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西马克 CSP® Nexus 为 CSP® 技术升级版，关键在于可单坯轧制（粗轧精轧脱开独立运行，且有无头轧制可选），其轧制模式的可能与限制如何？
CSP® 为薄板坯连铸连轧领先技术，全球 30 余条业绩线。典型配置含连铸机等，单产 150 万吨热轧带钢，投资低、产品多、收得率高。可单坯或半无头轧制，能产小于 1 毫米超薄品。单坯轧制时连铸机出口摆式剪分断板坯，半无头轧制则摆式剪分断铸坯成倍尺，再由高速剪分卷。
轧制模式
CSP® 技术有单坯轧制与半无头轧制模式，CSP®Nexus 扩展其能力，实现真正单坯轧制及无头轧制。为丰富产品种类、拓展厚度，CSP®Nexus 可将板坯厚度大幅提至 160 毫米，此时需用粗轧。通过使粗轧机与精轧脱开达成真正单坯轧制，此工艺与传统热连轧相同。
在薄规格、高强度及宽幅产品（如 AHSS 汽车钢）方面，其他连铸连轧技术多以能源密集型的无头轧制为主，也就是连铸机与粗轧、精轧相耦合来生产所需最终厚度产品。
而 CSP®Nexus 的领先优势在于，其能够凭借真正的单坯轧制模式生产绝大部分产品，仅在生产像小于 1.0 毫米的超薄带钢这类特定产品时，才会采用能源密集型的无头轧制技术。
连续轧制与非连续轧制
使用CSP® Nexus进行真正的单坯轧制
西马克集团在传统 CSP® 技术基础上开发出 CSP®Nexus。CSP®Nexus 实现了最大限度的可持续性、灵活性与生产能力，具备以往唯有传统热连轧才有的能力。
其与传统的本质区别在于，CSP®Nexus 将粗轧和精轧脱开，完美融合了传统的温度均匀性与 CSP® 技术的高效性，且中间坯区域设置加热辊道确保温度均匀。
与其他连铸连轧技术的单坯轧制相较，CSP®Nexus 的单坯轧制模式优势众多，原因是其粗轧机和精轧机直接相连，需以张力连接的方式工作。
为达成特定钢种的高能效生产，需大幅提高粗轧机速度，以此最大程度缩减粗轧工作时长，进而使温度损失降至最低以节省能源。尤其对于那些在单坯 / 无头产线中只能通过无头模式生产的产品，如此操作可实现最佳节能成效。
在无头轧制模式里，因无法灵活选定最佳速度，所以温度损失严重，得借助感应式加热系统予以补偿。而 CSP®Nexus 仅在对工艺最为有利的情形下才会选用无头轧制。
此外，粗轧与精轧脱开后，能够独立选取最佳的粗轧速度，进而精准设定中间坯的温度。对于热机轧制要求颇高的产品（比如 API 管线钢）而言，这一点显得尤为关键。
采用“真正的单坯”轧制，能效最高。为便于比较，所有类型的产线都考虑了全电加热。
薄规格与高终轧温度相结合
对于部分产品，像超低碳钢、硅钢或者高强度低合金钢（HSLA）等，要求同时具备较薄的终轧厚度（如小于 2 毫米）以及较高的终轧温度（如高于 880℃）。
鉴于粗轧脱开后能够极大地提升粗轧速度，所以中间坯区域以及精轧第一道次轧制时的温度能够得到大幅提高，由此产生的结果如下：
下图对不同技术的终轧速度与温度进行了比较。从中可以看出，采用 CSP®Nexus 时，即便以中等轧制速度来轧制薄规格产品，同样能够达到较高的终轧温度。
在粗轧与精轧相连接的产线里，得依靠大功率感应式加热来弥补中间坯的较低温度。如此便出现一种状况：若二者连接，就只能以低速运行，相应地温度损失也会比较高。
在单坯轧制过程中，对于粗轧和精轧连接的产线而言，当带钢厚度较大时，精轧的速度与温度水平就会达到极限状态。为防止轧机震动倾向以及其他质量问题大幅增加，就只能更早地转用能源密集型的无头轧制工艺了。
