连铸工艺与设备连铸技术进展与技术经济指标2011ppt课件.ppt

连铸工艺与设备连铸工艺与设备10.连铸技术进展与技术经济指标连铸技术进展与技术经济指标课程编号：课程编号：01014901课程类型：课程类型：选修课选修课学学 时：时：32 学学 分：分：2开课对象：开课对象：材料成型及控制工程专业本科生材料成型及控制工程专业本科生先修课程：先修课程：认识实习、机械设计、金属学、生产实习认识实习、机械设计、金属学、生产实习 2011.5.241n为了进一步节能降耗，改善铸坯质量，扩大品种，为了进一步节能降耗，改善铸坯质量，扩大品种，提高经济效益，近提高经济效益，近30年来连铸技术又有新的发展。年来连铸技术又有新的发展。n如如连铸坯的热送技术、直接轧制技术、无缺陷铸坯连铸坯的热送技术、直接轧制技术、无缺陷铸坯生产技术、高温铸坯生产技术、铸坯质量在线判定生产技术、高温铸坯生产技术、铸坯质量在线判定技术、板坯结晶器在线调宽技术技术、板坯结晶器在线调宽技术等的开发相继应用，等的开发相继应用，以及对以及对接近成品断面尺寸接近成品断面尺寸-近终形连铸技术近终形连铸技术的研究开的研究开发，都取得成效。其中薄板、薄带连铸机在全世界发，都取得成效。其中薄板、薄带连铸机在全世界已建和在建的达已建和在建的达53台之多，这也是钢铁工业技术革台之多，这也是钢铁工业技术革命的重要组成部分。命的重要组成部分。10.1 连铸技术进展连铸技术进展2为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能n连铸发展初期，从连铸机拉出来的高温铸坯切割成连铸发展初期，从连铸机拉出来的高温铸坯切割成定尺后，经过喷水冷却或在车间内堆放冷却到室温后，定尺后，经过喷水冷却或在车间内堆放冷却到室温后，经过质量检查或表面精整，然后送至轧钢厂的加热炉经过质量检查或表面精整，然后送至轧钢厂的加热炉重新加热到轧制温度。重新加热到轧制温度。n铸坯剪切成定尺后，一般铸坯表面温度在铸坯剪切成定尺后，一般铸坯表面温度在800900，约有，约有540kJ/kg的物理热放出来，为什么不利用的物理热放出来，为什么不利用铸坯的这部分物理热而要白白浪费呢铸坯的这部分物理热而要白白浪费呢?为此，从为此，从70年年代人们就提出铸坯热送热装的工艺，也就是铸坯剪切代人们就提出铸坯热送热装的工艺，也就是铸坯剪切成定尺后趁高温直接热送到轧钢厂装到加热炉内。成定尺后趁高温直接热送到轧钢厂装到加热炉内。10.1 连铸坯热送热装技术连铸坯热送热装技术 3n传统工艺传统工艺是：切割是：切割(或剪切或剪切)成定尺的铸坯冷却至成定尺的铸坯冷却至常温，经质量检验和表面精整后，将合格的冷坯送常温，经质量检验和表面精整后，将合格的冷坯送往轧钢厂，装入加热炉重新加热到轧制温度，轧制往轧钢厂，装入加热炉重新加热到轧制温度，轧制加工成各种钢材；加工成各种钢材；n连铸坯的热送热装连铸坯的热送热装(CC-DHCR)工艺工艺是：将切割是：将切割(或或剪切剪切)成定尺，仍具有成定尺，仍具有800900高温的铸坯，直接高温的铸坯，直接运往轧钢厂，稍加热量补充便可达到轧制温度。运往轧钢厂，稍加热量补充便可达到轧制温度。10.1 连铸坯热送热装技术连铸坯热送热装技术 4为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能n与连铸坯冷装相比，铸坯热送热装的主要优点是：与连铸坯冷装相比，铸坯热送热装的主要优点是：(1)利用铸坯的物理热，节约能耗。利用铸坯的物理热，节约能耗。其节约能量与铸坯其节约能量与铸坯热装入炉温度有关。例如铸坯热装入炉温度热装入炉温度有关。例如铸坯热装入炉温度500可节可节能能0.25106kJ/t；600热装可节能热装可节能0.34106kJ/t；800热装时可节能为热装时可节能为0.514106kJ/t，即铸坯入炉温度，即铸坯入炉温度越高，则节能越多。越高，则节能越多。(2)提高成材率，节约金属消耗。提高成材率，节约金属消耗。由于铸坯热装入炉缩由于铸坯热装入炉缩短了在加热炉的加热时间，减少了铁的烧损，可使成短了在加热炉的加热时间，减少了铁的烧损，可使成材率提高材率提高0.5%1.5%。(3)简化生产工艺流程，节约生产费用。简化生产工艺流程，节约生产费用。