免加热直接轧制连铸方坯技术的研究

连铸方坯免加热直接轧制工艺是一个关系连铸和轧钢两个工序的综合系统工程。本文着重研究和分析了实现连铸方坯免加热直接轧制所涉及到的高效连铸技术,连铸轧钢衔接技术和DROF免加热直接轧制工艺等三种关键技术。并对每一项关键技术所涉及到的工序,设备及改造措施进行了详细的讨论。根据现场实测数据和计算数据相比对,从连铸到轧钢,整体对免加热直接轧制工艺流程的各个工序进行了整理和梳理,并给出了相关的解决方案和参考数据。     

连铸-直接热轧时的金属学问题

1.从连铸冷却途中的再加热作为一例,图1是用模式图表示从热轧板卷生产时的连铸开始,经过再加热、热轧、加速冷却,直到卷取的过程.在连铸-直接热轧时,特别成问题的大概就是从连铸坯的冷却到再加热、开始热轧吧.如图1所示,从节能方面来考虑,可以说曲线1是理想的,不需要用炉子再加热连铸坯,只需要进行边部加热等的简单辅助加热,可以直接进行轧制,所以称为直接输送轧制(HDR).曲线2是表示连铸坯的温度稍微降低了一点,需要将其装入炉内加热到轧制温度.但是,     

棒线材免加热直接轧制技术研究简

 介绍了棒线材连铸坯免加热直接轧制技术的概念、工艺和关键技术,与传统工艺相比,免加热直接轧制技术可以实现大幅度节能减排。利用有限元法对铸坯切断后运送到轧制线期间的温度场进行了数值模拟,结果表明：300s后150mm×150mm铸坯的平均温度仍可达到1000℃以上,可以满足直接轧制的需要。该技术在鞍山兴华钢铁集团公司得到了工业应用,取得了吨钢成本降低120多元的良好效果。     

棒线材免加热直接轧制技术研究

介绍了棒线材连铸坯免加热直接轧制技术的概念、工艺和关键技术,与传统工艺相比,免加热直接轧制技术可以实现大幅度节能减排。利用有限元法对铸坯切断后运送到轧制线期间的温度场进行了数值模拟,结果表明:300s后150mm×150mm铸坯的平均温度仍可达到1 000℃以上,可以满足直接轧制的需要。该技术在鞍山兴华钢铁集团公司得到了工业应用,取得了吨钢成本降低120多元的良好效果。     

连铸方坯直接轧制温度场及产品性能研究

直接轧制连铸坯切断后直接进入粗轧,没有加热炉加热过程,导致连铸坯温度场不均匀。通过有限元法对直接轧制连铸坯进粗轧机前的温度场以及直接轧制和传统轧制第一道次形变进行了数值模拟,结果表明:150 mm×150 mm连铸坯切断及之后的300 s内,连铸坯总体温度保持1 000℃以上的较高温度,可以实现直接轧制;直接轧制心部形变比传统轧制大,连铸坯心部比表面温度高,心表温差大有利于形变的渗透。进行了方坯直接轧制现场试验,验证了温度场模拟结果,同时对产品力学性能及时效进行试验,结果表明:方坯直接轧制连铸坯不均匀温度场导致了连铸坯各部位对应产品的性能差异;经时效试验,产品抗拉强度和屈服强度在20 MPa范围波动,变化的趋势不明显,断后延伸率在时效的前10天有明显升高。     

切分轧制变形的实验研究

对轧件切分轧制过程中的变形进行了实验研究。较为详细地介绍了连铸板坯切分、窄板坯的立轧、预对中孔型轧制及成品孔型实验的轧制变形的结果及分析     

八幡钢铁厂采用直接轧制技术

所谓直接轧制的含义是从炼钢厂送出连铸坯,不经加热炉加热,而直接送到热轧机进行轧制,从而节省大量能源。这项技术于1981年首先被日本的新日铁钢铁公司所采用,而后又于1984年在日本钢管公司中的福山钢铁厂试用成功。1987年,新日铁公司的八幡钢铁厂又创造了遥控 CC-DR(连铸-直接轧制)的世界纪录,可节省一半的能耗,从而大大降低了成     

冶金流程工程学在小方坯直接轧制中的应用

 以小方坯直接轧制流程为例,分析了冶金流程工程学的基本概念并用生产实例验证了其基础理论对冶金制造流程中实现宏观流程优化、降低能量耗散、实现节能减排和绿色制造的指导作用。通过提升连铸机拉速,减少工作机流总数,可以实现直接轧制工艺流程中物质流的“层流”运行。通过优化配置连铸-轧钢流程中的时间和空间要素,增强铸坯的保温措施、采用高速输送辊道,实现冶金流程中不同工序之间“协同-有序-连续-紧凑”衔接,可以提高铸坯初始温度,降低输送过程中温度损失。分析了直接轧制流程中能量耗散对产品质量和力学性能波动的影响,通过控制流程中铸坯温度损失、采取适当的温度均匀化措施,优化铸坯温度沿长度方向的分布,降低头尾温差,可以降低产品力学性能波动,实现产品性能窄窗口控制。讨论了连铸-轧钢流程中信息流的产生、构成和作用,通过实现连铸-轧钢制造流程中信息流和物质流、能量流深度融合,可以保证产品的质量稳定性,提高生产线智能化水平。     

