1、1连铸工艺与设备总复习2u连铸主要设备包括：连铸主要设备包括：钢包钢包(盛钢桶盛钢桶)回转台回转台、中间包中间包(罐罐)、结晶器结晶器(一次冷却一次冷却)、结晶器振动机构结晶器振动机构、二次冷二次冷却装置却装置、拉坯矫直装置拉坯矫直装置(拉矫机拉矫机)、切割装置和铸坯运切割装置和铸坯运出装置出装置等等。 3从从转炉转炉或或电炉电炉初炼好初炼好的钢水注入钢包的同的钢水注入钢包的同时进行脱氧合金化，时进行脱氧合金化，然后运至钢包精炼站然后运至钢包精炼站进行钢水温度和成分进行钢水温度和成分的调整的调整(炉外精炼炉外精炼)。1.2 连续铸钢的工艺流程连续铸钢的工艺流程将装有精炼好钢水的钢水包运至连铸平
2、台回转台，将装有精炼好钢水的钢水包运至连铸平台回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间包。回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间包。4中间包再由水口将钢中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器水分配到各个结晶器中，结晶器使铸坯成中，结晶器使铸坯成形并迅速冷却凝固结形并迅速冷却凝固结晶，形成外表为凝固晶，形成外表为凝固坯壳内部是未凝固钢坯壳内部是未凝固钢水的铸坯。水的铸坯。在结晶器下端出口处的凝固坯壳应有足够厚度，以在结晶器下端出口处的凝固坯壳应有足够厚度，以保证内部钢液不流出来保证内部钢液不流出来(钢液流出叫钢液流出叫拉漏拉漏)。5随着拉坯辊缓慢地将随着拉坯辊缓慢地将带液芯铸坯从结晶器带液芯
3、铸坯从结晶器拉出，中间包内的钢拉出，中间包内的钢水也同时连续地注入水也同时连续地注入结晶器内，就可以得结晶器内，就可以得到很长带液芯铸坯。到很长带液芯铸坯。带液芯铸坯在二次冷却区喷水强制冷却，拉矫机与带液芯铸坯在二次冷却区喷水强制冷却，拉矫机与结晶器振动装置共同作用，将结晶器内铸坯拉出，当结晶器振动装置共同作用，将结晶器内铸坯拉出，当拉到规定位置时，铸坯内部完全凝固。将铸坯切割成拉到规定位置时，铸坯内部完全凝固。将铸坯切割成规定的尺寸，由出坯装置送后续工序。规定的尺寸，由出坯装置送后续工序。61钢水包；钢水包；2中间包；中间包；3振动机构；振动机构；4偏心轮；偏心轮；5结晶器；结晶器；6二次冷
4、却夹辊；二次冷却夹辊；7铸坯中未凝固钢水；铸坯中未凝固钢水；8拉坯矫直机；拉坯矫直机；9切割机；切割机；10铸坯；铸坯；11辊道辊道连铸机工艺流程连铸机工艺流程71.3 连续铸钢的优越性连续铸钢的优越性 连续铸钢自问世以来便得到迅速发展，主要是由于与连续铸钢自问世以来便得到迅速发展，主要是由于与传统的传统的“模铸模铸-开坯开坯”工艺相比，具有如下突出优点：工艺相比，具有如下突出优点：1)简化了钢坯生产工序，缩短了工艺流程，节省投资；简化了钢坯生产工序，缩短了工艺流程，节省投资；a. 省去了脱模、整模、钢锭均热、初轧开坯等工序。省去了脱模、整模、钢锭均热、初轧开坯等工序。b. 薄板连铸机，又省去
5、了粗轧机组。薄板连铸机，又省去了粗轧机组。 2)提高了金属收得率和成材率；提高了金属收得率和成材率；由于在一个机组上连续由于在一个机组上连续浇注出钢坯来，可以提高金属收得率达浇注出钢坯来，可以提高金属收得率达7%-8%，成材，成材率提高率提高10%-15%，成本可以降低约，成本可以降低约10%-12%； 83)降低了能源消耗。降低了能源消耗。据日本资料介绍，连铸的能源消据日本资料介绍，连铸的能源消耗仅为模铸工艺的耗仅为模铸工艺的13.5%-20.8%；4)生产过程机械化、自动化程度高，改善劳动条件生产过程机械化、自动化程度高，改善劳动条件。可以采用计算机自动控制，易于实现连续生产；可以采用计算
6、机自动控制，易于实现连续生产；5)提高铸坯质量，扩大品种。提高铸坯质量，扩大品种。连铸坯断面比较小，冷连铸坯断面比较小，冷却速度大，枝晶间距小，偏析程度小，尤其沿铸坯却速度大，枝晶间距小，偏析程度小，尤其沿铸坯长度方向化学成分均匀。此外，除沸腾钢外几乎所长度方向化学成分均匀。此外，除沸腾钢外几乎所有钢种均可以采用连铸工艺生产，而且质量很好。有钢种均可以采用连铸工艺生产，而且质量很好。6)与轧钢衔接良好。与轧钢衔接良好。9 早在早在19世纪中期美国人世纪中期美国人塞勒斯塞勒斯(1840年年)、赖尼赖尼(1843年年)和英国人和英国人贝塞麦贝塞麦(1846年年)就曾提出过就曾提出过连续浇注液连续浇
