连铸技术的发展状况及高效连铸

机作业率大大提高（≥８０％）。
１．２高效连铸的主要作用
１．２．１
连铸坯产量大幅度提高
００４
从１９８９年到２００１年我国连铸坯产量由１
投资３～４亿元。
万ｔ增加到１２ ０００万ｔ以上，连铸比由１６．３％提高 到８７．５％。如果只靠投资新建铸机，而没有连铸机 的高效化，新建和原有铸机都是那样的低生产率，要 想达到这样的总产量是不可想象的，无论资金投入、 场地占用等许多方面都是难以承受的。高教连铸技 术为钢铁行业的调整结构降低成本作出了贡献。 １．２．２ 实现炼钢车间的炉机匹配 我国的转炉车间炉容从几吨到２００ ｔ都有小方坯 生产。由于小方坯铸机生产能力低，３台转炉配４、５ 台甚至６台连铸机，匹配关系复杂混乱，工艺制度不 能保证。这反过来又影响了铸机生产和铸坯质量。 经过连铸机的高效化改造，设备可靠性增加，浇 铸速度提高，连铸机的台时产量大幅提高。实现了各 种模式的炉机匹配生产。如原３炉４、５机全连铸炼 钢车间只需要３台铸机．１炉对１机生产。原来炉容 较小的３炉２机加模铸的车间可实现３炉对２机的 全连铸生产。 炉机匹配后的最大好处全车间生产顺行，工艺制 度得以执行。钢水的温度、氧化性、到位时间都可保 证。这又促进了铸机生产的稳定、高速、优质。 １．２．３经济效益 实现高教连铸使各项技术指标提高，消耗下降， 铸坯质量改善，可使企业降低成本节省投资，获得很 大的经济效益。 连铸直接效盎首钢三炼钢厂统计，由于提高合 格坯收得率、节省备件费用、减少耐材消耗等可降低 连铸坯成本约７元／ｔ。广钢转炉厂节省中间包材料 及提高铸坯收得率可降低连铸坯成本１０元／ｔ。 综合经济效益包括降低冶炼消耗、降低连铸成 本、提高综合成材率等，见表４。
４５０
ｍｍ，带厚度２．３～３．２
ｍｍ，拉速达３５～７０ ｍ／ｒａｉｎ，该生产线计划于２００１年
万方数据
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第３期
张兴中等：连铸技术的发展状况及高效连铸
待技术进步与发展，该流程能否在工业上立足，决定 于产品质量、生产成本、劳动生产率是否有优势。 ２．２连铸钢的品种质量 随着连铸钢产量增加，连铸钢的品种质量有很大 发展。武钢在“九五”期间先后研制开发新产品７２个 系列、１７２个品种，形成了桥、管、箱、容、电、车线等７ 大类高科技含量、高附加值的精品、名牌产品；宝钢连 铸生产的汽车面板通过美国３大汽车公司的ＱＳ一 ９０００质量体系认证，国内桑塔纳、长安、依维柯汽车 使用量达９０％，上海大众、一汽大众、神龙、本田（广 州）、夏利等汽车已批量使用，并首次向意大利菲亚特 汽车公司出口。 连铸方坯也由以往生产建筑用钢（Ⅱ级钢箭）为 主转向生产铆螺、硬线、弹簧、轴类、预应力钢绞线等。 上钢一厂已开发生产出Ⅲ级（４００ ＭＰａ）钢筋，济钢成 功开发出ＨＲＢ ５００高强度钢筋，并用于内蒙风力发 电的土建工程和出口韩国。轴承钢、弹簧、齿轮钢已 成为特钢连铸生产热点。 ２．３工艺优化 （１）连铸生产系统工程概念 炼钢一精炼一连铸已在炼钢厂成为统一体，多数 炼钢厂都在炉后配置精炼装置（ＬＦ、ＣＡＳ、ＫＩＰ或加 设ＲＨ、ＶＤ）等。吹氩搅拌已成为连铸前不可缺少的 工序。 （２）低过热度浇注受普遍重视 各厂的操作规程都把浇注钢水的过热度定在＜ ３０℃，武钢、宝钢等厂将过热度定在２０℃左右或≤ ２０℃（根据钢种而定）。低过热度浇注对铸坯质量有 决定性影响，尤其是内部质量。为达到稳定的低过热 度浇注，钢包和中间罐的热工（缩短钢包周期时间、加 强烘烤、钢包加盖、包衬加绝热层等）已为生产现场重 视并贯彻在实际操作中。 （３）二冷制度和控制方式的改进 许多方坯连铸机的二冷水控制由手工操作改为 自动控制并优化配水制度。一些大板坯连铸的二冷 采用动态控制，从而减少生产事故和保证铸坯。 （４）电磁搅拌的应用 电磁搅拌（ＥＭＳ）技术在连铸中应用已逐渐增 多，板坯连铸二冷区电磁搅拌在鞍钢、武钢、宝钢等厂 应用；特钢连铸大都在结晶器上安装ＥＭＳ，如大冶、 抚顺、西宁、兴澄、无锡、重特等；一些工厂在凝固末端 安设了ＥＭＳ，对铸坯质量起到较好的改善作用。
