钢的连续浇铸  朱苗勇  东北大学  2006年11月 内 容 提 要          ◆ 概 述          ◆ 连铸机设备          ◆ 钢的结晶与连铸坯结构          ◆ 连铸操作工艺          ◆  中间包冶金          ◆  连铸坯质量               1  概  述 1.1连铸过程        钢水直接铸成接近最终产品尺寸的钢坯。这一想法经过一百多年的努力探索，终于使该技术在本世纪70年代开始大规模用于实际，并逐步形成了今天的连铸技术。       主要设备由钢包、中间包、结晶器、结晶器振动装置、二次冷却和铸坯导向装置、拉坯矫直装置、切割装置、出坯装置等部分组成。  1.2连铸的发展史  max.book118.com 早期尝试       美国亚瑟（B.Atha）（1866年）和德国土木工程师达勒恩（max.book118.comen）(1877年)最早提出以水冷、底部敞口固定结晶器为特征的常规连铸概念。前者采用一个底部敞开、垂直固定的厚壁铁结晶器并与中间包相连，施行间歇式拉坯；后者采用固定式水冷薄壁铜结晶器、施行连续拉坯、二次冷却，并带飞剪切割、引锭杆垂直存放装置。1920～1935年间，连铸过程主要用于有色金属，尤其是铜和铝的领域。          炼钢生产的大炉容量、高浇铸温度和钢本身比热低，这些在有色金属生产中未曾遇到过。     一项最重要的开拓性工作是如何提高一台连铸机的浇铸能力，最关键的是浇铸速度。     1913年，瑞典人皮尔逊提出结晶器以可变的频率和振幅做往复振动的想法。     1933年德国人容汉斯（S.Junghans）真正将这一想法付诸实施。        振动结晶器的构想和付诸实施，不仅使浇铸速度提到一个较高的水平，而且是连铸技术成为通向钢铁领域发展的基石。从此，连续铸钢技术经历了“从本世纪40年代的试验开发、50年代开始步入工业生产、60年代弧形铸机的出现、70年代由能源危机推动的大发展、到80年代日趋成熟的技术和90年代面临新的变革”的60年历史发展历程。  max.book118.com  40年代连续铸钢的试验开发      在40年代钢的连铸试验开发主要集中在美国和欧洲。       虽然振动式结晶器是钢得以顺利连铸的开创性的技术关键，但真正有效防止坯壳与结晶器粘结的突破性进展的技术贡献，应当归功于英国人哈里德（Halliday）提出的“负滑脱”概念，这有改善润滑、减轻粘结的优点，更便于实现高速浇铸。  max.book118.com  50年代开始步入工业化        初期的连铸设备大部分装在特殊钢生产厂。设备设计主要被容汉斯、罗西和原苏联包揽，机型主要是立式。50年代制造的40台连铸机中，有25%是立弯式。       世界上第一台工业生产性连铸机是1951年在原苏联红十月钢厂投产的立式半连续式装置。它是双流机，断面尺寸180mm×600mm。       作为连续式浇铸的铸机是1952年建在英国巴路钢厂的双流立弯式铸机，其生产断面尺寸为50mm×50mm和180mm×90mm的小方坯。       1954年投用的加拿大阿特拉斯钢厂（Atlas）的方板坯兼用不锈钢连铸机。它可以生产一流的168mm×620mm板坯，也可以生产两流的150mm×150mm方坯。            宽板坯铸机于1959年建在原苏联的新列别茨克厂。日本住友和罗西为新日铁光厂提供的世界上第一台不锈钢宽板坯连铸机在1960年12月投产，宽度为1050mm。       在整个50年代，连续铸钢技术尽管开始步入工业生产，但产量很少，1960年的产量仅为115万吨，连铸比仅为0.34﹪。  max.book118.com   60年代弧形铸机引发的一场革命        采用了弧形连铸后，连铸技术的应用才实现了一次真正的突破，不仅提供了生产率，降低了设备投资，而且更有利于安装在原有的钢厂内。       1952年德国人欧.萨波尔提出弧形连铸机的概念早在来了。瑞士冯.莫斯于1956年也申请了同一思路的弧形连铸机专利。1960年中国的徐宝教授也设计了一台浇200mm×200mm方坯的弧形铸机。最先把弧形结晶器连铸机的设想付诸工业性试验的却是德国曼内斯曼公司。       从全球来看，到本世纪60年代末，铸机总数已达200多台，尽管总的设备能力已近5000万t/a,但实际上连铸钢的产量只有2600万t/a。  max.book118.com   70年代两次能源危机推动了连铸技术迅速发展        经历了1973年～1974年第一次全球能源危机之后，积极采用连铸的势头更加强烈。1979年的第二次能源危机成为推动了连铸的飞速发展的主要动力。       70年代连铸技术的大发展在不断改善产品质量和提高铸机生产率基础上取得的，而两次能源危机又正好为推动连铸的发展提供了客观契机。       从本世纪70年代开始，日本异军突起。到1980年，日本连铸机数量已达156台，连续铸钢产量占钢总量的比例已超过60﹪。而从世界范围看，1980年连铸钢产量已逾2亿吨，相当于1970年产量的8倍。   max.book118.com 80年代连铸技术日趋成熟   ◆ 连铸已不再是一种“保密的工艺”。  ◆ 普遍建立了人员培训和教育制度  ◆ 预防性维护  ◆ 钢包冶金的完善化有利于连铸的操作。  ◆ 结晶器自动调宽、流式结晶器液面控制、漏      钢预报、中间包等离子加热等  max.book118.com   90年代以后连铸技术又面临          一场新的革命              目前所能预测的发展方向大致包括近终形连铸（尤其是薄板坯，薄带铸轧）、高速浇铸、高清洁性产品的连铸、低过热度浇铸、半凝固加工技术和过程与质量系统控制技术等。  1.3 连铸机的机型及其特点  按结晶器是否移动可以分为两类：一类是固定式结晶器（包括固定振动结晶器）的各种连铸机，如立式连铸机、立弯式连铸机、弧形连铸机、椭圆形连铸机、水平式连铸机等；另一类是同步运动式结晶器的各种连铸机。这种机型的结晶器与铸坯同步移动，铸坯与结晶器壁间无相对运动，适合于生产接近成品钢材尺寸的小断面或薄断面的铸坯,如双辊式连铸机、双带式连铸机、单辊式连铸机、单带式连铸机，轮带式连铸机等。  还可以按铸坯断面形状分为:   方坯连铸机、圆坯连铸机、板坯连铸机、异型连铸机、方/板坯兼用型连铸机等.   按钢水的静压头可分为:   高头型、低头型和超低头型连铸机等。 连铸机机型示意图                1—立式连铸机；2—立弯式连铸机；3—直结晶器多点弯曲连铸机     4—直结晶器弧形连铸机；5—弧形连铸机；     6—多半径弧形（椭圆形）连铸机；7—水平式连铸机  同步运动结晶器连铸机机型                    1—双辊式连铸机；2—单辊式连铸机   3—双带式连铸机；   4—单带式连铸机；5—轮带式连铸机 立式连铸机 是20世纪50年代至60年代的主要机型。立式连铸机从中间罐到切割装置等主要设备均布置在垂直中心线上，整个机身矗立在车间地平面以上。采用立式连铸机浇注时，由于钢液在垂直结晶器和二次冷却段冷却凝固，钢液中非金属夹杂物易于上浮，铸坯四面冷却均匀，铸坯
钢的连铸.ppt