7、注液体金属体金属的初步设想，并用于低熔点有色金属的浇注；的初步设想，并用于低熔点有色金属的浇注；类似现代连铸设备的建议是由美国人类似现代连铸设备的建议是由美国人亚瑟亚瑟(1886年年)和德国人和德国人戴伦戴伦(1887年年)提出来的。提出来的。n 1930年，铜和铝的连续铸造开始应用于生产。年，铜和铝的连续铸造开始应用于生产。u钢的连铸要困难的多。钢的熔化温度高，导热性差，钢的连铸要困难的多。钢的熔化温度高，导热性差，不容易在短时间内形成足够厚的外壳，外壳很容易不容易在短时间内形成足够厚的外壳，外壳很容易拉断，此时连铸机还不适合铸钢。拉断，此时连铸机还不适合铸钢。1.4 连续铸钢技术发展的概况
8、连续铸钢技术发展的概况10n 1933年德国人年德国人容汉斯容汉斯建成一台结晶器可以振动的立建成一台结晶器可以振动的立式连铸机，并用其浇注黄铜获得成功，后又用于铝式连铸机，并用其浇注黄铜获得成功，后又用于铝合金的工业生产。合金的工业生产。 结晶器振动结晶器振动的实现，不仅可以提高浇注速度，而且的实现，不仅可以提高浇注速度，而且使钢液的连铸生产成为可能，因此使钢液的连铸生产成为可能，因此容汉斯成为现代容汉斯成为现代连铸技术的奠基人。连铸技术的奠基人。1140年代连续铸钢试验开发年代连续铸钢试验开发n 在在20世纪世纪40年代，钢的连铸试验开发主要集中在美年代，钢的连铸试验开发主要集中在美国和欧洲
9、。容汉斯决定让美国罗西国和欧洲。容汉斯决定让美国罗西(I.Ross)使用他的使用他的专利权，这对连续铸钢技术开发具有重要历史意义。专利权，这对连续铸钢技术开发具有重要历史意义。二者分别在美国和德国独立进行连续铸钢试验工作。二者分别在美国和德国独立进行连续铸钢试验工作。n 40年代连铸技术开发主要在结晶器上年代连铸技术开发主要在结晶器上。曾出现固定。曾出现固定不动结晶器、弹簧吊挂式结晶器和以容汉斯方式为不动结晶器、弹簧吊挂式结晶器和以容汉斯方式为代表的振动结晶器。代表的振动结晶器。 目前，振动式结晶器已经成为标准的铸机模式。目前，振动式结晶器已经成为标准的铸机模式。12n 连铸技术的突破性进展连
10、铸技术的突破性进展-英国人英国人哈里德哈里德(Halliday)提提出的出的“负滑脱负滑脱”(Negative strip)概念。在哈里德的负概念。在哈里德的负滑脱振动方式中，结晶器下振速度比拉坯速度快，滑脱振动方式中，结晶器下振速度比拉坯速度快，铸坯与结晶器壁间产生了相对运动，真正有效地防铸坯与结晶器壁间产生了相对运动，真正有效地防止了铸坯与结晶器壁的粘连，钢连续浇注的关键性止了铸坯与结晶器壁的粘连，钢连续浇注的关键性技术得到突破。技术得到突破。在容汉斯及罗西的振动方式中，结晶器下降时与铸在容汉斯及罗西的振动方式中，结晶器下降时与铸坯无相对运动，坯无相对运动，哈里德的负滑脱方式中结晶器与铸哈
11、里德的负滑脱方式中结晶器与铸坯有相对运动，有改善润滑、减轻粘结的优点，更坯有相对运动，有改善润滑、减轻粘结的优点，更便于实现高速浇注便于实现高速浇注。13n连续铸钢在连续铸钢在20世纪世纪50年代步入了工业化生产阶段，年代步入了工业化生产阶段，但产量很少。但产量很少。1950年世界钢产量为年世界钢产量为1.9亿吨亿吨，而而1960年达到年达到3.4亿吨，连铸钢产量仅为亿吨，连铸钢产量仅为115万万t，连铸比仅连铸比仅为为0.34%。v世界上第一台工业生产的连铸机于世界上第一台工业生产的连铸机于1951年在前苏年在前苏联联“红十月红十月”冶金厂建成冶金厂建成，是一台立式双流板坯半，是一台立式双流
12、板坯半连续铸钢设备，用于浇注不锈钢。连续铸钢设备，用于浇注不锈钢。1952年第一台立年第一台立弯式连铸机在英国巴路厂投产。弯式连铸机在英国巴路厂投产。50年代开始步入工业化年代开始步入工业化14n进入进入20世纪世纪60年代，弧形连铸机的问世使连铸技术年代，弧形连铸机的问世使连铸技术出现了一次飞跃。出现了一次飞跃。相比较立式铸机，相比较立式铸机，弧形铸机不仅提弧形铸机不仅提高了生产率，高了生产率，降低了设备投资，降低了设备投资，而且更有利于安装在而且更有利于安装在原有的钢厂内原有的钢厂内。v弧形连铸机的概念早在弧形连铸机的概念早在1952年德国人年德国人欧欧萨波尔萨波尔(O.Schaber)就
