薄板坯连铸连轧(5)—鞍钢ASP(1700)
2006-12-19 ASP生产线的研制及建设背景
1700中薄板坯连铸连轧生产线(Angang Strip Production，简称ASP)，是我国第一条板坯厚度为135 mm 的连铸连轧短流程生产线，是第一条由国内自行负责工艺设计、设备设计、制造及研制和自主集成自动化系统的唯一一条具有我国自主知识产权的连铸连轧短流程生产线。

ASP生产线的开发应用，使鞍钢成为一个既能从事大规模钢铁生产，又能从事中薄板坯连铸连轧生产线工艺设计、设备制造、自动化系统集成开发、施工、开工试运转系统工程总承包的钢铁企业。

同时，带动了国内一重、二重等机械制造加工行业及电机制造业的发展。

鞍钢ASP 工程的成功，标志着我国已成为世界上为数不多的、能进行连铸连轧短流程工艺、设备研制、设计、制造及集成自动控制系统的国家之一。

鞍钢ASP（1700）生产线的工程概况
(1)生产能力及产品规格
该生产线设计能力为年产250万t。

ASP生产线是由2台单机单流铸机和连轧生产线组成。

单台铸机设计能力144万t／a，实际生产能力已达149．5万t／a。

(2)板坯规格
中薄板坯厚度：135mm；
宽度：900---1550 mm；
长度：7．0～15．6 mm。

三炼钢板坯厚度：200 mm；
宽度：900～1550mm；
长度：4．O～9．0 mm。

(3)生产钢种(表1)
表1 鞍钢中薄板坯连铸连轧生产线生产的钢种 %
(4)成品规格
带钢厚度：1．5~8．0 mm(已生产过1．3 mm)；
带钢宽度：900~1 550 mm；
最大卷重：21 t；
最大单位卷重：16．4 kg／mm。

ASP生产线工艺流程
鞍钢ASP生产线工艺流程见图1。

图1 鞍钢ASP生产线工艺流程
ASP生产线主要工艺设备
ASP生产线的设备重量为19815．6t，装机总容量92100kW，连铸部分11400kW，连轧部分80700kW，全线设备国产化率为99．5%。

(1)中薄板坯连铸机
中薄板坯铸机布置与第二炼钢厂转炉车间合理衔接，引进了奥钢联100、135mm的结晶器及其液压振动装置，其余设备全部国产化。

主要设备参数：
铸机流数：1机1流，直结晶器(铜板高度1 200mm)连续弯曲，连续矫直型；
铸坯断面：100／135mm×(900~1550)mm；
定尺：12．9--15．6 m；
浇铸钢种：普通碳素钢、优质碳素钢、低合金钢；
铸机半径：5 m；
铸机长度：23．848 m；
铸机最大拉坯速度：3．5 m／min；
引锭杆最大装入速度：5 m／min；
引锭杆装入方式：下装；
切割方式：火焰切割；
连浇炉数：8～16炉；
振动方式：液压振动(双缸、弹簧板式)。

(2)步进式加热炉
1号炉：有效尺寸：23162 mm×9 600 mm；
2号炉：有效尺寸：23 350 mm×16500 mm；
炉子采用长行程装钢机，并配有汽化冷却装置。

(3)高压水除鳞箱
轧线采取4处高压水除鳞，钢坯在出加热炉后除鳞、R1轧机前后除鳞、R2轧机前后除鳞、精轧机组前除鳞，高压水除鳞压力为18 MPa。

(4)粗轧区设备
R1前立辊轧机，R1二辊粗轧机，配有液压换辊装置，R2四辊可逆式粗轧机，配有附着式立辊轧机E2。

(5)热卷箱
穿带速度：2～2．5 m／s；
卷取速度：<5 m／s；
开卷速度：O～2 m／s；
卷取规格：(20~40)mm×(900~1 550)mm；
卷板最大能力：21 t。

(6)切头飞剪
利用原1700切头飞剪，并进行了一系列改造，轧件头部圆弧形减少了进精轧机冲击负荷，使动态速降小，同时减少直角边卡钢事故，减少卷取机引卷时的振动冲击。

(7)精轧机组
完全由国内设计和制造的第四代精轧机，油膜轴承支承辊，配备电动和液压AGC，弯辊和串辊装置，工作辊的快速换辊装置，机架间冷却水装置，侧导板具有短行程功能等。

最大轧制力：25000 kN；
工作辊直径：F1～F2为700~640 mm；F3~F6为665~615 mm；
支承辊直径：1 550~1 400 mm；
最大轧制速度：10．2 m／s；
工作辊弯辊：弯辊力0～1 200 kN；
工作辊串辊：行程±150 mm；
AGC液压系统：行程30 mm。

