近十年来薄板坯连铸连轧生产薄板工艺有了很大发展，已为人们所熟知。最近在中厚钢板生产方面也有了突破。用中等厚度板坯连铸机和现代化炉卷轧机相结合形成连铸连轧生产线，成为中厚钢板生产中的重大变革。
１. 概述
目前已经投产的中等厚度板坯连铸连轧中厚钢板生产线有两条，正在建设的有两条，简要情况如下：
１.１ 美国塔斯卡洛萨钢厂（以下简称塔厂）中等厚度板坯连铸连轧生产线１９８５年塔厂炉卷轧机投入生产，在此基础上１９９６年１０月建成了一台１３６ｔ双壳直流电炉，一座钢包炉和一台中等厚度板坯连铸机，并对原有炉卷轧机进行改造，形成世界上第一条中等厚度板坯连铸连轧中厚钢板生产线，年产能力为９０万ｔ。其产品规格为：
产 品 | 厚度ｍｍ | 宽度ｍｍ | 卷重ｔ | 长度ｍ |
板卷(Coil Plate) | ５-２５ | ９１４-２５９１ | ３６.３ | --------- |
剪切成定尺钢板 | ５０-１９ | １２１９-２５９１ | ----- | １８.３（最大） |
单张钢板 | １９-６４ | １２１９-２５９１ | ----- | ３.６６-１２.２ |
主要设备组成为：
１３６ｔ双壳直流电炉一台，变压器为２×５８／６５ＭＶＡ，原料组成为６７％废钢，３３％直接还原铁(ＤＲＩ)。
１３６ｔ钢包炉一台，变压器为２０．５／２３ＭＶＡ。
中等厚度板坯连铸机一台，立弯型，铸坯断面１３０×９１４～２５９１ｍｍ，弧形半径６.５ｍ，冶金长度１４.７ｍ，最大拉速２.５ｍ／ｍｉｎ。
均热炉：加热温度１２３５℃，板坯长１９.５ｍ，炉子除可装有１３６ｔ钢坯容量外，另可装２７２ｔ作为调节用，主要用于均热热钢坯，也可用以加热冷坯。
炉卷轧机：在原有轧机基础上改造成为具有厚度、凸度自动化控制的现代化轧机，辊身长２８４５ｍｍ。１.２ 美国伊普斯科公司蒙彼利埃厂（以下简称蒙厂）中等厚度板坯连铸连轧生产线１９９７年１１月蒙厂生产线投产，年产能力为１１２.５万ｔ，投资３.６亿美元。其产品规格为：
产品 | 厚度ｍｍ | 宽度ｍｍ | 卷重ｔ | 长度ｍ |
带钢卷 | ２.２９-１９.０５ | １２１９－２４８９ | ３７.５ | ----- |
成卷轧制钢板 | ４.７８-２５新福克斯漏油 | １２１９－３０４８ | ----- | １２-２４ |
单张轧制钢板 | ４.７８-３８ | １２１９－３０４８ | ----- | １２-２４ |
钢种为碳钢、低合金钢、包括Ｘ８０在内的高强度钢等。
主要设备组成为：
一台双炉壳１３５ｔ直流电炉，由两台７０ＭＶＡ变压器供电。
一台１３５ｔ钢包炉，变压器容量为２５ＭＶＡ。
一台中等厚度板坯连铸机，浇铸板坯厚度为１００～１５０ｍｍ，最大宽度为３１５０ｍｍ、长度为１９１８０ｍｍ。直边结晶器，冶金长度１７.０ｍ，带电磁振动器，液芯轧制，软压下，最大板坯重９３ｔ。
一台步进式加热炉，板坯保持必要间隔，以作为必要的缓冲。
高压水除鳞箱，高压水压力为２０ＭＰａ。
