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1、连铸的概述连铸的概述本讲稿第一页，共四十六页有趣的例子有趣的例子n线性方程：线性方程：X+1=0 X=-1n非线性方程：非线性方程：本讲稿第二页，共四十六页n各学科之间联系及相互作用？各学科之间联系及相互作用？n大学生为什么要好好学习？大学生为什么要好好学习？n古语中古语中“莫因善小而不为，莫因莫因善小而不为，莫因恶小而为之恶小而为之”？n现实生活中怎样才能成才？现实生活中怎样才能成才？n数学中小参数的作用？数学中小参数的作用？本讲稿第三页，共四十六页目前的研究方法目前的研究方法n以凝固为例，目前主要研究方法以凝固为例，目前主要研究方法 （1）实验方法实验方法 合金成分的优化、组织性能的测试、

2、组织合金成分的优化、组织性能的测试、组织 形态的形成机制形态的形成机制 （2）数值模拟的方法）数值模拟的方法 计算材料科学、利用相场法模拟组织与形计算材料科学、利用相场法模拟组织与形 态等态等 （3）数学物理的方法）数学物理的方法 利用数学物理方法建立物理模型，解微分方程，利用数学物理方法建立物理模型，解微分方程，得到其精确解得到其精确解本讲稿第四页，共四十六页目录目录概述概述连铸的发展史连铸的发展史连铸机的类型连铸机的类型连铸机设备组成连铸机设备组成连续铸钢工艺连续铸钢工艺连铸坯的缺陷连铸坯的缺陷连续铸钢的优越性连续铸钢的优越性连铸机的台数、机数、流数连铸机的台数、机数、流数本讲稿第五页，共

3、四十六页 2012年，中国大陆粗钢产量为年，中国大陆粗钢产量为71654.2万吨，同比增长万吨，同比增长3.1%，占世界总产量，占世界总产量的比重达的比重达46.3%本讲稿第六页，共四十六页 连铸生产工艺流程图连连连连 铸铸铸铸 即即即即 为为为为 连连连连 续续续续 铸铸铸铸 钢钢钢钢（英英英英 文文文文，Continuous Continuous Continuous Continuous Steel Steel Steel Steel CastingCastingCastingCasting）的的的的简简简简称称称称。在在在在钢钢钢钢铁铁铁铁厂厂厂厂生生生生产产产产各各各各类类类类钢钢钢

4、钢铁铁铁铁产产产产品品品品过过过过程程程程中中中中，使使使使用用用用钢钢钢钢水水水水凝凝凝凝固固固固成成成成型型型型有有有有两两两两种种种种方方方方法法法法：传传传传统统统统的的的的模模模模铸铸铸铸法法法法和和和和连连连连续续续续铸铸铸铸钢钢钢钢法法法法。而而而而在在在在二二二二十十十十世世世世纪纪纪纪五五五五十十十十年年年年代代代代在在在在欧欧欧欧美美美美国国国国家家家家出出出出现现现现的的的的连连连连铸铸铸铸技技技技术术术术是是是是一一一一项项项项把把把把钢钢钢钢水水水水直直直直接接接接浇浇浇浇注注注注成成成成形形形形的的的的先先先先进进进进技技技技术术术术。与与与与传传传传统统统统方方方

5、方法法法法相相相相比比比比，连连连连铸铸铸铸技技技技术术术术具具具具有有有有大大大大幅幅幅幅提提提提高高高高金金金金属属属属收收收收得得得得率率率率和和和和铸铸铸铸坯坯坯坯质质质质量量量量，节节节节约能源等显著优势。约能源等显著优势。约能源等显著优势。约能源等显著优势。连连连连铸铸铸铸生生生生产产产产工工工工艺艺艺艺流流流流程程程程图图图图如如如如左左左左图图图图1 1 1 1所示。所示。所示。所示。概述概述本讲稿第七页，共四十六页 1 1、19 19世纪的尝试世纪的尝试 美美国国亚亚瑟瑟(1886(1886年年)和和德德国国人人戴戴伦伦(1877(1877年年)最最早早提提出出类类似似现现代

6、代连连铸铸设设备备的的建建议议，包包括括有有水水冷冷的的、上上下下敞敞口口的的结结晶晶器器，二二次次冷冷却却段段，引引锭锭杆杆，夹夹辊辊和和铸铸坯坯切切割割装装置置等等设设备，主要用于有色金属，尤其是铜和铝的连铸备，主要用于有色金属，尤其是铜和铝的连铸(1920(192019351935年间年间)。19131913年年，瑞瑞典典人人皮皮尔尔逊逊提提出出结结晶晶器器以以可可变变的的频频率率和和振振幅幅做做往往复复振振动动的的想想法法。19331933年年德德国国人人容容汉汉斯斯(现现代代连连铸铸技技术术的的奠奠基基人人)真真正正将将这这一一想想法法付付诸诸实实施施。容容汉汉斯斯的的结结晶晶器器振

7、振动动方方式式是是结结晶晶器器下下振振时时与与拉拉坯坯速速度度同同步步,铸铸坯坯与与结结晶晶器器间间无无相相对对运运动动。振动式结晶器是钢得以顺利连铸的开创性的技术关键。振动式结晶器是钢得以顺利连铸的开创性的技术关键。连铸的发展史连铸的发展史 振振动动结结晶晶器器的的构构想想和和付付诸诸实实施施，不不仅仅使使浇浇铸铸速速度度提提高高到到一一个个较较高高的的水水平平，而而且且是连铸技术成为通向钢铁领域发展的基石。是连铸技术成为通向钢铁领域发展的基石。本讲稿第八页，共四十六页2、20世纪40年代的试验开发 在在4040年年代代钢钢的的连连铸铸试试验验开开发发主主要要集集中中在在美美国国和和欧欧洲洲

