游客您好,您还没有登录哦! 免费注册|登录
您的位置:首页  > 冶金技术  > 图文图  > 正文
阿维迪ESP工厂
信息来源:世界金属导报      时间:2015-11-03 16:00:59

  1概况

  扁平轧材生产的技术革命起源于20世纪80年代末期阿维迪集团总裁Giovanni Arvedi的远见:发现了一种直接热轧薄规格带钢生产的经济、高效的解决方案。

  迈出的第一步是阿维迪ISP(在线带钢生产)技术的实现与发展,也就是通过薄板坯连铸、嵌入式粗轧、中间卷取和精轧技术的组合实现带钢生产。

  ISP工厂理念从1992年开始投入使用,并且在18年间经过持续改进和发展,已经累计生产超过1.4亿t带钢,现在生产率已经达到当初设计产能的250%,目前年产能超过120万t。高质量的产品可保证生产出能够代替冷轧带钢的薄规格热轧带钢。

  投资新的阿维迪ESP技术的决定与现役ISP技术的演变一致,并且是基于过去10年最重要的技术进展做出的:

  ◆通过浸入式水口(SEN)的技术发展和电磁制动(EMBR)的应用,使得质量流的提高成为可能;

  ◆根据生产线管理与维护定制设备;

  ◆集成自动化技术的可利用性。

  因此,下一步是开发出阿维迪ESP技术,这种技术是从ISP技术演化成无中间坯的连续轧制过程。

  与合作伙伴西门子奥钢联共同建造的新的阿维迪ESP生产线是首座下一代薄板坯连铸直接轧制工厂,具有如下特征:

  ◆无间断带钢生产;

  ◆高的生产率;

  ◆超薄规格带钢生产比例高;

  ◆高质量带钢生产比例高;

  ◆从钢水至热轧卷的工艺成本最低;

  ◆非常紧凑的工厂布局。

  由钢水直接进行热轧带钢的无头生产仅在使用高速、稳定的拉坯速度下才有可能,通过最优的连铸机布置以及专门设计的浸入式水口和结晶器得以实现。

  为了稳定结晶器内的弯月面,使用了电磁制动EMBR。

  连铸机为弧形,具备液芯压下、弯曲和矫直段,因此即使在高的质量流下也可以维持低的钢水静压力。

  另一必要条件是通过感应加热炉的使用实现铸流温度的精确、灵活控制。

  最后,由西门子奥钢联开发的自动化系统是这种技术成功实现的关键因素,这是由于在从液相到最终卷取的一个简单、集成的工厂中必须协调各段的速度和质量流。

  2阿维迪ESP工厂

  新建的阿维迪ESP的布置如下(见图1)。

  生产线由一座薄板坯铸机(厚度100mm)以及安装在连铸机出口处的一座集成的3机架4辊大压下轧机组成。大压下轧机(HRM)工作辊采用高速钢,辊径750mm,电机功率为2×3MW+1×5.5MW。HRM出口的中间坯厚度10-20mm,具有良好控制的板形和质量,完全满足热轧带卷的标准。在感应加热器内将中间坯的温度调节到满足精轧要求的水平。感应加热器的加热能力由在不足12m的短距离内布置最多12个3MW感应器提供。钢带温度是工艺性能的关键。中间坯在离开感应加热器后进入高压除鳞机以及采用了西门子奥钢联SmartCrown工艺包的5 机架4辊精轧机组。轧机设计能够轧制最大宽度1580mm、厚度在12.0mm 到0.8mm(甚至更薄)的带钢。F1-F2机架工作辊直径750mm(HSS)、F3-F5工作辊直径580mm(ICDP),电机功率为3×7MW+2×5.5MW。在精轧机组出口处布置一套先进冷却系统,这是生产包括HSLA和多相钢等大范围钢种的基础。

  冷却段之后的高速飞剪就在带钢进入最终卷取前剪断钢带,钢带随后进入3座地下卷取机,最大卷重可以达到32t。

  3钢种以及产品厚度范围

  ESP技术适合生产的钢种范围极宽,从低碳钢到高碳钢、从HSLA到多相钢,尤其在轧制取代冷却带钢的薄规格产品方面具有优势,这是由于无头轧制可以消除穿带产生的问题。

  表1给出可在Acciaieria阿维迪ESP工厂生产的最典型钢种以及在最大宽度1580mm下的带钢厚度范围,同时也给出了在ESP工厂已经在生产的产品及厚度范围(见表1)。

  低碳钢通常为采用无硅或硅镇静钢生产,用于生产S235JR、DD12和SAE 1006。用于生产S275JR和S355JR的中碳钢也采用无硅或硅镇静钢。

  HSLA钢采用Nb和V微合金化,钢种有S355MC、S420MC、S460MC和S500MC。

  4无头轧制

  热轧过程中采用ESP技术的优势归纳如下:

  ◆带卷100%长度方向上厚度和宽度恒定;