10.1 连铸坯热送热装技术连铸坯热送热装技术 5为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能(4)减少工序，缩短生产周期，减少工序，缩短生产周期，连铸坯冷装入炉，从连铸坯冷装入炉，从炼钢炼钢轧材生产周期轧材生产周期30h，而铸坯热装入炉，从炼钢，而铸坯热装入炉，从炼钢轧材生产周期轧材生产周期l0h，直接轧制从炼钢，直接轧制从炼钢轧材生产周轧材生产周期为期为2h。(5)提高了产品质量，采用无缺陷铸坯轧制。提高了产品质量，采用无缺陷铸坯轧制。如镀锡如镀锡板平均缺陷发生率板平均缺陷发生率0.1%，而常规的轧制为，而常规的轧制为1%3%。(6)节省厂房面积和劳动力。节省厂房面积和劳动力。热装和直接轧制取消了热装和直接轧制取消了铸坯精整，减少了铸坯库存的厂房面积。铸坯精整，减少了铸坯库存的厂房面积。10.1 连铸坯热送热装技术连铸坯热送热装技术 6n高温出坯：高温出坯：由于铸坯是热送，因而尽可能提高铸坯由于铸坯是热送，因而尽可能提高铸坯表面温度，减少热量散失。为此可采取以下措施：表面温度，减少热量散失。为此可采取以下措施：(1)提高凝固终点铸坯的温度；提高凝固终点铸坯的温度；(2)切割切割(或剪切或剪切)成定尺的铸坯在输送过程中做好绝成定尺的铸坯在输送过程中做好绝热保温。热保温。10.1 连铸机高温出坯技术连铸机高温出坯技术7为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能10.1 连铸机高温出坯技术连铸机高温出坯技术n铸坯从结晶器运行到切割站的过程中，要尽可能有铸坯从结晶器运行到切割站的过程中，要尽可能有效利用钢水凝固成固体放出的物理热，提高凝固终点效利用钢水凝固成固体放出的物理热，提高凝固终点的铸坯表面温度，所采用的技术有：的铸坯表面温度，所采用的技术有：(1)二次冷却区采用复合的冷却制度：二次冷却区采用复合的冷却制度：结晶器下部的结晶器下部的扇形段扇形段(即即0段段)采用水喷嘴的强冷却，以使坯壳增厚，采用水喷嘴的强冷却，以使坯壳增厚，防止漏钢，以后各扇形段采用气水喷雾的弱冷却。使防止漏钢，以后各扇形段采用气水喷雾的弱冷却。使铸坯表面温度均匀，而在拉矫机之后的水平段进行间铸坯表面温度均匀，而在拉矫机之后的水平段进行间接冷却不直接向铸坯喷水，这样剪切后铸坯温度高达接冷却不直接向铸坯喷水，这样剪切后铸坯温度高达1000。所谓干式冷却，即在结晶器下的一段进行喷。所谓干式冷却，即在结晶器下的一段进行喷水冷却，其余各段借助于内冷的夹辊间接冷却，使出水冷却，其余各段借助于内冷的夹辊间接冷却，使出坯表面温度更高。坯表面温度更高。8为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能(2)利用液相穴凝固终点放出的潜热使坯壳复热。利用液相穴凝固终点放出的潜热使坯壳复热。在铸机内铸坯边运行边凝固过程中形成了很长的在铸机内铸坯边运行边凝固过程中形成了很长的液相穴，在液相穴末端的钢液均达到结晶温度，属于液相穴，在液相穴末端的钢液均达到结晶温度，属于“体积结晶体积结晶”，凝固潜热陡然放出，使坯壳温度回升，凝固潜热陡然放出，使坯壳温度回升，提高了铸坯温度。这里需要解决在拉坯过程中，如何提高了铸坯温度。这里需要解决在拉坯过程中，如何准确地确定液相穴末端的位置使其在拉矫机前一米左准确地确定液相穴末端的位置使其在拉矫机前一米左右。解决办法一是借助于电磁超声波探测装置，以直右。解决办法一是借助于电磁超声波探测装置，以直接测定坯壳厚度计算完全凝固的位置。二是利用凝固接测定坯壳厚度计算完全凝固的位置。二是利用凝固传热数学模型计算该浇注条件下液相穴长度以确定凝传热数学模型计算该浇注条件下液相穴长度以确定凝固终点。这两种方法均已在生产上应用。而第二种方固终点。这两种方法均已在生产上应用。而第二种方法较为广泛应用。法较为广泛应用。10.1 连铸机高温出坯技术连铸机高温出坯技术9为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能(3)可控制凝固终点的液相穴形状，可控制凝固终点的液相穴形状，如控制二次冷却如控制二次冷却方式，使板坯宽度方向中部冷却强度大一些，而两边方式，使板坯宽度方向中部冷却强度大一些，而两边冷却强度小一些，这样在拉矫机之前可使液相穴形状冷却强度小一些，这样在拉矫机之前可使液相穴形状呈两侧大而中间小的所谓呈两侧大而中间小的所谓“眼镜形眼镜形”，完全凝固时，完全凝固时，板坯两边液体放出的凝固潜热较大，有利于板坯棱边板坯两边液体放出的凝固潜热较大，有利于板坯棱边的复热，既提高了板坯温度又使板坯温度更加均匀。