我国主要薄板坯连铸连轧产线运行现状

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1概况

1999年，珠钢引进了我国第一条CSP薄板坯连铸连轧生产线，随后我国的薄板坯连铸连轧技术迅速发展起来。目前，我国是拥有薄板坯连铸连轧产线最多，产量最大的国家。截止目前，我国已建成薄板坯连铸连轧生产线16条，其中仍在运行的生产线14条（珠钢CSP和济钢ASP产线停产），合计产能超过3500万吨，见表1。

经过十几年的发展，薄板坯连铸连轧技术的不断进步为其产品开发提供了保障。最初薄板坯连铸连轧生产线是为普通牌号钢的生产而设计的，主要生产普通中等强度的低碳热带钢，随着技术的发展，产品范围不断向高端扩展。

我国薄板坯连铸连轧生产线目前可大批量生产碳素结构钢、低合金高强度钢、汽车用结构钢、耐候钢、管线钢、冷轧基料及电工钢等。并且各生产线产品开发各有特色，最早投产的珠钢CSP生产线以生产集装箱用钢为主；包钢和马钢CSP生产线以生产冷轧基料为主，目前马钢生产的冷轧基料在热轧卷产量中的比例接近50%。包钢在国内率先建立了CSP流程生产低合金钢、微合金钢合金化技术体系，成功开发出系列微合金化高强度管线钢、高强度汽车大梁钢等。马钢还在国内率先利用CSP工艺试制成功冷轧中低牌号无取向硅钢；涟钢CSP生产线以生产薄规格产品为主，实现了采用269m长坯应用半无头轧制技术批量生产0.78mm带卷的历史性突破，并且在CSP生产线上批量生产1.5mm厚低合金高碳高强钢65Mn，该产品比传统工艺生产的65Mn钢的强度明显提高；而我国最新建成的武钢CSP生产线则采用了世界一流的技术和装备，主要包括：1）连铸坯最大厚度增加到90mm，提高了带钢的总压缩比，可提高产品的性能和质量；2）连铸机采用漏斗形结晶器，提高了薄板坯连铸机连浇炉数；3）采用了液芯软压下技术，灵活满足轧钢品种规格需要；4）设置立辊轧机能自动调节板坯宽度；5）除鳞系统采用2次除鳞，除鳞压力高达38MPa，除鳞效果好；6）连轧机组采用7机架精轧机，这是兼顾到最大铸坯厚度为90mm，以及轧制成品最小厚度0.8mm的综合结果；8）在F1和F2、F2和F3轧机之间设置快速冷却系统，可实现铁素体轧制；9）预留了高速飞剪设备和半无头轧制工艺。以上配置的高端技术和装备为生产高端产品提供了有利条件，该生产线主要生产硅钢基料、普通碳钢薄材、出口材、耐候结构钢、优碳钢、集装箱用钢、花纹板、中高碳钢等产品，其中硅钢产品比例高达40%，目前正在开发绿色低成本汽车用高强钢，主要包括低合金钢、双相钢、热成型钢。武钢CSP产品的最小厚度可达1.0mm，可部分替代同类型的冷轧产品，大幅度降低制造成本。CSP热轧薄板因其相比于传统热轧工艺，可以使热轧板的典型生产范围从1.8mm降低至1.2mm，甚至1.0mm，因而大大扩展了热轧钢板在汽车上的应用范围。目前武钢CSP短流程生产线已经完成了双相钢、热成型钢、低合金钢系列产品的工业试制，材料性能和相关应用性能试验结果与冷轧产品相当，具备批量供货能力。已与北汽、广汽等主机厂开展项目合作，目前热成型钢已经通过北汽认证，进入装车试用阶段，双相钢和低合金钢在北汽和广汽开展零件认证，广汽也在新车型上选用双相钢和低合金钢开展零件试制。

下面对我国主要的CSP产线的运行情况和存在的问题进行介绍。

2武钢CSP产线

2.1工艺流程

武钢CSP产线于2009年3月投产运行。该产线的工艺流程为：立弯式薄板坯连铸机→旋转式除鳞机→摆动剪→辊底式均热炉→高压水除鳞机→立辊轧机→7机架精轧机组→层流冷却→地下卷取机→钢卷运输线→入库。

武钢CSP产线由连铸机、辊底式均热炉和热连轧机三部分组成。主要设备：2台单流连铸机、2套旋转除鳞装置、2台摆动剪、2座辊底式均热炉、1台事故剪、1套高压水除鳞机、1架立辊轧机、7机架精轧机、1套带钢层流冷却系统、2台地下卷取机以及1套钢卷运输系统。预留1台用于半无头轧制的高速飞剪。