8、。英英国国人人哈哈里里德德(Halliday)(Halliday)提提出出的的“负负滑滑脱脱”(结结晶晶器器下下振振速速度度大大于于拉拉坯坯速速度度,铸铸坯坯与与结结晶晶器器间间有有相相对对运运动动)概概念念,这这有有改改善善润润滑滑、减减轻轻粘粘结结的的优优点点,更更易易于于实实现现高高速速浇浇铸铸，可可真真正正有有效效防防止止坯坯壳壳与与结结晶晶器器粘粘结。结。连铸的发展史连铸的发展史3、50年代的工业化生产 初期的连铸设备大部分装在特殊钢生产厂，机型主要是立式。初期的连铸设备大部分装在特殊钢生产厂，机型主要是立式。19511951年年世世界界上上第第一一台台工工业业生生产产性性连连铸铸机

9、机在在原原苏苏联联红红十十月月钢钢厂厂投投产产，为为立立式式半半连连续续式式装装置置。19521952年年第第一一台台双双流流立立弯弯式式连连铸铸机机在在英英国国巴巴路路钢钢厂厂建建的的，用用于于浇浇注注碳碳素素钢钢和和低低合合金金钢钢。19541954年年在在加加拿拿大大阿阿特特拉拉斯斯钢钢厂厂(Atlas)(Atlas)建建成成方方坯坯/板板坯坯兼兼用用型型连连铸铸机机，用用于于生生产产不不锈锈钢钢。19601960年年1212月日本住友和罗西为新日铁钢厂提供的世界上第一台不锈钢宽板坯连铸机投产。月日本住友和罗西为新日铁钢厂提供的世界上第一台不锈钢宽板坯连铸机投产。本讲稿第九页，共四十六页

10、4、60年代弧形铸机的出现 19641964年年4 4月月世世界界上上第第一一台台弧弧形形连连铸铸机机在在奥奥地地利利白白鹭鹭厂厂诞诞生生。同同年年6 6月月中中国国自自行行设设计计制制造造的的第第一一台台方方坯坯/板板坯坯兼兼用用弧弧形形铸铸机机在在重重钢钢三三厂厂投投产产。采采用用弧弧形形连连铸铸机机后后，连连铸铸技技术术的的应应用用才才真真正正实实现现了了一一次次突突破破，不不仅仅提提高高了了生生产产率率，降降低低了了设设备投资，而且更有利于安装在原有的钢厂内。备投资，而且更有利于安装在原有的钢厂内。连铸的发展史连铸的发展史5、80年代连铸技术日趋成熟 钢钢包包冶冶金金的的完完善善化化对

11、对连连铸铸的的操操作作(钢钢包包精精炼炼、钢钢液液钙钙处处理理)产产生生有有利利作作用用。出出现现电电磁磁搅搅拌拌、结结晶晶器器自自动动调调宽宽、结结晶晶器器液液面面自自动动控控制制、结结晶晶器器自自动动加加保保护护渣渣、漏漏钢钢预预报报、中中间间包包冶冶金金等等一一系系列列技技术术；连连铸铸坯坯的的热热送送热热装装及及相相伴伴的的无无缺缺陷陷铸铸坯坯生生产产技术等。技术等。本讲稿第十页，共四十六页6、90年代以后连铸技术又面临一场新的革命 目目前前的的发发展展方方向向大大致致包包括括近近终终形形连连铸铸(尤尤其其是是薄薄板板坯坯，薄薄带带铸铸轧轧)、高高速速浇浇铸铸、高高清清洁洁性性产产品品

12、的的连连铸铸、低低过过热热度度浇浇铸铸、半半凝凝固固加加工工技技术术和和过过程程与与质质量量系系统统控控制制技技术术等。等。连铸的发展史连铸的发展史本讲稿第十一页，共四十六页连铸的发展史连铸的发展史7、总述二十世纪二十世纪二十世纪二十世纪五十年代五十年代五十年代五十年代始始始始 连铸这一项生产工艺开始在欧美国家的钢铁厂中，这种把液态钢水经连铸机直接铸造成成型钢连铸这一项生产工艺开始在欧美国家的钢铁厂中，这种把液态钢水经连铸机直接铸造成成型钢连铸这一项生产工艺开始在欧美国家的钢铁厂中，这种把液态钢水经连铸机直接铸造成成型钢连铸这一项生产工艺开始在欧美国家的钢铁厂中，这种把液态钢水经连铸机直接铸造

13、成成型钢铁制品的工艺相比于传统的先铸造再轧制的工艺大大缩短了生产时间，提高了工作效率。铁制品的工艺相比于传统的先铸造再轧制的工艺大大缩短了生产时间，提高了工作效率。铁制品的工艺相比于传统的先铸造再轧制的工艺大大缩短了生产时间，提高了工作效率。铁制品的工艺相比于传统的先铸造再轧制的工艺大大缩短了生产时间，提高了工作效率。世界各主要产钢国已经实现了世界各主要产钢国已经实现了世界各主要产钢国已经实现了世界各主要产钢国已经实现了90%90%90%90%以上的连铸比。中国则在改革开放后才以上的连铸比。中国则在改革开放后才以上的连铸比。中国则在改革开放后才以上的连铸比。中国则在改革开放后才真正开始了对国外

