毛新平:研發具有自主知識產權的熱軋帶鋼連續化制造技術勢在必行

?????? 來源: 中國鋼鐵新聞網 中國冶金報社 ???????發布時間:2020-09-27


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 本報實習記者 趙萍

“近年來,我國工程技術人員在熱軋帶鋼連續化制造技術領域不斷探索、大膽實踐,取得了可喜成績,做出了重要貢獻。集合優勢資源,研發具有我國自主知識產權的熱軋帶鋼連續化制造技術和裝備勢在必行。”8月25日,在由中國鋼鐵工業協會主辦、中國一重集團有限公司承辦、中國冶金報社協辦的2020年高質量發展·裝備與鋼鐵同行 冶金先進技術裝備創新推進會上,中國工程院院士毛新平這樣表示。會上,他介紹了傳統熱軋產線無頭軋制技術、薄板坯連鑄連軋產線半無頭軋制技術和無頭軋制技術等熱軋帶鋼連續化制造技術。

“保守來說,1/3的冷軋產品可以被薄規格、高質量的熱軋產品替代。”毛新平介紹,采用無頭軋制可以生產大比例的薄規格產品,且精度高,能滿足汽車板使用要求。

他介紹,采用無頭軋制技術需要解決獲得連續坯料技術、廣域凸度控制技術、動態變規格技術、高速飛剪、高速穿帶及分配裝置等關鍵技術問題。從獲得連續坯料技術來看,傳統熱軋產線通過焊接技術、切合技術來獲得連續坯料,薄板坯連鑄連軋產線則可以獲得天然的長坯。從廣域凸度控制技術來看,在連續軋制過程中,熱凸度不斷增加達到較高程度,軋輥的磨損也不均勻。因此,在軋機配置上,要求軋機具有更大的軋輥凸度調整范圍。“更重要的是具備動態特性。”毛新平特別指出,在軋制過程中要進行有效的調整,如使用動態的CVC+(連續可變凸度)技術等。從動態變規格技術來看,在軋制過程中,厚度在不斷調整,需要一個高精度的動態變規格技術來實現無頭軋制。從高速飛剪來看,每秒20米的剪切速度對剪切設備提出很高要求。從高速穿帶及分配裝置來看,需要特殊裝置來穩定。此外,使用無頭軋制技術對連鑄工序的連鑄機拉速也提出了很高的要求。

同時,毛新平結合川崎3號熱軋產線和浦項2號熱軋產線特點介紹了傳統熱連軋機無頭軋制的相關情況。

川崎3號熱軋產線采用焊接方式實現無頭軋制。從該產線基本設備技術條件看,該產線無頭軋制薄板坯厚度在20毫米~40毫米,寬度在800毫米~1900毫米,卷取箱為臺車自動型,卷取最大速度為340米/分鐘;中間坯焊合設備最大驅動速度為60米/分鐘,加熱方式為感應加熱;清毛刺機是旋轉式圓盤剪,高速飛剪剪切速度為1200米/分鐘,剪切厚度為0.8毫米~6.0毫米。從該產線技術經濟指標來看,在質量方面,厚度控制公差在±30微米,寬度控制公差從±6毫米減小到±3毫米,溫度偏差從±30開爾文減小到±15開爾文;在生產率方面,提高了20%,由夾送輥原因導致的非預期的換輥率降低90%;在產量方面,板卷頭尾板形不良損失減少80%。此外,由夾送輥輥印導致的表面質量改判率降低了90%。

浦項2號熱軋產線于2006年7月份完成無頭軋制設備的安裝,于2007年1月份開始商業生產。該產線卷取溫度均勻,厚度和寬度公差小,板形良好;機械性能穩定,產品微觀組織均勻;可軋制超薄規格低碳鋼(厚度為1.1毫米,寬度為1219毫米)和高碳鋼(厚度為1.6毫米,寬度為1219毫米);可實現最多45塊坯(總重量在1000噸以上)60分鐘以上連續軋制,而超薄規格(≤1.2毫米)產品則可實現最多15塊坯連續軋制。

