薄板坯及细小方坯浇铸技术的发展

D0I:10.13374/i.issn1001-053x.1991.s1.001 第13卷第4(I)期 北京科技大学学报 Vo1.13No.4(I) 1991年7月 Journal of University of Science and Technology Beijing Ju1y1991 薄板坯及细小方坯浇俦技术的发展 徐宝升· 《 摘要：报导了国外连街薄板坯及细小方坯，并在线直接轧成最后成品的技术发展情况， 重点介绍了SMS/Nucor公司和MDH/Arveai公司建设的两套生产设备。同时介绍了中 国发展连铸荐板坯及细小方坯的情况。其中一种新型离心钱机是专为小型钢厂生产(602~ 702)mm2×1500mm细小方坯设计的，可为小型轧机提供坯料。 关键词：薄板坯，细小方坯，离心铸造 Development of Casting Thin Slab and Thin Billet Technology Xu Baosheng' ABSTRACT:An overview is given on world-wide activities in this field,Pro- duction facilities of SMS/Nucor and MDH/Arvedi are described.Development of thin slab and thin billet casting technology in China are reviewed.A new centrifugal caster for producing (602~702)mm2x 1500mm thin billets for mini- mills in China has been designed. KEY WORDS:thin slab,thin billet,centrifugal casting 把钢水浇铸成接近成品断面的薄板坯并直接轧制成材，是10多年来世界各国竞相研究开 发的新技术。其得以成功的基础是钢水治炼技术及自动控制技术的进步。这一新技术的应 用，形成了紧凑的带钢生产线，简称CSP生产线。由此而产生的经济效益是： (1)节省了生产设备的建设投资。因为连铸机及其后步的轧钢设备都与所铸及所轧钢坯 的厚度成一定比例。浇铸薄板坯的铸机，其半径及治金长度都相应减小。用薄板坯轧制带 钢，可以省去前部的粗轧机架，减少后部的精轧机架。 1991-05-06收稿 ,机it程系(Department of Mechanical Engineering) 1

第 卷第 ， 期 北 京 科 技 大 学 学 报 ， 。 。 年 月 。 。 薄板坯及细小方坯浇铸技术的发展 徐 宝 升 ’ 摘 要 报导了国外连铸薄板坯及细小方坯 ，并 在线直接 轧成最后成品 的技术发展情况 ， 重点介绍 了 公司和 成 公司建设的两套生产 设备 。 同时介绍了 中 国 发展 连铸薄板 坯及 细小方坯 的情况 。 其中一种新型离心 铸机是专为小型钢厂生产 。 ， 、 。 。 二 细小方坯设计 的 ， 可为小型轧机提供坯料 。 关扭 词 薄板坯 ， 细小方坯 ， 离心铸造 尤 之 一 。 “ 一 “ ， ， 把钢水浇铸成接近成品 断面的薄板 坯并直 接轧制成材 ， 是 多年来 世界各 国竞相研究开 发 的新技术 。 其得 以成功的 基础是钢 水冶 炼技 术及 自动控制技 术的进步 。 这 一 新 技 术的应 用 ， 形成了紧凑的带钢生产 线 ， 简称 生产 线 。 由此而产生的经 济效益是 节省了生产设备的 建设投资 。 因 为连铸机及 其后步的 轧钢设备都与所铸及所轧钢坯 的厚度成一定 比例 。 浇铸薄板 坯的 铸机 ， 其半径及冶金长度都相应减 小 。 用薄 板 坯 轧 制带 钢 ， 可 以省去前部的粗轧机架 ， 减少后部的精轧机架 。 一 一 收稿 机械工程 系 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1991．s1．001

115010. 150780.管 110020二不管种 150180.9 8.1111.0 2145 2091-0255 18811059 万24 800 220 20051000 0081 9810号 29100 021700 2 02-01 g (海)量宽 c1151622t1281061 2