2.2产品品种结构

近几年，武钢CSP产线产量一直维持在200万吨水平，所生产的主要产品包括硅钢基料、普碳钢薄材、集装箱用钢、中高碳钢、花纹板、高强钢等，其中，硅钢基料占比超过40%，普碳钢薄材占比接近30%，另外，出口材所占比重接近16%，见表2。

2.3特色产品开发

2.3.1无取向硅钢

1）宝武青山基地中低牌号无取向硅钢原料全部由CSP产线提供；2）CSP产线生产的无取向硅钢中，50W600比例达到50%以上，瓦楞缺陷让步率≤0.2%；3）板坯温度均匀，头尾温差≤10℃，晶粒均匀性好。铁损较常规热轧产线低0.1-0.2W/kg，磁感普遍高100-200高斯。4）毛边轧制比例≥98%，成品成材率较常规热轧线高3.81%，表面稍差，改判率高0.5%；

2.3.2高强度结构钢

目前武钢CSP生产线已经批量生产1.2mm WJX750-NH高强钢，极限规格为1.1mm×1175mm。

高强钢浇注时，由于Mn高、Ti高容易发生裂纹漏钢。为解决此问题，采取了如下措施：

1）钢包炉采用一次加热，尾期一次调钛精炼模式，减少钛的氧化物；

2）优化结晶器冷却制度，裂纹敏感钢生产时结晶器冷却采用弱冷模式；

3）开发高强钢专用水表，优化二冷冷却强度；

4）采用中包盖吹氩和大包长水口氩封等措施做好保护浇铸，防止钢水二次氧化；

5）合适的结晶器锥度。

采取以上措施后，2017年截至目前已经生产高强钢1.5万吨，未出现漏钢事故。

但高强钢开发前期存在严重的扁卷、溢出边问题，卷形极差。≤1.2mm规格扁卷率达到100%。为此，通过适当增加夹送辊压力，促进大张力卷取的实现，避免夹送辊未压紧造成失张松卷；另外，通过适当增加恒张力段的卷径，提高了钢卷支撑重力引起的压扁能力，从而彻底解决了高强钢扁卷、溢出边问题。

2.3.3双相钢

武钢CSP产线生产双相钢存在如下技术难点：1）现有层冷无自动分段控制功能，温度控制不稳定；2）输出辊道短，极薄规格空冷时间不足；3）高温计无法测量≤300℃低温，过程跟踪难度大；4）精整加工硬化严重。

为此，采取了以下控制措施：1）精轧采用匀速轧制，在明确终轧温度和轧制速度的基础上，手动控制层流冷却给水量；2）设定较低的终轧温度，降低轧制速度；3）调整层流侧喷角度，确保挡水效果，避免带钢出层流表面带水；4）对卷取高温计改型，测量下限由300℃降低至0℃，同时将卷取热金属检测仪HMD替换为冷金属检测仪CMD，进行带钢跟踪；5）平整时增大卷取张力，合理控制弯辊力和平整速度，在保证板形基础上，尽可能降低轧制压力，单边轧制压力降低200-220kN。

采取以上措施进行工艺优化后，武钢CSP成功生产DP600钢，其主要技术指标与冷轧HC340/590DP相当。

2.3.4热成型钢

目前，武钢利用CSP产线已经稳定生产出厚度规格为1.2-2.0mm的热成型钢WHF1500H。目前该钢种正处于汽车厂认证阶段。

2.4未来发展方向

面对日益激烈的市场竞争，武钢CSP薄板坯连铸连轧产线必须发挥自身优势，与常规热轧形成差异化竞争。今后武钢将充分利用已有的核心技术，持续稳定拓展品种、提升产品质量，实施“薄材+品种”战略，共同拓展市场，推进“以热代冷”进程。

1）高效、稳定生产：多段液芯压下技术；进一步提高拉速；CSP实现无头轧制。

2）品种开发与推广：充分发挥高强+薄材优势，推进汽车用钢如双相钢、热成型钢的用户认证和市场推广进程；加快中高牌号无取向硅钢及高效电机用钢开发。

3）持续推广应用新工艺、新技术、新装备：全炉役复吹，低氧出钢技术；转炉滑板挡渣技术；自动炼钢技术；保护渣技术的开发和研究；中间包连续测温技术；钢包全程加盖；大包下渣检测技术；电磁搅拌；炉辊材质优化；推进精轧后段采用高速钢轧辊。