13、提出就提出 ，最先把弧形结晶器连铸机的设想，最先把弧形结晶器连铸机的设想付诸工业性试验的却是付诸工业性试验的却是德国曼内斯曼公司德国曼内斯曼公司。世界第一世界第一台弧形连铸机于台弧形连铸机于1964年年4月在奥地利百录厂诞生。月在奥地利百录厂诞生。 60年代弧形铸机引发革命年代弧形铸机引发革命15连铸比的概念连铸比的概念v连铸比：指连铸合格坯产量占合格钢总产量的百分连铸比：指连铸合格坯产量占合格钢总产量的百分比。比。合格钢生产量合格钢生产量=合格连铸坯生产量合格连铸坯生产量+合格钢锭生产合格钢锭生产量量+合格铸钢水生产量。合格铸钢水生产量。n连铸比是衡量一个国家或一个钢铁工厂生产发展水连铸比是
14、衡量一个国家或一个钢铁工厂生产发展水平的重要标志之一，也是连铸设备、工艺、管理以及平的重要标志之一，也是连铸设备、工艺、管理以及和连铸有关的各生产环节发展水平的综合体现。和连铸有关的各生产环节发展水平的综合体现。u1960年代末，世界钢产量的连铸比仅为年代末，世界钢产量的连铸比仅为5.6%，到，到2004年连铸比为年连铸比为90.4%。161.6 连铸机概念连铸机概念 铸机的名称铸机的名称1.台数：台数：凡是凡是共用一个钢包共用一个钢包(盛钢桶盛钢桶)同时浇注一流或同时浇注一流或多流铸坯的一套连铸设备，称为多流铸坯的一套连铸设备，称为一台连铸机。一台连铸机。2.机组：一台铸机中具有独立传动和工
15、作系统机组：一台铸机中具有独立传动和工作系统，当其，当其它机组出现故障时仍可照常工作的一套连铸设备称它机组出现故障时仍可照常工作的一套连铸设备称为一个机组。为一个机组。一台连铸机可以是单机组，也可以是一台连铸机可以是单机组，也可以是多机组。多机组。173.流数：流数：对于每台连铸机来说，同时能浇注铸坯的总对于每台连铸机来说，同时能浇注铸坯的总根数叫连铸机流数。凡一台连铸机只有一个机组，根数叫连铸机流数。凡一台连铸机只有一个机组，又只能浇注又只能浇注一根铸坯叫一根铸坯叫一机一流一机一流。如能同时浇注两如能同时浇注两根以上的铸坯叫根以上的铸坯叫一机多流一机多流。凡一台连铸机具有多个。凡一台连铸机具
16、有多个机组又分别浇注多根铸坯的机组又分别浇注多根铸坯的，称为称为多机多流多机多流。 一机多流与多机多流相比，设备重量轻，投资省，一机多流与多机多流相比，设备重量轻，投资省，但一机多流如有一流出事故，可造成全机停产，且但一机多流如有一流出事故，可造成全机停产，且生产操作及流间配合困难。近年来，方坯最高浇生产操作及流间配合困难。近年来，方坯最高浇8流，流，多数用多数用24流。板坯最多浇流。板坯最多浇4流，多数用流，多数用l2流。流。181.7 连铸机型分类连铸机型分类 从上世纪从上世纪50年代连铸工业化开始，年代连铸工业化开始，60年来连铸机发年来连铸机发展经历了由展经历了由立式、立弯式到弧形的演
17、变过程立式、立弯式到弧形的演变过程，目前，目前连铸机型采用最多的是全弧形和弧形带直线段连铸机型采用最多的是全弧形和弧形带直线段(或者或者是是立弯式立弯式)。u连铸机可以按照多种形式分类：连铸机可以按照多种形式分类：1)按照连铸机结构外形或铸坯运行轨迹分：按照连铸机结构外形或铸坯运行轨迹分：立式、立立式、立弯式、直结晶器多点弯曲式、直结晶器弧形、弧形、弯式、直结晶器多点弯曲式、直结晶器弧形、弧形、椭圆形和水平连铸机。椭圆形和水平连铸机。19 立式连铸机立式连铸机浇注、结晶凝固、二次冷却和切割等工浇注、结晶凝固、二次冷却和切割等工序均在垂直线上顺序进行。序均在垂直线上顺序进行。立弯式铸机立弯式铸机
18、先是垂直的，先是垂直的，待铸坯凝固后再弯待铸坯凝固后再弯90 成水平状切割运出，高度比立成水平状切割运出，高度比立式有所降低。式有所降低。弧形连铸机弧形连铸机把钢液浇到弧形结晶器内，把钢液浇到弧形结晶器内，沿弧形轨道运行，经过沿弧形轨道运行，经过1/4圆弧后在水平方向出坯，圆弧后在水平方向出坯，设备高度比立弯式更进一步降低。在弧形连铸机的设备高度比立弯式更进一步降低。在弧形连铸机的基础上进一步改进，就出现了基础上进一步改进，就出现了椭圆形连铸机椭圆形连铸机。水平水平连铸机连铸机目前正处于开发阶段。目前正处于开发阶段。u据不完全统计，目前世界上所建的连铸机中，立式据不完全统计，目前世界上所建的连
19、铸机中，立式占占17%，立弯式占，立弯式占21%，弧形占，弧形占55%，其它形式占，其它形式占7%，目前新建连铸机是弧形的最多。，目前新建连铸机是弧形的最多。202)按照连铸机所浇注断面大小和外形分：按照连铸机所浇注断面大小和外形分：厚板坯、薄厚板坯、薄板坯、大方坯、小方坯、圆坯、异型钢坯及椭圆形板坯、大方坯、小方坯、圆坯、异型钢坯及椭圆形钢坯连铸机和薄带连铸机等。钢坯连铸机和薄带连铸机等。 方坯连铸机：方坯连铸机：通常把所浇注断面或者当量面积通常把所浇注断面或者当量面积 150150mm以上为大方坯；断面以上为大方坯；断面 150150mm为为小方坯。小方坯。 板坯连铸机：板坯连铸机：铸坯断
