连铸连轧工艺与技术(1)-莱钢.pdf

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1、连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术主讲人：张晓明东北大学主讲人：张晓明东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室轧制技术及连轧自动化国家重点实验室莱钢莱钢2009-9-27连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL主要内容主要内容1 连铸技术的发展概况连铸技术的发展概况2 厚板坯连铸与轧制的衔接模式厚板坯连铸与轧制的衔接模式3 自由程序轧制技术自由程序轧制技术4 厚板坯连铸连轧产品的质量控制厚板坯连铸连轧产品的质量控制5 薄板坯连铸连轧技术的发展现状薄板坯连铸连轧技术的发展现状6 薄板坯连铸连轧的关键技术问题薄板坯连铸连轧的关键技术问题7 带钢直接连

2、铸技术带钢直接连铸技术连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL金属连续浇铸思想的启蒙阶段金属连续浇铸思想的启蒙阶段第一阶段第一阶段(18401930年年)1840年美国人塞勒斯（年美国人塞勒斯（Sellers）获得连续铸铅的专利；）获得连续铸铅的专利；1856年英国人贝塞麦年英国人贝塞麦(Henry Bessemer)提出了采用双辊连铸机浇铸出了金属锡箔、铅板和玻璃板，并获专利；提出了采用双辊连铸机浇铸出了金属锡箔、铅板和玻璃板，并获专利；1887年德国人戴伦（年德国人戴伦（R.M.Daelen）提出了与现代连铸机相似的连铸设备的建议，在其开发的设备中已包括了上下敞开的结晶器、液态金属注入、

3、二次冷却段、引锭杆和铸坯切割装置等。）提出了与现代连铸机相似的连铸设备的建议，在其开发的设备中已包括了上下敞开的结晶器、液态金属注入、二次冷却段、引锭杆和铸坯切割装置等。1 连铸技术的发展概况连铸技术的发展概况连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL第二阶段第二阶段(19401949年年)1943年德国人永汉斯（年德国人永汉斯（S.Junghans）建成了第一台试验连铸机，提出了振动水冷结晶器、浸入式水口、结晶器保护剂等技术，取得工业规模的成功，奠定了现代连铸机结构的基础，结晶器振动成为连铸机的标准操作。）建成了第一台试验连铸机，提出了振动水冷结晶器、浸入式水口、结晶器保护剂等技术，取得工业

4、规模的成功，奠定了现代连铸机结构的基础，结晶器振动成为连铸机的标准操作。图图1-2 S.Junghans专利原理专利原理1中间包；中间包；2保护剂加入装置；保护剂加入装置；3进水口；进水口；4结晶器；结晶器；5铸坯；铸坯；6拉辊；拉辊；7出水口；出水口；8压缩机；压缩机；9钢包；钢包；10振动机构振动机构连铸特征技术的开发阶段连铸特征技术的开发阶段连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL第三阶段第三阶段(19501976年年)传统连铸技术成熟阶段传统连铸技术成熟阶段应用于工业生产应用于工业生产5000多项专利多项专利代表性的技术代表性的技术弧形连铸机弧形连铸机钢包回转台钢包回转台浸入式水口浇

5、注浸入式水口浇注结晶器保护渣结晶器保护渣电磁搅拌电磁搅拌渐进弯曲矫直渐进弯曲矫直结晶器在线调宽结晶器在线调宽中包塞棒控制中包塞棒控制连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL主要特点：连铸比不断上升；连铸生产效率不断提高（表现为铸机作业率、浇铸速率、拉坯速度、连浇炉数等主要指标的不断提高）；浇铸品种逐渐扩大；生产成本大大降低。主要特点：连铸比不断上升；连铸生产效率不断提高（表现为铸机作业率、浇铸速率、拉坯速度、连浇炉数等主要指标的不断提高）；浇铸品种逐渐扩大；生产成本大大降低。第四阶段第四阶段(20世纪世纪8090年代年代)传统连铸技术的优化发展阶段传统连铸技术的优化发展阶段连铸连轧工艺与技术

6、连铸连轧工艺与技术RAL传统钢铁生产流程传统钢铁生产流程20世纪世纪90年代以来年代以来近终形连铸近终形连铸高效连铸高效连铸电磁连铸电磁连铸紧凑化紧凑化连续化连续化高度自动化高度自动化连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL通常是指以高拉速为核心，以高质量、无缺陷铸坯生产为基础，实现高连浇率、高作业率的连铸技术。通常是指以高拉速为核心，以高质量、无缺陷铸坯生产为基础，实现高连浇率、高作业率的连铸技术。高效连铸高效连铸概念概念日本：日本：最高板坯铸速：最高板坯铸速：3.2m/min;月产量：月产量：2045万吨万吨;连浇炉数：超过连浇炉数：超过100炉；炉；作业率达作业率达92。连铸连轧工艺与