14、连铸技术的消化和移植；到九十年代初中国的连铸比仅真正开始了对国外连铸技术的消化和移植；到九十年代初中国的连铸比仅真正开始了对国外连铸技术的消化和移植；到九十年代初中国的连铸比仅真正开始了对国外连铸技术的消化和移植；到九十年代初中国的连铸比仅为为为为30%30%30%30%。连铸技术作为主导技术逐步完善，并在世界各地主要产钢国得到大幅应连铸技术作为主导技术逐步完善，并在世界各地主要产钢国得到大幅应连铸技术作为主导技术逐步完善，并在世界各地主要产钢国得到大幅应连铸技术作为主导技术逐步完善，并在世界各地主要产钢国得到大幅应用。用。用。用。八十年八十年八十年八十年代代代代 九十年代九十年代九十年代九十

15、年代初初初初本讲稿第十二页，共四十六页连铸机的类型连铸机的类型 完完成成连连续续铸铸钢钢过过程程所所需需的的设设备备叫叫连连铸铸成成套套设设备备。浇浇钢钢设设备备、连连铸铸机机本本体体设设备备、切切割割区区域域设设备备、引引锭锭杆杆收收集集及及输输送送设设备备的的机机电电液液一一体体化化构构成成了了连连续续铸铸钢钢核核心心部位设备，习惯上称为部位设备，习惯上称为连铸机连铸机。1、概念本讲稿第十三页，共四十六页连铸机的类型连铸机的类型2、连铸机的机型及其特点 连连铸铸机机是是从从直直立立式式装装置置开开始始的的。为为了了降降低低装装置置的的高高度度，扩扩大大铸铸坯坯品品种种和和提提高质量等目的，

16、连铸机发展出了多种结构形式。高质量等目的，连铸机发展出了多种结构形式。立式连铸机、立弯式连铸机、弧形连铸机、椭立式连铸机、立弯式连铸机、弧形连铸机、椭立式连铸机、立弯式连铸机、弧形连铸机、椭立式连铸机、立弯式连铸机、弧形连铸机、椭圆形连铸机、水平式连铸机等。圆形连铸机、水平式连铸机等。圆形连铸机、水平式连铸机等。圆形连铸机、水平式连铸机等。固定式结晶器固定式结晶器固定式结晶器固定式结晶器的连铸机的连铸机的连铸机的连铸机结晶器与铸坯同步移动，铸坯与结晶器壁间无相对运结晶器与铸坯同步移动，铸坯与结晶器壁间无相对运结晶器与铸坯同步移动，铸坯与结晶器壁间无相对运结晶器与铸坯同步移动，铸坯与结晶器壁间无

17、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动，适合于生产接近成品钢材尺寸的小断面或薄断面动，适合于生产接近成品钢材尺寸的小断面或薄断面动，适合于生产接近成品钢材尺寸的小断面或薄断面的铸坯的铸坯的铸坯的铸坯,如双辊式连铸机、双带式连铸机、单辊式连如双辊式连铸机、双带式连铸机、单辊式连如双辊式连铸机、双带式连铸机、单辊式连如双辊式连铸机、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。铸机、单带式连铸机，轮带式连铸机等。铸机、单带式连铸机，轮带式连铸机等。铸机、单带式连铸机，轮带式连铸机等。同步运动式同步运动式同步运动式同步运动式结晶器连铸机结晶器连铸机结晶器连铸机结晶器连铸机

18、文本（1 1 1 1）按结晶器）按结晶器）按结晶器）按结晶器是否移动可以是否移动可以是否移动可以是否移动可以分为两类分为两类分为两类分为两类本讲稿第十四页，共四十六页连铸机的类型连铸机的类型方坯连铸机、圆坯连铸机、板坯连铸机、方坯连铸机、圆坯连铸机、板坯连铸机、方坯连铸机、圆坯连铸机、板坯连铸机、方坯连铸机、圆坯连铸机、板坯连铸机、异型连铸机、方异型连铸机、方异型连铸机、方异型连铸机、方/板坯兼用型连铸机等。板坯兼用型连铸机等。板坯兼用型连铸机等。板坯兼用型连铸机等。（2 2 2 2）按铸坯断面按铸坯断面按铸坯断面按铸坯断面形状分类形状分类形状分类形状分类高头型、低头型和超低头型连铸机等。高头

19、型、低头型和超低头型连铸机等。高头型、低头型和超低头型连铸机等。高头型、低头型和超低头型连铸机等。（3 3 3 3）按钢水的静压头按钢水的静压头按钢水的静压头按钢水的静压头分类分类分类分类本讲稿第十五页，共四十六页连铸机的类型连铸机的类型连铸机机型示意图连铸机机型示意图连铸机机型示意图连铸机机型示意图1111立式连铸机；立式连铸机；立式连铸机；立式连铸机；2222立弯式连铸机；立弯式连铸机；立弯式连铸机；立弯式连铸机；3333直结晶器多点弯曲连铸机直结晶器多点弯曲连铸机直结晶器多点弯曲连铸机直结晶器多点弯曲连铸机 4444直结晶器弧形连铸机；直结晶器弧形连铸机；直结晶器弧形连铸机；直结晶器弧形

20、连铸机；5555弧形连铸机；弧形连铸机；弧形连铸机；弧形连铸机；6666多半径弧形多半径弧形多半径弧形多半径弧形(椭圆形椭圆形椭圆形椭圆形)连铸机；连铸机；连铸机；连铸机；7777水平式连铸机水平式连铸机水平式连铸机水平式连铸机 本讲稿第十六页，共四十六页连铸机的类型连铸机的类型同步运动结晶器连铸机机型同步运动结晶器连铸机机型同步运动结晶器连铸机机型同步运动结晶器连铸机机型aaaa双辊式连铸机；双辊式连铸机；双辊式连铸机；双辊式连铸机；bbbb单辊式连铸机单辊式连铸机单辊式连铸机单辊式连铸机 cccc双带式连铸机；双带式连铸机；双带式连铸机；双带式连铸机；dddd单带式连铸机；单带式连铸机；单