连铸—直接轧制用铸坯边部加热炉

连铸坯不经过离线加热炉加热,直接进入轧机轧制,称之谓“连铸-直接轧制”(HDR或CCDR)。连铸一直接轧制工艺需对铸坯进行保温及边部在线补偿加热。 1984年,日本大同特钢公司(株)在世界上最先将其制造的燃料加热式铸坯边部加热炉交付日本钢管公司(株)福山钢厂使用。其概况介绍如下: 1.平面布置图 在五号连铸机和二号热轧机之间靠近连铸机处设置边部加热炉。从连铸机出来的双流连铸坯,用气体火焰切割器切断,用边部加热炉加热后,在收集铸坯台车上集中,去掉飞边、毛刺,检测表面缺陷后输送到粗轧机。在沿途的输送辊道上,有保温罩覆盖着铸坯。     

热芯大压下轧制连铸坯再加热时的组织遗传性

 热芯大压下轧制工艺在改善连铸坯内部缩孔、疏松缺陷的同时,可以破碎粗大的铸态组织,并通过影响再加热奥氏体化后的组织来影响最终产品的组织和性能。为了研究热芯大压下轧制后的铸坯再加热过程的组织演变,选用微合金钢和中碳钢2种具有代表性的钢种为研究对象,采用炼钢-连铸-轧制一体化试验,研究了热芯大压下轧制对连铸坯显微组织及再加热后奥氏体组织形貌的影响。研究结果表明,热芯大压下轧制可改善铸态组织,获得均匀细小的室温组织。对于中碳钢,热芯轧制获得的细小组织经再加热后无法继续保持,与无形变的坯料相比,再加热后的奥氏体晶粒反而更加粗大;而对于微合金钢,由于第二相粒子的钉扎作用,热芯大压下轧制获得的细小组织经再加热后可继续保持。     

国内外特殊钢轧制与产品质量控制的技术进展

本文对近十年国内外特殊钢轧制过程的新工艺、新技术进行了分析、探讨,对特殊钢的轧制技术发展进行了总结和展望。在轧制设备方面,分析了大尺寸钢材的轧制技术、高精度特殊钢的轧制技术;在轧制工艺方面,分析了低温轧制技术、无加热成形技术和在线热处理技术;在产品质量控制技术进展方面,介绍了形变诱导铁素体形变、相变析出控制、超低温处理、纳米级催化剂等新技术。特殊钢质量控制的发展趋向于多项先进技术的集成应用,新的工艺技术的涌现也在不断提高特殊钢的产品质量。     

IF钢热轧板翘皮缺陷的加热工艺改进

京唐公司热轧厂在IF钢生产过程中出现了热轧工序导致的翘皮缺陷。经过系统分析,认为是板坯加热温度不均匀,以及轧制过程中板坯尾部温降快、轧机冷却水密封效果不佳等问题综合导致的。主要介绍首钢京唐热轧厂在消除IF钢翘皮缺陷攻关工作中采取的加热工艺措施。通过调整烧嘴开度优化炉内温度场,并按照轧制过程中的温差需求控制板坯头尾和宽度方向温差。经过黑匣试验验证,板坯加热质量达到预期目标,最终消除了热轧工序导致的翘皮缺陷。     

半连轧机组生产球扁钢孔型设计实践

结合球扁钢的断面特点、球扁钢轧制变形规律的分析以及多年异型钢生产实践,开发出了一套适合半连轧机组上生产球扁钢的弯腰闭式轧法孔型系统,解决了球扁钢孔型设计在半连轧线生产的技术难题;同时采用了行业内最先进的“连续式电感应加热”方法,解决了特用钢加热不均、氧化控制困难的瓶颈;生产的球扁钢产品质量水平较高,满足国家一些重点型号船舶建设的需要。     

高强度帘线钢中氮化钛夹杂的固溶行为分析

为了提高帘线钢盘条的质量,实现轧制过程高强度帘线钢中大颗粒氮化钛夹杂的有效控制,通过试验钢中氮化钛夹杂的固溶试验研究,探讨了高强度帘线钢在加热过程中氮化钛夹杂的固溶行为和影响机制。结果表明,氮化钛夹杂在加热升温阶段存在较为明显的固溶行为,且固溶效果与加热温度和保温时间密切相关。通过适当提高轧钢加热炉温度和延长保温时间以及随后的快速冷却,可以对高强度帘线钢中大颗粒氮化钛夹杂的尺寸和数量进行有效控制。     

