【行业资讯】浦项公司PoStrip工艺技术
薄带铸轧技术是21世纪冶金及材料研究领域的前沿技术,集连铸、轧制、甚至热处理等工艺于一体,省去了再加热和热轧工序,生产的薄带坯稍经修整就可成为工业成品。薄带铸轧设备投资成本低,改造费用少,生产周期短。采用冷轧、热轧和薄带铸轧工艺生产的薄带成本比较表明,加工的带材越薄,生产成本越高,热轧成本增加显著,冷轧次之,薄带铸轧成本最低。如果用薄带铸轧产品替代冷轧产品,每吨钢可降低成本60美元~70美元。
1 PoStrip的发展历程
浦项公司最初的薄带连铸技术是1988开始与英国戴维公司合作开发的,1995年4月建成带宽为350mm的1号双辊式薄带铸轧试验铸机。经一系列的实验室试验,建立了薄带铸轧工艺的关键技术参数。2004年6月,启动了PoStrip(PoStrip是POSCO和Strip两个词汇组合的缩写)商业化项目,在浦项公司的Pohang厂开工建设年产60万t的不锈钢薄带铸轧生产线,2006年7月建成投产,PoStrip生产线总投资1760万美元(包括在线轧机)。设备参数如表1所示。
表1:PoStrip设备的基本参数
参 数 |
指 标 |
钢包重量/t |
100 |
浇注辊宽度/mm |
1350 |
浇注辊直径/mm |
1250 |
钢卷厚度/mm |
2. 0~4. 0 |
浇注速度/(m. min^-1) |
130~160 |
在线轧制工序压下率/% |
~35 |
卷取机卷取的簿带卷重/(t. 卷^-1) |
最大28 |
2 基本原理
PoStrip带钢铸轧工艺的基本原理:当钢液喂入到由两个内部带有水冷的浇注辊和侧封板组成的熔池内(结晶器)时,凝固壳立即在浇注辊面上形成,在两个浇注辊表面上各自形成的凝固壳挤压在一起形成薄钢带。
3 流程的布置
薄带铸轧工艺技术目标是直接采用钢液生产高温薄板。由于取消或尽可能减少了热轧工序,大幅度降低了生产成本。薄带铸轧工艺车间占地面积或规模很小,主要投资成本也相对更低。连铸工艺的效率越高,生产运行成本就越低,环境友好性能也得到改进。这种工艺可生产包括304不锈钢在内的许多钢种。传统连铸及双辊式薄带铸轧工艺比较见图2。浦项公司开发的PoStrip薄带铸轧设备见图3。
图2 传统连铸及双辊式薄带铸轧工艺比较
图3 Postrip设备
4 热试结果
PoStrip生产线热试初期,由于在浇注辊和侧封板之间经常发生漏钢,浇注试验曾一度中断。2008年对浇注方法优化改进后,大量浇次连铸生产稳定运行。
调试后续在线轧制工序期间,稳定轧制试验耗费了大量精力。薄带铸轧和工作辊冷却的准备是非常重要的,与传统的热带连铸工艺相比,薄带铸轧后续的轧制工艺条件差别很大。
采用PoStrip薄带铸轧工艺生产的304不锈钢带经进一步冷轧和退火,可生产出更薄的钢带。为了与采用传统连铸轧制工艺生产的钢带进行比较,对冷轧和退火钢带的主要性能进行了检测和评价。观察了冷轧和退火钢带的微观组织,检测和评估了钢带的力学性能和腐蚀性能。采用薄带铸轧工艺生产的钢带的力学性能(屈服强度、抗拉强度和延伸率)和采用传统连铸轧制工艺生产的钢带力学性能几乎没有区别。为了考证产品的应用性能,检测和评价了钢带的可焊接性和可塑性。检测结果表明PoStrip薄带铸轧钢带的应用性能和采用传统工艺生产的钢带相同。研究还发现,在传统钢带的应用领域中,采用PoStrip薄带铸轧工艺生产的钢板几乎完全适用。
5 结论
PoStrip技术的热试生产正在按计划进行,与连铸和在线轧制相关的问题也得到了解决。主要精力集中于提高产量和降低操作成本。产能的不断提高对于该技术商业化具有很大的促进作用。此外,浦项公司用PoStrip工艺还试制了铁素体不锈钢和高锰钢等特殊钢。浦项公司新开发出的创新型PoStrip薄带铸轧生产线具有环境友好的特点,能够由钢水直接浇铸成厚度为2~4mm的薄钢带,可大幅度降低设备投资、能源消耗和生产成本。PoStrip产业化生产的优点是:
(1)生产规模较小,机组投资少;
(2)铸带可不卷取,直接切割成钢板,省略了卷取机和夹送辊,容易实现无引带操作,生产机组大大简化;
(3)采用PoStrip工艺生产特种合金薄带比传统工艺生产的成材率高,经济效益大。
目前,浦项公司已采用PoStrip生产线生产出1.5-2.5mm厚的不锈钢热轧板。然而,该工艺的主要问题是如何改善薄带质量和保证设备顺利连续地运行。浦项公司计划待设备稳定运行后,PoStrip工艺以生产镍基不锈钢板为主,而PoStrip厂原有的热带设备专门用于生产普碳钢,以此可提高生产效率和降低成本。(冶金交流中心)