熱軋超薄帶鋼ESP技術(shù)的應(yīng)用

周培侖

摘 要：傳統(tǒng)的板帶熱連軋精軋機(jī)組生產(chǎn)均以單塊中間坯進(jìn)行軋制，因此，不可避免地要經(jīng)過進(jìn)精軋機(jī)組時的穿帶、加速軋制、減速軋制、拋鋼、甩尾等一系列過程，由此發(fā)生的尺寸公差和力學(xué)性能的不均勻性，很難在原有工藝框架內(nèi)得到解決。熱軋帶無頭軋制新技術(shù)正是解決這些問題的一項(xiàng)重要技術(shù)突破，其中無頭連鑄連軋技術(shù)（ESP）可看做是當(dāng)前最具有代表性的技術(shù)。本文就著重介紹了ESP技術(shù)在熱軋超薄帶鋼生產(chǎn)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：熱軋超薄帶鋼 ESP 技術(shù)

0 前言

近年來，熱軋帶鋼逐漸向薄規(guī)格和超薄規(guī)格的方向發(fā)展。但隨著帶鋼厚度的減薄，生產(chǎn)中所遇到的主要問題是受到最大軋制速度以及精軋溫度和卷取溫度的限制。為確保帶鋼頭部安全地穿過輸出輥道并順利喂入卷取機(jī)，帶鋼的速度就不能超過某個極限值。由于超薄帶鋼生產(chǎn)過程中溫降極快，再加上上述最大軋制速度的限制，使得到達(dá)精軋機(jī)的帶鋼難于滿足精軋溫度要求。針對以上問題，近幾年開發(fā)出的是無頭連鑄連軋技術(shù)（ESP）可看做是當(dāng)前最具有代表性的前沿技術(shù)。

1.ESP技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢

1.1ESP技術(shù)特點(diǎn)

（1）全程連續(xù)帶鋼生產(chǎn)，連澆爐次10×300t，軋輥消耗可保證一次性軋制15km帶鋼；

（2）采用單臺單流高拉速連鑄機(jī)，拉速可達(dá)7.0m/min，7min即可完成從鋼水到熱軋成品卷的過程；

（3）高產(chǎn)量超薄帶鋼生產(chǎn)，最大生產(chǎn)能力可達(dá)266萬t/a；

（4）高產(chǎn)量優(yōu)質(zhì)帶鋼生產(chǎn)，可大批量生產(chǎn)超低碳、雙相鋼等鋼種；

（5）與常規(guī)熱連軋、薄板坯連鑄連軋技術(shù)相比，從鋼水到熱軋卷的過程消耗低，對于追求成本優(yōu)勢最大化的投資者來說成本低是最大的吸引力；

（6）最緊湊式平面布置，全長約190m，投資成本明顯降低。

1.2ESP技術(shù)優(yōu)勢

（1）節(jié)能降耗

采用ESP技術(shù)得到的產(chǎn)品厚度、寬度精度，板形，性能均勻度均達(dá)到比常規(guī)熱連軋還高的水平，如厚度公差小于等于30μm，寬度公差小于等于5mm，溫差小于等于7℃。采用無頭軋制技術(shù)可使得成材率進(jìn)一步提高，鋼水到熱軋卷的收得率達(dá)到97%～98%。在此基礎(chǔ)上，ESP生產(chǎn)線直接和間接排放的溫室氣體和有毒氣體量較低，能源消耗比常規(guī)熱軋工藝大幅降低，生產(chǎn)薄規(guī)格產(chǎn)品時，其能耗可以降低65%～70%。

（2）生產(chǎn)成本低

ESP機(jī)組具有能耗低、耗材成本低和鋼水收得率提高的特點(diǎn)。感應(yīng)加熱器是一種可將約三分之二的電能轉(zhuǎn)換為用于加熱中間坯的熱能的感應(yīng)加熱設(shè)備。基于克雷默那ISP批量生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，ESP機(jī)組的收得率可以達(dá)到97.5%～98.5%。與ISP的處理成本相比，ESP的處理成本大大降低，比傳統(tǒng)機(jī)組的處理成本降低了約50%。

2.生產(chǎn)線實(shí)例

2.1系統(tǒng)組成

某ESP生產(chǎn)線生產(chǎn)能力年生產(chǎn)能力約為222萬t/a，最大生產(chǎn)能力可達(dá)到266萬t/a。整套鋼鐵生產(chǎn)系統(tǒng)包括：300t轉(zhuǎn)爐、300t鐵水脫硫、300tLF爐、300tRH爐、ESP生產(chǎn)線（連鑄+連軋）、熱軋帶鋼酸洗平整生產(chǎn)線、橫切機(jī)組、縱切機(jī)組、自動包裝機(jī)組等，產(chǎn)品定位為以熱帶冷的超薄帶鋼產(chǎn)品，利用ESP生產(chǎn)線的技術(shù)特點(diǎn)、影響力和節(jié)能降耗的成本優(yōu)勢，最終批量生產(chǎn)出性能穩(wěn)定、板形和表面質(zhì)量好的超薄規(guī)格熱軋高強(qiáng)鋼。