7、技术连铸连轧工艺与技术RALNNSC（Next Net Shape Casting）接近成品形状的浇注技术，其实质是在保证质量的前提下，尽量减小铸坯断面尺寸以减少甚至取代压力加工。接近成品形状的浇注技术，其实质是在保证质量的前提下，尽量减小铸坯断面尺寸以减少甚至取代压力加工。近终形连铸近终形连铸钢铁生产的短流程工艺技术钢铁生产的短流程工艺技术电炉炼钢电炉炼钢直接还原直接还原(DRI)熔融还原熔融还原(如如Corex）近终形连铸近终形连铸概念概念连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL薄板坯连铸薄板坯连铸TSCC（Thin Slab Continuous Casting）带钢直接连铸带钢直接连

8、铸DSC（Direct Strip Casting）喷雾成形技术喷雾成形技术Ospray异型坯连铸异型坯连铸近终形连铸技术包含的主要内容近终形连铸技术包含的主要内容2020年：传统连铸年：传统连铸40，薄板坯连铸，薄板坯连铸50，薄带连铸，薄带连铸10（日本估计日本估计）连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL电磁连铸技术电磁连铸技术电磁技术应用电磁技术应用电磁力学特性电磁力学特性电磁热特性电磁热特性电磁物理特性电磁物理特性液面检测液面检测电磁下渣检测电磁下渣检测中间包感应加热中间包感应加热注流约束注流约束电磁软接触电磁软接触电磁搅拌电磁搅拌电磁制动电磁制动已被用于工业生产已被用于工业生产连

9、铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL结晶器电磁制动工艺效果图结晶器电磁制动工艺效果图结晶器电磁制动工艺效果图结晶器电磁制动工艺效果图连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL连铸与轧钢的衔接模式连铸与轧钢的衔接模式2 厚板坯连铸与轧制的衔接模式厚板坯连铸与轧制的衔接模式连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL类型类型1连铸坯直接轧制工艺，简称连铸坯直接轧制工艺，简称CC-DR（Continuous Casting-Direct Rolling）或称）或称HDR（Hot Direct Rolling）特点：特点：铸坯温度在铸坯温度在1100以上，铸坯不需进加热炉加热，只需在输送过程中进行补

10、热和均热，即直接送入轧机进行轧制。在连铸机与轧机间只有在线补偿加热而无正式加热炉缓冲工序。以上，铸坯不需进加热炉加热，只需在输送过程中进行补热和均热，即直接送入轧机进行轧制。在连铸机与轧机间只有在线补偿加热而无正式加热炉缓冲工序。类型类型2连铸坯直接热装轧制工艺，简称连铸坯直接热装轧制工艺，简称DHCR（Direct Hot Charge Rolling）或称为高温热装炉轧制工艺，简称为）或称为高温热装炉轧制工艺，简称为HCR（-Hot Charge Rolling）特点：特点：装炉温度在装炉温度在7001000左右，即在左右，即在A3线以上奥氏体状态直接装炉，加热到轧制温度后进行轧制。只有加

11、热炉缓冲工序且能保持连续高温装炉生产节奏的称为直接线以上奥氏体状态直接装炉，加热到轧制温度后进行轧制。只有加热炉缓冲工序且能保持连续高温装炉生产节奏的称为直接(高温高温)热装轧制工艺。热装轧制工艺。连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL特点：特点：装炉温度一般在装炉温度一般在400700之间。而低温热装工艺，则常在加热炉之前还有保温坑或保温箱等，即采用双重缓冲工序，以解决铸、轧节奏匹配与计划管理问题。之间。而低温热装工艺，则常在加热炉之前还有保温坑或保温箱等，即采用双重缓冲工序，以解决铸、轧节奏匹配与计划管理问题。类型类型3、4为铸坯冷至为铸坯冷至A3甚至甚至A1线以下温度装炉，称为低温热

12、装轧制工艺，简称线以下温度装炉，称为低温热装轧制工艺，简称HCR（Hot Charge Rolling）类型类型5即传统的连铸坯冷装炉轧制工艺，简称即传统的连铸坯冷装炉轧制工艺，简称CCR（Cold Charge Rolling）特点：特点：连铸坯冷至常温后，再装炉加热后轧制，一般连铸坯装炉的温度在连铸坯冷至常温后，再装炉加热后轧制，一般连铸坯装炉的温度在400以下。以下。连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL类型类型1和和2都属于铸坯热轧前基本无相变的工艺，其所面临的技术难点和问题也大体相似，只是都属于铸坯热轧前基本无相变的工艺，其所面临的技术难点和问题也大体相似，只是DHCR有加热炉缓

13、冲，对连铸坯温度和生产连续性的要求有所放宽，但它们都要求从炼钢、连铸到轧钢实现有节奏的均衡连续化生产。故我国常统称类型有加热炉缓冲，对连铸坯温度和生产连续性的要求有所放宽，但它们都要求从炼钢、连铸到轧钢实现有节奏的均衡连续化生产。故我国常统称类型1和和2两类工艺为连铸连轧工艺。类型两类工艺为连铸连轧工艺。类型2、3、4需入正式加热炉加热，故亦可统称为连铸坯热装热送轧制工艺。需入正式加热炉加热，故亦可统称为连铸坯热装热送轧制工艺。连铸连轧工艺，简称连铸连轧工艺，简称CC-CR（Continuous Casting-Continuous Rolling）连铸坯热装热送轧制工艺连铸坯热装热送轧制工艺