带立辊炉卷轧机（四辊轧机，轧辊尺寸为８２０／１８３０×３４００／３０５０ｍｍ），最大轧制压力６００００ｋＮ，主电机总功率１８８８０ｋＷ，最大轧制速度１１.２ｍ／ｓ，卷取炉烧天然气，计算机控制炉温，轧机上下工作辊均带有在线磨辊装置，另有液压
宽度自动控制，厚度自动控制，工作辊弯曲，板形控制等装置，可满足ＡＳＴＭ标准１／４公差尺寸的要求。
轧机出口侧有热飞剪，当需要时可切头切尾，也可将中厚板切分成长度为７４ｍ以下的半成品板，一块长１９．１８ｍ的板坯轧到厚４．８ｍｍ时，可生产出８块７４ｍ长的半成品板。
地下卷取机：能卷取厚２.２９～１９.０５ｍｍ，宽１２１９～２４８９ｍｍ带卷，最大卷重为３７.５ｔ。
热矫直、冷却及定尺剪等精整设施。
横切剪作业线，能切分厚２.２９～１９.０５ｍｍ，宽１２１９～２４８９ｍｍ，带卷为所需定尺长度的钢板。
生产线的工艺特点是：
（１）由于采用板坯宽达３１５０ｍｍ（不需横轧），重达９３ｔ，因而成品率高（９６
％），轧制时用卷取炉，保温成卷轧制以减少薄规格钢板轧制时温度损失，其结果是产品平整度高，尺寸精度好。
生产方式有以下三种：
１）成卷轧制后进入地下卷取机，生产带钢卷。其规格为宽１２１９～２４８９ｍｍ，厚２.２９～１９.０５ｍｍ，最大卷重为３７.５ｔ，所生产带卷经横切剪生产线剪成定尺钢板。
２）成卷轧制后，钢板成品不进入地下卷取机，而是用热切飞剪剪成长７４ｍ以下半成品板，经热矫直、冷床冷却后送定尺剪剪成定尺成品。
３）单张轧制。
２）、３）两种工艺生产钢板规格为厚４.７８～３８ｍｍ，宽１２１９～３０４８ｍｍ钢板。
（２）第二个工艺特点是因炉卷轧机可往复轧制，采用板坯规格较厚（１００～１５０ｍｍ），有利于提高和稳定成品质量，包括表面质量及机械性能。
１.３ 美国伊普斯科公司摩毕尔厂（以下简称摩厂）中等厚度板坯连铸连轧生产线
摩厂生产规模及工艺与伊普斯科公司蒙厂相似，其设备组成为一台福克斯交流双壳电炉，中等厚度板坯连铸机和炉卷轧机，分别由福克斯公司、奥钢联公司、达涅利公司供货，其电气部分和一期工程一样由意大利安萨尔多工业系统工程公司供货。板坯厚１２０～１５０ｍｍ，最大宽度达３*!２５０ｍｍ，钢板及带卷厚５～５０ｍｍ，产品大纲包括ＡＰＩ－Ｘ８０在内的各种高强度钢等，设计年生产能力为１３６万ｔ，计划于２０００年内投产，估计投资４.２５亿美元。
１.４ 美国纽柯公司海尔福特厂（以下简称海厂）中等厚度板坯连铸连轧生产线
美国纽柯公司正在北卡罗来纳州新建一座生产中厚板的电炉短流程钢厂－海尔福特厂。该厂设有电炉及钢包炉各一座，生产薄板坯和中等厚度板坯连铸机一台，板坯厚度为７５ｍｍ，１００ｍｍ，１２５ｍｍ及１５０ｍｍ，成品钢板９.５～５１ｍｍ，宽１８００～３２００ｍｍ，年产能力为１３０万ｔ，预计２０００年１月投产，投资约３亿美元。
步进式加热炉能力为２００ｔ／ｈ。轧机为四辊可逆式轧机（主传动马达容量为２５０００ＨＰ），厚度和宽度自动控制，装设有液压弯辊及凸度控制系统。轧机前带重型立辊。
目前采用单张轧制，但留有改装成炉卷轧机及增建横切剪和地下卷取机的余地（目前已开始施工）。
２. 新工艺技术可靠性