2.2ESP技術(shù)的工藝流程

2.2.1連鑄機(jī)澆注前的準(zhǔn)備

修砌好并在干燥站干燥完畢的中間罐用吊車運(yùn)至澆注平臺上的中間罐車上，再用平臺上的烘烤站將中間罐烘烤到1100℃，浸入式水口烘烤到約1250℃。

接通結(jié)晶器冷卻水、二冷水、壓縮空氣、設(shè)備冷卻水、液壓、潤滑等系統(tǒng)，使其處于正常狀態(tài)。

引錠桿送至結(jié)晶器內(nèi)合適位置，并將引錠頭在結(jié)晶器內(nèi)塞緊，并填好冷卻用廢鋼屑。

2.2.2連鑄機(jī)澆注操作

經(jīng)由鋼包進(jìn)入中間罐的鋼水，當(dāng)其液面高度達(dá)到一定高度時，打開塞棒，此時鋼水通過浸入式水口注入結(jié)晶器。

當(dāng)鋼液在結(jié)晶器內(nèi)上升到規(guī)定的拉坯位置時，啟動操作箱上“澆注”按鈕，扇形段驅(qū)動輥按預(yù)定的起步拉速開始拉坯。與此同時，結(jié)晶器振動裝置、二冷噴淋水、二冷室排蒸汽風(fēng)機(jī)同時啟動。

結(jié)晶器內(nèi)己凝固成坯殼帶液芯的鑄坯由引錠桿牽引離開結(jié)晶器下口，經(jīng)足輥、彎曲段、弧形段往下移動，此時冷卻水和被壓縮空氣霧化的冷卻水直接噴到鑄坯上進(jìn)行冷卻。弧形的鑄坯進(jìn)入矯直段被矯直，然后進(jìn)入水平段。

鑄坯出水平段和粗軋機(jī)后，經(jīng)擺動剪剪切，鑄坯與引錠桿脫離，引錠桿快速送至引錠桿存放裝置處。與引錠桿分離后的連鑄坯送至后部的軋鋼車間。

2.2.3連續(xù)軋制過程

（1）無頭軋制模式

鑄坯經(jīng)過大壓下軋機(jī)軋制成厚度為8mm-20mm的無頭中間坯。該無頭中間坯通過帶保溫罩的輥道運(yùn)送至感應(yīng)加熱爐，感應(yīng)加熱爐以高效、準(zhǔn)確、動態(tài)在線和靈活的方式將無頭中間坯加熱至要求的約1200℃。感應(yīng)加熱爐后設(shè)置有夾送輥除鱗箱。無頭中間坯經(jīng)過除鱗后進(jìn)入架精軋機(jī)組，軋制成目標(biāo)厚度的帶鋼。帶鋼經(jīng)過輸出輥道和層流冷卻后得到理想的微觀組織結(jié)構(gòu)。在輸出輥道的末端、卷取機(jī)之前，高速飛剪將無頭帶鋼進(jìn)行分卷，然后在地下卷取機(jī)上進(jìn)行卷取。

無頭軋制模式下可生產(chǎn)厚度為0.8mm-4.0mm全寬度帶鋼。在高速飛剪和1#地下卷取機(jī)之間的較短區(qū)域內(nèi)以及地下卷取機(jī)之間的區(qū)域內(nèi)配備有特殊穿帶裝置，以保證超薄熱軋帶鋼的頭部能在高的輸送速度下順暢穿帶。在無頭軋制過程中，通過精軋機(jī)組末架和高速飛剪入口夾送輥對帶鋼的頭部進(jìn)行控制，因此在輸出輥道區(qū)域沒有翹頭現(xiàn)象。

上述的無頭軋制模式對超薄熱軋帶鋼生產(chǎn)專門進(jìn)行了優(yōu)化以便能連續(xù)優(yōu)質(zhì)地生產(chǎn)出傳統(tǒng)的帶鋼厚度并獲得優(yōu)化的收得率（無頭尾）。通過消除帶鋼頭部穿帶和甩尾過程，允許在全寬度范圍軋制厚度為1mm以下的帶鋼。

（2）半無頭軋制模式

對于厚度超過1 mm的熱軋帶鋼，則用擺式剪或者轉(zhuǎn)縠飛剪將把中間坯按生產(chǎn)單個鋼卷的尺寸進(jìn)行切分，由此ESP生產(chǎn)線進(jìn)入半無頭軋制模式。切分后的中間坯將加速前行，以便和下一塊中間坯的頭部稍拉開一些距離。切分成單卷規(guī)格的中間坯經(jīng)過感應(yīng)加熱爐加熱、除鱗并穿帶進(jìn)入精軋機(jī)組軋制至成品規(guī)格、然后再經(jīng)層流冷卻即可獲得微觀結(jié)構(gòu)均勻和機(jī)加工性能良好的帶鋼，最后由地下卷取機(jī)卷成鋼卷。

3.結(jié)語

無頭軋制技術(shù)ESP的工業(yè)化生產(chǎn)，標(biāo)志著連鑄連軋技術(shù)的又一次進(jìn)步。無頭軋制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，體現(xiàn)了近幾十年軋鋼工業(yè)的技術(shù)成果和發(fā)展方向，即高質(zhì)量的極限薄規(guī)格產(chǎn)品、高效率的工藝設(shè)計(jì)和低能耗的工藝技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 何怡平.熱軋無頭軋制技術(shù)發(fā)展 [J].工程技術(shù).2016，13（2）：5-7.