21、带式连铸机；单带式连铸机；eeee轮带式连铸机轮带式连铸机轮带式连铸机轮带式连铸机c c本讲稿第十七页，共四十六页连铸机的类型连铸机的类型立式连铸机立式连铸机全全部部设设备备直直至至切切割割器器，都都是是垂垂直直布布置置，切切割割后后钢钢坯坯放放平平运运走走,是是 2020世世 纪纪 50605060年代的主要机型。年代的主要机型。1盛钢桶盛钢桶2中间包中间包3导辊导辊4结晶器结晶器5拉辊拉辊6切割装置切割装置7移坯装置移坯装置本讲稿第十八页，共四十六页连铸机的类型连铸机的类型特点：特点：立立式式连连铸铸机机从从中中间间包包到到切切割割装装置置等等主主要要设设备备均均布布置置在在垂垂直直中中心

22、心线线上上，整整个个机机身身矗矗立立在在车间地平面以上。车间地平面以上。钢液中非金属夹杂物钢液中非金属夹杂物钢液中非金属夹杂物钢液中非金属夹杂物易于上浮易于上浮易于上浮易于上浮铸坯四面冷却均匀铸坯四面冷却均匀铸坯四面冷却均匀铸坯四面冷却均匀铸坯在运行过程中不铸坯在运行过程中不铸坯在运行过程中不铸坯在运行过程中不受弯曲矫直应力作用受弯曲矫直应力作用受弯曲矫直应力作用受弯曲矫直应力作用,产生裂纹的可能性较产生裂纹的可能性较产生裂纹的可能性较产生裂纹的可能性较小小小小铸坯质量好铸坯质量好铸坯质量好铸坯质量好浇注钢液在垂直浇注钢液在垂直浇注钢液在垂直浇注钢液在垂直结晶器和二次冷结晶器和二次冷结晶器和二

23、次冷结晶器和二次冷却段冷却凝固却段冷却凝固却段冷却凝固却段冷却凝固缺缺缺缺点点点点：连连连连铸铸铸铸机机机机高高高高度度度度高高高高,钢钢钢钢水静压力大。水静压力大。水静压力大。水静压力大。适用范围：适用范围：适于优质钢、合金钢和对裂纹敏感钢种的浇铸。适于优质钢、合金钢和对裂纹敏感钢种的浇铸。本讲稿第十九页，共四十六页连铸机的类型连铸机的类型立弯式连铸机立弯式连铸机立立立立弯弯弯弯式式式式连连连连铸铸铸铸机机机机是是是是连连连连铸铸铸铸技技技技术术术术发发发发展展展展过过过过程程程程的的的的过过过过渡渡渡渡机机机机型型型型。结结结结晶晶晶晶器器器器是是是是直直直直立立立立的的的的，在在在在铸铸

24、铸铸坯坯坯坯离离离离开开开开结结结结晶晶晶晶器器器器后后后后尚尚尚尚未未未未全全全全凝凝凝凝固固固固前前前前,以以以以机机机机械械械械力力力力顶顶顶顶弯弯弯弯铸铸铸铸坯坯坯坯,水平切割后运出。水平切割后运出。水平切割后运出。水平切割后运出。特特特特点点点点：立立立立弯弯弯弯式式式式连连连连铸铸铸铸机机机机是是是是在在在在立立立立式式式式连连连连铸铸铸铸机机机机基基基基础础础础上上上上发发发发展展展展起起起起来来来来的的的的,其其其其上上上上部部部部与与与与立立立立式式式式连连连连铸铸铸铸机机机机完完完完全全全全相相相相同同同同,不不不不同同同同的的的的是是是是待待待待铸铸铸铸坯坯坯坯全全全全部

25、部部部凝凝凝凝固固固固后后后后,用用用用顶顶顶顶弯弯弯弯装装装装置置置置将铸坯顶弯将铸坯顶弯将铸坯顶弯将铸坯顶弯90909090,在水平方向切割出坯。在水平方向切割出坯。在水平方向切割出坯。在水平方向切割出坯。适适适适用用用用范范范范围围围围：只只只只适适适适用用用用于于于于小小小小断断断断面面面面铸铸铸铸坯坯坯坯的的的的浇浇浇浇铸。铸。铸。铸。本讲稿第二十页，共四十六页连铸机的类型连铸机的类型 通通过过结结晶晶器器使使铸铸坯坯表表层层凝凝固固成成形形，随随即即沿沿弧弧形形曲曲线线的的二二冷冷段段向向前前移移动动，铸铸坯坯凝凝固固至至一一定定程程度度后后，再再矫矫直直成成水水平平状状，切切割割

26、后后运运出出。这这类类连连铸铸机机的的二二冷冷段段有有全全弧弧形形、椭椭圆圆形形(多多点点椭椭圆圆轨轨迹迹)或或带带二二冷冷上上部部直直线线段段。矫矫直直段段有有铸铸坯坯全全凝凝固固矫矫直直方方式式或或带带液液相相坯坯矫直方式。矫直方式。弧形连铸机弧形连铸机为为了了满满足足高高质质量量产产品品的的要要求求，在在结结晶晶器器或或二二冷冷上上段段外外围围装装设设低低频频电电磁磁搅搅拌拌装装置置,以以改改善善铸铸坯坯结结晶晶组组织织（下下图图所所示示）。是是世世界界各各国国应应用用最最多多的的一种机型一种机型。本讲稿第二十一页，共四十六页连铸机的类型连铸机的类型 弧形连铸机弧形连铸机弧形连铸机弧形连