  ◆由于工作辊热凸度一致而带来恒定的平直度和横向凸度;

  ◆无加速过程,带钢物理和力学性能一致;

  ◆不出现穿带和甩尾阶段产生的工艺波动;

  ◆具备轧制超薄0.70mm/0.80mm带钢的可能性;

  ◆由于不需要切头切尾,提高成材率;

  ◆带钢几何尺寸的优化与稳定,方便卷取带钢;

  ◆由于无头尾端夹送,对轧辊不造成损坏。

  无头轧制是这种工厂的最重要特征。

  在一个浇次的开始阶段,轧制过程为一卷一卷型(批轧制),这是由于中间坯头部必须喂入精轧机组。不过,即使在该阶段,生产过程也是按照无头轧制模式进行多分钟,这是因为在感应加热器之前的圆盘剪切断中间坯尾部前,在结晶器与地下卷取机之间没有出现钢带中断。

  带钢厚度按照批轧制模式逐渐降低,一旦厚度达到3.0mm,开始进行无头轧制,期间,精轧机组稳定轧制,一个钢卷至另一钢卷的分离通过安装在地下卷取机前的高速飞剪完成。只有在浇次结束时为了降低轧制速度,生产线才回到批轧制模式。

  在生产总数大约100卷的一个11×260t钢包的浇次中典型轧制规程如下:

  3卷批轧制模式,厚度4.7→3.0mm+100卷无头轧制模式,厚度3.0→1.0→3.0mm+2卷批轧制模式,厚度3.5→6.0mm。

  在无头轧制阶段,对待轧产品厚度生产计划进行优化,以最大程度降低动态变规格阶段的超出公差,通过自动化管理,可使变厚度段的长度限制在5m以内。

  按恒定厚度连续轧制几个小时,保证待轧产品获得均匀一致的温度参数与几何尺寸。

  在按恒定厚度和宽度连续轧制过程中,由于在载荷作用下实现轧辊磨损补偿,钢带横向曲线也保持不变。

  采用无头轧制技术,也可以避免在批轧制中在穿带及甩尾阶段出现的典型工艺问题,这些问题在传统轧制工艺中薄规格和超薄规格轧制时尤为严重,是造成修补轧辊的主要原因。

  恒定的轧制条件保障了所有工作辊的均匀、最优的磨损,从工厂启动以来工作辊使用寿命(以轧制量/mm或mm/轧制量表示)得到显著提高(见图2和图3)。

  从图2和图3看起来唯一出现明显矛盾的地方是ICDP型轧辊,但这一行为可由图中所示的薄规格产品(≤1.6mm)比例增加来解释。图4给出了F5工作辊的磨损量增加与最终产品厚度降低的关系。

  接下来将进行试验,在最后几个机架上也使用HSS轧辊。

  5生产结果

  图5给出了成品厚度为1.0mm带钢的连铸和轧制过程中测量的温度曲线。

  最薄规格产品是在2010年5月实现,产品厚度0.8mm,宽度1500mm。厚度1.0mm产品稳定生产,每个浇次生产超过60卷。

  6产品质量

  ESP生产线在无头轧制过程中具有独特的工艺稳定性,其特点是产品具有极高的尺寸精度,满足冷轧产品的所有要求(见图6)。图中偏差为厚度、凸度和楔形等单个质量参数的总和。

  由于在高度成熟的无头轧制过程中不出现带头和带尾,使得轧制出的热轧带钢可以替代冷轧产品用在高附加值的领域。因此,所有钢带都处在同样高的质量水平。

  对低碳和HSLA钢种,钢带的典型显微组织为均匀分布的多边形铁素体晶粒,平均晶粒尺寸为ASTM 10-12级。

  因此,对无头轧制方式生产的带钢,通卷上力学性能或组织不存在明显差异,也就是钢卷头部、中部和尾部具有相同特征(见图7)。

  7结语

  从ESP工厂热试后的3年以来的生产结果证明了所有使阿维迪决定投资ESP技术的预期效益:

  1)低能耗与低排放;

  2)经济地生产薄规格产品替代冷轧带钢;

  3)生产出力学性能和尺寸均匀的高质量钢卷;

  4)工艺成本低;

  5)钢水/带卷收得率最优;

  6)生产组织灵活,产品进入市场速度快。

 

分享到:

还没有评论,快来抢沙发!

关于我们        会员服务       版权声明       网站地图

友情链接:    国家科技图书文献中心     中国钢铁工业协会     中国金属学会     冶金工业信息标准研究院     冶金信息网     钢铁标准网    

本网站所有内容均属世界金属导报社所有,未经《世界金属导报》书面授权,请勿以任何方式转载,否则即为侵权。
地址:(中国)北京市东城区灯市口大街74号(邮编:100730)
京ICP备11022607号-15 Copyright @ 2004-2021 by www.worldmetals.com.cn www.worldmetals.cn. all rights reserved