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(2)降低了轧钢的能耗。轧钢时所消耗的能量是与轧制压缩比，即钢坯断面与成品断面 的比值的自然对数成比例的。进行在线轧制或直接轧制，还节省了钢坯加热的能耗。 (3)在CSP生产线上，一·头是治炼的钢水，一头是成品带钢，因而缩短生产流程，也节 省了生产的流动资金。 (4)利用CSP生产流程，可使以废钢为原料的中小型电炉炼钢厂也能以较低的生产成本 生产成卷的带钢。 1薄板还连铸技术在国外的发展 (1)薄板坯的规格：在国外，习惯地把厚度(40~120)mm的钢坯称为薄板坯；(5~ 40)mm称为带钢坯；(1~5)mm称为薄带坯。本文只讨论薄板坯的生产技术。表1列出了 世界各国研究开发的各种薄板坯连铸数据及铸机型式FI。其中，Nucor公司和Arvedi公司 的两套设备都是进行工业生产的。分别介绍如下： (2)德国西马克(SMS)公司于1989年为美国纽克尔(Nucor)公司的Cra wfordsville)厂 设计制造了世界第一台用于工业生产的薄板坯连铸机：2。这种铸机是立弯型的，如图1所 示，是SMS公司1985年初试成功的。其特点是使用了如图2所示的结晶器。它的两个侧面可 4 ⑤ 图1SMS型薄板坯连铸机 ①荐板坯连铸机，②加热均温炉，③带钢连轧机，④辊道，⑤卷取机 Fig.1 SMS thin slab caster 以向内外调整，以浇铸不同宽度的薄板坯。结晶器的上部中央作成漏斗形状，上端的开口度 为170mm,以便插入浸入式水口。试验用的结晶器长1100mm,试浇的坯型为(30~50)mm ×(1200~1600)mm,最高出坯速度为6m/min。所用的浸入式水口如图3所示，其下端的 外形为75mm×100mm,壁厚17.5mm,长950mm,有两个20mm×50mm向上倾斜20°的出 口，出口上面有遮缘，用以防止钢水向上喷。水口下端与结晶器的宽面壁板有12.5mm的 空隙。在美国纽克尔公司建成的那台铸机，使用了762mm长的结晶器，用以浇铸50mm× (900~1350)mm薄板坯，拉坯速度(4~6)m/min,设计年产量75×10t。在铸机后面有 164m长的均热炉。炉前及炉后各有一台摆式剪机，把板坯剪成42~46m长度，每支坯重为 18~22t。均热炉后有四机架热连轧机（还预留了第五机架的余地），层流冷却装置及卷取 机。均热炉内可容纳三条钢坯，在运行均热过程中，使钢坯由4m/min的浇铸速度逐渐加大 到20m/min的轧制速度。轧成的带钢最小厚度为2.5mm。增加了第五个机架后，可生产1,8 3

降低 了轧钢的 能耗 。 轧钢时所消耗的 能量是与轧制压缩比 ， 即钢坯断面与成品 断面 的比值的 自然对数成比例的 。 进行在线轧制 或直接轧制 ， 还节省 了钢坯加 热的 能耗 。 在 生产线上 ， 一 头是冶炼的钢水 ， 一头是成品带钢 ， 因而缩短生产流程 ， 也节 省了 生产的流动资金 。 利用 生产流程 ， 可使 以 废钢 为原料 的 中小型 电炉炼钢厂也 能以较低的生产成 本 生产 成卷的带钢 。 薄板坯连铸技术在国外的发展 薄板坯的规格 在 国外 ， 习惯地把厚度 的钢坯称 为 薄 板 坯 。 称 为带钢坯 称为薄带坯 。 本文 只讨论薄板坯的生产技术 。 表 列出了 世 界各 国研究开发 的各种薄板坯连铸 数据及铸机型式 仁 ” 。 其中 ， 公 司和 公司 的两套设备都是进行工 业生产的 。 分别介绍如下 德 国西马克 公 司于 年为美国纽克尔 公 司 的 厂 设计制造了世 界第一 台用于工业生产 的薄板 坯连铸机 〔 ’ 。 这种铸机是立弯型 的 ， 如图 所 示 ， 是 公司 年初试成功的 。 其特点是使用 了如 图 所示 的 结晶器 。 它 的两 个侧面可 而而而飞 。 一 门 耙积耙 图 型薄板 坯连铸机 ①薄板 坯 连铸 机 ， ②加 热均温 炉 ， ③带钢连 轧机 ， ④辊道 ，⑤卷取机 。 以向内外调整 ， 以浇铸不 同宽度的薄板坯 。 结 晶器的上部 中央作成漏斗形状 ， 上端 的开 口 度 为 ， 以便擂入浸 入式水 口 。 试 验用 的结 晶器长 ， 试浇的坯型 为 一 一 ， 最高出坯速度为 。 所用 的浸 入 式水 口 如图 所示 ， 其下端的 外形 为 ， 壁厚 。 ， 长 ， 有两 个 向上倾斜 的 出 口 ， 出 口上面有遮缘 ， 用 以防止钢水向上喷溅 。 水 口 下 端 与结 晶器 的宽面 壁板有 的 空 隙 。 在美 国纽克尔 公 司建成的那台铸机 ， 使用 了 长 的结 晶器 ， 用 以 浇铸 一 薄板 坯 ， 拉坯速度 ， 设 计 年产 量 ‘ 。 在铸机后面有 长 的均热护 。 炉前及炉后各有一台摆式剪机 ， 把板 坯剪成 长 度 ， 每 支坯重 为 一 。 均 热炉后有四 机架 热连 轧机 还预 留 了第五机架的余地 ， 层流冷却装置及卷取 机 。 均热炉内可容纳 三条钢坯 ， 在运行均 热过程 中 ， 使钢坯 由 。 的浇铸速度逐渐加大 到 的轧制速度 。 轧成 的带钢最小厚度为 “ 。 增加 了第五个机架后 ， 可生产