14、连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL1)连铸坯及轧材质量的保证技术；连铸坯及轧材质量的保证技术；2)连铸坯及轧材温度的保证技术；连铸坯及轧材温度的保证技术；3)板坯宽度的调节技术和自由程序轧制技术；板坯宽度的调节技术和自由程序轧制技术；4)炼钢连铸轧钢一体化生产管理技术；炼钢连铸轧钢一体化生产管理技术；5)保证工艺与设备的稳定性和可靠性的技术等多项综合技术。保证工艺与设备的稳定性和可靠性的技术等多项综合技术。实现实现CC-DR和和DHCR工艺的主要技术关键工艺的主要技术关键连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL图图1-5 连铸直接轧制连铸直接轧制(CC-DR)工艺与采用的关键技术工艺

15、与采用的关键技术A 保证温度的技术保证温度的技术1钢包输送；钢包输送；2恒高速浇注；恒高速浇注；3板坯测量；板坯测量；4雾化二次冷却；雾化二次冷却；5液芯前端位置控制；液芯前端位置控制；6铸机内及辊道周围绝热；铸机内及辊道周围绝热；7短运送线及转盘；短运送线及转盘；8边部温度补偿器边部温度补偿器(ETC)；9边部质量补偿器边部质量补偿器(EQC)；10中间坯增厚；中间坯增厚；11高速穿带高速穿带B.保证质量的技术保证质量的技术1转炉出渣孔堵塞；转炉出渣孔堵塞；2成分控制；成分控制；3真空处理真空处理RH；4钢包中间包结晶器保护；钢包中间包结晶器保护；5加大中间包；加大中间包；6结晶器液面控制；

16、结晶器液面控制；7适当的渣粉；适当的渣粉；8缩短辊子间距；缩短辊子间距；9四点矫直；四点矫直；10压缩铸造；压缩铸造；11利用计算机系统判断质量；利用计算机系统判断质量；12毛刺清理装置毛刺清理装置C 保证计划安排的技术保证计划安排的技术1高速改变结晶器宽度；高速改变结晶器宽度；2VSB宽度大压下；宽度大压下；3生产制度的计算机控制系统；生产制度的计算机控制系统；4减少分级数减少分级数D 保证机组可靠性的技术保证机组可靠性的技术1辊子在线调整检查；辊子在线调整检查；2辊子冷却；辊子冷却；3加强铸机及辊子强度加强铸机及辊子强度连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL3 自由程序轧制技术自由程序

17、轧制技术(1)一个换辊周期内轧制带钢的长度一个换辊周期内轧制带钢的长度(总轧制长度、同宽轧制长度总轧制长度、同宽轧制长度)；(2)为保证板形和板凸度良好所必须的辊型曲线；为保证板形和板凸度良好所必须的辊型曲线；(3)为避免带钢产生局部高点采用的为避免带钢产生局部高点采用的“棺棺”型轧制规程；型轧制规程；(4)为确保板厚的高精度和精轧机组稳定穿带，避免带钢的厚度和硬度较大的跳跃。自由程序轧制为确保板厚的高精度和精轧机组稳定穿带，避免带钢的厚度和硬度较大的跳跃。自由程序轧制(SFRSchedule Free Rolling)技术由新日铁八幡厂于技术由新日铁八幡厂于1982年开发并应用于生产。年开发

18、并应用于生产。常规轧制生产的限制条件常规轧制生产的限制条件连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL自由程序轧制技术可以摆脱常规轧制生产的限制条件，进行不同钢种、厚度、宽度的混合轧制，消除了连铸工序对钢种和板坯宽度方面的限制。它是由很多相关的单项技术构成的综合技术，主要包括轧辊磨损的均匀化减轻化技术自由程序轧制技术可以摆脱常规轧制生产的限制条件，进行不同钢种、厚度、宽度的混合轧制，消除了连铸工序对钢种和板坯宽度方面的限制。它是由很多相关的单项技术构成的综合技术，主要包括轧辊磨损的均匀化减轻化技术(如工作辊横移、新材质轧辊、润滑轧制、在线磨辊等技术如工作辊横移、新材质轧辊、润滑轧制、在线磨辊等技

19、术)；高精度轧制技术；高精度轧制技术(高精度设定模型、高精度宽度控制、蛇行控制、板凸度和板形同时控制等技术高精度设定模型、高精度宽度控制、蛇行控制、板凸度和板形同时控制等技术)；综合计算机应用技术；生产工序管理技术等。；综合计算机应用技术；生产工序管理技术等。自由程序轧制技术自由程序轧制技术连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL自由程序轧制与常规轧制时热带轧机操作情况比较自由程序轧制与常规轧制时热带轧机操作情况比较连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL50不同钢种混合轧制数不同钢种混合轧制数1130连铸坯宽度数量连铸坯宽度数量1种种8种种工作辊辊型曲线工作辊辊型曲线9023同宽轧制长度