“半無頭軋制是為了在無法實現無頭軋制的情況下,實現穩定連續化生產。”毛新平以荷蘭霍高文半無頭軋制產線和華菱漣鋼半無頭軋制產線為例介紹了薄板坯連鑄連軋產線半無頭軋制技術。

荷蘭霍高文半無頭軋制技術具有兩個特點,一是輥底式均熱爐的爐長約為312米,為目前世界最長;二是生產厚度在1.0毫米~1.2毫米。“這條產線創新意義特別大,在當時帶有無頭軋制的設計理念,目標就是生產高精度、薄規格產品來替代冷軋產品。”毛新平特別說道。

華菱漣鋼薄板坯連鑄連軋半無頭生產線關鍵設備包括薄板坯連鑄機、輥底式均熱爐、精軋機組、轉轂式高速飛剪、兩臺地下卷取機,其中動態凸度控制功能與輥縫潤滑技術可解決半無頭軋制時間長、負荷大、工作輥磨損嚴重等問題。

“華菱漣鋼半無頭軋制技術具有三大優勢。”毛新平介紹,一是產品的極限厚度和極限寬度規格范圍得到顯著拓寬,其中SPHC鋼的最薄厚度由1.0毫米拓展至0.78毫米,極限規格產品寬度由1100毫米拓展至1300毫米;Q235B鋼的最薄厚度由1.2毫米拓展至1.0毫米,極限規格產品寬度范圍也進一步拓展;Q345B鋼的極限規格由1.5毫米×1300毫米拓展至1.5毫米×1600毫米。二是半無頭軋制技術可有效減少帶鋼頭尾的溫度、尺寸、板形控制精度波動。三是由半無頭軋制出的帶鋼不同部位具有均勻的組織和力學性能,屈服強度波動小于40兆帕,抗拉強度波動小于20兆帕,晶粒尺寸波動小于2微米。

隨后,毛新平介紹了薄板坯連鑄連軋產線無頭軋制技術。一是ESP(無頭軋制)技術,連續化制造流程簡約,生產過程高效。代表為日照ESP產線,該產線長度約為180米,僅為傳統熱軋流程的20%左右,從鋼水澆鑄到帶鋼卷取的生產全過程僅需7分鐘,以低碳鋼、超低碳鋼、中碳鋼和高強鋼為主,厚度規格小于2.0毫米。二是CEM(緊湊式無頭軋制)技術。代表產線是浦項CEM產線,該產線具備單坯軋制和無頭軋制兩種模式,其中采用無頭軋制模式可連續軋制公里數達133千米,且具有較高的尺寸精度。三是MCCR(多模式全連續鑄軋生產線)技術。該技術使產線具有無頭軋制/倍尺多卷軋制/單坯軋制3種生產模式,增加了連鑄和軋機之間的緩沖,可實現連鑄不停澆換輥。同時,連鑄的頭尾坯可以軋制成卷,提高金屬收得率1%以上。此外,鑄坯溫度均勻,可提高帶鋼邊部質量,適合生產微合金鋼。四是DSCCR技術。該技術是唐山東華通過對珠鋼CSP工藝裝備進行利舊改造,自主集成的薄板坯連鑄連軋無頭軋制產線。毛新平特別指出:“該技術的自主集成,表明我國在無頭軋制方面掌握了關鍵技術,具有很好的示范意義。”

最后,毛新平表示,連續化軋制提高了生產過程的穩定性,適于批量生產超薄和寬薄帶鋼,產品質量、收得率和生產效率顯著提高,是今后熱軋帶鋼生產技術發展的重要方向之一。此外,從連續化生產的技術選擇上來講,薄板坯連鑄連軋產線避免了傳統熱軋產線中間坯銜接的關鍵技術難題,更易于實現熱軋帶鋼的連續化生產,也是今后發展的方向之一。

 

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