中140 L100 20 图2漏斗型结晶器 图3浸人式水口 Fig.2 Funnel type mold Fig.3 Submerged nozzle 一2mm的带钢。 在浇钢操作中，钢水的清洁度及温度需要严格控制。浇铸低碳钢时，钢水温度为1546一 1566℃。使用了特制的低熔点、低粘度的保护渣。开浇前先往结晶器内施加发热剂，以(4~ 4.5)m/min的速度浇铸时，要求在开浇后70s内达到正常拉坯速度，结晶器的振动频率达到 图4MDH/Arvedij薄板坯连钱机 Fig,4 Thin slab caster produced by MDH/Arvedi Company 4

几 ， 李日目 并 · ‘ ， ， 飞 乡芥 』 …七 次 画 仁恶轰 图 漏斗型结晶器 图 浸人式水 口 一 ， 的带钢 。 在浇钢操作中 ， 钢水的 清洁度及温度需要严格控制 。 浇铸低碳钢时 ， 钢水温度为 一 ℃ 。 使用 了特制 的低熔点 、 低粘度的保护渣 。 开浇前先往结 晶器 内施加发热剂 ， 以 一 。 幼 的速 度浇铸时 ， 要求在开浇后 内达到 正 常拉坯速度 ， 结 晶器的振动频率达到 ‘ 日 口 口沈 二 一 」 翼具 日 ，嘻中军 图 薄板 坯 连铸机 ‘ 人 了

270/nin。 这套紧凑式连铸连轧机组于1989年6月开始试生产，到1990年二季度，其月产量已达设 计产量的(60~75)%。目前存在的问题是带钢表面质量稍差，约有(15~20)%的成品为二 级品（一般工厂为(8~10）%)，该厂认为此问题是可以解决的。 (3)德国的迪马克(MDH)公司与意大利的阿尔维德(Arvedi)公司联合开发的弧形薄 板坯连铸机，设计的年产量为5.0×1051，可浇优质钢及不锈钢，轧成带钢的宽度为(650~ 1330)mm。铸机是弧形的，如图4所示r33。它的特点是使用了如图5所示的上部是垂直线、 R5m 250 宁10 0 A-A 图5：MDH薄板坯连铸机的结品器 图6MDH薄板坯连铸机的设人式水口 Fig.5 Mold of MDH thin Fig.6 Submerged nozzle of MDH slab caster thin slab caster 下部为弧形的结晶器，及图6所示的浸入式水口。把结晶器上部改为直线的目的是为了便于 插人扁而薄的浸人式水口。出结晶器的铸坯厚度为(60~80)m。在二冷区的上部，把带有 液芯的铸还进行逐渐的轻压下，其压下量可达20%。铸坯完全凝固以后，在二冷区的后部利 用三架四辊轧机作进一步的压轧，其压下量可达60%，使走出连铸机的板坯厚度为(15~ 25)mm。随即用1000t摆动剪机把铸坯按定尺长度剪断，进入约38m长的感应加热均温炉， 使之达到轧制温度。板坯出加热均温炉后，利用如图7所示的炉内卷取机把板坯卷起来。有 上下两个炉内卷取机，其中一个用以卷取出加热均温炉的板坯，另一个则把板坯送入下步 的四辊精轧机。这样可以使前步的铸机与后一步的轧机按各自的适宜速度运转，而不互相牵 制。板坯经四机架（还预留了第五机架的位置）精轧机后轧成(1.7~12)mm厚的带钢或钢 板，其最大出口速度为10m/s。通过层流冷却区，进人地下卷取机，卷成钢卷。这套连铸连 轧机组的总长度约164m,计划于1991年建成投产。 5