27、铸机特点：特点：特点：特点：结构特点结构特点铸坯在铸坯在铸坯在铸坯在1/41/41/41/4圆周弧线内完全圆周弧线内完全圆周弧线内完全圆周弧线内完全凝固，经水平切线处被凝固，经水平切线处被凝固，经水平切线处被凝固，经水平切线处被一点一点一点一点或多点矫直或多点矫直或多点矫直或多点矫直，而后切成，而后切成，而后切成，而后切成定尺，从水平方向出坯。定尺，从水平方向出坯。定尺，从水平方向出坯。定尺，从水平方向出坯。弧形连铸机的结晶器、弧形连铸机的结晶器、弧形连铸机的结晶器、弧形连铸机的结晶器、二次冷却段夹辊、拉坯二次冷却段夹辊、拉坯二次冷却段夹辊、拉坯二次冷却段夹辊、拉坯矫直机等设备均布置在矫直机等

28、设备均布置在矫直机等设备均布置在矫直机等设备均布置在同一半径的同一半径的同一半径的同一半径的1/41/41/41/4圆周弧圆周弧圆周弧圆周弧线上线上线上线上。弧形连铸机的高度仅弧形连铸机的高度仅弧形连铸机的高度仅弧形连铸机的高度仅为立弯式连铸机的为立弯式连铸机的为立弯式连铸机的为立弯式连铸机的1/31/31/31/3基建投资减少，钢基建投资减少，钢基建投资减少，钢基建投资减少，钢水静压力小。水静压力小。水静压力小。水静压力小。本讲稿第二十二页，共四十六页连铸机的类型连铸机的类型（2 2）弧形连铸机缺点）弧形连铸机缺点）弧形连铸机缺点）弧形连铸机缺点该机型该机型该机型该机型易产生矫直裂纹易产生矫

29、直裂纹易产生矫直裂纹易产生矫直裂纹铸坯铸坯铸坯铸坯内弧侧有夹杂物聚集内弧侧有夹杂物聚集内弧侧有夹杂物聚集内弧侧有夹杂物聚集，夹，夹，夹，夹杂物分布不均。杂物分布不均。杂物分布不均。杂物分布不均。本讲稿第二十三页，共四十六页连铸机的类型连铸机的类型aa一点矫直全弧形连铸机一点矫直全弧形连铸机弧形连铸机机型示意图弧形连铸机机型示意图bb多点矫直的弧形连铸机多点矫直的弧形连铸机本讲稿第二十四页，共四十六页连铸机的类型连铸机的类型多点弯曲、多点矫直连铸机机型示意图多点弯曲、多点矫直连铸机机型示意图改改改改善善善善弧弧弧弧形形形形铸铸铸铸机机机机铸铸铸铸坯坯坯坯质质质质量量量量的的的的措措措措施施施施：

30、采采采采用用用用直直直直结结结结晶晶晶晶器器器器，在在在在结结结结晶晶晶晶器器器器下下下下口口口口设设设设2-3m2-3m2-3m2-3m垂垂垂垂直直直直段段段段，带带带带液液液液芯芯芯芯的的的的铸铸铸铸坯坯坯坯经经经经多多多多点点点点弯弯弯弯曲曲曲曲或或或或逐逐逐逐渐渐渐渐弯弯弯弯曲曲曲曲进进进进入入入入弧弧弧弧形形形形段段段段，然然然然后后后后再再再再多多多多点点点点矫矫矫矫直直直直进进进进入入入入水水水水平平平平段段段段。垂垂垂垂直直直直段段段段可可可可使使使使液液液液相相相相穴穴穴穴内内内内夹夹夹夹杂杂杂杂物物物物充充充充分分分分上上上上浮浮浮浮，从从从从而而而而改改改改善善善善铸铸铸

31、铸坯坯坯坯内内内内部部部部夹夹夹夹杂杂杂杂物物物物分分分分布布布布的的的的不不不不均均均均匀匀匀匀性性性性，减减减减轻轻轻轻偏偏偏偏析析析析；减少裂纹发生率。；减少裂纹发生率。；减少裂纹发生率。；减少裂纹发生率。本讲稿第二十五页，共四十六页连铸机的类型连铸机的类型椭椭圆圆形形连连铸铸机机 椭椭圆圆形形连连铸铸机机可可以以是是低低头头和和超超低低头头连连铸铸机机。低低头头或或超超低低头头连连铸铸机机的的机机型型是是根根据据连连铸铸机机高高度度(H)(H)与与铸铸坯坯厚厚度度(D)(D)之之比比确确定定的的。连连铸铸机机高高度度是是指指从从结结晶晶器器液液面面到到出出坯坯辊辊道道表表面面的的垂垂直

32、直高度。高度。H/D=25-40H/D=25-40时，称为低头连铸机；时，称为低头连铸机；H/D25H/D25时，则称为超低头连铸机。时，则称为超低头连铸机。本讲稿第二十六页，共四十六页连铸机的类型连铸机的类型椭圆形连铸机特椭圆形连铸机特椭圆形连铸机特椭圆形连铸机特点点点点结晶器、二次结晶器、二次结晶器、二次结晶器、二次冷却段夹辊、冷却段夹辊、冷却段夹辊、冷却段夹辊、拉坯矫直机均拉坯矫直机均拉坯矫直机均拉坯矫直机均布置在布置在布置在布置在1/41/41/41/4椭圆椭圆椭圆椭圆圆弧线上。圆弧线上。圆弧线上。圆弧线上。椭圆形圆弧是由椭圆形圆弧是由椭圆形圆弧是由椭圆形圆弧是由多个多个多个多个半径的