3马钢CSP产线

3.1基本情况

马钢CSP建成于2003年10月，拥有2台薄板坯连铸机、2座辊底式加热炉、1套7机架连轧机组、2台地下卷取机及相应的水处理配套设施。该生产线配置能够进行铁素体轧制的机架间冷却和终轧强冷系统、用于半无头轧制的飞剪系统。产品尺寸规格：厚度为1.0（0.8）-12.7mm，宽度为900-1600mm，产品最大卷重为28.8吨。产线设计生产规模为200万吨/年。

3.2产品结构

马钢CSP生产线经过10多年的运行，产品大纲进行了扩展，目前主要生产的钢种包括碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金高强度结构钢、耐候钢、汽车用结构钢以及硅钢等，代表钢号见表3。

马钢CSP投产初期70%-80%直接供本公司冷轧厂作冷轧原料，其余直接作为热轧商品卷销售。随着市场需求的不断变化，该公司调整了不同产品所占比重，特别是降低了冷轧基料所占比重，目前已降低到47%。其中，热轧商品卷和硅钢基料所占比重均为25%，见表4。

2016年，马钢CSP产线的产量超过160万吨，其中，厚度在2.0mm＜t≤4.0mm范围内的产品产量最大，占比超过70%；厚度在4.0mm＜t≤5.75mm范围的产品产量占比超过14%；厚度≤2.0mm的产品产量占比超过10%；厚度≤1.6mm超薄规格热轧卷产量与上年比明显增加，2015年生产的超薄规格热轧卷主要是SPHC等普通碳钢，2016年主要是出口加硼的SAE1006B、薄规格耐候钢SPA-H。

3.3热轧带钢表面质量存在的问题及应对策略

2017年，马钢生产的热轧带钢线状夹杂和铸坯划伤类缺陷大幅上升，为解决这些质量问题，主要采取了如下策略。

1）降低钢中有害元素：低硫冶炼创新；低氮冶炼技术；低钛冶炼技术。

2）降低钢中全氧含量：降低转炉出钢氧含量；控制转炉下渣量；去除内生夹杂物；杜绝钢水二次氧化。

3）CSP工艺优化：优化成分设计；增大中包容量；优化中包和结晶器流场；增加连铸坯厚度；优化机架间除鳞工艺；辊缝润滑轧制技术；研发铁素体轧制工艺。

3.4未来发展

近年来随着市场环境的不断变化以及马钢板带发展趋势，马钢CSP产线自身特点及技术条件等因素约束，不断暴露出其产品结构及产品质量控制方面存在的薄弱环节。因此，为了平衡马钢内部铁水资源的需要，合理优化公司三条热轧产线（2250、1580和CSP）分工，最大限度地发挥每条产线的生产、技术和装备优势，实现热轧产品效益最大化。目前马钢CSP设备改造已迫在眉睫，本着突出自身优势、降低投入的原则，紧密围绕产品结构定位原则和产品质量提升的需求，重点针对目前制约CSP产线放量和竞争力的重点、难点工艺设备问题进行突破。

4邯钢CSP产线

4.1概况

邯钢CSP生产线是国内首批引进的薄板坯连铸连轧生产线，设计年产量为246万吨，主要钢种为低碳钢、中碳钢、低合金高强度钢等；产品宽度为900-1680mm，厚度为1.0-20mm，最大卷重33.6吨。主要设备包括两台薄板坯连铸机、一架带立辊的粗轧机、两座辊底式加热炉和一座辊底式均热炉、6机架连轧精轧机、带钢层流冷却、两台地下卷取机等。

邯钢CSP产线作为邯钢东区主要的热轧厂，是保证整个东区铁钢平衡的关键环节，并主要承担为内部冷轧、酸洗镀锌深加工工序提供热基原料的任务，受市场冲击相对较小，近年来生产运行平稳，一直处于满负荷运转状态。近几年，邯钢CSP产线产量一直稳定在260-270万吨范围内。

4.2产品规格

邯钢CSP平均厚度主要受到产品结构影响，占比较大的内部冷轧备料厚度在2.3-4.4mm，酸洗备料厚度在1.8-5.0mm，厚规格主要集中于直销商品材，今年以来外销商品材合同量增加，使得平均厚度有所增大。邯钢CSP平均宽度同样受产品结构影响，占比较大的内部冷轧备料宽度主要在1200-1250mm，酸洗备料宽度在1250-1500mm，宽断面主要集中于直销商品材，今年以来外销商品材合同量增加，使得平均宽度有所增大。

