产 的 冷 轧 薄板 的表 面 质量 一 般 不 如厚 板坯好 ， 这 是重 要 原 因之 一 因此 ， 保持 尽 可 能 高 的拉 速 和 结 晶 器液 面 的稳 定 ， 是 提 高薄板坯冷 轧板 表 面质 量 的 关键 薄板 坯 比表 面 大 ， 表 面 温 度 高 板 坯 离 开 铸机 后 又 迅 速进 人保 温 炉 ， 因此 板坯 表 面二 次 氧 化 铁皮 严 重 高压 水 除鳞 不 干 净 ， 会 影 响 薄板 表 面质 量 乙八， 卜小巧冬 铸坯热 历 程 变化平稳 ， 铸坯 温 度 高且分布 均 匀 薄板 坯 的 比表 面值 是 厚 板 坯 的 倍 见 表 ， 即散 热 面积增 加 了 倍 同时 ， 铸 坯 冷却 速 度快 ， 拉 速 则 快 约 倍 见 表 ， 铸坯 在铸 机 内 停 留时 间短 ， 铸坯 热 能 可 有 效利用 因而 ， 铸坯 温 收稿 日期 一 卜 薛凌 女 ， 岁 ， 高级 工 程 师 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2003．03．030

2003年第3期 ·208· 北京科技大 学学 报 2薄板还连铸关键技术的发展 23结晶器液面波动、振动和润滑 由于拉速比传统板坯高，结晶器液面的稳定 薄板坯连铸继承了厚板坯连铸的成熟技术 性就更为重要，故必须使用可靠有效的结晶器液 (如保护浇铸、中间包冶金等)，并根据薄板坯凝 面控制系统. 固的特点，开发了适合于薄板坯连铸的特有技 在结晶器钢液面上需保持足够的液渣层，能 术，且不断完善 连续渗漏到坯壳与铜板之间，起到良好的润滑作 2.1薄板坯连铸结晶器 用，可有效地防止粘结漏钢和表面纵裂纹.然而， 为便于在薄板坯连铸中使用传统的浸入式 薄板坯拉速高，结晶器空间有限，很难获得恒定 水口和保护渣技术，薄板坯结晶器的弯月面区域 的液渣层，渣量消耗比传统板坯明显减少，为解 必须有足够的空间，以插人浸入式水口，且必须 决这一问题可采以下措施：(1)采用低熔点低粘度 满足以下要求：水口壁与结晶器壁之间无凝固桥 的保护渣；(2)结晶器采用高频率(300次/min以 生成；弯月面区有足够容积，使钢水温度分布均 上)、小振幅(3mm)的非正弦振动，有利于减少 匀，有利保护渣熔化；弯月面区钢水流动平稳，防 对初生坯壳的拉应力并减轻振痕，提高铸坯表面 止过大紊流而卷渣；结晶器几何形状应使坯壳在 质量 拉坯过程中承受最小的应力， 2.4液芯压下(LCR)及动态软压下DSR) 目前开发的结晶器类型有：(1)漏斗形结晶 德马克公司首先将液芯压下技术应用于ISP 器，如CSP工艺；(2)平行结晶器，如ISPT艺；(3) 工艺，现在已为多种薄板坯连铸工艺采用，但具 透镜形双高结晶器，如FTSC工艺 体做法不尽相同.液芯压下是在铸坯出结晶器 这三种结晶器是专门为薄板坯连铸设计的， 后，通过逐渐收缩二冷段的辊缝，在紧接其后的 均已在生产上应用取得了良好的效果.从坯壳受 扇形段设置液压缸，外弧侧固定，内弧侧用液压 力情况来看，平行结晶器要优于漏斗形和透镜形 缸推动将铸坯压下到出连铸机的厚度规格.由于 结晶器；而从结晶器空间大小来看，则是漏斗形 液相穴直通结晶器，铸坯在压下辊的作用下向内 和透镜形结晶器优于平行结晶器四，目前，对于 挤压钢水，使芯部钢水向上运动，这种运动使正 坯厚为5070mm的薄板坯连铸机，广泛使用的 在凝固的钢水混合，产生下列有益于改善铸坯内 是漏斗形结晶器 部质量的效果：(1)钢水中的溶质均匀，消除成分 2.2薄壁浸入式水口 偏析；(2)使铸坯中心较高温度，已部分偏析的钢 薄板坯要求高拉速为6m/min,使其流量达到 水与枝晶顶点接触使其重新熔化，并通过与具有 2~3tmin,产量才能与传统铸机相比.