33、圆弧线半径的圆弧线半径的圆弧线半径的圆弧线组成组成组成组成的，其特点与全弧形的，其特点与全弧形的，其特点与全弧形的，其特点与全弧形连铸机相同。连铸机相同。连铸机相同。连铸机相同。进一步降低了连进一步降低了连进一步降低了连进一步降低了连铸机和厂房的高铸机和厂房的高铸机和厂房的高铸机和厂房的高度度度度本讲稿第二十七页，共四十六页连铸机的类型连铸机的类型 钢水由中间罐水口直接水平导入水冷结晶器，出结晶器后的铸坯以时拉时停的间断操作方式拉坯前进,以保证铸坯表面质量不产生破裂。水平连铸机水平连铸机水平连铸机示意图水平连铸机示意图水平连铸机示意图水平连铸机示意图本讲稿第二十八页，共四十六页连铸机的类型连铸

34、机的类型结晶器、二次冷却区、拉矫机、切割结晶器、二次冷却区、拉矫机、切割结晶器、二次冷却区、拉矫机、切割结晶器、二次冷却区、拉矫机、切割装置等设备安装在水平位置上。装置等设备安装在水平位置上。装置等设备安装在水平位置上。装置等设备安装在水平位置上。中间包与结晶器是紧密相连的中间包与结晶器是紧密相连的中间包与结晶器是紧密相连的中间包与结晶器是紧密相连的,相连处装有分离环。相连处装有分离环。相连处装有分离环。相连处装有分离环。拉坯时，拉坯时，拉坯时，拉坯时，结晶器不振动结晶器不振动结晶器不振动结晶器不振动，而是通过拉，而是通过拉，而是通过拉，而是通过拉坯机带动铸坯做坯机带动铸坯做坯机带动铸坯做坯机

35、带动铸坯做拉拉拉拉-反推反推反推反推-停停停停不同不同不同不同组合的周期性运动来实现的。组合的周期性运动来实现的。组合的周期性运动来实现的。组合的周期性运动来实现的。水平连铸机的水平连铸机的特点特点本讲稿第二十九页，共四十六页连铸机的类型连铸机的类型水平连铸机的水平连铸机的优点优点高度最低的高度最低的高度最低的高度最低的连铸机连铸机连铸机连铸机设备简单设备简单设备简单设备简单投资省投资省投资省投资省维护方便维护方便维护方便维护方便结晶器内钢结晶器内钢结晶器内钢结晶器内钢液静压力最液静压力最液静压力最液静压力最小，避免了小，避免了小，避免了小，避免了铸坯的鼓肚铸坯的鼓肚铸坯的鼓肚铸坯的鼓肚变形。

36、变形。变形。变形。中间包与结晶器之间中间包与结晶器之间中间包与结晶器之间中间包与结晶器之间是密封连接，有效地是密封连接，有效地是密封连接，有效地是密封连接，有效地防止了钢液流动过程防止了钢液流动过程防止了钢液流动过程防止了钢液流动过程的二次氧化，铸坯的的二次氧化，铸坯的的二次氧化，铸坯的的二次氧化，铸坯的清洁度高，夹杂物含清洁度高，夹杂物含清洁度高，夹杂物含清洁度高，夹杂物含量少，一般仅为弧形量少，一般仅为弧形量少，一般仅为弧形量少，一般仅为弧形连铸机的连铸机的连铸机的连铸机的1/8-1/61/8-1/61/8-1/61/8-1/6。本讲稿第三十页，共四十六页连铸机设备组成连铸机设备组成 连铸

37、机主要由熔化保温炉、结晶器和牵引机等部件组成。以通用的弧形连铸机为连铸机主要由熔化保温炉、结晶器和牵引机等部件组成。以通用的弧形连铸机为连铸机主要由熔化保温炉、结晶器和牵引机等部件组成。以通用的弧形连铸机为连铸机主要由熔化保温炉、结晶器和牵引机等部件组成。以通用的弧形连铸机为例。例。例。例。本讲稿第三十一页，共四十六页连铸机设备组成连铸机设备组成弧形弧形弧形弧形连铸机连铸机组成组成盛钢桶和中间罐盛钢桶和中间罐盛钢桶和中间罐盛钢桶和中间罐结晶器结晶器结晶器结晶器二次冷却装置二次冷却装置二次冷却装置二次冷却装置拉坯矫直机拉坯矫直机拉坯矫直机拉坯矫直机切割装置切割装置切割装置切割装置引锭杆引锭杆引锭

38、杆引锭杆（1 1 1 1）盛钢桶和中间罐）盛钢桶和中间罐）盛钢桶和中间罐）盛钢桶和中间罐 盛盛盛盛钢钢钢钢桶桶桶桶多多多多用用用用旋旋旋旋转转转转台台台台承承承承托托托托，便便便便于于于于调调调调换换换换盛盛盛盛钢钢钢钢桶桶桶桶连连连连续续续续供供供供钢钢钢钢水水水水。钢钢钢钢水水水水浇浇浇浇进进进进结结结结晶晶晶晶器器器器之之之之前前前前先先先先通通通通过过过过中中中中间间间间罐罐罐罐,调调调调整整整整钢钢钢钢水水水水静静静静压压压压力力力力,保保保保持持持持钢钢钢钢水水水水流流流流动动动动平平平平稳稳稳稳。中中中中间间间间罐罐罐罐可可可可快快快快速速速速调调调调换换换换使使使使用用用用，以