20、面长方形，宽厚比一般在铸坯断面长方形，宽厚比一般在3以上。以上。 圆坯连铸机：圆坯连铸机：铸坯断面为圆形，直径铸坯断面为圆形，直径 60 400mm。 异型坯连铸机：异型坯连铸机：浇注异型断面如工字梁等。浇注异型断面如工字梁等。213)按钢水的静压头按钢水的静压头(铸机垂直高度与铸坯厚度比值铸机垂直高度与铸坯厚度比值H/D)分：分：高头型、标准头型、低头型和超低头型连铸机高头型、标准头型、低头型和超低头型连铸机等。等。4)连铸机按一个机组共用一个大包所能浇注坯数分：连铸机按一个机组共用一个大包所能浇注坯数分：台台机机流流。单流或一机一流，双流或者一机二流或。单流或一机一流，双流或者一机二流或者
21、二机二流；多机多流。者二机二流；多机多流。5)按拉速分类有：按拉速分类有：高拉速和低拉速连铸机。主要区别高拉速和低拉速连铸机。主要区别在于：高拉速时铸坯带液芯矫直，低拉速时铸坯全在于：高拉速时铸坯带液芯矫直，低拉速时铸坯全凝固矫直。凝固矫直。221.7立式连铸机特点立式连铸机特点 基本特征：基本特征：u连铸机主要设备如中间包、结晶器及其振动装置等均连铸机主要设备如中间包、结晶器及其振动装置等均上下依次序排列在一条垂直线上。上下依次序排列在一条垂直线上。 主要优点：主要优点：u铸坯四面冷却均匀；非金属夹杂物易于上浮；成分和铸坯四面冷却均匀；非金属夹杂物易于上浮；成分和夹杂物偏析较小；主体设备结构
22、均简单，可省去一套夹杂物偏析较小；主体设备结构均简单，可省去一套矫直装置；占地面积小，设备紧凑；二次冷却装置和矫直装置；占地面积小，设备紧凑；二次冷却装置和夹辊等结构简单，便于维护；夹辊等结构简单，便于维护；u铸坯在结晶凝固过程中，不受任何机械外力作用。高铸坯在结晶凝固过程中，不受任何机械外力作用。高温铸坯无弯曲变形，铸坯表面和内部裂纹少，为获得温铸坯无弯曲变形，铸坯表面和内部裂纹少，为获得高质量铸坯创造更有利的条件；高质量铸坯创造更有利的条件；u适于优质钢、合金钢和对裂纹敏感钢种的浇注。适于优质钢、合金钢和对裂纹敏感钢种的浇注。23 主要缺点：主要缺点：u铸机机身很高，由此带来一系列问题：钢
23、水静压大，铸机机身很高，由此带来一系列问题：钢水静压大，极易使凝固坯壳产生鼓肚变形，从而导致铸坯质量极易使凝固坯壳产生鼓肚变形，从而导致铸坯质量恶化。机身高达恶化。机身高达2040m，基建费用高，安装维修不，基建费用高，安装维修不方便。方便。u因不能把铸机高度增加过高，故因不能把铸机高度增加过高，故只能低速浇注只能低速浇注，不，不能延长冶金长度，生产率低；随着生产率进一步提能延长冶金长度，生产率低；随着生产率进一步提高，铸坯尺寸增大，拉速需加快，使立式连铸机还高，铸坯尺寸增大，拉速需加快，使立式连铸机还要加高，其缺点会更加突出，发展受到严重限制。要加高，其缺点会更加突出，发展受到严重限制。u只
24、适于浇注小断面铸坯。只适于浇注小断面铸坯。241.7 立弯式连铸机立弯式连铸机 基本特征：基本特征：u铸机机身上部都与立式铸机完全相同，在铸坯完全凝铸机机身上部都与立式铸机完全相同，在铸坯完全凝固后，经过弯坯装置将铸坯弯曲固后，经过弯坯装置将铸坯弯曲90o成水平，在水平位成水平，在水平位置矫直、切断成定尺，水平出坯。置矫直、切断成定尺，水平出坯。 主要优点：主要优点：u完全保留了立式连铸机的主要工艺与铸坯质量高的长完全保留了立式连铸机的主要工艺与铸坯质量高的长处；与立式相比，机身高度降低，节省投资；水平方处；与立式相比，机身高度降低，节省投资；水平方向出坯，加长机身比较容易，向出坯，加长机身比
25、较容易，可实现高速浇注可实现高速浇注；有垂；有垂直段，铸坯内未凝固钢液中的夹杂物容易上浮且分布直段，铸坯内未凝固钢液中的夹杂物容易上浮且分布均匀；机身高度比立式低，钢水静压小；铸坯定尺长均匀；机身高度比立式低，钢水静压小；铸坯定尺长度不受限制，运送方便；二次冷却结构较简单。度不受限制，运送方便；二次冷却结构较简单。25 主要缺点：主要缺点：u尽管铸机机身高度有所降低尽管铸机机身高度有所降低，但在铸坯尺寸进一但在铸坯尺寸进一步加大，拉速再提高时，铸坯的液相深度会越来步加大，拉速再提高时，铸坯的液相深度会越来越长，机身至弯坯前还是太高越长，机身至弯坯前还是太高。同弧形连铸机相。同弧形连铸机相比，占