的复热，既提高了板坯温度又使板坯温度更加均匀。10.1 连铸机高温出坯技术连铸机高温出坯技术10为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能10.1 热送连铸坯温度的保温措施热送连铸坯温度的保温措施n为提高热装和直接轧制铸坯温度，防止热量散失，为提高热装和直接轧制铸坯温度，防止热量散失，有以下保温方法：有以下保温方法：(1)连铸机内保温：连铸机内保温：在连铸机下部设置保温罩，实行在连铸机下部设置保温罩，实行机内保温，如在上、下夹辊之间在板坯两侧设置保温机内保温，如在上、下夹辊之间在板坯两侧设置保温罩，防止板坯侧边过冷，可使板坯两侧棱边温度提高罩，防止板坯侧边过冷，可使板坯两侧棱边温度提高160180，有利于提高板坯温度的均匀性。，有利于提高板坯温度的均匀性。(2)切割区铸坯保温：切割区铸坯保温：为了使铸坯在切割过程中不致为了使铸坯在切割过程中不致降温过大。可在切割区的辊道上装设随切割机移动的降温过大。可在切割区的辊道上装设随切割机移动的保温罩。如新日铁君津厂保温罩。如新日铁君津厂4号连铸机在切割机前后都号连铸机在切割机前后都设了移动式保温罩，取得了好的效果。设了移动式保温罩，取得了好的效果。11为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能(3)铸坯运输过程中保温措施。铸坯运输过程中保温措施。铸坯在切割后输送到加热炉的路程中，为了避免铸坯在切割后输送到加热炉的路程中，为了避免温降过大，必须采取保温措施。一般地说，当铸坯运温降过大，必须采取保温措施。一般地说，当铸坯运输距离不长时，采用保温辊道；运输距离较大时，只输距离不长时，采用保温辊道；运输距离较大时，只好采用保温车或铁道保温车来运送板坯。好采用保温车或铁道保温车来运送板坯。1)保温辊道保温辊道 为防止铸坯在辊道上运送过程中过分温降，在辊为防止铸坯在辊道上运送过程中过分温降，在辊道上装设绝热性能良好的封闭的保温罩。道上装设绝热性能良好的封闭的保温罩。10.1 热送连铸坯温度的保温措施热送连铸坯温度的保温措施12为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能2)保温运输车保温运输车 在在连连铸铸机机与与加加热热炉炉之之间间距距离离较较长长时时，不不能能用用辊辊道道运运送送，可可采采用用保保温温车车运运送送铸铸坯坯。对对于于板板坯坯和和大大方方坯坯，用用铁铁道道保保温温车车为为宜宜。如如日日本本水水岛岛厂厂用用铁铁路路保保温温车车运运送送。对对于于小小方方坯坯可可用用保保温温卡卡车车来来运运送送铸铸坯坯。板板坯坯、大大方方坯坯热热装装率率达达90%，热热装装温温度度达达720，加加热热炉炉能能耗耗下下降降到到496103kJ/t钢。钢。应应当当指指出出，铸铸坯坯热热装装温温度度越越高高，节节能能效效果果越越好好，若若热热装装温温度度由由300提提高高到到800，可可降降低低加加热热炉炉能能耗耗的的420630MJ/t钢。钢。10.1 热送连铸坯温度的保温措施热送连铸坯温度的保温措施13为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能n一般热装温度为一般热装温度为300700，而铸坯切割后，无间，而铸坯切割后，无间歇直接送入加热炉，温度可大于歇直接送入加热炉，温度可大于700，因此应尽可，因此应尽可能提高铸坯出坯温度，在运送过程中严格保温外，还能提高铸坯出坯温度，在运送过程中严格保温外，还应加快铸坯的运输，以提高热装温度应加快铸坯的运输，以提高热装温度(如如1000)，以，以达到更好的节能效果。达到更好的节能效果。10.1 热送连铸坯温度的保温措施热送连铸坯温度的保温措施14为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能10.2 连铸坯热补偿技术连铸坯热补偿技术n连铸坯在铸机内运行冷却过程中，由于铸坯边部是连铸坯在铸机内运行冷却过程中，由于铸坯边部是两个方向传热两个方向传热，冷却冷却较快，铸坯是两侧边温度较低较快，铸坯是两侧边温度较低，中部中部温度较高，整个断面温度不均匀，给铸坯热装和温度较高，整个断面温度不均匀，给铸坯热装和直接轧制带来了困难。