39、以以以保保保保证证证证钢钢钢钢流流流流浇浇浇浇铸铸铸铸不不不不间间间间断断断断并并并并实实实实现多炉连浇。在中间罐水口下设有事故溢流槽，使废钢流入垃圾罐。现多炉连浇。在中间罐水口下设有事故溢流槽，使废钢流入垃圾罐。现多炉连浇。在中间罐水口下设有事故溢流槽，使废钢流入垃圾罐。现多炉连浇。在中间罐水口下设有事故溢流槽，使废钢流入垃圾罐。本讲稿第三十二页，共四十六页连铸机设备组成连铸机设备组成（2 2）结晶器）结晶器 以以以以纯纯纯纯铜铜铜铜或或或或铜铜铜铜合合合合金金金金材材材材料料料料作作作作内内内内壁壁壁壁，用用用用钢钢钢钢框框框框架架架架密密密密封封封封箍箍箍箍住住住住。内内内内壁壁壁壁和和

40、和和外外外外框框框框间间间间留留留留有有有有冷冷冷冷却却却却水水水水通通通通路路路路。结结结结晶晶晶晶器器器器内内内内衬衬衬衬铜铜铜铜壁壁壁壁一一一一般般般般厚厚厚厚6 6 6 624242424毫毫毫毫米米米米，长长长长6006006006001100110011001100毫毫毫毫米米米米，在在在在结结结结晶晶晶晶器器器器旁旁旁旁侧侧侧侧装装装装设设设设杠杠杠杠杆杆杆杆机机机机构构构构的的的的机机机机械械械械联联联联锁锁锁锁振振振振动动动动机机机机构构构构，使使使使结结结结晶晶晶晶器器器器沿沿沿沿弧弧弧弧形形形形曲曲曲曲线线线线上上上上下下下下振振振振动动动动。结结结结晶晶晶晶器器器器内内

41、内内壁壁壁壁的的的的润润润润滑滑滑滑有有有有两两两两种种种种方方方方法法法法:对对对对厚厚厚厚度度度度150150150150毫毫毫毫米米米米以以以以上上上上铸铸铸铸坯坯坯坯一一一一般般般般采采采采用用用用伸伸伸伸入入入入式式式式水水水水口口口口加加加加保保保保护护护护渣渣渣渣粉粉粉粉浇浇浇浇铸铸铸铸工工工工艺艺艺艺，对对对对小小小小于于于于150150150150毫毫毫毫米米米米铸铸铸铸坯坯坯坯采采采采用用用用油油油油润滑。润滑。润滑。润滑。本讲稿第三十三页，共四十六页连铸机设备组成连铸机设备组成（3 3 3 3）二次冷却装置）二次冷却装置）二次冷却装置）二次冷却装置结晶器出口至拉坯矫直机之

42、间，沿弧形曲线以多组导辊作铸坯前进的轨道，结晶器出口至拉坯矫直机之间，沿弧形曲线以多组导辊作铸坯前进的轨道，结晶器出口至拉坯矫直机之间，沿弧形曲线以多组导辊作铸坯前进的轨道，结晶器出口至拉坯矫直机之间，沿弧形曲线以多组导辊作铸坯前进的轨道，导辊中间穿插多组冷却水喷嘴进行二次冷却，加速钢流凝固。导辊中间穿插多组冷却水喷嘴进行二次冷却，加速钢流凝固。导辊中间穿插多组冷却水喷嘴进行二次冷却，加速钢流凝固。导辊中间穿插多组冷却水喷嘴进行二次冷却，加速钢流凝固。（4 4 4 4）拉坯矫直机）拉坯矫直机）拉坯矫直机）拉坯矫直机在二冷区后段设有多支点拖辊，曳拉和矫直铸坯前进。在二冷区后段设有多支点拖辊，曳拉

43、和矫直铸坯前进。在二冷区后段设有多支点拖辊，曳拉和矫直铸坯前进。在二冷区后段设有多支点拖辊，曳拉和矫直铸坯前进。（5 5 5 5）切割装置）切割装置）切割装置）切割装置用氧气乙炔火焰或机械剪切割铸坯，这项装置和拉坯矫直机前进方向的速度应相用氧气乙炔火焰或机械剪切割铸坯，这项装置和拉坯矫直机前进方向的速度应相用氧气乙炔火焰或机械剪切割铸坯，这项装置和拉坯矫直机前进方向的速度应相用氧气乙炔火焰或机械剪切割铸坯，这项装置和拉坯矫直机前进方向的速度应相互配合。互配合。互配合。互配合。（6 6 6 6）引锭杆）引锭杆）引锭杆）引锭杆是许多金属环节连接构成的可挠长杆。可与铸坯一样由拉坯矫直机夹持，沿导辊是

44、许多金属环节连接构成的可挠长杆。可与铸坯一样由拉坯矫直机夹持，沿导辊是许多金属环节连接构成的可挠长杆。可与铸坯一样由拉坯矫直机夹持，沿导辊是许多金属环节连接构成的可挠长杆。可与铸坯一样由拉坯矫直机夹持，沿导辊曲线移动。朝结晶器方向一端的引锭杆为凹形锁头，承接钢水，牵拉铸坯。曲线移动。朝结晶器方向一端的引锭杆为凹形锁头，承接钢水，牵拉铸坯。曲线移动。朝结晶器方向一端的引锭杆为凹形锁头，承接钢水，牵拉铸坯。曲线移动。朝结晶器方向一端的引锭杆为凹形锁头，承接钢水，牵拉铸坯。本讲稿第三十四页，共四十六页连续铸钢工艺连续铸钢工艺 连连续续铸铸钢钢时时,一一面面启启动动结结晶晶器器振振动动,进进行行润润滑

