原创 2016-09-05 王定武 世界金属导报
概述
连续化是实现钢铁制造流程简约、高效的重要途径。无头铸轧带钢工艺即由钢水浇铸成薄板坯后直送轧机轧成带钢，生产线连续运行，钢水包更换时亦不停止浇铸生产。世界首台无头铸轧带钢生产线建在意大利阿尔维迪厂，是在该厂长达20年ISP生产线丰富生产实践经验基础上产生的，名为ESP。在阿尔维迪厂取得成功实践后，我国山东日照钢铁公司引进三套ESP，现已陆续投产。达涅利公司推出名为QSP无头铸轧带钢生产线，其功能与ESP相似，最近与我国冀南钢铁集团签署合作协议备忘录。浦项钢铁公司提出CEM无头铸轧带钢生产技术，已在其光阳厂进行商业化生产，并与伊朗PKP公司商谈供货事宜。
ESP无头铸轧带钢生产线
ESP无头铸轧带钢生产线特点是：工艺布置紧凑，生产线长度短，自连铸机中心线至第三台地下卷取机中心线仅191米，节约基建投资，减少生产成本；由于实现无头铸轧，成材率高，从钢水到热轧卷的收得率可达98%；节约能源，比传统热轧带钢机减少能耗约40%，温室气体和有害气体排放量减少约50%，水消耗可减少60%-80%；适于生产薄规格产品，所生产的厚0.8-1mm产品可部分替代冷轧带钢；生产率高，一台电炉，一台连铸连轧生产线年生产能力最大可至300万吨。生产工艺。用电弧炉冶炼钢水，再经钢包炉精炼后送薄板坯连铸机，拉速7m/min以上，铸坯开始厚度最大为100mm，经液芯压下后送大压下三机架轧机，出轧机带坯厚度10-20mm，经滚切剪剪头尾后送电感应器加热到1100-1200℃，再通过五机架四辊精轧机轧制带钢至成品厚度。精轧机架后设有切头尾剪及冷却线，此后有高速飞剪将带钢剪切成所需带钢卷重量后送至地下卷取机仅需7分钟。主要设备。炼钢：设有250吨Consteel 电弧炉一座（变压器公称容量209MVA），250吨钢包精炼炉两座，电炉每炉通电时间为55分钟，用100%废钢为原料时，小时生产能力可达300吨。电弧炉设有烟气处理系统，氧枪和喷石灰系统以及电极数字调节系统。连铸机及大压下量轧机：生产线采用Smart连铸机智能扇形段实施带液芯压下，近年来西门子奥钢联开发的Smart Crown技术推出了新一代板型和平直度执行机构，能达更高平直度。三机架大压下量轧机对铸坯进行轧制，由于中心较表面温度高，具有较低的变形阻力，因而有利于材料均匀化、能耗降低以及凸度明显改善。经过大压下量轧机后，中间坯厚度达到10-20mm，和传统薄板坯连铸连轧生产线中间坯厚55-65mm相比，对精轧机架轧制力要求小得多，因此电机功率小，轧辊磨损少，板型和平直度更易控制。摆动剪及感应加热器：在感应加热器内将中间坯温度调节到精轧要求的水平，感应加热器区段仅长9.5米，较传统薄板坯连铸连轧生产线采用长一百余米的辊底式炉来说，投资省效率高，可在近距离内精确控制温度，在工艺过程中中间坯温度不会降到1000℃以下，因而避免了析出物的产生，有利于硅钢和多相钢等要求苛刻的钢种生产。精轧机及冷却线：在精轧机前设有高压水除鳞机，轧机采用西门子奥钢联Smart Crown工艺保证轧材厚度和凸度自动控制，并适用于生产薄带钢（0.8mm或更薄）。精轧机出口处安装的冷却系统为各钢种（包括高强度合金钢和多相钢）生产奠定了良好的基础。高速飞剪和地下卷取机：在卷取机前设有高速飞剪，将连续生产出的带钢剪断并送入卷取机成卷，最大卷重可达32吨。应用情况。阿尔维迪公司和西门子奥钢联技术公司合资组建了克雷莫纳工程有限公司，在克雷莫纳厂内新建了上述全球第一个ESP无头铸轧带钢厂，设计年产能200万吨，可生产0.8-12mm 厚，宽1590mm带钢，现已达到设计要求。