而 CSP®Nexus 仅在工艺合理的情形下才运用无头轧制工艺。在生产厚度小于 1.0 毫米的超薄带材时，轧制过程能够因无头轧制所带来的稳定性提升而受益，这也从另一个角度证实了无头轧制的能耗相对更大。
与无头轧制比起来，在采用真正的单坯轧制时，一卷带钢到另一卷带钢之间，其厚度、宽度和钢种的变化要容易许多。并且在真正的单坯轧制过程中，换辊可以随时进行，浇次也无需中断。所以，真正的单坯轧制能够规划出极为灵活的轧制工艺，还能保证产线利用率处于较高水平。
单坯轧制与无头轧制下带钢的终轧和温度（带钢厚度：1.2毫米；钢种：DD11）
高效集成工艺模型
为提升工艺的整体能效，西马克于 2 级自动化系统里增添了 X-Pact® 集成工艺模型（IPM）。
此工艺模型会对现有的诸多单独 2 级模型结果予以协调，像 X-Pact® 凝固控制、X-Pact® 轧制表计算（PSC）以及 X-Pact® 冷却段控制等的结果，并且会把所有薄板坯从浇注直至卷取的整个温度变化流程都考虑进去。
它能够在维持目标尺寸与性能的前提下，以最为节能的方式对轧制前的工艺进行设置。依据实际生产计划，可将炉温设置到尽可能低的程度，以此来实现所需的最终机械性能与尺寸要求。
除此之外，轧机机架中的轧制负荷，还有冷却段里提高的速度水平，包括经过能源优化的水泵设置等，也都被纳入了考量范围之内。
集成工艺模型在提高生产率方面也发挥着重要作用。它能够对铸坯厚度加以优化，以此达成最高产量，同时又能保证在轧制之后可以获得理想的最终厚度与宽度。
除了具备全面的工艺控制以及相关模型之外，X-Pact® 中心线控制作为一个集成的带钢流量控制系统，有力地确保了轧制工艺的稳定性。其闭环控制回路能够检测出带钢中心线的偏差情况，并且会针对每个轧机机架计算出合适的倾斜设定点。而且，针对不同的轧制时序，也就是带钢头部、中部以及带钢尾部，会采用各不相同的控制策略。
西马克的一体式带钢纠偏系统涵盖了机械式侧导板、用于对轧辊辊缝进行调整的控制策略，以及用于对带钢位置展开实时控制的摄像测量系统。
真正的单坯轧制是在传统轧制工艺基础上发展而来，这使得西马克在该领域多年所积累的丰富经验能够得到充分施展。
X-Pact® 凸度和板型控制（PCFC）系统具备高灵活性与高质量的特点，这成了其独特的卖点。
对于以无头轧制模式为主运行的产线而言，需将重点放在延长轧制周期上，所以其轧辊会采用相应的磨损优化的辊身修磨方式，而这也就意味着无法运用连续可变凸度（CVC®）技术。
不过，X-Pact® PCFC 模型与精轧机轧辊上定制的 CVC® 磨削技术相互结合后，能够实现最高质量和灵活性。并且，通过利用特殊的窜辊策略，比如 “周期性工作辊窜辊”，这些优势还可以和磨损优化的运行模式进一步相结合。
凭借上述诸多优势，CSP®Nexus 所生产的最终产品极具可靠性。一方面，其产线本身可靠性颇高；另一方面，热轧带钢产品也达到了卓越的质量水准，能够满足严格的公差要求。
正是由于这些出色表现，在过去几年间，西马克收到的询价与订单数量日益增多。众多客户都期望采用包含 PCFC® 模型在内的新型短行程 CVC® 模型系统，以此来替换由其他供货商所提供的工作辊弯辊和窜辊系统。
X-Pact®集成工艺模型在更高层次上进行互动，以改进整体策略。
2024-11-08
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