20、同宽轧制长度/km0.254倍倍0.52倍倍板厚变化板厚变化自由自由0由窄变宽由窄变宽自由程序轧制自由程序轧制常规轧制常规轧制项目项目国外某厂采用自由程序轧制与常规轧制情况的比较国外某厂采用自由程序轧制与常规轧制情况的比较连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL工作辊横移技术工作辊横移技术?HC轧机是轧机是1972年由日本日立公司研制的年由日本日立公司研制的6辊轧机，通过中间辊的横移来控制板形和板凸度。辊轧机，通过中间辊的横移来控制板形和板凸度。?HC轧机优点：轧机优点：?消除有害弯矩消除有害弯矩?充分发挥液压弯辊的控制效果，具有较高的板凸度控制能力充分发挥液压弯辊的控制效果，具有较高的板凸

21、度控制能力?可实现自由程序轧制可实现自由程序轧制?若单纯在末架或最后两架用若单纯在末架或最后两架用HC轧机进行板凸度控制时，往往板形会恶化，板凸度控制范围较窄，比全部使用四辊轧机提高不大。此外，轧机进行板凸度控制时，往往板形会恶化，板凸度控制范围较窄，比全部使用四辊轧机提高不大。此外，HC轧机具有结构复杂，造价高，操作、改造、维修难等缺点。轧机具有结构复杂，造价高，操作、改造、维修难等缺点。连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL?鉴于鉴于6辊辊HC轧机的上述缺点，日立制作所八十年代初开发了工作辊横移轧机轧机的上述缺点，日立制作所八十年代初开发了工作

22、辊横移轧机(HCW-轧机轧机)，并于，并于1982年在新日铁八幡钢铁厂精轧机上首次实际应用，且取得了良好的效果，基本上实现了宽度的自由程序轧制。年在新日铁八幡钢铁厂精轧机上首次实际应用，且取得了良好的效果，基本上实现了宽度的自由程序轧制。?与传统的四辊轧机相比，与传统的四辊轧机相比，HCW在辊型和轧机型式本身并没有多大的变化，因此还存在许多不足，还很难实现不受厚度和钢种限制的轧制程序。此外，对于在辊型和轧机型式本身并没有多大的变化，因此还存在许多不足，还很难实现不受厚度和钢种限制的轧制程序。此外，对于7机架轧机来说，只有机架轧机来说，只有F4F7均安装均安装HCW 轧机才能获得比较好的控制效果

23、，因此，对已有轧机的改造来说，改造规模大，投资大，停产时间长，这是它的不足。轧机才能获得比较好的控制效果，因此，对已有轧机的改造来说，改造规模大，投资大，停产时间长，这是它的不足。连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL?通过工作辊沿轴向往返移动，可以分散轧辊局部的过量磨损，使热凸度均匀分布。通过工作辊沿轴向往返移动，可以分散轧辊局部的过量磨损，使热凸度均匀分布。?工作辊横移策略：定步长周期横移和变步长周期横移两种。工作辊横移策略：定步长周期横移和变步长周期横移两种。定步长周期横移定步长周期横移：每轧一卷：每轧一卷(或几卷或几卷)上下轧辊沿轴向向相反

24、方向移动一小距离，移动到极限位置后，再向各自的相反方向按照相同的步长移动，这种移动方式算法简单，容易实现。上下轧辊沿轴向向相反方向移动一小距离，移动到极限位置后，再向各自的相反方向按照相同的步长移动，这种移动方式算法简单，容易实现。变步长移动变步长移动：根据磨损量的分布情况来确定每一步的横移距离，初始阶段采用较小的移动距离，当接近极限位置时，采用较大的横移距离，这样可使磨损分布更为均匀。：根据磨损量的分布情况来确定每一步的横移距离，初始阶段采用较小的移动距离，当接近极限位置时，采用较大的横移距离，这样可使磨损分布更为均匀。连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL描述横移的参量：横移幅度描述横

25、移的参量：横移幅度S；所轧的卷数；所轧的卷数n；横移增量；横移增量S。不采用横移时：轧辊局部磨损量随轧制卷数的增加呈线性增大，轧制。不采用横移时：轧辊局部磨损量随轧制卷数的增加呈线性增大，轧制10卷后轧辊的磨损量就达到了假设允许极限卷后轧辊的磨损量就达到了假设允许极限10。采用。采用A策略：轧制策略：轧制50卷后才能达到允许轧辊磨损极限。采用卷后才能达到允许轧辊磨损极限。采用B策略：在达到允许的磨损极限前，可轧制策略：在达到允许的磨损极限前，可轧制140卷带钢。卷带钢。不同横移策略时轧辊的局部磨损情况不同横移策略时轧辊的局部磨损情况横移策略横移策略A是：是：S20，n1；横移策略；横移策略B是

26、：是：S10mm，n2。横移幅度。横移幅度S100，轧制带钢宽，轧制带钢宽W1000，轧制带钢的卷数为，轧制带钢的卷数为140卷。卷。连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL?传统四辊轧机不足：凸度控制能力不足；工作辊呈阶梯状磨损；不能实现从窄向宽的带材轧制；同宽轧制时，与带材边部接触的轧辊出现局部磨损，造成带材边部增厚，给下道工序的轧制带来困难，轧制数量也会受到限制。传统四辊轧机不足：凸度控制能力不足；工作辊呈阶梯状磨损；不能实现从窄向宽的带材轧制；同宽轧制时，与带材边部接触的轧辊出现局部磨损，造成带材边部增厚，给下道工序的轧制带来困难，轧制数量也会受到限制。?HCW轧机的轧辊移动按其目的