用中等厚度板坯连铸连轧中厚钢板工艺在技术上是可靠的。美国塔厂生产线于１９９６年１０月投产后六个月，月产量即达到设计能力的６５％。到１９９７年底达到８０％，产品质量良好。从电炉装料到出成品总的时间约７ｈ。美国蒙厂于１９９７年１１月投产后７个月，月产量即达到５００００ｔ，为设计能力的６０％左右，产品厚度公差１００％符合１２ＡＳＴＭ标准，其中９０％符合１４ＡＳＴＭ标准。
另一方面新生产线的两个主要部分中等厚度板坯连铸机及轧制中厚钢板的炉卷轧机在技术上是成熟的。中等厚度板坯连铸机是９０年代开始在瑞典阿尔维塔厂、美国阿姆科公司以及塔厂、蒙厂等建设，均已顺利投产。我国鞍钢已向奥钢联订购此类型连铸机，预计２０００年内投产。轧制中厚钢板炉卷轧机除前述塔厂和蒙厂外，还已先后在南非Ｈｉｇｈｖｅｌｄ钢钒公司２８４５ｍｍ轧机、泰国ＬＰＮ钢板轧机公司３４０３ｍｍ轧机、美国俄勤冈公司３７５０ｍｍ轧机、加拿大Ｈｉｌｔｏｎ厂３０４８ｍｍ轧机投入生产，已取得
良好成绩。
第三，与薄板坯连铸连轧薄板工艺相比较，因板坯较厚（１００～１５０ｍｍ），难度较前者小，轧制中厚板本身在公差、平直度、头尾均匀性等方面也易于轧制薄板。
３. 新工艺的优越性
（１）金属收得率高：由于采用连铸连轧紧凑式流程，连铸收得率高于常规流程，板坯单重大，成卷轧制在有张力下进行，切头切尾量小，因此蒙厂综合收得率可达９６％，较常规流程可高６％左右。
（２）能耗低：常规流程用冷坯加热到开轧温度，燃料消耗需２.０ＧＪ／ｔ钢以上，新工艺均热炉加热高温热钢坯，加上卷取炉热耗将在０.７ＧＪ左右，可节约１．３ＧＪ／ｔ钢。由于原料坯厚度（１００～１５０ｍｍ），较常规流程（坯厚２００～２５０ｍｍ）小，生产同样厚度中厚板电耗也较小。
（３）人工费用低：紧凑式钢厂较常规流程钢厂吨钢耗费人力约少０.４ｈ。
（４）建设费用少：连铸连轧生产线要求无缺陷铸坯，铸坯由连铸机出来后直接进入均热炉，没有常规连铸机设置的板坯冷却、检查、表面清理等设备，因而设备重量大为减轻，没有堆存连铸坯的中间仓库，由于板坯均热炉采用高温热坯料，因而炉子建设费用较少，且因采用中等厚度板坯，只用单机架即可适应中厚板生产要求，可不用开坯机架，从而节约投资。
新工艺较常规工艺的缺点是因板坯厚度薄（最厚１５０ｍｍ），因此不能生产厚５０ｍｍ以上厚板，且宽度也受连铸坯宽度限制，目前一般不超过３２００ｍｍ。
４. 前景
（１）用中等厚度板坯连铸连轧中厚钢板是自１９９６年以来才出现的新技术，许多方面还需在实践中进一步发展、提高，但其具有鲜明的优越性是很明显的，概言之，中等厚度板坯连铸连轧中厚钢板生产工艺的优越性与薄板坯连铸连轧中厚钢板生产带钢的优越性相类似，有着广阔的发展远景。
（２）新工艺的技术将会进一步发展，同样有实现半无头轧制和无头轧制的可能性，届时技术经济指标将可进一步提高。
（３）我国目前中厚钢板产品虽属长线，但多属老式轧机，常规工艺产品质量差，竞争力低，在中国进入ＷＴＯ以后，将会进一步暴露问题，只有根据各厂具体情况采取不同方法和步骤，采用新工艺进行改造，使中国中厚钢板生产普遍提高档次，提高竞争能力。（王定武）
发布评论