。 这套紧凑式连 铸连 轧机组于 年 月开始试生产 ， 到 。 年二季度 ， 其月产 量已 达设 计产量的 。 目前存在的问题是带钢 表面质量稍差 ， 约 有 一 的 成品 为 二 级品 一般工厂 为 ， 该厂 认 为此间题是可以解决的 。 德 国的 迪 马克 公 司与 意大 利的 阿尔维德 公 司联合 开 发的弧形 薄 板 坯连铸机 ， 设 计 的 年产量 为 ， 可浇优质钢及 不锈钢 ， 轧成带钢的 宽度为 。 一 。 。 铸机是弧 形 的 ， 如 图 所示 ‘ “ ’ 。 它 的特点是使用 了如 图 所示的上 部是垂直线 、 七 二 ‘ … 钊么 叫多﹂ 匕 巴二月蕊沃荟 一」 立惑二互聋己里呈军 图 薄板 坯 连 铸机 的结 晶器 。 图 薄板 坯连铸机 的浸 人式水 口 。 么 下部为弧形 的结晶器 ， 及图 所示的浸入式水 口 。 把结晶器上 部改为直 线的 目的是为 了便于 插人扁而 薄的浸入式水 口 。 出结 晶器的铸坯厚度 为 。 。 在二冷区的上 部 ， 把带有 液芯的铸坯进行逐渐的轻压下 ， 其压下量可达 。 铸坯完全 凝 固以后 ， 在二 冷区的后部利 用 三架 四 辊轧机 作进一 步的压轧 ， 其压 下 量 可 达 写 ， 使走 出连铸机 的板坯厚度 为 一 。 随 即用 摆动剪机把铸坯按定尺长度剪断 ， 进人约 长的 感应加 热均温炉 ， 使之达到 轧制温度 。 板坯 出加 热均温炉后 ， 利 用如 图 所示的炉 内卷取机把板坯卷起来 。 有 上下两个炉 内卷取机 ， 其中一个用 以卷取 出加 热 均温炉的 板坯 ， 另 一个则把板坯 送 人 下 步 的四辊 精轧机 。 这 样可以使前步 的铸机与 后一步的轧机按各 自的 适宜速度运转 ， 而 不互相牵 制 。 板坯经 四 机架 还预 留了第五机架 的 位置 精轧机后轧 成 厚的 带钢或钢 板 ， 其最大 出 口速 度 为 。 通过层流冷却 区 ， 进人地下卷取机 ， 卷成钢卷 。 这套连铸连 轧机 组的 总长度约 ， 计划于 年建成 投产

图7炉内卷取机 图8轮式连铸机 Fig.7 Furnace coiler Fig.8 Wheel caster 2薄板坯连铸技术在我国的发展 (1)早期的发展：早在1967年~1972年间，我们与重钢三厂合作，利用该厂的1700亮形 连铸机，进行了浇铸110mm×600mm薄板坯的中间试验，以便为700mm行星轧机提供坯料。 钢水由30t平炉怡炼，使用75mm石英质浸入水口，以1.2m/min左右的速度进行浇铸，取 得成功。共试浇了8×10t薄板坯，并轧成了(4~6)mm×(570~590)mm的成卷带钢，通 过了国家鉴定。 为了能在小型钢厂利用薄板坯和行星轧机生产窄带钢，在1966年~1967间，我们还与重 钢三厂合作，利用轮式连铸机（图8）进行了连铸薄板坯的试验〔4们。铸机的结晶轮直径 2.4m,铸坯断面50mm×280mm。设计的出坯速度为10m/min。采用了密闭的浇铸装置，使 钢水从中间包进入结晶轮时不被氧化。试验只进行了3次，浇出了一段质量良好的铸还。因 故试验未能继续下去。 (2)近期的研究和试验：在80年代末，北京钢铁研究总院进行了连铸薄板坯的研究和试 验。取得了初步成果后，与兰州钢厂合作，进行连铸薄板坯的中间试验，并利用行星轧机进 行连铸连轧。他们也采用了类似SMS开发的中部为漏斗形的结晶器，这套中间试验设备即将 建成。 3 细小方坯连铸技术在我国的发展 本文所说的细小方坯，是指断面小于90mm×90mm的小方坯而言，它是生产小型钢材 的原料。国外的小型钢材，都用连续式小型轧机轧制，其坯料断面都在100mm×100mm以 上，所以国外没有发展连铸细小方坯的技术。我国的小型轧机多数为横列式或复二重式，须