薄板坯结 较少偏析元素的钢水熔合而得到稀释，减轻中心 晶器的几何形状要受到下列因素的限制：一是要 疏松；(3)液界面再熔化晶体从界面处分离出来， 求浸入式水口与铜板之间有一定间隙而不凝钢； 由对流运动送到液态中，有利于中心的凝固并形 二是水口直径要有足够的流通量；三是水口壁要 成细晶组织；(4)枝晶间的再熔化吸收了钢液的热 有足够的厚度（最小10mm).为延长水口的使用 量，降低了液相的温度，从而加强了中心的冷却， 寿命，开发了薄壁扁形浸入式水口，水口上部为 有利于中心凝固 圆柱形，下部为扁形或椭圆形，采用等静压成形 这项技术对薄板坯连铸的意义还在于解决 水口本体材料为A1O,C,流体冲刷区材料为 了结晶器内腔过薄带来的一些冶金工艺问题.例 MgOC,渣线材料为ZrO:C. 如，连铸希望适当增加坯厚，以改善结晶器区域 对薄板坯连铸而言，浸人式水口及保护渣直 的浇注条件，稳定生产提高铸坯质量，而轧钢希 接关系到连浇炉数和作业率的提高，同时影响到 望连铸供给较薄的铸坯，轧制薄规格产品，达到 铸坯质量，各公司都进行了大量研究.目前，西马 减薄铸坯，节省后续轧制；诚轻中心疏松和偏析， 克公司已开发出第四代浸入式水口，CSP及FTSR 缓解连铸与轧钢的矛盾，增加生产的灵活性等. 工艺的浸人式水口寿命也达到达500min,可连浇 达涅利公司开发的动态软压下技术(DSR)可以根 12炉以上.采用平板式结晶器的QSP及ISP工艺 据钢种、拉速、过热度自动计算铸坯凝固终点，因 的浸入式水口寿命为400mn. 而可以在一个或多个扇形段对铸坯实施压下.最

北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 薄板坯 连 铸关 键技 术 的发展 薄板 坯 连 铸继 承 了 厚板 坯 连 铸 的 成 熟 技 术 如保护 浇铸 、 中间包 冶 金 等 ， 并根 据 薄板 坯 凝 固 的特点 ， 开 发 了适 合 于 薄 板坯 连 铸 的特 有 技 术 ， 且 不 断完 善 薄板坯连铸结 晶器 为便 于 在 薄板 坯 连 铸 中使 用 传 统 的 浸 人 式 水 口 和保护渣技术 ， 薄板坯结 晶器 的弯 月 面 区域 必 须有足 够 的空 间 ， 以插人 浸 人式水 口 ， 且 必 须 满 足 以 下 要求 水 口 壁 与结 晶器壁 之 间无凝 固桥 生 成 弯月 面 区有 足够容 积 ， 使钢 水 温度 分布均 匀 ， 有利 保护 渣熔化 弯月 面 区 钢水 流动 平稳 ， 防 止 过 大紊流而卷渣 结 晶器几何形状应使坯 壳在 拉 坯 过 程 中承受 最 小 的应 力 目前 开 发 的结 晶器类型 有 漏 斗 形 结 晶 器 ， 如 工艺 平 行 结 晶器 ， 如 工 艺 透镜 形 双 高结 晶器 ， 如 工 艺 这 三 种结 晶器 是专 门为 薄板坯 连铸设计 的 ， 均 已 在生 产上应用取得 了 良好 的效果 从坯壳 受 力 情况来看 ， 平行 结 晶器要 优 于漏 斗 形 和透镜 形 结 晶器 而从结 晶器 空 间大小 来 看 ， 则 是漏 斗 形 和透镜形结 晶器优 于平 行结 晶器 。 ， 目前 ， 对 于 坯 厚为 一 的薄板坯 连铸机 ， 广泛 使用 的 是漏 斗 形 结 晶器 薄壁 浸 入式 水 口 薄板坯要 求高拉速为 口 ， 使其流量 达 到 一 咖 ， 产 量 才 能与传统 铸机相 比 薄板 坯 结 晶器 的几何形 状要 受 到下 列 因素 的限制 一 是要 求浸 人式水 口 与铜板 之 间有一 定 间 隙而不凝 钢 二 是水 口 直径 要 有 足 够 的流通 量 三是水 口 壁 要 有 足 够 的厚度 最 小 为延 长水 口 的使 用 寿命 ， 开 发 了薄壁 扁形 浸入式水 口 ， 水 口 上 部 为 圆柱 形 ， 下 部为扁形 或椭 圆形 ， 采 用 等静压成形 水 口 本 体 材 料 为 一 ， 流 体 冲刷 区 材 料 为 卜 ， 渣 线 材 料为 到〕 对 薄板坯 连铸 而 言 ， 浸 人式水 口 及 保护渣 直 接关系 到连 浇 炉 数 和作业率 的提 高 ， 同时影 响 到 铸坯质 量 ， 各公 司都进行 了大量研究 目前 ， 西 马 克公 司 已 开发 出第 四 代浸人式水 口 ， 及 工 艺 的浸 人式水 口 寿命也达 到 达 ， 可 连 浇 炉 以 上 采 用 平 板式 结 晶器 的 及 工 艺 的 浸 入 式 水 口 寿命为一 结 晶器 液 面 波 动 、 振 动 和 润 滑 由于 拉 速 比传 统 板坯 高 ， 结 晶器 液 面 的稳定 性就更 为重要 ， 故必 须使用 可靠有效 的结 晶器液 面控 制 系 统 在 结 晶器钢 液 面 上 需 保持 足 够 的液渣 层 ， 能 连 续 渗漏 到坯壳 与铜板之 间 ， 起到 良好 的润 滑作 用 ， 可 有 效地 防止粘结漏 钢和表面 纵裂纹 然而 ， 薄板坯 拉 速 高 ， 结 晶器 空 间有 限 ， 很 难 获得恒 定 的液渣 层 ， 渣 量 消耗 比传统板坯 明显 减 少 为解 决这一 问题可 采 以 下措施 采 用低熔点低粘度 的保护 渣 结 晶器 采 用 高频 率 次 以 上 、 小 振 幅 的非 正 弦振 动 ， 有 利 于 减少 对初 生 坯 壳 的拉应力 并减轻振痕 ， 提 高铸坯 表 面 质 量 液 芯压 下 及 动 态 软压 下 毋 德 马 克 公 司首 先将 液 芯 压下 技 术应 用 于 工艺 ， 现 在 已 为 多种 薄 板 坯 连 铸工 艺 采用 ， 但具 体做法 不 尽 相 同 液 芯 压 下 是 在 铸 坯 出结 晶器 后 ， 通过逐渐 收缩 二冷段 的辊缝 ， 在 紧接 其后 的 扇 形 段 设置 液压缸 ， 外 弧 侧 固定 ， 内弧侧 用液压 缸 推动将铸坯 压下 到 出连 铸机 的厚度规格 由于 液相 穴 直通 结 晶器 ， 铸坯 在压 下 辊 的作用 下 向内 挤压 钢水 ， 使芯 部 钢水 向上 运 动 ， 这种 运 动使正 在 凝 固的钢水 混合 ， 产 生 下 列 有 益 于 改善铸坯 内 部 质 量 的效 果 钢水 中的溶质 均 匀 ， 消 除成 分 偏 析 使铸坯 中心较 高温度 ， 已 部 分偏析 的 钢 水 与枝 晶顶 点接触使其重 新 熔化 ， 并通 过 与具有 较 少偏 析元素 的钢水熔合 而得到稀 释 ， 减 轻中心 疏松 液界 面再熔化 晶体从界 面处分离 出来 ， 由对 流运 动送 到 液态 中 ， 有 利 于 中心 的凝 固并形 成 细 晶组织 枝 晶间 的再熔化 吸收 了钢液 的热 量 ， 降低 了液相 的温度 ， 从而加 强 了 中心 的冷却 ， 有 利 于 中心 凝 固 这 项 技 术 对 薄板坯 连 铸 的 意 义 还 在 于 解 决 了结 晶器 内腔过薄带来 的一些 冶金工 艺问题 例 如 ， 连 铸希望适 当增加 坯 厚 ， 以 改 善结 晶器 区 域 的浇 注 条 件 ， 稳 定 生 产 提 高铸坯 质量 ， 而 轧钢希 望 连铸 供给 较 薄 的铸坯 ， 轧制 薄规格 产 品 ， 达 到 减 薄铸 坯 ， 节 省后 续 轧制 减轻 中心疏 松 和偏析 ， 缓 解 连 铸 与轧 钢 的矛 盾 ， 增 加生 产 的灵 活 性等 达 涅利 公 司开发 的动 态 软压 下 技术 可 以 根 据 钢种 、 拉 速 、 过热 度 自动计算 铸坯凝 固终点 ， 因 而 可 以 在一个或 多个扇 形 段 对铸坯 实施压 下 最