直接轧制带来了困难。为提高铸坯侧边温度，除保温为提高铸坯侧边温度，除保温等措施外等措施外，还开发了还开发了板坯边部加热技术板坯边部加热技术，以提高铸坯以提高铸坯边部温度边部温度。目前主要加热技术有：目前主要加热技术有：(1)铸坯边部煤气烧嘴加热，防止板坯边部过分冷却。铸坯边部煤气烧嘴加热，防止板坯边部过分冷却。采用这一技术与常规连铸相比，其板坯边部温度提高采用这一技术与常规连铸相比，其板坯边部温度提高约约200。15为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能(2)铸坯边部电磁感应加热：铸坯边部电磁感应加热：电磁感应加热装置作为板电磁感应加热装置作为板坯边部温度补偿器。感应加热装置是由三个电磁感应坯边部温度补偿器。感应加热装置是由三个电磁感应线圈分别装在铸坯的上面、下面和侧面，当电流通过线圈分别装在铸坯的上面、下面和侧面，当电流通过线圈时产生热量来加热铸坯角边部。这种方法可以按线圈时产生热量来加热铸坯角边部。这种方法可以按所需要的温度进行加热，当铸坯输送速度为所需要的温度进行加热，当铸坯输送速度为4m/min的情况下，使铸坯边角部温度平均升高的情况下，使铸坯边角部温度平均升高110以上。以上。10.2 连铸坯热补偿技术连铸坯热补偿技术16为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能10.3 连铸坯在线同步轧制连铸坯在线同步轧制n连铸连轧工艺有两种基本方式。连铸连轧工艺有两种基本方式。第一在线同步轧制第一在线同步轧制工艺工艺，即连铸与轧制在同一作业线上，铸坯出连铸机，即连铸与轧制在同一作业线上，铸坯出连铸机后，不经切断直接进入与铸机拉速同步的轧制，每流后，不经切断直接进入与铸机拉速同步的轧制，每流连铸机需配备专用轧机。先后在美国、日本、德国等连铸机需配备专用轧机。先后在美国、日本、德国等国建立了国建立了20多条试验生产线，但正式投产的不多。多条试验生产线，但正式投产的不多。n工艺优点：生产过程连续化程度高，增大轧材卷重，工艺优点：生产过程连续化程度高，增大轧材卷重，提高成材率及大幅度节能。提高成材率及大幅度节能。17为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能n主要缺点：主要缺点：(1)由于铸机拉速与轧制同步增加了生产操作的难度。由于铸机拉速与轧制同步增加了生产操作的难度。(2)铸机和轧机连成一体，铸机拉速太慢，满足不了铸机和轧机连成一体，铸机拉速太慢，满足不了轧制速度的要求，严重影响轧机能力的发挥，降低了轧制速度的要求，严重影响轧机能力的发挥，降低了轧机作业率，在经济上不合算。轧机作业率，在经济上不合算。(3)轧制速度太低，将使轧辊热负荷太大，影响辊的轧制速度太低，将使轧辊热负荷太大，影响辊的寿命，增加换辊时间。从寿命，增加换辊时间。从70年代中期以来，这种在线年代中期以来，这种在线同步连铸连轧工艺几乎停止发展。同步连铸连轧工艺几乎停止发展。10.3 连铸坯在线同步轧制连铸坯在线同步轧制18为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能n第二叫铸坯直接轧制工艺第二叫铸坯直接轧制工艺，即，即“连铸连铸-切断切断-加热或加热或补热补热-轧制轧制”方式的组合。连铸坯拉出铸机后切断成方式的组合。连铸坯拉出铸机后切断成定尺，在线的进行铸坯的均热或边部补偿加热后进入定尺，在线的进行铸坯的均热或边部补偿加热后进入轧机，连铸与轧制在同一作业线上，但不是同步轧制。轧机，连铸与轧制在同一作业线上，但不是同步轧制。n工艺优点：提高了生产过程连续化的程度，简化了工艺优点：提高了生产过程连续化的程度，简化了工艺流程，缩短了生产周期，有利于节能，降低生产工艺流程，缩短了生产周期，有利于节能，降低生产费用。如果作业线上增加保温坑，比在线同步轧制具费用。如果作业线上增加保温坑，比在线同步轧制具有更大的灵活性。有更大的灵活性。10.3 连铸坯直接轧制连铸坯直接轧制19为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能10.3实现热送热装或直接轧制前提条件实现热送热装或直接轧制前提条件n连铸坯冷送到轧钢厂加热炉之前，根据目测检查铸连铸坯冷送到轧钢厂加热炉之前，根据目测检查铸坯表面缺陷的严重程度，进行手工清理或火焰清理，坯表面缺陷的严重程度，进行手工清理或火焰清理，对冷态铸坯质量状况做出评价，而内部质量通过对连对冷态铸坯质量状况做出评价，而内部质量通过对连铸坯取样做硫印和酸浸检验进行评价。