卜 牵 一下一－ 一 ‘ 图 炉内卷取机 。 图 轮 式连铸机 薄板坯连铸技术在我国的 发展 早期的发展 早在 年 ‘ 年间 ， 我们与重钢三厂合作 ， 利用该厂的 了。 弧形 连铸机 ， 进行 了浇铸 薄板坯的 中间试验 ， 以便为 行星轧机提供坯料 。 钢水由 平护冶 炼 ， 使用 厂 石英质浸人水 口 ， 以 。 左右的速 度进行浇铸 ， 取 得成功 。 共试浇 了 薄板坯 ， 并轧 成了 一 。 、 一 的成卷带钢 ， 通 过 了 国家鉴定 。 为 了能在小型 钢厂 利 用薄板坯和 行星轧机生产窄带钢 ， 在 年 一 间 ， 我们还与重 钢三厂合 作 ， 利 用轮式连铸机 图 进行了连铸薄板坯 的试验闭 。 铸 机 的 结 晶轮 直 径 ， 铸坯断面 。 设计的 出坯速度为 。 。 。 采 用 了密 闭的浇铸装置 ， 使 钢水从中间包进入结 晶轮时不被氧 化 。 试验只进行了 次 ， 浇 出 了一段 质量 良好的 铸坯 。 因 故 试验未能继续下去 。 近期的研究和试验 在 年代末 ， 北京钢铁研究总院进行 了连铸 薄板坯 的研究和 试 验 。 取得 了初步成果后 ， 与 兰州钢厂 合 作 ， 进行连铸薄板坯的 中间试验 ， 并利 用行星轧机进 行连铸连轧 。 他们也采 用 了类似 开 发的 中部为漏斗形 的结 晶器 ， 这套 中间试验设备即将 建成 。 细小方坯连铸技术在我 国的 发展 本文所说的 细小方坯 ， 是指断面小于 的 小方坯而言 ， 它是生产小型钢材 的 原料 。 国外的 小型钢材 ， 都用连续式小型轧机 制 ， 其坯料断面都在 汉 。 。 以 上 ， 所 以 国外没 有发展连铸细小方坯的技术 。 我 国的 小型轧机多数为横列 式或复二重式 ， 须

用(602~702)mm的锅坯进行轧制。实践证明，这种细小方坯不能用普通连铸机进行浇铸， 因为其漏钢率太高，很不经济，而且铸机的产量也很低。为解决这一问题，我们开发了如下 两种连铸机： (1)利用轮式连铸机浇铸细小方坯或矩形坯。我们于1981年设计了如图9所示的水平轮 式连铸机，并与青岛钢厂合作，进行了初步试验r4),以(18~22)m/min的速度，浇出了质 量满意的铸坯，铸机的结晶轮直径3m,铸坯为50mm×63/65mm梯形。铸机的轴心与垂直 线成3°~5°角。钢水通过密闭的通道进入结晶 轮，既可避免钢水的氧化，又可不用钢液面的 检测及控制系统，因而简化了操作工艺。用这 台铸机浇铸的锅坯，表面光洁，没有振动波 纹，内部组织比较细密。这种梯形坯的梯度很 1 小，在轧制时不会造成困难。同时还因进入结 晶轮的钢水具有一定的压力，能使初凝坯壳与 结晶轮有较好的接触，又因为铸坯断面较小， 热量能从四边很快散失，所以其凝固系数K较 高，实测为27mm/min0.5c5)。 由于轮式连铸机的出坯速度较高，铸坯温 度经过均温以后，能够满足热送轧制及直接轧 7 Four strands slit rollinn schedule A-A i 0009 图9水平轮式连涛机 图10四线切分轧制工艺 Fig.9 Horizontal wheel caster Fig.10 Four strands slit rolling schedule 制的要求。通过下述措施，也可与高速线材轧机匹配，进行连铸连轧，例如： ①用2机2流轮式连铸机，以17.5m/min的出坯速度，浇铸70mm×70mm小方坯，为 一线高速线材轧机供坯，轧制中5.5mm线材时，其终轧速度可达120m/s。如线材的卷重为 1.0t,则把铸坯剪成26m的定尺长度。在铸机与轧机之间，设置能容纳3条钢呸，总长约 90的均热保温炉，使铸坯具有适宜的轧制温度及适宜的进入轧机的速度。 ②采用切分轧制工艺，生产建筑用钢筋。这种钢材的表面质量要求不高，可以把连铸的 矩形薄坯，经过切分成2线或4线后，轧制成材。图10是日本新日铁公司开发的四线切分轧 制工艺流程B)。 切分轧制工艺的优点是节省了轧钢机架数及剪切机台数，降低了轧制能耗。例如采用普 ?

