ESP无头带钢连铸连轧技术研究报告 | 钢铁工业绿色转型技术分析
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技术研究中心
ESP无头带钢连铸连轧技术研究报告
全面解析技术原理、工艺流程、应用现状及未来发展趋势
发布日期：2023年10月
报告编号：STI-2023-ESP-001
页数：12页
ESP技术概述
ESP（Endless Strip Production）即无头带钢连铸连轧技术，是一种将连铸与轧制过程实现连续化生产的先进钢铁生产工艺。该技术是在薄板坯连铸连轧技术基础上发展而来的创新工艺，实现了从钢水到成品带钢的直接转化。
技术定义：ESP技术通过中间坯连续焊接技术，将多块板坯在高温状态下连接成连续带坯，在恒张力条件下进行轧制，从而消除传统生产中的穿带、甩尾等非稳定轧制环节，实现"无头"连续生产。
技术发展历程
薄板坯连铸连轧技术经历了三个重要发展阶段：
第一代：单坯轧制技术
传统连铸-加热-轧制模式，铸坯需冷却储存后再加热轧制，生产效率较低，能耗较高。
第二代：半无头轧制技术
实现多块板坯连续轧制，但仍存在中间连接环节，轧制稳定性有待提高。
第三代：无头轧制技术
ESP技术代表，实现真正意义上的连续化生产，从钢水到成品带卷全流程无间断。
技术定位与意义
ESP技术属于近终形连铸技术范畴，是钢铁工业绿色低碳转型的重要技术路径。该技术通过缩短生产流程、减少能源消耗，为实现"双碳"目标提供了可行方案，代表了热轧带钢生产技术的发展方向。
工艺流程与技术原理
核心工艺流程
ESP生产线的典型工艺流程包括以下关键环节：
连铸工序
采用平行板式直—弧形结晶器，设计最高拉速达7.0m/min。钢水经中间包流入结晶器，形成厚度70-110mm的薄板坯，通过液芯压下技术打碎晶粒，减轻中心疏松和偏析。
粗轧工序
3架粗轧机系统处理表面温度约1200℃、中心温度约1350℃的铸坯。采用单排布置喷嘴的除鳞机，在保证效果的同时减少温降。
中间处理
通过摆剪-转毂剪-感应加热系统，精确控制带钢温度，确保精轧温度稳定，为连续轧制提供条件。
精轧工序
5架精轧机系统实现无头轧制，带钢在恒张力条件下轧制，几何精度显著提升，可生产0.6-6.0mm全规格带钢。
关键技术特点
ESP技术的核心创新点在于：
7:00
分钟
从钢水到成品带卷的全流程生产时间
7.0
m/min
连铸机最高设计拉速
190
米
生产线全长（仅为传统工艺1/3）
97-98%
成材率
钢水到热轧卷的收得率
技术优势与特点
核心优势分析
生产效率提升
全流程生产时间仅需7分钟，较传统热连轧工艺缩短50%以上。连铸机设计最高拉速达7.0m/min，生产效率显著提高。
产品质量优化
厚度公差可控制在±30μm，合格率超99%。几何精度显著提升，产品微观组织均匀性高，性能稳定性好。
节能环保效益
生产普通规格产品时能耗降低40%-50%，薄规格产品能耗降低65%-70%。减少碳排放60%-80%，水资源节约60%-80%。
生产灵活性增强
可生产0.6-6.0mm全规格带钢，最薄试验规格下探至0.5mm。支持快速更换生产规格，灵活应对市场需求变化。
经济效益对比
与传统热连轧工艺相比，ESP技术具有显著的经济效益：
成材率提升：无头轧制减少头尾尺寸偏差与板形缺陷，成材率提高约1%。钢水到热轧卷的收得率达到97%-98%，较传统工艺提高0.35%以上。
投资成本降低：生产线设备结构紧凑，占地面积小（仅为传统工艺的1/3）。不使用长的加热炉或克雷莫纳炉，设备投资降低，维护工作量减少。
环保贡献
在"双碳"目标背景下，ESP技术的环保价值尤为突出：
欧盟研究报告指出，采用ESP这样的"近终形连铸技术"可使钢铁生产的碳排放减少约20%。ICF研究显示，近终形连铸技术的CO₂减排能力可达60%。单位产品碳排放较传统工艺减少60%-80%，为钢铁行业绿色低碳转型提供技术支撑。
国内应用现状分析
应用概况
中国是拥有薄板坯连铸连轧产线最多、产能最大的国家。截至2023年，我国已建成17条薄板坯连铸连轧产线，总产能超3500万吨，其中ESP技术应用呈现快速发展态势。
主要应用企业
日照钢铁
5条ESP生产线
河北太行
ESP技术应用
河南亚新
未来型短流程钢厂
首钢京唐
MCCR多模式产线
全丰薄板
节能型-ESP方案
日照钢铁应用案例
作为国内ESP技术应用的标杆企业，日照钢铁已建成5条ESP生产线，年产能达477万吨：
技术特点
采用中国东北大学与山东富伦钢铁合作开发的短流程无头轧制技术，实现从废钢到成品的全流程绿色生产。
产品能力
可批量轧制0.6毫米超薄热轧钢卷，最薄试验规格下探至0.5毫米，热轧带钢厚度接近冷轧水平，可替代部分冷轧产品。
智能化建设
智能集控中心已覆盖主要生产环节，未来将扩展至全厂区智能化覆盖，实现生产过程精准控制。
应用成效
ESP技术在国内应用取得了显著成效：
经济效益：产品迅速占领市场，热轧带钢可直接用于酸洗、镀锌等后续加工，大幅降低产业链成本。
环保效益：相较传统工艺，节能50%-70%、节水60%-80%、减少碳排放60%-80%，为钢铁行业实现"双碳"目标提供可行路径。
发展趋势与前景展望
技术发展趋势
技术持续优化
进一步提高拉速和生产效率，扩展可生产钢种范围，提高产品质量稳定性，深化智能化应用。
模块化转型
遵循模块化转型理念，采用ESP技术取代传统生产步骤，加速现有生产流程向环保工艺转型。
低碳技术融合
与氢能冶金、碳捕集等低碳技术结合，进一步降低生产过程碳排放，推动钢铁行业绿色转型。
市场应用前景
ESP技术在以下领域具有广阔应用前景：
替代冷轧产品：超薄热轧带钢（0.6-1.0mm）可直接替代部分冷轧产品，简化后续加工流程，降低产业链整体成本。
低碳转型支撑：在"双碳"目标下，ESP技术将成为钢铁行业低碳转型的重要技术支撑，预计将有更多传统产线改造为ESP或类似无头轧制技术产线。
行业影响
ESP技术正在重塑钢铁行业格局：
促使传统长流程钢厂向短流程、低碳化方向转型，加速落后产能淘汰，优化产业结构。该技术代表了钢铁生产向更高效、更环保、更智能方向发展的趋势，为钢铁工业高质量发展提供技术保障。
随着技术的持续优化和应用范围的不断扩大，ESP无头轧制技术将在全球钢铁行业发挥更加重要的作用，推动行业绿色低碳转型进程。
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