铸坯取样做硫印和酸浸检验进行评价。n连铸坯实行热送热装或直接轧制，铸坯温度高，就连铸坯实行热送热装或直接轧制，铸坯温度高，就不能依靠人工直接检查铸坯质量了。为了保证轧制产不能依靠人工直接检查铸坯质量了。为了保证轧制产品的质量，就必须要求品的质量，就必须要求连铸机生产出无缺陷的铸坯，连铸机生产出无缺陷的铸坯，这是前提条件。这是前提条件。n要生产无缺陷铸坯，除连铸机处于良好的运转状态要生产无缺陷铸坯，除连铸机处于良好的运转状态外，重要的是严格执行目标管理和标准化操作。为保外，重要的是严格执行目标管理和标准化操作。为保证热送铸坯质量，目前有两种热状态下控制技术：证热送铸坯质量，目前有两种热状态下控制技术：20为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能(1)高温铸坯表面缺陷检测系统。高温铸坯表面缺陷检测系统。目前使用的热测方法可分为光学法、感应加热法目前使用的热测方法可分为光学法、感应加热法和涡流法三类。如用涡流法可检测大于某一长度和深和涡流法三类。如用涡流法可检测大于某一长度和深度的表面裂纹，用快速图象处理的光学法可鉴别大于度的表面裂纹，用快速图象处理的光学法可鉴别大于某特定尺寸的裂纹、结疤等缺陷。根据检测的缺陷，某特定尺寸的裂纹、结疤等缺陷。根据检测的缺陷，随即联动火焰清理机对缺陷进行热清理，或随即反馈随即联动火焰清理机对缺陷进行热清理，或随即反馈以了解属于何种不正常浇注操作所引起的这种缺陷，以了解属于何种不正常浇注操作所引起的这种缺陷，及时修正操作。及时修正操作。10.3实现热送热装或直接轧制前提条件实现热送热装或直接轧制前提条件21为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能(2)铸坯在线质量判断系统铸坯在线质量判断系统 实现铸坯质量在线判断系统，以对铸坯质量做出实现铸坯质量在线判断系统，以对铸坯质量做出评价，这是目前的发展趋势。该系统是以严格执行标评价，这是目前的发展趋势。该系统是以严格执行标准化的浇注操作作为基础。经过多年生产实践，现已准化的浇注操作作为基础。经过多年生产实践，现已能定量的确定钢水成分、浇注工艺、设备状态和生产能定量的确定钢水成分、浇注工艺、设备状态和生产管理等因素对铸坯表面缺陷管理等因素对铸坯表面缺陷(裂纹、夹渣、气孔等裂纹、夹渣、气孔等)，内部缺陷内部缺陷(夹杂、偏析、裂纹等夹杂、偏析、裂纹等)和形状缺陷和形状缺陷(如铸坯如铸坯鼓肚、脱方等鼓肚、脱方等)的影响。的影响。10.3实现热送热装或直接轧制前提条件实现热送热装或直接轧制前提条件2210.4 近终形连铸技术近终形连铸技术 n接近最终成品形状尺寸的连铸技术又称接近最终成品形状尺寸的连铸技术又称近终形连近终形连铸技术铸技术。它包括有：。它包括有：(1)薄板连铸。浇铸厚度为薄板连铸。浇铸厚度为4080mm的薄板铸坯，的薄板铸坯，可以直接进入热精轧机。可以直接进入热精轧机。(2)带坯连铸。浇铸厚度不大于带坯连铸。浇铸厚度不大于10mm的薄带坯，的薄带坯，能够作为冷轧的坯料。能够作为冷轧的坯料。(3)薄带连铸：浇铸不大于薄带连铸：浇铸不大于1mm的非晶带坯。的非晶带坯。(4)异型坯连铸：目前已有异型坯连铸：目前已有H型钢连铸机，生产的型钢连铸机，生产的H型钢连铸坯，轧制时压缩比在型钢连铸坯，轧制时压缩比在6:1，质量完全合格。，质量完全合格。(5)中空圆坯连铸的生产厂家很少。中空圆坯连铸的生产厂家很少。2310.4.1 薄板连铸技术薄板连铸技术 n一般连铸板坯厚度在一般连铸板坯厚度在150400mm，若加工成厚度若加工成厚度为几十毫米为几十毫米，或十几毫米或十几毫米，或几毫米或几毫米，甚至不到甚至不到1毫毫米的薄板材时，需重复加热及轧制，设备庞大，能米的薄板材时，需重复加热及轧制，设备庞大，能耗极高，工艺流程长，金属损失多，成材率低。耗极高，工艺流程长，金属损失多，成材率低。连铸机能够浇铸厚度为连铸机能够浇铸厚度为2060mm的薄板坯，直的薄板坯，直接进入热精轧机组，其流程对比如下：接进入热精轧机组，其流程对比如下：2410.4.1 薄板连铸技术薄板连铸技术 2510.4.1薄板连铸技术薄板连铸技术-CSP薄板连铸技术薄板连铸技术 n设备特点：设备特点：(1)连铸设备为立弯型连铸机，垂直高度为连铸设备为立弯型连铸机，垂直高度为1.2m，弯曲半径为弯曲半径为3.05m。