26、地面积相当，厂房高度高，投资较大；比，占地面积相当，厂房高度高，投资较大；u铸坯要经过一次弯曲一次矫直铸坯要经过一次弯曲一次矫直，容易产生内部裂容易产生内部裂纹纹；u只适于只适于浇注浇注小断面铸坯。小断面铸坯。261.7 直结晶器直结晶器弧形连铸机弧形连铸机 是奥地利联合钢铁公司和美国钢铁公司推荐的一种机型，是奥地利联合钢铁公司和美国钢铁公司推荐的一种机型，主主要用于要用于浇注板坯浇注板坯，采用直结晶器，采用直结晶器，在结晶器下有，在结晶器下有25m直线段直线段夹夹辊，辊，带有液带有液芯芯铸坯经过直线段后，被连续弯曲成弧形铸坯经过直线段后，被连续弯曲成弧形，然，然后后把带有液把带有液芯的芯的弧
27、形铸坯矫直，再切割成定尺。弧形铸坯矫直，再切割成定尺。1)在工艺上保留立式连铸机特点在工艺上保留立式连铸机特点，有利于非金属夹杂物的上浮有利于非金属夹杂物的上浮，适合于要求夹杂均匀分布高质量板，如汽车板适合于要求夹杂均匀分布高质量板，如汽车板；2)带带液芯液芯弯曲成弧形，弯曲成弧形，使铸机又具有弧形机特点使铸机又具有弧形机特点，设备高度低，设备高度低，投资投资少；少；3)采用连续弯曲和多点矫直技术可以保证铸坯在二冷区不产生采用连续弯曲和多点矫直技术可以保证铸坯在二冷区不产生裂纹裂纹(该机型关键技术该机型关键技术)；4)铸坯低倍组织对称性好铸坯低倍组织对称性好；5)设备比全弧形铸机重设备比全弧形
28、铸机重，高度高，高度高，安装维护，调整难度大。安装维护，调整难度大。271.7 全弧形连铸机全弧形连铸机 全弧形连铸机的结晶器是弧形的，二冷装置和拉矫全弧形连铸机的结晶器是弧形的，二冷装置和拉矫装置都布置在某一半径的一个圆的装置都布置在某一半径的一个圆的1/4圆弧圆弧上上，铸坯铸坯在结晶器内凝固时就已弯曲在结晶器内凝固时就已弯曲，带液芯铸坯从结晶器带液芯铸坯从结晶器拉出来，沿着弧形轨道运行拉出来，沿着弧形轨道运行，继续喷水冷却继续喷水冷却，在四在四分之一圆弧处完成凝固分之一圆弧处完成凝固，然后矫直并拉出送至切割然后矫直并拉出送至切割站。站。28 主要优点：主要优点：u铸机高度低铸机高度低，投资
29、投资少，少，应用广泛；应用广泛；u坯壳承受钢水静压力小坯壳承受钢水静压力小，可以减少铸坯鼓肚和内裂，可以减少铸坯鼓肚和内裂等缺陷，等缺陷，有利于有利于改善铸坯内部质量和提高拉速改善铸坯内部质量和提高拉速。u安装、维修对弧方便。安装、维修对弧方便。 主要缺点：主要缺点：u铸坯弯曲矫直铸坯弯曲矫直，容易引起内部裂纹；非金属夹杂物，容易引起内部裂纹；非金属夹杂物上浮条件不好，上浮条件不好，铸坯内夹杂物分布不均匀，非金属铸坯内夹杂物分布不均匀，非金属夹杂物容易在内弧聚集夹杂物容易在内弧聚集(最大缺点最大缺点)；u内外弧冷却不均匀内外弧冷却不均匀，低倍组织不对称；低倍组织不对称；u设备较为复杂设备较为复
30、杂，维修也较困难维修也较困难。291.7 超低头连铸机超低头连铸机 又称为又称为多半径连铸机或椭圆形连铸机多半径连铸机或椭圆形连铸机，为了进一步为了进一步降低连铸机高度降低连铸机高度，降低投资降低投资，将，将结晶器和二冷段布结晶器和二冷段布置在置在1/4椭圆弧上椭圆弧上，分段依次改变圆弧部分曲率半径分段依次改变圆弧部分曲率半径，此此铸机除了弧形区采用多半径外铸机除了弧形区采用多半径外，其基本特点与全其基本特点与全弧形连铸机相同。弧形连铸机相同。30 主要主要优点：优点：u设备高度低设备高度低，厂房高度降低厂房高度降低，投资小；投资小；u多次变形多次变形，每次变形量不大每次变形量不大，铸坯质量好
31、；铸坯质量好；u钢液静压小钢液静压小，坯壳承受压力小不易鼓肚坯壳承受压力小不易鼓肚，质量好。质量好。 主要缺点主要缺点：u结晶器内夹杂物不能上浮分离结晶器内夹杂物不能上浮分离，且内弧聚集且内弧聚集；u拉坯阻力较大拉坯阻力较大，连铸速度受到限制连铸速度受到限制，拉速一般在拉速一般在1m/min左右；左右；u断面厚度受限制断面厚度受限制，一般不超过一般不超过200mm厚厚；u多半径多半径，连铸机对弧、安装连铸机对弧、安装、维修调整困难维修调整困难，设设备较复杂备较复杂。311.7 水平连铸机水平连铸机 目前其工艺和装备在国外已较为成熟，正在向扩大目前其工艺和装备在国外已较为成熟，正在向扩大钢种、断