Vol.25 No.3 薛凌：薄板坯连铸连轧技术的进展 ·209· 大压下量可达20-25mm. ()克服单卷轧制的通病，生产超薄和宽薄带 2.5电磁制动技术(EMBr) 钢，拓宽产品大纲而不降低收得率 薄板坯连铸拉速远远高于传统连铸，钢液由 (2)稳定轧制条件，有利于保证产品质量和提 浸入式水口高速进入结晶器，使熔池产生强烈的 高收得率， 冲击或扰动.铸速愈高，扰动愈剧烈，致使液面保 (3)消除与穿带和甩尾有关的事故隐患，大大 护渣分层结构不稳定，以至发生卷渣，在初生坯 降低轧制废品率 壳上造成缺陷，熔池内的冲击流股还会冲刷坯 半无头轧制方式通常用于厚度小于1.2mm 壳，使坯壳凝固传热不均，严重时产生纵裂 的带钢轧制.新一代薄板坯连铸连轧生产线如康 生产应用情况表明，结晶器采用电磁制动技 力斯公司霍戈文厂、德国蒂森公司等都在进行半 术有如下优点：(1)减少了结晶器液面的波动，避 无头轧制技术的应用开发 免保护渣卷人.据报导，采用电磁制动技术后结 3.2铁素体轧制技术 晶器液面可控制在±2mm;(2)减少了流股对结晶 铁素体轧制技术是专指低碳钢板带生产开 器侧面的冲击，从而有利于坯壳的均匀生成，避 发研究的新技术，这项技术最主要的优点是可 免了纵向裂纹：(3)减少了流股的冲击深度，有利 以大大提高板带产品的深冲性能，生产更薄规格 于液相线夹杂上浮 的热轧带钢，同时降低成本.铁素体轧制是在粗 美国纽柯公司Berkeley和BHP北极星厂薄 轧后，进入精轧机前完成奥氏体向铁素体的相 板坯，均在结晶器中安装使用了电磁制动技 变，在铁素体区进行精轧或终轧.传统轧制下，板 术.采用电磁制动技术后，在拉速为5m/min时， 带产品深冲性能的重要指标，如”值只能达到 经浸入式水口流出的钢水的冲击深度、结晶器钢 2.5.采用铁素体轧制的低碳钢，r值在73%的冷 水表面流速波动及卷渣均明显降低.与采用电 轧压下量下的效果与传统工艺90%左右的冷轧 磁制动技术前相比，钢板因铸坯卷渣造成的缺陷 压下量相当铁素体轧制需采用强迫润滑工艺， 减少了90%，纵裂纹指数减少了80%. 以便板材的表面织构和内部组织织构一致，采用 铁素体润滑轧制的热轧板轧制织构中具有较强 3薄板坯连轧技术 的{111}织构组分及较好的深冲性能，当冷轧和 退火后，由于形成的有利于深冲性能的{111}织 3.1半无头轧制 构的比例提高，r值可达到3.0.由于低碳钢铁素 薄板坯连铸连轧生产线一般采用单块（卷）轧 体转变温度已高于800℃，为铁素体轧制创造了 制方式，即按用户要求的钢卷单重，在连铸机后 良好条件，轧制时由于产生软化，变形抗力不会 切成定尺长度的板坯，每个定尺板坏头部（尾部） 剧烈增大 都有一次穿带（抛尾）过程.这种单块轧制方式， 实践证明，采用铁素体轧制和高卷取温度， 带钢头尾是在无张力或非稳定张力下轧制，带钢 还可以获得粗大铁素体晶粒及较软的带钢.铁素 厚度偏差大.特别是轧制薄带钢时，很容易发生 体轧制用于超低碳热轧带钢生产，可获得更薄的 穿带卡钢事故侧.因此生产小于1.2mm超薄规格 带钢，若供冷轧做原料时，可生产冲压性能更高 带钢受到限制. 的带钢. 