用 “ “ “ 的 钢坯进 行轧制 。 实践证 明 ， 这种细 小方坯 不 能用普通 连 铸机 进行浇 铸 ， 因为其漏 钢率太高 ， 很不经济 ， 而且铸机 的产量也很低 。 为解决这一 问题 ， 我们开 发了如下 两 种连铸机 利用轮式连 铸机浇铸细小方坯或矩形 坯 。 我 们于 年设 计了如 图 所示的水平轮 式连铸机 ， 并与 青岛钢厂合 作 ， 进行了初步 试验 ‘ 〕 ， 以 。 厂 扭的速 度 ， 浇 出 了质 量满意的铸坯 ， 铸机 的结晶轮直径 ， 铸坯 为 二 梯形 。 铸 机的轴心与 垂直 线成 “ 一 “ 角 。 钢 水通 过密 闭的通道 进入结 晶 轮 ， 既 可避免 钢水的 氧化 ， 又可不用钢液面 的 检测 及控制 系统 ， 因而 简化 了操 作工艺 。 用这 台 铸机浇铸的 钢坯 ， 表面 光 洁 ， 没 有 振 动波 纹 ， 内部组织 比较细密 。 这种梯形坯的 梯度很 小 ， 在轧制 时不会造成 困难 。 同时还因进入结 晶轮的 钢水 具有一定 的压力 ， 能使初凝坯壳与 结 晶轮有较好的接触 ， 又因 为铸坯断面较 小 ， 热量 能从四 边很快散失 ， 所 以其凝 固系数 天较 高 ， 实测 为 。 。 · 〔 。 。 由于轮式连铸机的 出坯速度较高 ， 铸 坯 温 度经 过均 温 以后 ， 能够满足 热送轧制及直接轧 ‘ 二二〕 冰‘二二二二 日 日 七 户门 几 口、尸 夕 洲 产 性井氛一 刃，洲飞色 图 水 平轮 式连 涛 机 图 。 四 线切分轧制 工艺 制的 要求 。 通 过下述 措施 ， 也可与高速 线材轧机 匹 配 ， 进行连铸连轧 ， 例如 ①用 机 流 轮 式 连 铸机 ， 以 的 出坯速度 ， 浇铸 小方坯 ， 为 一 线高速线材轧机供坯 ， 轧制诱 线材时 ， 其终轧 速度可达 。 如线材的卷重 为 斤肚， 则把铸坯剪 成 。 的定尺长度 。 在 铸机 与轧机之 间 ， 设 置 能容纳 条钢坯 ， 总长约 的 均 热保温炉 ， 使铸坯 具有适宜的轧制温 度及适宜的 进人轧机 的 速度 。 ②采用切分 轧 制 工艺 ， 生产建筑用钢筋 。 这种 钢材的 表面 质量要求不高 ， 可 以把连铸 的 矩形 薄坯 ， 经过切分 成 线或 线后 ， 轧制 成材 。 图 是 日本新 日铁公 司开发的 四线切分轧 制工艺流 程 〔 “ 〕 。 切分轧制工艺的优点是节省了轧钢机架数及剪切 机 台数 ， 降低了 轧制 能耗 。 例如采 用普

通轧制工艺，把100mm×100mm方坯轧成10mm钢筋时，需要轧18道，即需要18个机架的 连轧机、2台剪头机和2台定尺剪机。如果用连铸的小矩形坯进行切分轧制，则只需轧制6 道，用6机架的连轧机，加一台剪头机和一台定尺剪机即可。 (2)用离心浇铸工艺生产细小方坯。我国的小型钢厂大都用10t以下的电炉炼钢，用横 列式小型轧机轧材。因为每炉的出钢量少，钢水温度不易保持稳定；炼钢原料成分复杂，钢 水的成分也有较大波动：再加上浇小坯时漏钢率高，所以我们为此设计了一种新型的离心铸 机，用以浇铸(602~702)mm”×1500mm细小方坯。铸机结构如图11所示。 16 A-A 101112 13 14 图11浇，细小方坯的离心钟机 1右端罩，2齿图，3压辊，4托圈，5右端罩，6中间包，7中间包倾翻机构，8抽风口，9托辊轴套，10托辊，11机座， 12铸模，13流钢槽，14中间包小车，15电子秤，16街模槽横切面 Fig.11 Centrifugal caster for thin billet 在高速旋转的筒形铸模内有很多个开口的梯形槽，利用中间包把定量的钢水很快注入铸 模，借离心力作用，铸槽内的钢水不会降落，同时还使偶尔带进钢水的颗粒状夹杂物浮集在 铸坯的内表面上，轧钢时易于脱落。图11所示的铸机有4层铸模，可以浇铸60mm×58/ 62mm×1500mm小梯形坯217支，共重8.75t。或浇铸70mm×68/72mm×1500mm小梯形坯 172支，共重9.63t。每一浇铸周期，包括注入钢水、凝固成坯、取出钢坯及清模涂模等工 序，约需30mi。单机的生产能力相当于一台双流小方坯连铸机。对于出钢量（10~18)t的 氧气转炉，可用双机组进行生产。为防止铸模内钢水表面的氧化，在模筒内通惰性气体及液 态保护剂进行保护。 这种铸机的特点是：设备简单，不用铸坯剪切设备；操作简单，不会发生溢钢及漏钢事 故，钢水成坯率高；铸模的壁厚比普通锭模薄，内外温差小，旋转的铸模冷却均匀，铸模与 所铸钢坯的质量比值大于普通锭模，所以铸模的温升及热应力远低于普通锭模，寿命较长。 试验铸机将在年内建成。 8