27、与效果不同可分为周期移动法、板带凸度控制法和单侧锥形辊位置控制法三种。轧机的轧辊移动按其目的与效果不同可分为周期移动法、板带凸度控制法和单侧锥形辊位置控制法三种。A 周期移动法周期移动法(CS法法)连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL传统方法：传统方法：F4机架工作辊磨损出现异常断面形状。机架工作辊磨损出现异常断面形状。CS法：法：F5机架工作辊被磨损成平滑的锥状，使局部的异常磨损均匀分布，大大降低同宽轧制长度条件限制，并可实现由窄至宽的轧制。机架工作辊被磨损成平滑的锥状，使局部的异常磨损均匀分布，大大降低同宽轧制长度条件限制，并可实现由窄至宽的轧制。传统方法和工作辊周期横移法轧辊磨损情

28、况的比较传统方法和工作辊周期横移法轧辊磨损情况的比较连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL传统方法和工作辊横移法轧辊热凸度的比较传统方法和工作辊横移法轧辊热凸度的比较传统轧制中，由于轧辊受热部位与板宽相同，热凸度较大，可达传统轧制中，由于轧辊受热部位与板宽相同，热凸度较大，可达285m；采用；采用CS法后，轧辊的受热区域扩大为板宽加横移量，热凸度曲线变得平滑，使带宽范围内的热凸度降低到传统轧机的一半左右。法后，轧辊的受热区域扩大为板宽加横移量，热凸度曲线变得平滑，使带宽范围内的热凸度降低到传统轧机的一半左右。连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RALHCW轧机使轧辊磨损和热凸度分散效果轧机

29、使轧辊磨损和热凸度分散效果由图可见，采用由图可见，采用CS法后轧辊的磨损从方形磨损变成台形磨损，热凸度从四次曲线变成光滑的台状，轧辊磨损与热凸度二者相互抵消，得到了平滑的轧辊凸度。因此，法后轧辊的磨损从方形磨损变成台形磨损，热凸度从四次曲线变成光滑的台状，轧辊磨损与热凸度二者相互抵消，得到了平滑的轧辊凸度。因此，CS法是消除轧辊阶梯状磨损与局部磨损最有效的方法。法是消除轧辊阶梯状磨损与局部磨损最有效的方法。连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL横移机架位置确定：尽管精轧机组的所有轧辊都有磨损，但横移机架位置确定：尽管精轧机组的所有轧辊都有磨损，但F1F3机架轧辊磨损能够传递到带钢表面上部分

30、并不显著，而下游机架轧辊磨损产生的影响则急剧增大，因此，在下游机架使用轧辊横移要比在上游机架更为有效。机架轧辊磨损能够传递到带钢表面上部分并不显著，而下游机架轧辊磨损产生的影响则急剧增大，因此，在下游机架使用轧辊横移要比在上游机架更为有效。轧辊磨损对所轧带钢的影响轧辊磨损对所轧带钢的影响连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RALB 板带凸度控制法板带凸度控制法(HC法法)?为消除因工作辊与支撑辊之间有害接触区，对于同宽轧制时，采用阶梯支撑辊是解决这一问题的理想方法，支撑辊与工作辊接触长度与带宽几乎相等。然而，在轧制不同宽度产品时，这种方法受到限制。为消除因工作辊与支撑辊之间有害接触区，对于同宽

31、轧制时，采用阶梯支撑辊是解决这一问题的理想方法，支撑辊与工作辊接触长度与带宽几乎相等。然而，在轧制不同宽度产品时，这种方法受到限制。?HC法就是通过工作辊移动调节工作辊与支撑辊的接触长度，消除有害接触区，抑制上述不必要的弯曲力矩，使工作辊弯辊装置更有效地发挥作用，从而使板凸度控制能力得到增强。法就是通过工作辊移动调节工作辊与支撑辊的接触长度，消除有害接触区，抑制上述不必要的弯曲力矩，使工作辊弯辊装置更有效地发挥作用，从而使板凸度控制能力得到增强。连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL当减小时，板凸度降低，弯辊系统凸度控制能力增大。当最小时，工作辊弯辊装置的凸度控制能力是最大当减小时，板凸度

32、降低，弯辊系统凸度控制能力增大。当最小时，工作辊弯辊装置的凸度控制能力是最大(此时相当传统四辊轧机此时相当传统四辊轧机)时的时的2倍左右。板凸度不受轧制力变化影响的状态被称为板断面形状稳定状态。在倍左右。板凸度不受轧制力变化影响的状态被称为板断面形状稳定状态。在HCW轧机中，为克服轧制力变化所带来的影响，所需要的弯辊力要比传统四辊轧机小得多。轧机中，为克服轧制力变化所带来的影响，所需要的弯辊力要比传统四辊轧机小得多。HCW轧机的板凸度控制能力轧机的板凸度控制能力连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RALC 单侧锥形辊位置控制法单侧锥形辊位置控制法?通过轴向移动具有单侧锥形的工作辊来实现板凸度控