32、面形状和尺寸方向发展。钢种、断面形状和尺寸方向发展。主要特征主要特征：结晶：结晶器、二次冷却区、拉矫机、切割装置等设备安装在器、二次冷却区、拉矫机、切割装置等设备安装在水平位置上，在浇注过程中铸坯始终保持水平运动，水平位置上，在浇注过程中铸坯始终保持水平运动，不受弯曲或矫直，属无氧化浇注。不受弯曲或矫直，属无氧化浇注。32 主要优点：主要优点：u高度最低高度最低，设备简单设备简单、投资省、维护方便投资省、维护方便；u钢水静压力小，避免了铸坯的鼓肚变形钢水静压力小，避免了铸坯的鼓肚变形；u中间包与结晶器全封闭，实现无氧化浇注中间包与结晶器全封闭，实现无氧化浇注，铸坯的，铸坯的清洁度高，夹杂物含量
33、少；清洁度高，夹杂物含量少；u没有弯曲矫直产生裂纹的可能性，铸坯质量好没有弯曲矫直产生裂纹的可能性，铸坯质量好；l 适合浇注特殊钢适合浇注特殊钢、高合金钢高合金钢。 主要缺点：主要缺点：u浇注的铸坯断面小，它受拉坯时的惯性力限制；浇注的铸坯断面小，它受拉坯时的惯性力限制；u结晶器石墨套和分离环价格较高，增加了铸坯成本。结晶器石墨套和分离环价格较高，增加了铸坯成本。33 1.9 连铸机的几个重要参数连铸机的几个重要参数 规格的表示方法：规格的表示方法： 弧形连铸机规格弧形连铸机规格表示方法为：表示方法为：aRb-C a1台连铸机的机组数，若机组数为台连铸机的机组数，若机组数为1可省略；可省略；
34、R机型为弧形或椭圆形连铸机；机型为弧形或椭圆形连铸机； b连铸机的圆弧半径，连铸机的圆弧半径，m；若椭圆形铸机为多个；若椭圆形铸机为多个 半径之乘积，也表示可浇注坯的最大厚度：半径之乘积，也表示可浇注坯的最大厚度： 坯厚坯厚= b/(3036)mm C表示铸机拉坯辊辊身长度，表示铸机拉坯辊辊身长度，mm，还表示可容纳，还表示可容纳 铸坯的最大宽度：铸坯的最大宽度： 坯宽坯宽=C-(150200)mm34n 例如：例如：(1) 3R5.25-240 表示此台连铸机为表示此台连铸机为3机，机，弧形连铸机弧形连铸机，圆弧半径为圆弧半径为5.25m，拉坯辊身长为，拉坯辊身长为240mm。(2) R10
35、-2300 表示此连铸机为表示此连铸机为1机，机，弧形连铸机弧形连铸机，圆弧，圆弧半径为半径为10m，拉坯辊辊身长度为，拉坯辊辊身长度为2300mm，(浇注板坯浇注板坯的最大宽度为的最大宽度为2300-150200)=(21502100)mm。(3) R34612-350(也有写作也有写作R3/4/6/12-350)表示该表示该连铸机为连铸机为1机机椭圆形连铸机椭圆形连铸机，四段弧半径分别为，四段弧半径分别为3m、4m、6m和和12m，拉坯辊辊身长度为，拉坯辊辊身长度为350mm。352.1 连铸的工艺流程连铸的工艺流程 由炼钢炉炼出的合格钢水经由炼钢炉炼出的合格钢水经炉外精炼炉外精炼处理后，
36、用钢处理后，用钢包运送到浇注位置注入中间包，通过中间包注入强包运送到浇注位置注入中间包，通过中间包注入强制水冷的制水冷的铜模铜模结晶器结晶器内。内。 结晶器是无底的，在注入钢水之前必须先装上一个结晶器是无底的，在注入钢水之前必须先装上一个“活底活底”引锭杆引锭杆，同时也起到引出铸坯的作用，同时也起到引出铸坯的作用，注入结晶器的钢水在迅速冷却凝固成形的同时，其注入结晶器的钢水在迅速冷却凝固成形的同时，其前部与伸入结晶器底部的引锭杆头部凝结在一起。前部与伸入结晶器底部的引锭杆头部凝结在一起。引锭杆的尾部则夹持在拉坯机的拉辊中，当结晶器引锭杆的尾部则夹持在拉坯机的拉辊中，当结晶器内钢水升到要求的高度
37、后，开动拉坯机，以一定速内钢水升到要求的高度后，开动拉坯机，以一定速度把引锭杆度把引锭杆(牵着铸坯牵着铸坯)从结晶器中拉出。从结晶器中拉出。36 为防止铸坯壳被为防止铸坯壳被拉断漏钢拉断漏钢和减少结晶器中的和减少结晶器中的拉坯阻力拉坯阻力，在浇注过程中要对结晶器内壁润滑又要它做上下往复在浇注过程中要对结晶器内壁润滑又要它做上下往复振动。振动。 铸坯被拉出结晶器后，为使其更快地散热，需进行喷铸坯被拉出结晶器后，为使其更快地散热，需进行喷水二次冷却，通过二次冷却支导装置的铸坯逐渐凝固。水二次冷却，通过二次冷却支导装置的铸坯逐渐凝固。铸坯不断地被拉出，钢水连续地从上面注入结晶器，铸坯不断地被拉出，钢