(8)地下卷取机
卷取厚度：1．5～8．0 mm(最大可卷取16 mm)；
卷取宽度：900~1 550 mm；
最大卷取能力：24 t。

卷取机的特点为引料辊前50个辊道是斜布置的，操作侧长导尺，传动侧短导尺，带钢靠一侧运行，导尺具有位置和夹紧力自动控制，及液压AJC功
能。

ASP生产线计算机控制系统
计算机控制系统覆盖连铸连轧全工艺过程，连铸与连轧控制功能独立，信息处理集中。

该系统为三级计算机控制，生产控制级计算机包括合同管理、生产管理、库存管理、成品发货及质量控制。

连铸与连轧分别设有独立的过程计算机(L2级)。

连铸的过程机通过以太网与连轧系统的L2和L3连接，L2级系统对连铸和连轧生产进行设定计算、实时在线控制、数据采集及质量分析。

基础自动化采用最先进的区域控制器群结构，由超高速光纤映像网组成L1级系统以满足轧钢高速控制及高速通讯要求。

开放式结构，易于升级，所有的控制器均具有ms级控制周期的能力，目前使用的控制周期为3～30 ms，液压位置控制周期为3 ms，AGC控制周期为20 ms。

ASP生产线的工艺特点及创新技术
1 工艺及设备创新
(1)铸坯厚度科学合理
中薄板坯铸机具有浇注钢种范围宽、适应性强、漏钢率低、金属收得率高、投资省、生产稳定、运行费用低等优点，表面质量好，可以生产包晶钢、高级管线钢及IF钢等钢种。

(2)连铸工艺及铸机特点
采用平板式长结晶器及结晶器背板冷却技术，扁平式浸入式水口，结晶器液压振动技术，具有液压软夹持压力功能以及拉漏预报功能。

(3)紧凑式工艺布局
铸机的出坯轨道与加热炉入炉轨道合为一体，使铸坯在最短的时间内，以最可能高的温度直接入炉加热及均热，板坯输送过程全程保温，铸坯入炉温度平均820℃以上。

采用加宽式步进加热炉，生产组织灵活，解决了连铸连轧生产的节奏匹配问题，实现了100 直接热装。

开发了支承辊和工作辊辊形专有技术及工作辊窜辊模型，改善了边部板形，实现了综合板形控制，开创了等宽自由轧制技术，解决了连铸连轧带宽不易变动造成的频繁换辊难题。

配备弯辊装置，使板形得到有效控制。

(4)ASP粗轧工艺
根据坯厚135 mm 的特点研制具有大功率、大刚度、大辊径特点的粗轧机，开发了粗轧轧制工艺专有技术及数学模型，有效地解决了连铸机和精轧的工艺衔接问题，实现大压下、低温降，加快轧制节奏，提高了产品质量和生产能力。

(5)热卷箱技术
研制成功适用于热卷箱的高精度、低温降模型，提高了精轧机入口温度模型准确性和头部命中率。

(6)综合AGC功能
电动一液压混合AGC系统的优化配置提高了产品厚度质量。

针对传统的厚度自控制理论的不完善性，创造性地应用硬度前馈AGC的控制思想(KFF—AGC)，有效地解决了中间坯头尾温差产生成品带材的厚差。

在MN—AGC(监控AGC)中采用模糊控制思想，确保了系统的稳定。

在仅F4、F5二个机架采用液压AGC 的情况下，厚度控制精度≤ 士40 um 的达97%以上，达到了国际先进水平。

设计了“压头”及“压尾”AGC功能，较好地克服了中间坯头尾温度低对产品质量的影响。

(7)板形控制技术创新
研制的国内第一套热连轧板形自动控制系统，及以保证轧件板形为主要目的的窜辊控制数学模型和自动控制软件(SHIFT—SU)，使工作辊磨损均匀、辊耗降低，实现了板形综合控制，创新了等宽自由轧制技术。

最大单元轧制长度增加到94 km，最大同宽轧制长度增加到72 km，最大单元轧制吨位增加到2 787 t。

2 计算机控制系统
硬件配置特点：
采用超高速光纤实时网通讯，为通讯速率达170 Mb／s的光纤内存映象网，开发了用于热连轧的应用层软件及各控制器的通讯Driver，数据最快更新时间小于1 ms；采用控制周期快达1 ms的以多CPU 方式工作的高性能(HPC)控制器及智能化人一机界面(HMI)系统。

软件创新：
(1)自主集成控制系统及各种支持软件；
(2)L2与L3及人机界面的通讯软件；
(3)超高速网驱动软件；
(4)主系统与各子系统的通讯软件；
(5)从钢包处理、连铸、加热炉及轧制、卷取的全线基础自动化软件；
(6)全线的过程自动化软件及数学模型；
(7)满足1700生产线特殊要求的L3级软件。