新一代薄板坯连铸连轧生产线应用了半无 目前，一些传统流程的钢铁联合企业，如康 头轧制技术，即在连铸后将板坯剪切成5倍尺的 力斯公司荷兰霍戈文厂已建成的薄板坯连铸连 长坯，连续通过轧机，在精轧机后，按用户订货要 轧生产线，由于上游配有RH真空处理等炼设备， 求，高速切分，高速卷取成一定卷重的钢卷.用这 可以提供高纯净度的超低碳钢水，生产线粗轧机 种生产方式，可一次生产多个钢卷，仅有一次穿 后配置强制冷却设备，进行超低碳钢铁素体轧 带和一次抛尾，不仅减少了操作事故，提高了成 制，计划批量生产超低碳热轧薄带钢，并供冷轧 材率，且使大部分带钢在稳定张力状态下轧制， 生产冲压性能较高的冷轧带钢， 产品的几何形状精度大幅度提高 半无头轧制工艺也有利于铁素体轧制和薄 4结论 带钢生产，通常认为它具有如下优点： 薄板坯连铸连轧技术经过十余年的发展已

、勺 薛凌 薄 板 坯 连 铸连 轧 技术 的进 展 一 大压 下 量 可 达 一 电磁 制 动技 术 薄板坯 连铸拉速远 远 高 于传统 连铸 ， 钢 液 由 浸 入式水 口 高速进入 结 晶器 ， 使熔池产生 强烈 的 冲击 或扰动 铸速 愈高 ， 扰动愈剧 烈 ， 致使液 面保 护渣 分层 结 构不 稳 定 ， 以 至 发 生 卷 渣 ， 在 初 生 坯 壳上 造 成 缺 陷 ‘ 熔池 内的 冲击 流股还 会 冲刷 坯 壳 ， 使坯 壳凝 固传热不 均 ， 严重 时产 生 纵 裂 生 产应 用情 况 表 明 ， 结 晶器 采用 电磁制动 技 术 有如 下 优点 减少 了结 晶器 液 面 的波动 ， 避 免保 护 渣 卷 入 据 报 导 ， 采 用 电磁 制 动技 术后 结 晶器 液 面可 控制 在士 减 少 了流 股对结 晶 器 侧 面 的 冲击 ， 从 而 有利 于坯 壳 的均 匀 生 成 ， 避 免 了纵 向裂纹 减 少 了流 股 的 冲击 深 度 ， 有 利 于 液 相 线 夹 杂 上 浮 ， 美 国纽柯公 司 和 北 极 星 厂 薄 板 坯 厂 ， 均 在 结 晶器 中安 装 使用 了 电磁 制 动 技 术 采用 电磁 制动技 术后 ， 在拉 速 为 而 时 ， 经 浸入式 水 口 流 出的钢水 的 冲击深度 、 结 晶器钢 水表 面 流 速 波动及 卷 渣 均 明显 降低 ‘ 与采 用 电 磁制动技术前相 比 ， 钢板 因铸坯 卷渣 造 成 的缺 陷 减 少 了 ， 纵 裂 纹 指数减 少 了 薄板坯 连 轧技 术 半 无 头 轧 制 薄板坯 连 铸连 轧 生产线 一般采用 单块 卷 轧 制方 式 ， 即按 用 户要 求 的钢 卷单重 ， 在 连 铸机后 切 成 定 尺 长 度 的板 坯 ， 每个 定 尺板 坯 头 部 尾 部 都有 一 次穿 带 抛 尾 过 程 这 种 单块 轧 制 方式 ， 带钢 头尾 是 在 无张 力或非 稳定 张力 下 轧制 ， 带 钢 厚度偏 差 大 特别 是 轧制 薄带 钢 时 ， 很容 易 发 生 穿带 卡钢 事故 ‘ 因此 生产 小 于 超 薄规 格 带 钢 受 到 限制 新 一 代 薄 板 坯 连 铸 连 轧 生 产 线 应 用 了 半 无 头 轧 制技术 ， 即在 连 铸后 将 板坯 剪切 成 倍尺 的 长坯 ， 连续通 过轧机 ， 在精轧机后 ， 按用 户订货要 求 ， 高速切 分 ， 高速卷取成一 定 卷重 的钢卷 用 这 种 生 产方式 ， 可 一 次生 产 多个 钢 卷 ， 仅 有 一 次穿 带 和一 次抛 尾 ， 不 仅减 少 了操作事故 ， 提 高 了成 材率 ， 且 使 大部 分带 钢在 稳 定 张力 状 态 下 轧 制 ， 产 