38、水连续地从上面注入结晶器，形成了连续铸坯的过程。形成了连续铸坯的过程。 当铸坯通过拉坯机、矫直机当铸坯通过拉坯机、矫直机(立式和水平式连铸不需立式和水平式连铸不需矫直矫直)后脱去引锭杆。完全凝固的直铸坯由切割设备后脱去引锭杆。完全凝固的直铸坯由切割设备切成定尺，经运输辊道进入后步工序。切成定尺，经运输辊道进入后步工序。 372.2 连铸设备组成简介连铸设备组成简介 主体设备主体设备主要有：主要有：浇铸设备浇铸设备钢包运载设备、钢包钢包运载设备、钢包回转台、中间包及中间包小车或旋转台、结晶器及回转台、中间包及中间包小车或旋转台、结晶器及振动装置、二次冷却装置、拉矫装置、引锭杆、脱振动装置、二次冷
39、却装置、拉矫装置、引锭杆、脱锭与引锭杆存放装置；锭与引锭杆存放装置；切割设备切割设备火焰切割机与机火焰切割机与机械剪切机械剪切机(摆式剪切机、步进式剪切机等摆式剪切机、步进式剪切机等)。 辅助设备辅助设备主要有：主要有：出坯及精整设备出坯及精整设备辊道、拉辊道、拉(推推)钢机、翻钢机、火焰清理机等；钢机、翻钢机、火焰清理机等；工艺性设备工艺性设备中间中间包烘烤装置、保护渣供给与结晶器润滑装置等；包烘烤装置、保护渣供给与结晶器润滑装置等；自自动控制与测量仪表动控制与测量仪表结晶器液面测量与显示系统、结晶器液面测量与显示系统、过程控制计算机、测温、测重、测长、测速、测压过程控制计算机、测温、测重、
40、测长、测速、测压等仪表系统。等仪表系统。 38n连续铸钢设备必须适应高温钢水由液态变成液连续铸钢设备必须适应高温钢水由液态变成液-固固态，又变成固态的全过程。其间进行着一系列比较态，又变成固态的全过程。其间进行着一系列比较复杂的物理化学变化。连续铸钢具有连续性强、工复杂的物理化学变化。连续铸钢具有连续性强、工艺难度大和工作条件差等特点。艺难度大和工作条件差等特点。v连铸生产对机械设备提出了较高的要求，主要有：连铸生产对机械设备提出了较高的要求，主要有：应具有抗高温、抗疲劳强度的性能和足够的刚度，应具有抗高温、抗疲劳强度的性能和足够的刚度，制造和安装精度要高，易于维修和快速更换，要有制造和安装精
41、度要高，易于维修和快速更换，要有充分的冷却和良好的润滑等。充分的冷却和良好的润滑等。 39v钢包回转台：在连铸机浇铸位置上方用于运载钢包钢包回转台：在连铸机浇铸位置上方用于运载钢包过跨和支承钢包进行浇铸，由过跨和支承钢包进行浇铸，由回转部分、固定部分、回转部分、固定部分、润滑系统和电控系统润滑系统和电控系统组成。组成。n钢包回转台是连铸机的关键设备之一，起着连接上钢包回转台是连铸机的关键设备之一，起着连接上下两道工序的重要作用。钢包回转台的回转情况基本下两道工序的重要作用。钢包回转台的回转情况基本上包括两侧无钢包、单侧有钢包、两侧有钢包三种情上包括两侧无钢包、单侧有钢包、两侧有钢包三种情况，单
42、个钢包重量已超过况，单个钢包重量已超过140吨。无论在何种情况下，吨。无论在何种情况下，都要保证钢包回转台旋转平稳，定位准确，起停时要都要保证钢包回转台旋转平稳，定位准确，起停时要尽可能减小对机械部分的冲击，为减少中间包液面波尽可能减小对机械部分的冲击，为减少中间包液面波动和温降，要缩短旋转时间。动和温降，要缩短旋转时间。2.2.1 钢包回转台钢包回转台40v中间包是短流程炼钢中用到的一个耐火材料容器，中间包是短流程炼钢中用到的一个耐火材料容器，首先接受从钢包浇注下来的钢水，然后再由中间包首先接受从钢包浇注下来的钢水，然后再由中间包水口分配到各个结晶器中去。水口分配到各个结晶器中去。n中间包是
43、连铸机钢水包和结晶器之间钢水过渡的中间包是连铸机钢水包和结晶器之间钢水过渡的装置，装置，用来稳定钢流，减小钢流对坯壳的冲刷，以用来稳定钢流，减小钢流对坯壳的冲刷，以利于非金属夹杂物上浮，从而提高铸坯质量。利于非金属夹杂物上浮，从而提高铸坯质量。2.2.2 中间包中间包41v中间包是由钢板焊结的壳体，中间包是由钢板焊结的壳体，其内衬有隔热层其内衬有隔热层、永久层和工作层永久层和工作层，近年来为提高中间包使用寿命，近年来为提高中间包使用寿命，在工作层上喷涂一层在工作层上喷涂一层1030mm厚的厚的碱性耐火材料涂碱性耐火材料涂层层。为了钢水保温，在上部设置有中间包盖。为了钢水保温，在上部设置有中间包
44、盖。u中间包容量一般取钢包容量的中间包容量一般取钢包容量的20%40%，为了多，为了多炉连浇，中间包容量还必须大于更换钢包期间浇注炉连浇，中间包容量还必须大于更换钢包期间浇注的钢水量。中间包钢水深度为的钢水量。中间包钢水深度为6001000mm。n中间包形状有长方形中间包形状有长方形、三角形等。三角形等。2.2.2 中间包的结构特点中间包的结构特点42n滑动水口安装在钢包和中间包底部以滑动水口安装在钢包和中间包底部以实现调节钢水实现调节钢水流量流量的装置。滑动水口安装在中间包底部，通过液压的装置。滑动水口安装在中间包底部，通过液压缸缸8带动中间活动滑板带动中间活动滑板2移动，使之与上下固定滑板
