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阐述金属材料 短流程、近终形的生产工艺 1. 引言 人类在探索新材料的过程中,也在不断地探索和完善材料的制备技术。近几十年来,随着高新技术在冶金领域的应用,金属材料近终成形技术得到了很快的发展。金属材料的近终成形是集金属合成、精炼、凝固、成形于一道工序的一次成形技术,它实现了减少工序,缩短生产周期,提高金属利用率,提高金属性能。目前已使用的金属近终成形技术有近终形连铸、粉末冶金、喷射沉积成形、电渣转注、电磁铸造、金属泥成形等。近终形连铸技术已成为现代材料工业,尤其是钢铁工业最主要的技术之一。西方发达国家钢生产中的连铸比已达90%,我国的连铸比也接近60%。作为取代模铸的一种新工艺,连铸已带来巨大的经济效益。但传统的连铸坯仍需要多道加工工序才能制成最终的产品,因此造成大规???的设备投资和很大的能耗。为了减少投资,降低能耗,提高产品质量,各种近终形连铸相继出现。 近终型连铸的优点: (1)可省去开坯、初轧,甚至可免去整个热轧工序,使设备投资和过程能耗大为降低; (2)因断面尺寸接近成品,总轧制变形量减小,减少了机架数量,进而降低基建投资; (3)应用薄板坯连铸生产热轧带钢,已使生产带卷的成本大大降低,正在研究中的薄带连铸的工业应用,将会带来进一步的革命性变化,这其中之一将是取消热连轧机组。 近终形连铸技术是近20年来最为瞩目的成就之一,它包括薄板坯连铸和薄带坯连铸两种。目前,薄板坯连铸技术已经进入工业化生产,而大多数薄带坯连铸技术仍主要处于实验室研究阶段,一些技术难点和缺陷还有待进一步解决。日本预测,到2020年,在连铸技术领域,传统连铸占40%,薄板坯连铸占50%,薄带坯连铸占10%。 2. 薄板坯连铸技术 2.1 薄板坯连铸技术简介 薄板坯连铸是介于传统连铸和薄带连铸之间的一种工艺。世界上第一台薄板坯连铸机于1989年在美国Nucor公司的Crawfordsville工厂投产。进入90年代以来,薄板坯连铸连轧工艺迅猛发展。除德国西马克和德马克公司开发的CSP和ISP技术进展很快外,奥钢联开发的Controll技术、意大利达涅利公司开发的FTSC技术、美国蒂平斯公司和韩国三星重工公司共同开发的TSP技术都陆续被采用,各种技术在竞争中发展迅速。 典型的薄板坯连铸连轧工艺流程由炼钢(电炉或转炉)—炉外精炼—薄板坯连铸—连铸坯加热—热连轧等五个单元工序组成。工工艺将过去的炼钢厂和热轧厂有机的压缩、组合到一起,缩短了生产周期,降低了能量消耗,从而大幅的提高了经济效益。 2.2 薄板坯连铸技术研究现状 薄板坯连铸连轧自上世纪80年代束开发成功以来,引起了冶金界的高度重视,成为继氧气转炉炼钢、连续铸钢之后钢铁工业的又一次技术革命。至今在短短的十多年里,薄板坯连铸技术发展势头迅猛.已有15个国家的31台薄板连铸连轧设备投产,其产量也激增到近4720万吨。目前,世界上已建成的典型工艺流程有:CPS、ISP、CONROLL、FTSR等。 (1)CSP(Compact Strip Production)技术 CSP技术是由德国施罗曼-西马克公司(SMS)开发成功的,是目前应用最广泛的薄板坯连铸连轧工艺,已有19条生产线成功地投入工业生产。 CSP的工艺过程为:采用立弯式连铸机生产厚50~60mm的铸坯,经分段剪切后.送入辊底式均热炉(120~185m)进行加热、均热。薄板坯经加热炉入口段、加热段和均热段加速到20~30m/min进入轧制工序。六机架精轧机组将厚50~60mm的铸坯轧制成l.2~12.7mm的带材,经层流水帘冷却后卷取。生产线全长约270m。 优点;流程短,峰产稳定,产品质量好等。缺点:对钢水质量要求高、难以生产很宽或较厚的钢板、均热炉设备尚未定型化等。 (2) ISP(Inline Strip Production)技术 ISP技术是由德国曼内斯曼一德马克公司(MDH)开发成功的。首台ISP生产线是在意大利阿堆迪公司克雷奠纳厂建成投产的。目前,世界上有6条ISP生产线在运行中。 ISP的工艺过程为:采用带轻压下扇形段的弧形连铸机生产厚40mm左右的连铸坯,通过初轧机轧至20mm左右,经感应加热、克雷莫纳炉加热、均热,送至精轧机组轧制成成品。生产线全长约175m。 优点:生产线布置紧凑、生产能耗少等。缺点:感应加热炉设备较复杂且维修困难、薄片形水口寿命较短等。 (3)CONROLL技术 该技术是由奥钢联工程技术公司开发成功的。第一条生产线安装在美国俄亥俄州阿姆科公司的曼斯菲尔德(Mansfield)厂,1995年4月投入生产.用来浇铸轧制薄板的是碳素钢、硅钢和不锈钢,这是美国首套可浇铸3类钢种的连铸机,年产70万吨。钢

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