33、制，主要有锥度调节法通过轴向移动具有单侧锥形的工作辊来实现板凸度控制，主要有锥度调节法(TA法法)和锥度振荡法和锥度振荡法(TO)。?热轧板带的边部减薄对板厚精度、成材率有较大的影响。热轧板带的边部减薄对板厚精度、成材率有较大的影响。TA法是将工作辊辊身一端加工成锥形，两锥形工作辊呈反向对称配置，锥形的位置与板边部相比，处于内侧，根据轧件的厚度、宽度，沿轴向移动锥辊位置到最佳值，以使板凸度和边部减薄最小。法是将工作辊辊身一端加工成锥形，两锥形工作辊呈反向对称配置，锥形的位置与板边部相比，处于内侧，根据轧件的厚度、宽度，沿轴向移动锥辊位置到最佳值，以使板凸度和边部减薄最小。K-WRS轧机就是通过

34、采用轧机就是通过采用TA法来减少带钢的边部减薄和使板带凸度得到改善。法来减少带钢的边部减薄和使板带凸度得到改善。连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL带钢边缘与轧辊锥度区开始点之间的距离称为有效锥长，用带钢边缘与轧辊锥度区开始点之间的距离称为有效锥长，用EL表示。随着表示。随着EL值的增大，板凸度线性减小。采用值的增大，板凸度线性减小。采用TA法轧制时，在一个轧制周期内法轧制时，在一个轧制周期内EL基本上是一个恒定数值，这样就不会产生基本上是一个恒定数值，这样就不会产生CS法那样的轧辊磨损与热凸度相互抵消的情况。因此，当从窄幅向宽幅进行逆宽轧制时，就需要采取一些措施。法那样的轧辊磨损与热凸

35、度相互抵消的情况。因此，当从窄幅向宽幅进行逆宽轧制时，就需要采取一些措施。单侧锥形辊板带凸度控制能力单侧锥形辊板带凸度控制能力锥度调节法锥度调节法(TA法法)连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RALK-WRS轧机采用轧机采用TA法后，边部减薄与有效锥长法后，边部减薄与有效锥长EL之间的关系如图所示。由图可见，当之间的关系如图所示。由图可见，当EL的值等于的值等于250mm时，边部减薄几乎能降低三倍。时，边部减薄几乎能降低三倍。K-WRS轧机有效锥长对板凸度的影响轧机有效锥长对板凸度的影响连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL在轧完在轧完100卷后：传统方法：板凸度由100卷后：传统方法：

36、板凸度由100m到到40 m，变化量为，变化量为60 m；CS法：平均板凸度为法：平均板凸度为40 m，其变化量被控制在，其变化量被控制在20 m；TA法：平均板凸度为法：平均板凸度为20，其变化量为，其变化量为20。可见，采用。可见，采用CS法和法和TA法可使板凸度在一个轧制周期内的波动明显减小。法可使板凸度在一个轧制周期内的波动明显减小。采用不同方法轧制板凸度的比较采用不同方法轧制板凸度的比较1422mm热带轧机一个轧制周期内板凸度的变化情况热带轧机一个轧制周期内板凸度的变化情况连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL新材质轧辊新材质轧辊精轧机组前几架，以前主要采用高碳铬镍铸铁轧辊，其耐

37、磨性较差，现在采用耐磨性能优良的高铬轧辊、高速钢轧辊。高铬轧辊耐磨性能比高碳铬镍铸铁轧辊提高精轧机组前几架，以前主要采用高碳铬镍铸铁轧辊，其耐磨性较差，现在采用耐磨性能优良的高铬轧辊、高速钢轧辊。高铬轧辊耐磨性能比高碳铬镍铸铁轧辊提高50%，轧辊表面状况与高碳铬镍铸铁轧辊一致。自，轧辊表面状况与高碳铬镍铸铁轧辊一致。自20世纪世纪90年代起，开始使用高速钢轧辊，最近先进的热连轧机几乎都使用高速钢轧辊。粗轧机组轧辊是以高镍铬锻钢辊为主，近年来也开始试用高速钢轧辊。年代起，开始使用高速钢轧辊，最近先进的热连轧机几乎都使用高速钢轧辊。粗轧机组轧辊是以高镍铬锻钢辊为主，近年来也开始试用高速钢轧辊。高铬

38、轧辊与高碳铬镍铸铁轧辊的比较高铬轧辊与高碳铬镍铸铁轧辊的比较连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL(1)高温硬度、耐磨性、耐表面缺陷及强韧性均很高，轧辊平均寿命是其他材质轧辊的高温硬度、耐磨性、耐表面缺陷及强韧性均很高，轧辊平均寿命是其他材质轧辊的37倍；倍；(2)保证轧件的表面质量，提高板厚精度；保证轧件的表面质量，提高板厚精度；(3)耐磨性好，抗局部磨损，便于实现自由规程轧制；耐磨性好，抗局部磨损，便于实现自由规程轧制；(4)换辊次数减少，作业时间延长，提高作业率；换辊次数减少，作业时间延长，提高作业率；(5)减少轧辊消耗和储备。减少轧辊消耗和储备。高速钢轧辊的缺点高速钢轧辊的缺点摩擦