(2)漏斗形结晶器，其结构特点如下图所示。漏斗形结晶器，其结构特点如下图所示。(3)在结晶器下口的支承装置是冷却格栅，长度约在结晶器下口的支承装置是冷却格栅，长度约700mm；冷却格栅下面是框架组成的辊支承段；导冷却格栅下面是框架组成的辊支承段；导辊是由多点支撑的分节辊组成，既可防止铸坯发生辊是由多点支撑的分节辊组成，既可防止铸坯发生鼓肚变形，又可避免导辊的变形。已凝固的薄板坯鼓肚变形，又可避免导辊的变形。已凝固的薄板坯经经1.2m的直线段，弯曲后一点矫直。的直线段，弯曲后一点矫直。26CSP漏斗形结晶器结构示意图漏斗形结晶器结构示意图 2710.4.1 薄板连铸技术薄板连铸技术-ISP连铸连铸技技术术 n设备特点：设备特点：(1)ISP生产线为超低头薄板坯连铸机，弧形的曲生产线为超低头薄板坯连铸机，弧形的曲率半径分别为率半径分别为5m、6.6m、9.8m和和19.6m。(2)平行板平行板直弧形结晶器。结晶器上部为垂直结构，直弧形结晶器。结晶器上部为垂直结构，下部为弧形结构，其弧形与连铸机弧形半径相接。下部为弧形结构，其弧形与连铸机弧形半径相接。2810.4.2 薄带连铸技术薄带连铸技术 n将钢液直接铸成薄带做为成品，或者做为冷轧的将钢液直接铸成薄带做为成品，或者做为冷轧的坯料生产薄带产品。这又是连铸技术的新进展，可坯料生产薄带产品。这又是连铸技术的新进展，可以进一步简化生产工序，减少投资和降低能耗。因以进一步简化生产工序，减少投资和降低能耗。因而得到世界冶金工作者的重视。现在薄带连铸坯生而得到世界冶金工作者的重视。现在薄带连铸坯生产方法有单辊法、双辊法、辊带法及履带法等。这产方法有单辊法、双辊法、辊带法及履带法等。这些都属于移动结晶器的连铸机。些都属于移动结晶器的连铸机。2910.4.2 单辊薄带连铸机单辊薄带连铸机 n薄带连铸机的结构如下图所示。将钢液浇注到高速旋薄带连铸机的结构如下图所示。将钢液浇注到高速旋转水冷辊面上，使其凝固成薄带。单辊法有两种形式：转水冷辊面上，使其凝固成薄带。单辊法有两种形式：钢液平面流浇注，用此法已生产钢液平面流浇注，用此法已生产2mm300mm不锈钢不锈钢薄带坯、薄带坯、1.5mm75mm的低碳钢薄带坯；还有转动轮的低碳钢薄带坯；还有转动轮从熔池拖带钢液成型法。调整轮子的转速和冷却强度从熔池拖带钢液成型法。调整轮子的转速和冷却强度可生产可生产0.251.4mm厚，厚，600mm宽的薄带坯。单辊薄带宽的薄带坯。单辊薄带连铸机钢液注入，辊带的控制技术较为复杂，虽然铸连铸机钢液注入，辊带的控制技术较为复杂，虽然铸态组织得到改善，但表面质量不够稳定。态组织得到改善，但表面质量不够稳定。3010.4.2 双辊薄带连铸机双辊薄带连铸机 n结晶器是由两个相向转动的水冷辊和两个辊端侧结晶器是由两个相向转动的水冷辊和两个辊端侧面挡板组成的。两辊间的空隙与挡板所形成的空间面挡板组成的。两辊间的空隙与挡板所形成的空间为结晶器的内腔。两辊间的空隙尺寸为可浇铸坯的为结晶器的内腔。两辊间的空隙尺寸为可浇铸坯的厚度，侧挡板间的辊身长度为铸坯的宽度。旋转辊厚度，侧挡板间的辊身长度为铸坯的宽度。旋转辊辊径在辊径在400450mm，也有的为也有的为1500mm。辊内通辊内通高压软化水冷却；侧面挡板是用耐火材料或高温陶高压软化水冷却；侧面挡板是用耐火材料或高温陶瓷制成，用弹簧将其压紧，与辊侧端面紧密接触。瓷制成，用弹簧将其压紧，与辊侧端面紧密接触。31双辊式薄带连铸机结构示意图双辊式薄带连铸机结构示意图a：1-中间包；中间包；2-水口；水口；3-液位自动控制；液位自动控制；4-辊式结晶辊式结晶器中心线器中心线b：1-盛钢桶；盛钢桶；2-水冷钢辊；水冷钢辊；3-薄带坯；薄带坯；4-支撑板支撑板 3210.4.3 异形坯连铸技术异形坯连铸技术 n直接浇铸出所需钢材断面形状或接近成品钢材直接浇铸出所需钢材断面形状或接近成品钢材形状的连铸坯，均称为异形连铸技术。形状的连铸坯，均称为异形连铸技术。如如H型钢型钢(工字钢工字钢)、正六边形、正八边形、中、正六边形、正八边形、中空圆坯等断面的连铸坯。对这些异形断面的连铸空圆坯等断面的连铸坯。