优点:
1. 表面质量
传统连铸工艺中,结晶器的震动对于带钢的生产是不利的。薄板坯连铸中,拉坯速度会提高,然而随着拉坯速度的提高,铸坯表面类似与表面裂纹缺陷会增加。但是薄带连铸工艺中,结晶辊与凝固层同步,它们之间的摩擦力得以消除,因而与传统板坯连铸工艺相比,铸带表面质量会有所提高。
2. 成本优势
带钢生产成本随着终端产品厚度减小、铸坯厚度增加而增加。以薄板坯连铸为例,当带钢轧至1.2mm以下,生产成本会迅速增长。而双辊薄带连铸技术可以以稳定的成本直接浇铸1.8mm以下的带钢。
与传统带钢生产的连铸连轧工艺相比,双辊薄带连铸工艺铸轧一体,消除了几道轧制工序,只需要冷轧或者轻微热轧以及精整操作,大大简化了带钢生产工艺,从而使投资成本降低了4~10倍。
双辊薄带生产成本与传统工艺相比也会降低。一是由于轧制道次的减少;二是因为铸坯的运输成本的降低;三是由于铸辊的快速冷却能力使得钢材中的有害元素(Cu、Sn)有更高的固溶度,从而允许有更多的废钢加入量。
3. 能源与环保优势
与传统连铸热轧工艺相比,薄带连铸技术更加节能、环保。由于双辊薄带传热快,需要加热时很快能够升温到预定的温度,从而节省了能量的消耗。以Eurostrip公司的Krefeld厂为例,吨钢能耗仅比传统连铸热轧工艺低7.5倍。正因为减少了中间环节的的二次加热操作,缩短了加热时间,从而减小了吨钢有害气体的排放量:CO2约减少7倍(由185kg/t降为25 kg/t), NOx 减少15倍(从290g降为10g),SO2 减少3倍 (从50减至15 g)。总体上,有害气体排放减少了70~90%。
存在的主要问题:
1) 结晶辊凸度调整
双辊连铸技术浇铸带钢的宽度和厚度分别取决于结晶辊长度和两辊之间的间隙。由于结晶辊受到大的热负荷会产生变形,所以与理想的圆柱辊或极小凸度的要求有一定的距离,而这不利于生产厚度均匀的带钢。
2) 结晶辊水冷结构
结晶辊由转动部分和静止部分组成,如何将冷却水从静止部分流入旋转的结晶辊,吸收热量后再从结晶辊流入静止部分是关键的问题。对此有多种解决方案,但是要做到结晶辊安全、高效冷却,又要使结晶辊简便快捷安装定位,仍然是不断追求的目标之一。
3) 侧封技术
双辊带钢连珠机两侧各有一个侧封板,与两个结晶辊共同形成一个高温熔池。而侧封板会与结晶辊面产生摩擦从而造成侧封板的磨损,所以经济实惠的侧封技术也是双辊薄带连铸技术的关键环节。现在也有电磁侧封技术的研究。
4) 结晶辊面清理装置
双辊薄带连铸机开始运行后,表面会附着氧化物、烧结结构和其他沾污物,所以必须不断清除以避免进入钢液或者带钢表面。
5) 连铸机厚度控制及结晶辊偏心度补偿
为了保持双辊薄带连铸产品厚度均匀,必须确保结晶辊之间间距均匀。而转动造成的结晶辊偏心也会导致带钢的厚度不均运。所以连铸机双辊间距控制和偏心度补偿也是影响带钢质量的关键。
6) 表面缺陷
双辊连铸过程中的快速冷却造成的凝固薄带内部应力,出辊后的带钢表面的高温氧化以及熔池表面的漩涡、波动等因素会恶化带钢表面质量,例如降低表面光洁度、导致裂纹和皱褶等问题的出现,这些问题都将阻碍双辊薄带连铸技术的商业化进程。