45、移动，使之与上下固定滑板1、3进行相对错位来实现调节钢流。进行相对错位来实现调节钢流。2.2.3 滑动水口滑动水口中间包滑动水口示意图中间包滑动水口示意图l上固定滑板；上固定滑板；2活动滑板；活动滑板；3下固定滑板；下固定滑板；4SEN；5滑滑动水口箱体；动水口箱体；6结晶器；结晶器；7连连杆；杆；8液压缸；液压缸；9中间包中间包43v在连铸工艺中，连铸机拉坯辊速度控制是连铸机的在连铸工艺中，连铸机拉坯辊速度控制是连铸机的三大关键技术之一三大关键技术之一，拉坯速度控制水平直接影响连铸，拉坯速度控制水平直接影响连铸坯的产量和质量，而拉坯辊电机驱动装置的性能又在坯的产量和质量，而拉坯辊电机驱动装置
46、的性能又在其中发挥着重要作用。其中发挥着重要作用。 n交流电机变频调速技术日益成熟，交流变频驱动调交流电机变频调速技术日益成熟，交流变频驱动调速平稳，调速范围宽，对机械冲击低，交流电机维护速平稳，调速范围宽，对机械冲击低，交流电机维护量低，交流变频调速已取代直流调速，完全能够满足量低，交流变频调速已取代直流调速，完全能够满足拉坯辊速度控制的需要。拉坯辊速度控制的需要。2.2.10 拉矫机拉矫机44n在各种连铸机中，必须要有拉坯机或拉矫机。它是在各种连铸机中，必须要有拉坯机或拉矫机。它是布置在二次冷却区导向装置的尾部，承担布置在二次冷却区导向装置的尾部，承担拉坯、矫直拉坯、矫直和送引锭杆和送引锭
47、杆的作用。的作用。n通常要求铸坯在进入拉矫机前应完全凝固，以防止通常要求铸坯在进入拉矫机前应完全凝固，以防止铸坯产生内裂。一般是拉坯和矫直这两道操作常在同铸坯产生内裂。一般是拉坯和矫直这两道操作常在同一机组里完成，故统称一机组里完成，故统称拉矫机拉矫机。v对拉矫机要求是：足够的拉坯能力，能克服铸坯各对拉矫机要求是：足够的拉坯能力，能克服铸坯各点阻力；有足够的矫直力，在规定的温度下能把铸坯点阻力；有足够的矫直力，在规定的温度下能把铸坯矫直；拉坯速度可以调节。矫直；拉坯速度可以调节。2.2.11 拉矫机拉矫机作用作用45n连铸坯采用液芯矫直时，为了获得无缺陷铸坯，对连铸坯采用液芯矫直时，为了获得无
48、缺陷铸坯，对带液芯的铸坯施加小的压力的工艺方法。带液芯的铸坯施加小的压力的工艺方法。u轻压下技术是在容易形成中心偏析的凝固末端实施轻压下技术是在容易形成中心偏析的凝固末端实施一定的压下量，使容易形成偏析及疏松的地方的非浓一定的压下量，使容易形成偏析及疏松的地方的非浓化钢液均匀流动，一方面消除或减少铸坯收缩形成的化钢液均匀流动，一方面消除或减少铸坯收缩形成的内部空隙，防止晶间富集溶质的钢液向铸坯中心横向内部空隙，防止晶间富集溶质的钢液向铸坯中心横向流动；另一方面轻压下所产生的挤压作用还可以促使流动；另一方面轻压下所产生的挤压作用还可以促使液芯中心富集溶质的钢液沿拉坯方向反向流动，使溶液芯中心富集
49、溶质的钢液沿拉坯方向反向流动，使溶质元素在钢液中重新分配，从而使铸坯凝固组织更加质元素在钢液中重新分配，从而使铸坯凝固组织更加均匀致密，达到改善中心偏析的目的。均匀致密，达到改善中心偏析的目的。2.2.12 轻压下轻压下46n连续铸钢时，利用电磁力控制钢液凝固过程，改善连续铸钢时，利用电磁力控制钢液凝固过程，改善铸坯质量工艺称铸坯质量工艺称EMS(Electro-magnetic stirring)技术。技术。vEMS实质是借助在铸坯液相穴中感生的电磁力，强实质是借助在铸坯液相穴中感生的电磁力，强化钢水的运动。化钢水的运动。v根据电磁搅拌器在铸机冶金长度上的不同安装位置根据电磁搅拌器在铸机冶金
50、长度上的不同安装位置有以下有以下3种方式：种方式：u结晶器电磁搅拌结晶器电磁搅拌MEMS：安装在结晶器铜管外面。：安装在结晶器铜管外面。u二冷区电磁搅拌二冷区电磁搅拌SEMS：安装在铸坯外面。：安装在铸坯外面。u凝固末端电磁搅拌凝固末端电磁搅拌FEMS：安装在铸坯外面，用于：安装在铸坯外面，用于方坯连铸。方坯连铸。2.2.13 电磁搅拌电磁搅拌47v连续铸钢的重要装置之一。引锭杆由连续铸钢的重要装置之一。引锭杆由引锭头、过渡引锭头、过渡件和杆身件和杆身组成。浇铸前，引锭头和部分过渡件进入结组成。浇铸前，引锭头和部分过渡件进入结晶器，形成结晶器可活动的晶器，形成结晶器可活动的“内底内底”，浇铸开