对这些异形断面的连铸技术几乎都做过大量的研究开发和试验工作，其技术几乎都做过大量的研究开发和试验工作，其中钢的凝固收缩系数大，是异形断面浇铸的难点，中钢的凝固收缩系数大，是异形断面浇铸的难点，因而至今只有个别的异形断面连铸技术因而至今只有个别的异形断面连铸技术(如如H型钢型钢)应用于工业生产。应用于工业生产。3310.4.3 H型钢连铸技术型钢连铸技术 n早在早在1964年英国钢铁研究协会在立式连铸机上试验年英国钢铁研究协会在立式连铸机上试验浇铸浇铸H型钢铸坯获得成功，并送往加拿大阿尔戈马钢型钢铸坯获得成功，并送往加拿大阿尔戈马钢厂和其他厂轧成工字钢材，压缩比为厂和其他厂轧成工字钢材，压缩比为6:1，钢材性能，钢材性能合格。合格。n后来于后来于1968年在加拿大，年在加拿大，1973年、年、1979年、年、1981年年在日本相继新建和改造成在日本相继新建和改造成H型钢双流和型钢双流和4流兼用连铸流兼用连铸机，并投入生产。兼用连铸机既能浇铸大方坯，也能机，并投入生产。兼用连铸机既能浇铸大方坯，也能浇铸浇铸H型钢坯。我国马钢已引进建设了型钢坯。我国马钢已引进建设了H型连铸机和型连铸机和轧钢机，于轧钢机，于1998年投入生产。年投入生产。34 H型铸坯各部名称与结晶器型铸坯各部名称与结晶器 3510.4.4 水平连铸机水平连铸机 n水平连铸是国际上水平连铸是国际上70年代后期发展起来的新技术年代后期发展起来的新技术，它与常规的立式和弧形连铸相比有许多优点它与常规的立式和弧形连铸相比有许多优点：(1)由于设备水平布置、机身低，由于设备水平布置、机身低，可在旧有厂房内安装可在旧有厂房内安装，基建投资低，基建投资低，特别适合于小钢铁厂的技术改造特别适合于小钢铁厂的技术改造。(2)铸坯质量高。由于中间包与结晶器是直接相连，防铸坯质量高。由于中间包与结晶器是直接相连，防止了二次氧化，且钢水中夹杂物易在中间包内上浮，止了二次氧化，且钢水中夹杂物易在中间包内上浮，提高了钢清洁度。提高了钢清洁度。(3)能直接浇铸成小型铸坯能直接浇铸成小型铸坯(如如70mm方坯方坯)，甚至几毫，甚至几毫米的线坯，因此能用最小的轧制比取得终了产品，大米的线坯，因此能用最小的轧制比取得终了产品，大大地缩短了冶金生产流程。大地缩短了冶金生产流程。36为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能10.4.4 水平连铸机水平连铸机(4)安全可靠性好，由于设备水平布置，一旦拉漏对后安全可靠性好，由于设备水平布置，一旦拉漏对后续设备烧损少，而且水平连铸中安有专门的拉漏监控续设备烧损少，而且水平连铸中安有专门的拉漏监控装置可以对拉漏进行监控。装置可以对拉漏进行监控。n目前，水平连铸适合于中小型钢厂与电炉相匹配生目前，水平连铸适合于中小型钢厂与电炉相匹配生产小型断面铸坯。产小型断面铸坯。n由于水平连铸的结晶器成水平布置由于水平连铸的结晶器成水平布置，钢水在结晶器钢水在结晶器内的静压力低避免了铸坯鼓肚内的静压力低避免了铸坯鼓肚，水平连铸的中间包和水平连铸的中间包和结晶器之间是密封连接的有效地防止了钢流二次氧化结晶器之间是密封连接的有效地防止了钢流二次氧化；铸坯清洁度高其夹杂含量一般仅为弧形坯的铸坯清洁度高其夹杂含量一般仅为弧形坯的1/81/16，故铸坯质量好故铸坯质量好，利于浇含易氧化元素的合金钢等钢种利于浇含易氧化元素的合金钢等钢种和小断面优质钢坯铸坯和小断面优质钢坯铸坯；水平连铸不需矫直水平连铸不需矫直，所以可所以可浇注弧形连铸机不能浇注的裂纹敏感的特殊钢种浇注弧形连铸机不能浇注的裂纹敏感的特殊钢种。37为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能n水平连铸机几乎可以连铸所有的特殊钢高合金钢和水平连铸机几乎可以连铸所有的特殊钢高合金钢和非铁基合金非铁基合金。目前发展水平连铸机的三大关键技术目前发展水平连铸机的三大关键技术：即分离环、即分离环、结晶器和拉坯机构已得到解决，影响水平结晶器和拉坯机构已得到解决，影响水平连铸坯质量的缺陷和夹杂物聚集在上表面附近的问题，连铸坯质量的缺陷和夹杂物聚集在上表面附近的问题，中心疏松、中心偏析等这些缺陷与立式、弧形连铸机中心疏松、中心偏析等这些缺陷与立式、弧形连铸机相比并不严重相比并不严重。(1)中间包与结晶器密封联接中间包与结晶器密封联接分离环，此联接部位分离环，此联接部位既要既要“密封密封”，实现，实现“密封浇铸密封浇铸”，又要作为凝固的起点，又要作为凝固的起点“人工液面人工液面”。