品 的几 何形 状精度 大 幅度 提 高 半 无 头 轧 制 工 艺 也 有 利 于 铁 素体 轧 制 和 薄 带钢 生 产 ， 通 常认 为 它 具 有 如 下 优 点 克 服 单卷轧 制 的通 病 ， 生产 超 薄和 宽 薄带 钢 ， 拓 宽产 品大 纲 而 不 降低 收 得 率 稳 定 轧制 条件 ， 有利 于保证 产 品质量 和 提 高 收得 率 ， 消 除与穿 带 和甩尾 有关的事故隐患 ， 大大 降低 轧 制废 品率 半 无 头 轧 制 方式 通 常用 于厚度 小 于 的带 钢轧制 新 一代 薄板 坯连 铸连 轧 生产 线 如康 力斯 公 司霍 戈文 厂 、 德 国蒂森公 司等都在 进行半 无 头 轧 制 技术 的应用 开 发 铁 素体 轧 制技 术 铁 素 体轧 制 技 术 是 专指 低 碳 钢 板 带 生 产 开 发 研究 的新 技术 ， 这 项 技 术 最 主要 的优 点是 可 以 大大提高板带 产 品 的深 冲性 能 ， 生产更 薄规格 的热 轧 带钢 ， 同时 降低 成 本 铁 素体 轧 制 是 在 粗 轧 后 、 进 入 精 轧 机 前 完 成 奥 氏体 向铁 素体 的相 变 ， 在铁素体 区进行精轧 或终 轧 传统 轧 制下 ， 板 带 产 品深 冲性 能 的重 要 指 标 ， 如 值 只 能 达 到 ， 采用 铁 素体 轧制 的低碳钢 ， 值在 的冷 轧 压 下 量 下 的效果 与传统 工 艺 左 右 的冷 轧 压 下量 相 当 口 铁素体轧制需 采 用 强 迫 润 滑工 艺 ， 以便板 材 的表 面织 构 和 内部组 织 织 构一致 ， 采 用 铁素 体润 滑 轧 制 的热 轧 板 轧 制 织 构 中具 有 较 强 的 毛 织 构 组 分及 较 好 的深 冲性 能 ， 当冷 轧 和 退 火 后 ， 由于形 成 的有 利 于深 冲性 能 的 毛 织 构 的 比例 提 高 ， 值可 达 到 由于低碳 钢铁 素 体转 变 温 度 已 高 于 ℃ ， 为铁 素体轧 制 创造 了 良好条件 ， 轧 制 时 由于产 生 软化 ， 变形 抗 力 不 会 剧 烈增 大 实践证 明 ， 采 用 铁素体轧 制 和 高卷 取 温 度 ， 还 可 以获 得 粗大铁素体 晶粒及较 软 的带 钢 铁 素 体轧制用 于超低碳 热轧带 钢 生 产 ， 可 获得更薄 的 带 钢 ， 若供冷 轧做 原 料 时 ， 可 生 产 冲压性 能更 高 的带 钢 目前 ， 一 些 传统 流 程 的钢铁联 合 企 业 ， 如 康 力 斯 公 司荷 兰 霍 戈 文 厂 已 建成 的 薄板 坯 连 铸 连 轧生 产线 ， 由于上 游 配 有 真空处 理 等炼设备 ， 可 以 提供高纯净 度 的超低碳钢 水 ， 生产线粗轧 机 后 配 置 强 制冷 却设 备 ， 进 行 超 低 碳 钢 铁 素体轧 制 ， 计划 批 量 生 产 超 低碳 热 轧薄 带钢 ， 并 供冷 轧 生 产 冲压性 能较 高 的冷 轧带 钢 结 论 薄 板 坯 连 铸 连 轧 技 术 经 过 十余 年 的 发 展 已