45、滑和和开开放放冷冷却却水水，一一面面启启动动拉拉坯坯矫矫直直机机拖拖引引锭锭杆杆运运转转，铸铸坯坯随随引引锭锭杆杆拉拉曳曳前前进进，铸铸坯坯过过拉拉坯坯矫矫直直机机到到一一定定位位置置后后，脱脱卸卸并并移移开开引引锭锭杆杆，铸铸坯坯本本身身由由拉拉坯坯矫矫直直机机继继续续拉拉曳曳。前前进进的的铸铸坯坯按按定定尺尺长长度度逐逐次次切切割割，输输送送、堆堆存存，待待全全炉炉钢钢水水铸铸完完为为止止。在在生生产产中中应应力争多炉连铸，以提高经济效益。力争多炉连铸，以提高经济效益。连铸工艺钢水成分和温度钢水成分和温度钢水成分和温度钢水成分和温度控制控制控制控制拉速控制拉速控制拉速控制拉速控制冷却控制冷

46、却控制冷却控制冷却控制本讲稿第三十五页，共四十六页连续铸钢工艺连续铸钢工艺（1 1）钢水成分和温度控制）钢水成分和温度控制 一一般般用用伸伸入入式式水水口口或或吹吹氩氩密密封封保保护护钢钢流流，或或两两者者兼兼用用，以以防防止止钢钢水水二二次次氧氧化化。钢钢水水含含铝铝高高时时容容易易产产生生粘粘膜膜堵堵塞塞水水口口,用用定定径径水水口口浇浇铸铸小小方方坯坯,一一般般控控制制钢钢水水的的含含铝铝量量小小于于0.06%0.06%。对对铝铝镇镇静静钢钢或或对对含含铝铝量量有有一一定定要要求求的的钢钢种种,常常从从结结晶晶器器上上口口以以铝铝条条或或铝铝粒粒加加入入钢水钢水,而不经过中间罐水口。钢水

47、浇铸温度一般高于钢的凝固点而不经过中间罐水口。钢水浇铸温度一般高于钢的凝固点20205050。（2 2）拉速控制）拉速控制 在在保保证证铸铸坯坯质质量量和和安安全全生生产产的的前前提提下下，拉拉速速主主要要受受铸铸坯坯凝凝固固速速度度的的制制约约。其其关关系系式式为为:S=Ks:S=Ks。式式中中s s为为钢钢凝凝固固层层厚厚度度(毫毫米米)，s s为为凝凝固固时时间间（分分）。一一定定的的s s值值应应保保证证硬硬壳壳不不破破裂裂和和安安全全生生产产,K,K值值为为232332,32,视视钢钢种种、断断面面、钢钢水水温温度度和和拉拉速速变变化化而而定定。拉拉速速过过快快易易发发生生漏漏钢钢、

48、断断接接等等；拉拉速速慢慢则则易易发发生生铸铸坯坯表表面面不不光整、结疤等。光整、结疤等。本讲稿第三十六页，共四十六页连续铸钢工艺连续铸钢工艺(3)(3)冷却控制冷却控制 连连续续铸铸钢钢的的冷冷却却区区集集中中在在结结晶晶器器、二二冷冷段段和和后后部部工工序序冷冷却却等等三三个个部部分分。一一般般认认为为结结晶晶器器段段占占冷冷却却量量的的141420%20%，二二冷冷段段占占232330%30%。冷冷却却强强度度过过大大和和拉拉速速不不适适应应时时，会会造造成成铸铸坯坯内内裂裂和和外外裂裂纹纹。冷冷却却强强度度过过小小和和不不均均匀匀则则易易产产生生铸铸坯坯鼓鼓肚肚、漏漏钢钢等等现现象象。

49、冷却强度必须随钢种、铸坯温度和拉速快慢进行控制调节。冷却强度必须随钢种、铸坯温度和拉速快慢进行控制调节。本讲稿第三十七页，共四十六页连铸坯的缺陷连铸坯的缺陷 在在浇浇铸铸生生产产过过程程中中，由由于于钢钢水水成成分分、温温度度、浇浇铸铸速速度度、冷冷却却水水强强度度等等控控制制不不当当，以以及及铸铸机机设设备备安安装装不不合合规规格格等等原原因因，可可造造成成与与模模铸铸相相似似的的各各种种缺缺陷陷。与与模模铸铸钢钢锭锭的的差差别别是是裂裂纹纹缺缺陷陷比比较较多多见见。一一般般将将连连铸铸坯坯的的缺缺陷陷分分为为3 3类类，即即表表面面缺缺陷陷、内内部缺陷和形状缺陷。部缺陷和形状缺陷。本讲稿第

50、三十八页，共四十六页连铸坯的缺陷连铸坯的缺陷铸坯几何形状铸坯几何形状铸坯几何形状铸坯几何形状表面质量表面质量表面质量表面质量内部组织致密度内部组织致密度内部组织致密度内部组织致密度钢的清洁度钢的清洁度钢的清洁度钢的清洁度连铸坯质量的连铸坯质量的4 4项项指标指标连铸坯质量的连铸坯质量的连铸坯质量的连铸坯质量的4 4 4 4项指标项指标项指标项指标本讲稿第三十九页，共四十六页连铸坯的缺陷连铸坯的缺陷连铸坯连铸坯连铸坯连铸坯相关缺陷的相关缺陷的相关缺陷的相关缺陷的形成形成形成形成连连连连铸铸铸铸坯坯坯坯浇浇浇浇铸铸铸铸和和和和凝凝凝凝固固固固过过过过程程程程中中中中经经经经冷冷冷冷却却却却、弯弯弯