通轧制工艺 ， 把 方坯轧成价 钢筋时 ， 需要轧 道 ， 即需要 个机架的 连轧机 、 台剪头机和 台定尺剪机 。 如 果用连铸的 小矩形坯 进行切分轧制 ， 则只 需轧制 道 ， 用 机架的 连轧机 ， 加一 合剪头机和一 台定尺剪机即可 。 用离心浇铸工艺生产 细 小方坯 。 我 国的 小型钢厂大都用 以下的 电炉 炼钢 ， 用横 列式小型轧机轧材 。 因为每炉的 出钢量少 ， 钢水温度不易保持稳定 炼钢原料 成分复杂 ， 钢 水的成分也有较大 波动多 再加上浇 小坯时漏钢率高 ， 所以我 们为此设计了一种新型的离心铸 机 ， 用 以浇铸 “ “ 细小方坯 。 铸机结构如 图 所示 。 竹 卜 ， 一 娜 十 「 一 － 、人 图 浇铸细小方坯 的离心铸机 右端罩 ， 齿圈 ， 压辊 ， 托圈 ， 右端罩 ， 中间包 ， 中间包倾翻机构 ， 抽风 口 ， 托辊轴套 ， 托辊 ， 机座 ， 铸模 ， 流钢槽 ， 中间包 小车 ， 电子秤 ， 铸模槽横切面 。 川 在高速旋转的筒形铸模 内有很多个开 口 的梯形槽 ， 利用 中间包把定量的钢水很快注人铸 模 ， 借离心力 作用 ， 铸槽 内的钢水不会降落 ， 同时还使偶尔带进钢水的颗粒状夹杂物浮集在 铸坯 的 内表面上 ， 轧钢 时易于脱落 。 图 所示的铸机有 层铸 模 ， 可 以 浇 铸 义 小 涕形坯 支 ， 共重 。 或浇铸 小梯形坯 支 ， 共重 。 。 每一浇铸 周期 ， 包括注人钢水 、 凝固 成 坯 、 取出钢坯 及清模涂 模等工 序 ， 约 需 。 单机 的生产能力相 当于一台双流小方坯连铸机 。 对于出钢量 一 的 氧气转炉 ， 可用双机组 进行生产 。 为防 止铸 模 内钢水 表面 的氧化 ， 在模筒 内通惰性气体及液 态保护 剂进行保护 。 这种铸机的 特点是 设备简单 ， 不用铸坯剪切 设备 操作简单 ， 不会发生溢钢及漏 钢事 故 钢水成坯率高 铸模的壁厚 比普通锭模薄 ， 内外温差 小 ， 旋转的铸模冷却均匀 ， 铸模与 所铸钢坯的质量 比值大 于普通 锭模 ， 所 以铸模的 温升及热应力远低于普通锭模 ， 寿命较 长 。 试验铸机将在年 内建成