210· 北京科技大学学报 2003年第3期 经日趋成熟，薄板坯液芯压下及动态软压下技 生产纯净钢的冶金装置[A}.连铸连轧进展（二）M 术、电磁制动技术、半无头轧制技术和铁素体轧 北京：中国金属学会，1998.125 制技术等一系列关键技术对于薄板坯连铸连轧 4 KOLLBERG(S).The electro-magnetic brake (EMBr)for 的进一步发展具有十分重要的意义. slab continuous casting machines [A].Proceedings of the 4th International Iron and Steel Congress [C].London: 致谢：感谢蔡开科教授和张树堂教授的指教 The Metals Society,1982.287 参考文献 52001年考察美国报告[R].北京：中国金属学会，2001 6张树堂.20世纪90年代宽带钢轧制技术的进步及 1蔡开科.连铸技术进展[A].钢铁工业前沿技术概述 21世纪的展望[A].钢铁工业的前沿技术M.北京： [C】北京：中国金属学会，2001 中国金属学会，2001.123 2何国梁，陈世杰.薄板坯（中厚板坯）连铸连轧技术的 7王昭东，王国栋.冷压下量对铁素体区热轧T-F 发展和应用[A1.钢铁工业前沿技术[C.北京：中国 钢冷轧板的再结晶织构特点和深冲性能的影响[) 金属学会，2000 金属学报，2000,6：613 3 Manneveld D,Brockhoff J P.电磁制动一一一种新的 Development of Thin Slab Casting and Rolling Technologies XUE Ling The Chinese Society for Metals,Beijing 100711,China ABSTRACT The technological characterstics in the thin slab casting and rolling process are introduced briefly Some key techniques are analyzed and discussed,which include Liquid Core Reduction(LCR),Dynamic Soft Re- duction(DSR),Electro-Magnetic Brake(EBM),semi-endless rolling,and ferrite zone rolling. KEY WORDS thin slab;LCR;DSR;EMBr;semi-endless rolling;ferrite zone rolling

北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 经 日趋成 熟 ， 薄 板 坯 液 芯 压 下 及 动 态 软压 下 技 术 、 电磁 制 动 技术 、 半无 头 轧 制 技 术 和 铁素体轧 制 技 术 等 一 系列 关键 技 术 对 于 薄板 坯 连 铸 连 轧 的进 一 步发 展具有 十 分重 要 的意 义 致谢 感谢蔡 开科教授和 张 树堂教授 的指 教 参 考 文 献 蔡 开科 ， 连铸技术进展 钢铁工 业 前 沿技术 概述 』北 京 中国金属 学会 ， 何 国梁 ， 陈世杰 薄板坯 中厚板坯 连铸 连 轧技术 的 发展 和应 用 钢铁工 业 前沿技术 北 京 中国 金 属 学会 ， ， 劝 。 仔 电磁制 动－ 一 种 新 的 生 产 纯净钢 的冶金 装 置 连铸连轧进展 二 北 京 中 国金 属学 会 ， 一 鸣 ， 年考察美 国报告 【 北京 中国金属 学会 ， 张树 堂 世纪 年代宽带钢轧制技 术 的进步及 世 纪 的展 望 钢铁工 业 的前沿技术 北京 中国 金属 学会 ， 王 昭 东 ， 王 国栋 冷轧 压下 量对铁素体 区 热轧 一 钢冷轧板 的再结 晶织 构特点 和 深 冲性 能的影 响 金 属 学 报 ， ， 天飞店 ， ， 明 ， ， ， 一 ， 一 ， 一