39、系数大。轧制力增加摩擦系数大。轧制力增加1020，欲减少轧制力，保证设备负荷，热轧润滑是最有效的手段。，欲减少轧制力，保证设备负荷，热轧润滑是最有效的手段。高速钢轧辊的优点高速钢轧辊的优点连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL采用在线磨辊装置采用在线磨辊装置?在线磨辊在线磨辊(On-Line Roll Grinding)技术，简称技术，简称ORG，它由日本三菱重工广岛制作所于，它由日本三菱重工广岛制作所于20世纪世纪80年代末开发成功，为不同钢种和宽度的轧件实现自由程序轧制创造了良好的条件。年代末开发成功，为不同钢种和宽度的轧件实现自由程序轧制创造了良好的条件。?在线磨辊装置包括多对砂轮组

40、成的轧辊研磨机和测定辊面状况的在线轧辊轮廓测定仪在线磨辊装置包括多对砂轮组成的轧辊研磨机和测定辊面状况的在线轧辊轮廓测定仪(OPM)构成。构成。OPM采用多个超声波位置传感器，通过传感器沿轧辊轴向移动，测出实际轧辊轮廓及其与轧制所需值之差，同时处理测定装置与被测轧辊间的机械相对运动和轧辊震动等的误差。采用多个超声波位置传感器，通过传感器沿轧辊轴向移动，测出实际轧辊轮廓及其与轧制所需值之差，同时处理测定装置与被测轧辊间的机械相对运动和轧辊震动等的误差。OPM将测得的信息反馈给将测得的信息反馈给ORG，再通过研磨控制系统设定轧辊研磨位置及磨削量，在线对轧辊进行研磨，使辊面平滑。，再通过研磨控制系统

41、设定轧辊研磨位置及磨削量，在线对轧辊进行研磨，使辊面平滑。连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL润滑轧制润滑轧制?在轧制过程中，向轧辊辊面喷涂一种特制的润滑剂在轧制过程中，向轧辊辊面喷涂一种特制的润滑剂(轧制油轧制油)，通过轧辊的转动，将其带入变形区内，使轧辊与轧材表面形成一层极薄的油膜层。这层油膜改善了变形区的变形条件，降低了轧制力，减轻了轧辊磨损，提高了产品表面质量。随着近终形连铸连轧工艺的发展和厚度小于，通过轧辊的转动，将其带入变形区内，使轧辊与轧材表面形成一层极薄的油膜层。这层油膜改善了变形区的变形条件，降低了轧制力，减轻了轧辊磨损，提高了产品表面质量。随着近终形连铸连轧工艺的发展

42、和厚度小于1mm的薄规格带钢的市场需求，热轧润滑已引起广泛注意，以降低带钢和轧辊间的摩擦系数。的薄规格带钢的市场需求，热轧润滑已引起广泛注意，以降低带钢和轧辊间的摩擦系数。?随着高速钢轧辊的使用，热轧润滑更显重要。采用高速钢轧辊，轧制力会增加随着高速钢轧辊的使用，热轧润滑更显重要。采用高速钢轧辊，轧制力会增加1020%，欲减少轧制力，热轧润滑是最有效的手段。，欲减少轧制力，热轧润滑是最有效的手段。?最近，除精轧机组采用润滑轧制外，粗轧机、立辊、立式除鳞机上也开始采用这一技术。在精轧机组中，也可在侧导板上安装喷嘴，从板边向轧辊集中喷涂润滑剂，以有效地减少板边处轧辊的局部磨损。在润滑轧制技术中，主

43、要难点是如何解决轧件咬入困难最近，除精轧机组采用润滑轧制外，粗轧机、立辊、立式除鳞机上也开始采用这一技术。在精轧机组中，也可在侧导板上安装喷嘴，从板边向轧辊集中喷涂润滑剂，以有效地减少板边处轧辊的局部磨损。在润滑轧制技术中，主要难点是如何解决轧件咬入困难(选择最优的喷油开闭时间选择最优的喷油开闭时间)、均匀喷涂及防止润滑剂管路堵塞等。、均匀喷涂及防止润滑剂管路堵塞等。连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL4.1连铸连轧生产的金属学问题连铸连轧生产的金属学问题4.2 钢在高温下的脆化特性钢在高温下的脆化特性4.3连铸连轧生产的冶金学问题连铸连轧生产的冶金学问题4.4连铸坯的质量保证技术连铸坯