(2)拉坯方式及其驱动。由于中间包与结晶器联成一体，拉坯方式及其驱动。由于中间包与结晶器联成一体，一般采用铸坯振荡方式，即铸坯作拉一般采用铸坯振荡方式，即铸坯作拉-停停-推推-停或拉停或拉-推推-拉拉-推的动作，使铸坯向前运动。推的动作，使铸坯向前运动。(3)结晶器的结构与正确设计。结晶器的结构与正确设计。10.4.4 水平连铸机水平连铸机 38为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能n现有的技术措施现有的技术措施(中间包加热控制钢水温度、结晶器中间包加热控制钢水温度、结晶器及二冷段电磁搅拌、结晶器及二冷段的控制冷却技术及二冷段电磁搅拌、结晶器及二冷段的控制冷却技术等等)已能减轻这些缺陷对水平铸坯的危害。为此水平连已能减轻这些缺陷对水平铸坯的危害。为此水平连铸机很早就受到了国内有关方面的重视。国内已有许铸机很早就受到了国内有关方面的重视。国内已有许多钢厂用水平连铸机生产圆管坯、方坯、矩形坯等。多钢厂用水平连铸机生产圆管坯、方坯、矩形坯等。水平连铸机继立式立弯式和弧形连铸机之后即将成为水平连铸机继立式立弯式和弧形连铸机之后即将成为第四代连铸机而广泛发展起来，因此有资料称它是连第四代连铸机而广泛发展起来，因此有资料称它是连铸机的未来铸机的未来。10.4.4 水平连铸机水平连铸机 39为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能水平连铸机示意图水平连铸机示意图1-盛钢桶；盛钢桶；2-中间包；中间包；3-结晶器；结晶器；4-二冷区；二冷区；5-M-电电磁搅拌器；磁搅拌器；6-S-电磁搅拌器；电磁搅拌器；7-F-电磁搅拌器；电磁搅拌器；8-拉拉矫机；矫机；9-测量辊测量辊10.4.4 水平连铸机水平连铸机 40n流程：流程：钢液从盛钢桶注入中间包，中间包通过底钢液从盛钢桶注入中间包，中间包通过底部侧面连接管和分离环与结晶器入口的端部相连接，部侧面连接管和分离环与结晶器入口的端部相连接，钢液从分离环进入水冷结晶器，在结晶器内壁和分钢液从分离环进入水冷结晶器，在结晶器内壁和分离环四周冷凝成型，带液芯的铸坯拉出结晶器后，离环四周冷凝成型，带液芯的铸坯拉出结晶器后，经二次冷却完全凝固，切割成定尺，做为轧材的坯经二次冷却完全凝固，切割成定尺，做为轧材的坯料。料。10.4.4 水平连铸机水平连铸机 4110.4.4 水平水平连铸连铸机的特点机的特点(1)基建投资费用低，约为弧形连铸机的基建投资费用低，约为弧形连铸机的l/3。(2)钢质比较纯净，钢中含氧量较低。钢质比较纯净，钢中含氧量较低。(3)水平连铸坯无需弯曲矫直，产生内裂的可能性水平连铸坯无需弯曲矫直，产生内裂的可能性很小；铸坯无鼓肚、疏松等缺陷的发生。水平连铸机很小；铸坯无鼓肚、疏松等缺陷的发生。水平连铸机结晶器导热集中于前端，铸坯出结晶器后不用喷水冷结晶器导热集中于前端，铸坯出结晶器后不用喷水冷却，铸坯冷却均匀，表面质量好，适于合金钢浇铸。却，铸坯冷却均匀，表面质量好，适于合金钢浇铸。(4)能够浇注小断面铸坯。如能够浇注小断面铸坯。如820mm的圆坯，因的圆坯，因而能取得近终形产品的效果，从而可大大地缩短生产而能取得近终形产品的效果，从而可大大地缩短生产周期。周期。4210.4.4 水平水平连铸连铸机机结结晶器晶器 n水平连铸机的结晶器是不能振动的固定式结晶器；水平连铸机的结晶器是不能振动的固定式结晶器；中间包与结晶器密封连接。结晶器内钢水静压力中间包与结晶器密封连接。结晶器内钢水静压力比弧形连铸机高比弧形连铸机高56倍，因此成型的凝固坯壳紧贴倍，因此成型的凝固坯壳紧贴结晶器内壁，传热效果好，但铸坯与结晶器壁间结晶器内壁，传热效果好，但铸坯与结晶器壁间的摩擦阻力较大。的摩擦阻力较大。43为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能10.4.5 连铸检测连铸检测和控制技和控制技术术n连铸的特点之一是易于实现自动化。实行自动化连铸的特点之一是易于实现自动化。实行自动化的目的在于改善操作人员的工作环境，减轻劳动强的目的在于改善操作人员的工作环境，减轻劳动强度，减少人为因素对生产过程的干扰，保证连铸生度，减少人为因素对生产过程的干扰，保证连铸生产和铸坯质量的稳定，优化生产过程和生产计划，产和铸坯质量的稳定，优化生产过程和生产计划，从而降低成本。自上世纪从而降低成本。