金属材料短流程.doc

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1、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

2、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，因此造成大规模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

3、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

4、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

5、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(CompactStripProduction)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

6、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(InlineStripProduction)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

7、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

8、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。钢厂进一步扩建后选到年产110万吨。CONROLL的工艺过程为：CONROLL连铸机与热轧机平行布置，铸坯按Dynacs冷却模型玲却，铸机尾部装有一台火焰切割装置，将铸坯切成所需长度后进入