钢铁工艺流程优化界面技术

＂界面技术＂是指相邻工序之间的衔接—匹配、协调—缓冲的技术、物质流的物理和化学性质调控技术及其相关装置。钢铁联合企业生产流程的重要界面有：原燃料—烧结界面、原燃料—焦化界面、烧结—高炉界面、高炉—转炉界面、连铸—加热炉界面等。其中以高炉—转炉、连铸—加热炉界面最为重要。发展界面技术可实现生产过程中的物质流、能量流、温度、时间等基本参数的衔接（尤其是热衔接）、匹配、协调、稳定,极大地促进生产流程整体运行的稳定、协调,实现紧凑化、连续化和高效化,从而使能源流得到最大化的利用。     

面向生产全过程的热轧带钢精准控制核心技术

热轧带钢精准控制技术是钢铁智能制造的关键环节,对实现产品类型的个性化、产品质量的高精度和生产过程的高效率具有重要的意义。热轧带钢精准控制技术是众多单项技术的集合体,面向生产全过程,聚焦产品质量。从带钢质量精准判定及分析平台、轧辊精准磨削及管理技术、过程控制在线改造技术、板坯加热精准控制技术以及高品质用钢的全流程板形控制技术等5个方面阐述在板带轧制精准控制方面所做的实践及取得的效果,为实现板带轧制质量控制智能化提出具体的努力方向。     

窄淬透性齿轮钢20CrMnTiH5工艺研究

针对齿轮钢20CrMnTiH5窄淬透性带及低氧含量、高纯净度等生产质量难点,通过优化内控化学成分,采用四位一体短流程生产工艺,冶炼加强控制脱氧和夹杂物上浮工艺、轧制采用控轧控冷工艺、表面采用红外线探伤和修磨相结合方式,产品实物质量达到了低氧、晶粒细小、组织均匀、窄淬透性带、表面无缺陷的高质量水平。     

管线钢边部发纹的形成与控制

边部发纹是管线钢常见的表面缺陷之一。针对管线钢轧制时出现的边部发纹,对其产生原因和控制方法进行了一系列试验研究。结果表明,管线钢边部发纹为连铸坯侧端面薄弱位置轧制过程开裂所致。轧制过程钢板上下表面变形不均匀,下表面延展小于上表面,因此下表面发纹距钢板边部较上表面远,导致下表面发纹无法正常切除。提高连铸坯加热均匀性可以缓解钢板上下表面不均匀变形,但不能完全解决下表面发纹问题。最终通过设定展宽阶段下辊速大于上辊速,缩小上下表面不均匀变形,控制钢板上表面发纹距边部15 mm以内,钢板下表面发纹距边部25 mm以内,上下表面发纹通过切边均可正常切除。管线钢的生产效率和成材率得到大幅提高。     

超低粗糙度高强滑轨钢生产研究与实践

冷连轧超低粗糙度高强滑轨钢生产难度较大,其中又以粗糙度、板形、表面质量等问题的控制尤为突出。通过冷连轧后段机架工作辊粗糙度的调整,配合原料厚度、轧制速度的优化可有助于获得高强滑轨钢低且窄幅波动的粗糙度。通过将前段冷连轧打滑机架工作辊变为毛化辊、将平整的控制方式改为恒轧制力等手段可有效杜绝打滑现象,改善板形。通过酸洗后、冷轧后带钢表面清洁度控制,脱脂处理,退火工艺优化等手段可有效提高板面反射率,使带钢基本达到镜面效果。     

六流双通道感应加热中间包钢水流动控制

通道式感应加热是近年来得到快速推广应用的中间包冶金新技术,其通道常为直通式结构。然而对于多流狭长型中间包,这种结构会造成包内各流钢水流动和温度差异大,从而影响铸坯质量的稳定性和一致性。为此,提出了一种分口通道结构,并以国内某钢厂一需要改造的6流中间包为原型,通过物理模拟方法探究了通道孔径、角度等对钢水流动的影响,且与常规直通道结构进行了对比。结果表明,分口两孔径分别为90、60 mm并配合挡坝结构的A1D方案可明显改善整个中间包的流动均匀性,各水口RTD曲线几乎重合。该结构应用于某厂重轨钢生产,铸坯质量稳定,各流钢水温差为0~3 ℃,取得了良好的应用效果。研究为该类中间包的结构设计提供了新的思路和方法,同时也表明传统的物理模拟方法仍可用于指导感应加热中间包的设计和优化。