4.3产品结构

目前，邯钢CSP产线主要品种有：冷轧用钢、酸洗用钢、热基镀锌用钢、中低碳结构钢、汽车结构钢、低合金钢、大梁钢、车轮钢、花纹板等。

2016年，邯钢CSP产线总产量达到267万吨，与上年基本持平。2017年1-9月份，邯钢CSP产线供厂内深加工工序用料占CSP总产量的62.1%。其中：冷轧用钢:35.7%；热基酸洗用钢占17.2%；热基镀锌用钢占9.2%，见表5。

4.4重点品种开拓

近年来，邯钢CSP产线在结合自身工艺特点的情况下，确立了以“CSP-酸洗”流程来生产汽车结构用钢。通过几年来的品种研发与市场开拓，汽车结构钢产量逐年增加。截止目前，已经形成了SAPH310-440和QSTE340-500TM两大系列汽车结构钢品种。2016年，邯钢CSP产线生产汽车用结构钢产量接近33万吨，同比大幅增长83.3%。2017年1-9月份，邯钢CSP产线生产20万吨汽车用结构钢。

4.5新品种试制

2016下半年开始，邯钢CSP先后完成了车轮钢380CL、管线钢L290/360M的工艺试制。针对前期存在的车轮钢焊缝开裂、管线钢冲击韧性差等问题，结合邯钢CSP在微合金化工艺实践方面的长期积累，通过实施铌、钒微合金化工艺优化，改善了薄板坯中心偏析问题，使得车轮钢、管线钢加工性能明显改善。目前，邯钢CSP产线在车轮钢、管线钢开拓上量方面受到诸多限制，一是由于CSP线未配置定宽机，且粗轧立辊不具备侧压功能，而连铸机调宽能力有限，在浇次组批时必须是相同宽度、相近钢种，因此对订货宽度和合同批量要求较高。二是由于CSP产线未配置切头剪，导致带钢头尾超宽较大，会影响客户加工成材率。三是CSP薄板坯连铸与传统连铸相比，铸坯厚度薄，只有传统热轧铸坯厚度的1/3，导致轧制压缩比偏小，对于中心偏析改善有限，造成冲击韧性较差，尤其限制了厚规格管线钢、车轮钢的开发。

邯钢结合冷轧产品结构调整与品种档次提升要求，今年组织实施了电工钢HBW800/1300、冷轧冲压钢DC03、冷轧低合金钢HC300/340LA、焊丝用钢HS1/HS3的小批量试制（工艺路线：脱硫-转炉-LFRH-CSP连铸）。通过改进连铸保护浇注以及提升热轧工艺稳定性，热轧原料的气体N含量和质量水平大幅提升。

4.6产线升级改造

近年来，为了解决影响生产和产品质量的问题，邯钢CSP产线陆续实施了一些升级改造项目，主要有：全线二级系统升级改造；加热炉一级PLC控制系统S5升级S7；其它配套升级改造项目（多功能仪（厚度/凸度）升级改造、轧机压头控制柜升级改造、精整机HMI系统升级、增设了连铸扇形段离线检测系统）

为了进一步提高邯钢CSP产品实物质量，目前正在组织对主轧线宽度仪、轧机和卷取机HMI系统、打捆机、喷号机进行升级改造。

针对设备老化问题，邯钢CSP产线未来计划逐步开展一些设备功能和控制系统升级改造，主要包括：电气控制系统升级改造；层流冷却升级改造，加装密集冷或超快冷装置。

5薄板坯连铸连轧产线存在的主要问题

1）国内CSP产线普遍存在投产时间较长，设备老化的问题，而且，为开拓新钢种满足新的市场需求，国内CSP产线普遍面临升级改造。

2）受市场影响和自身能力的不足，国内一些CSP生产线处于减负荷或半负荷生产，由于产能不能发挥，成本较高，产品竞争力下降。

3）国内薄板坯连铸连轧产线最初设计的不少功能没有完全发挥，如半无头轧制、铁素体轧制等。

4）国内大多数薄板坯连铸连轧产线仍以低碳和供冷轧料为产品主要定位。

5）目前受国内ESP无头轧制生产线产品的冲击，薄板坯连铸连轧生产薄规格的优势受到极大影响。