山东日照钢铁公司截至2016年陆续投产了三条ESP，总的来说目前生产尚不够稳定。该生产线由300吨转炉、200吨铁水脱硫，300吨LF炉、300吨RH炉供应钢水，再经连铸机-三架粗轧机-摆剪-转毂剪-感应加热-五架精轧机-层流冷却-飞剪-地下卷取机组成。全长160m，每条线设计年产能255万吨，产品厚度为0.8-6.0mm，最大宽度达1600mm，2015年开发生产碳钢、低合金钢和DP800双相钢等，在规格方面可稳定轧制厚度为0.8mm的热轧带钢，厚度小于1.2mm的产品比例超过50%，月产量突破15万吨，带钢平直度、凸度、力学性能稳定均匀，表面平均粗糙度达15μm，生产表明日照ESP线能耗较传统热轧低66%以上，比CSP低约20%。日照钢铁计划今后再建两条ESP生产线。
QSP无头铸轧带钢生产线
达涅利推出的QSP铸轧生产线有三种模式，一是QSP，与CSP、ISP等薄板坯连铸连轧生产线相似，均是卷对卷轧制，已成功用于优质带钢生产；二是QSP-E，实现无头轧制；三是QSP-DUE，系多功能无头轧制。QSP-E 是完全刚性连接，生产灵活性不足，用以生产厚度1.4-1.5mm以下带钢时才具有良好的经济性和竞争力，但厚度一旦增加，如果继续以无头轧制方式生产，感应加热器所消耗功率将急剧增加，生产较不经济。第三种模式通过将板坯厚度和拉速完美结合，实现高产能；良好的操作灵活性能够以卷对卷模式，也能够以无头轧制模式运行；能够生产板带产品所涉及的所有钢种和尺寸规格；有隧道式加热炉，具有基本缓冲功能。QSP-DUE主要工艺设备特点包括：弧半径5.5米直弧型连铸机，经动态轻压下后，板坯厚度为110mm，根据钢种要求，拉速范围在2.5-6.8m/min，峰值可达8m/min，能够使一台单流薄板连铸机最大年产能达到约300万吨；隧道式加热炉长约80米，具有基本缓冲功能，设备操作更灵活；轧机分两组，分别是三机架大压下量轧机和五机架精轧机；专用高压水除鳞机；一个强制冷却系统；一个感应加热系统，用于在无头轧制模式下稳定均衡地生产薄带钢和超薄带钢，在不需要时（比如在采用卷对卷生产模式时）可退回到离线位置。到目前为止还没有看到QSP-E和QSP-DUE生产线实际建设生产情况的报道，现有的报道是：我国冀南钢铁集团和达涅利公司签署合作协议备忘录，计划引进达涅利QSP无头铸轧带钢生产线。
CEM无头铸轧带钢生产线
韩国浦项钢铁公司光阳厂原设有一台ISP薄板坯连铸连轧带钢生产线，后经浦项与达涅利进行技术改造，经一段时间的生产实践后，浦项实现了无头铸轧带钢，称之为CEM，因已实现了商业化生产，效果良好，现已向伊朗PKP公司提出建设一条全新技术的钢铁厂，即FINIX-CEM。CEM技术主要通过以下项目实现：高速高效板坯连铸机，板坯经热态轧制后，出连铸机厚度是110mm，拉速为6-7m/min，峰值可达8m/min，其秒流量可适应年产300万吨轧机的需要。粗轧机架由两架改为三架。不设置热卷箱，中间坯经感应加热器后直送精轧机。设计年产能180万吨，产品品种可覆盖多种高附加值薄板，带钢质量良好。实际生产已全面超过设计要求。展望无头铸轧带钢生产经实践证明是一种高效率、低消耗、能生产部分替代冷轧产品“以热代冷”的先进技术，有着广阔的发展前景。无头带钢的实施需要以下前提条件：炼钢和连铸技术可生产出无缺陷带坯；铸机和轧机操作适当，工厂管理水平高，不致产生非计划停机或频繁出现故障；经铸机和大压下量粗轧机后，中间带坯全长温度和形状稳定。因此钢厂在选择生产线型式时，需要根据本厂具体情况慎重选择，不宜盲目进行。对于上述几种无头铸轧带钢型式选择问题，由于实践资料较少，需要密切关注。（王定武）