4 结束语 连铸接近成品断面的薄板坯，并在线轧成带钢，是近10多年来世界各工业化国家竞相研 究发展的课题，并已开始用于工业生产。本文对美国Nucor公司和意大利Arvedi公司的两套 紧凑式带钢生产线作了简要叙述，介绍了我国浇铸薄板坯及细小方坯的试验工作，还针对我 国小型钢厂的具体情况，设计了一种浇铸(602~702)mm2×1500mm小方坯的离心铸机。 参考文献 1 Reichelt W,et al.MPT,1988,2:76 2 Hoffken,et al.MPT,1987,2:54~66 3 Ehrenberg H J,et al,MPT,1989,3:52~68 4徐宝升。治金设备，1987,2：76 5徐宝升。北京钢铁学院学报，1988,10(3)：337 6 Anonymous,Steel Times,1986,1:2~25 包钢现流程铌资源综合利用工艺及产品开发与应用 本技术是在前期研究工作的基础上1986年以来由包钢，北科大，长沙院集中研究选治联 合工艺及多产品开发中形成的。其主要成果有： (1)选矿方面：根据包头矿难选特点进行了系统工艺矿物学研究，在此基础上，开发出 综合选矿工艺。除得到优质铁精矿旷(TFe>60%,P0.12~0.14)及稀土精矿(RExOy>60%及 40%左右两种产品)外，得到了含Nb20;1.0%左右的富铌产品（富集比达8以上）。 此外，白云岩东部接触带2*矿体选矿获得Nb2Os15%左右的铌精矿。 (2)治炼方面：包钢稀土二厂由生产单一高磷低级铌铁发展到既生产铌锰合金，又生产 优质稀土富渣，铌磷半钢等多种产品结构，向“无废品”迈进，且治炼指标大幅度提高，形 成目前的铌资源综合利用效益较高，这是国内外首创的，并具有领先地位。 (3)铌钢方面：研制了数十种含铌钢种，其中6种得到成功应用，在铌铸铁等方面取得 重大突破。 (4)研究水平方面：对包头矿旷治炼过程中铌行为和提高铌效率的技术进行了系统研究。 查明了NbC及治炼条件对铌收率及治炼的影响等问题。对简化工艺，降低成本，提高效益均 有重大意义。在同类资源选矿及提取铌的机理研究上达到了国际先进水平。在此基础上提出 选治新工艺构想，受到国外治金界的重视，并与德国形成了开发铌资源的政府间科技合作项 目。 (5)经济效益及社会效益显著。 包钢铌资源综合利用年经济效益约4000万元。 铌是发展中战略金属，广泛用于低合金高强钢，并比钒优越，还在超导、航天、核工业 等高科技领域越来越广泛地得到应用，其社会效益巨大，前景广阔。 9

结束语 连铸接近成品断面的薄板坯 ， 并在线轧 成带钢 ， 是近 多年来世界各工业化 国家竞相研 究 发展的 课 题 ， 并已 开始 用 于工业生产 。 本文 对美国 公 司和意大 利 公 司的两套 紧凑式带钢生产 线作了简要叙述 ， 介绍 了我 国浇铸薄板坯及细小方坯的试验工作 ， 还针对我 国小型钢厂 的具体情况 ， 设计 了一种浇铸 “ 一 “ 。 “ 小方坯的离心铸机 。 参 考 文 献 ， 。 ， ， ， ， ， ， ， ， 徐宝升 冶 金设备 ， ， 徐宝升 。 北京钢铁学院学报 ， ， 。 ， ， 包钢现流程妮资源综合利 用工艺及产品开发与应用 本技术是在前期研究工作的基础上 年以来 由包钢 ， 北科大 ， 长沙 院集 中研 究选冶 联 合工艺 及多产品开 发 中形 成的 。 其主要成 果有 选矿方面 根据 包头 矿 难选特点进行了系统工艺矿物学研究 ， 在此 基础上 ， 开发 出 综合选矿工艺 。 除得到优质铁精矿 ， 一 。 及稀 土精矿 及 。 写左右两种产品 外 ， 得到了含 。 左 右的富泥产品 富集比达 以上 。 此外 ， 白云岩东部接触带 矿体选矿获得 。 左右的 妮精矿 。 冶炼方面 包钢稀土二厂 由生产单一 高磷低级妮 铁发展到既生产锭锰合金 ， 又生产 优质稀土富渣 ， 妮磷半钢等多种产品 结构 ， 向 “ 无废品 ” 迈进 ， 且冶 炼指标大 幅度提高 ， 形 成 目前的妮资源综合利用效益较高 ， 这是国内外首创的 ， 并 具有领 先地位 。 妮钢方面 研制了数十种含银钢种 ， 其中 种得到 成功应 用 在锐铸铁等方面取得 重大突破 。 研究水平方面 对 包头矿冶 炼过程 中锭 行为和提高锡效率的技 术进行了系统研究 。 查 明了 及冶 炼条 件对锡收率及冶 炼的影 响等问题 。 对简化工艺 ， 降低成本 ， 提 高效益均 有重大意义 。 在 同类资源选矿及提取锭的机理研究上 达到 了 国际先进水 平 。 在此 基础上提 出 选冶新工艺构想 ， 受到 国外冶金 界的重视 ， 并与德国形成了开发祝 资源的政府间科技合作项 目 。 经 济效益及社会效益显著 。 包钢泥资源综合利用 年经济效益约 。 。 。万元 。 锭是发展 中战略金属 ， 广泛用于低合金 高强钢 ， 并 比钒优越 ， 还在超导 、 航天 、 核工业 等高科技领域越来越广泛地得到应用 ， 其社会效益 巨大 ， 前景广阔