44、的质量保证技术4 厚板坯连铸连轧产品质量控制厚板坯连铸连轧产品质量控制连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL?A 动态再结晶动态再结晶在变形过程中发生的回复、再结晶叫做动态回复和动态再结晶。在变形后无载状态下发生的回复和再结晶，称为静态回复和静态再结晶。一般而言，在奥氏体组织中在变形过程中发生的回复、再结晶叫做动态回复和动态再结晶。在变形后无载状态下发生的回复和再结晶，称为静态回复和静态再结晶。一般而言，在奥氏体组织中(碳素钢的区和系钢碳素钢的区和系钢)可发生动态再结晶，在铁素体组织中，只发生动态回复而不发生动态再结晶，但也有文献认为会发生动态再结晶。可发生动态再结晶，在铁素体组织中，只发

45、生动态回复而不发生动态再结晶，但也有文献认为会发生动态再结晶。4.1 连铸连轧生产的金属学问题连铸连轧生产的金属学问题连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL常规热轧：常规热轧：由于应变速度较大，即使在温度为由于应变速度较大，即使在温度为1150的高温下，要发生动态再结晶，道次压下率也要达到的高温下，要发生动态再结晶，道次压下率也要达到5070%。因此，对于道次压下率为。因此，对于道次压下率为2030的粗轧变形，只能使钢处于加工硬化状态，加工硬化在轧制道次间或终轧后将会发生静态再结晶。的粗轧变形，只能使钢处于加工硬化状态，加工硬化在轧制道次间或终轧后将会发生静态再结晶。连铸过程：连铸过程：由

46、于应变速度非常小，因此，在比较高的温度和低应变情况下可能发生动态再结晶。由于应变速度非常小，因此，在比较高的温度和低应变情况下可能发生动态再结晶。连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL?B 碳氮化物动态析出与应变诱导析出碳氮化物动态析出与应变诱导析出在含有碳氮化物形成元素的钢中，凝固后及再加热到高温的区中，合金元素固溶在中，随着温度的降低，固溶度减小，即使在区，也会开始形成合金碳氮化物。一般来说，在未加工的中，开始析出碳氮化物所需要的时间较长，而一旦变成加工硬化组织，则析出就会加速，这是由于变形导致中产生的位错成为析出的成核点，使成核速度大大提高。因此，在通常的冷却速度下，由于热加工变形，

47、析出会变得容易起来，这种现象在在含有碳氮化物形成元素的钢中，凝固后及再加热到高温的区中，合金元素固溶在中，随着温度的降低，固溶度减小，即使在区，也会开始形成合金碳氮化物。一般来说，在未加工的中，开始析出碳氮化物所需要的时间较长，而一旦变成加工硬化组织，则析出就会加速，这是由于变形导致中产生的位错成为析出的成核点，使成核速度大大提高。因此，在通常的冷却速度下，由于热加工变形，析出会变得容易起来，这种现象在Nb(CN)和和AIN的析出中已得到证实。的析出中已得到证实。连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL应变诱导析出：应变诱导析出：在变形速度较大时，由于变形可在短时间内完成，所以，在变形过程中

48、没有足够的析出时间，只能在变形后迅速析出，把这称为应变诱导析出。在含在变形速度较大时，由于变形可在短时间内完成，所以，在变形过程中没有足够的析出时间，只能在变形后迅速析出，把这称为应变诱导析出。在含Nb钢的控制轧制中可以观察到这种现象，且钢的控制轧制中可以观察到这种现象，且Nb(CN)开始析出温度在开始析出温度在900附近。附近。动态析出：动态析出：在变形速度小时，由于变形所需要的时间长，所以就会在变形过程中发生析出，称之为动态析出。在变形速度小时，由于变形所需要的时间长，所以就会在变形过程中发生析出，称之为动态析出。连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL?C 动态铁素体相变与应变诱导相变

49、动态铁素体相变与应变诱导相变如果在如果在Ar3点以下对进行冷却，就会生成先共析铁素体，而一旦由于高温变形而变成加工硬化组织，就会使成核点增加而加速相变。点以下对进行冷却，就会生成先共析铁素体，而一旦由于高温变形而变成加工硬化组织，就会使成核点增加而加速相变。铁素体相变相变铁素体铁素体相变相变铁素体?动态相变动态相变?应变诱导相变应变诱导相变连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL在温度为在温度为150300，以，以104101/s的变形速度对低碳钢进行拉伸实验时，就会出现锯齿状的应力应变曲线，这是由动态应变时效引起的，主要是通过位错移动与的变形速度对低碳钢进行拉伸实验时，就会出现锯齿状的应力

50、应变曲线，这是由动态应变时效引起的，主要是通过位错移动与C、N等溶质原子之间的相互作用产生。发生动态应变时效的温度区与变形速度有关，变形速度越大，越向高温侧移动。等溶质原子之间的相互作用产生。发生动态应变时效的温度区与变形速度有关，变形速度越大，越向高温侧移动。?D 动态应变时效动态应变时效连铸连轧工艺与技术连铸连轧工艺与技术RAL4.2 钢在高温下的脆化特性钢在高温下的脆化特性脆化的特征：脆化的特征：发生晶界裂纹发生晶界裂纹晶界裂纹原因：晶界裂纹原因：晶间结合力降低所引起的分离或者是应变集中所导致的空隙形成、扩展和汇合。晶间结合力降低所引起的分离或者是应变集中所导致的空隙形成、扩展和汇合。主