（５）连铸坯热送热装应用 连铸坯热送热装是一项明显的节能、降耗、提高 轧钢生产率的有效措施。国外从７０至８０年代推广 使用，我国在８０年代末和９０年代推广使用，但由于 炼钢厂与轧钢厂位置不利于热送或有些工厂生产钢 种品种多批量小等原因，使用面不广。近几年，各厂 经过调整和局部改进，热送热装已较普遍，尤其是方 坯连铸，如莱芜、三明、唐钢、首钢、八钢、兴澄、韶钢、 邯钢、邢钢等厂的方坯热送热装已取得良好的经济效 益。邯钢经过多年努力，全公司７个轧钢车间均实现 热装。板坯的热送热装在武钢、宝钢等厂取得明显效 益，武钢二、三炼钢厂板坯生产在距离长和品种繁杂 的条件下，通过努力已实现热装率（可热装坯）５５％ 以上。热装温度≥５５０℃的好成绩，再经过进一步改 造后，热送、热装比还能大大提高。 热送热装首先要实现连铸生产的无缺陷铸坯＞ ９０％，其次是生产计划的安排和运输调度的配合，因 此有一定难度，技术含量较高。 ３
２连铸技术的进步及新技术的应用
连铸技术不仅在高速高产方面取得进步，其自身 的全面发展和对钢铁行业的发展的作用都是巨大的。 ２．１近终形连铸的发展 自８０年代末美国纽柯公司的克里福兹维尔厂投 产世界上第１台薄板坯连铸一连轧短流程生产线，经 济效益显著，引起国际冶金界的重．视。国内一些工厂 为赶上世界先进水平，积极引进，广州珠江钢厂、邯 钢、包钢引进ＳＭＳ的ＣＳＰ生产线，并分别于１９９８年 和１９９９年１２月投入生产。包钢的ＣＳＰ生产线已于 ２００１年８月进行试运转；唐钢已与达涅利、三菱签订 引进薄板坯连铸连轧生产线，马钢和涟钢也与ＳＭＳ 签约进口ＣＳＰ生产线。 异型坯（工宇型坯）连铸在马钢正常生产，轧制的 工字型钢材远销美国。 薄带连铸可以说是一种已经发明了１００多年的 古老技术。但薄带连铸技术一直进展迟缓，直到最近 该技术的工业生产才有结果。在欧洲由蒂森、于齐诺 尔的研究结果，与特尼尔特公司、奥钢联与特尼尔的 ｃｓＭ（金属材料研究中心）的研究结果共同在竞雷菲 尔德（Ｋｒｅｆｉｌｄ）建立世界上第１条具有工业规模的薄 带连铸生产线，铸辊宽１ 投产。 由ＢＨＰ、纽柯和ＩＨＩ合资的Ｃａｓｔｒｉｐ ＬＬＣ在美国 印第安纳州Ｃｒａｗｆｏｒｄｓｖｉｔｌｅ的纽柯厂工业化薄带铸机 （Ｍｃ铸机）２００２年３月投入试生产。Ｃａｓｔｒｉｐ开发主 要针对碳钢。 关于该技术的发展前景，在国际上尚有争论，尚
１高效连铸技术的成就和作用
１．１高效连铸状况 连续铸钢技术大规模工业应用以来，以其大幅度 提高金属成材率，节约能源，提高劳动生产率等突出 优点获得了突飞猛进的发展。到２０世纪末，各钢铁 工业强国的连铸生产量已接近饱和，连铸比已达 ９５％以上。我国自８０年代连铸生产开始高速发展， ２０００年连铸比达到８５．７％。２００１年连铸比超过 ９０％。表１是我国各类型连铸机统计。
万方数据
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中国冶金
３．２当前铸坯质量的问题 当前影响铸坯质量的主要问题是钢的洁净度（总 氧量和夹杂物含量形态、分布）和铸坯的中心缩孔、偏 析。中心偏析是铸坯凝固过程中出现的，严重的中心 偏析（常与中心缩孔共存）使钢板出现分层或超声波 探伤不台格，线材在深加工（拔线）时断头率高，使用 寿命低等问题。因而生产高质量铸坯要做好精炼、连 铸防氧化浇注，采取消除中心缩孔和减轻中心偏析的 相应措施。生产高质量、高附加值钢材，必须将铁水 质量（电炉用废钢质量）、冶炼工艺、精炼措施、连铸工 艺等系统地组合一起才能见效。 ３．３高效连铸技术的高拉速与钢种 高效连铸技术推广尚有很大空间，推广高拉速必 须在工艺上创造适宜条件。板坯铸机提高拉速要核 算辊列条件及铸机的冶金长度。提高拉速要注意所 浇钢种，根据钢种的热敏感性、热传导性、中心组织的 质量等统盘考虑。如日本板坯浇注管线钢（Ｘ５２、 Ｘ６０、Ｘ６５）时，为解决中心偏析缺陷，采用软压下技 术，该时的最佳拉速大大下降。其拉速只有０．７５～
表Ｌ我国连铸机统计（至２０００年底）
粪型
迫切要求提高连铸的生产效率。这一方面要建设现 代化的高效率连铸机，另一方面是对旧连铸机进行高 效化改造。 为提高连铸机的生产率行业领导及各企业，提出 并贯彻了“连铸为中心，炼钢是基础，设备是保证”的 方针，促进了铸机的达产和全连铸车间的建设。１９９５ 年起国家计委、科技部立项进行“高效连铸技术”研究 开发。这些工作都取得了显著的成就。 经过各方面的长期努力，我国的新建和旧有连铸 机的生产率都有大幅度提高（见表２和表３）。
表２小方坯连铸机设计生产能力进步
万ｔ・流－ａ。１
台觳
流数
设计能力／能力比例／平均能力／
万ｔ・ａ－１
％
万ｔ・ａ一１
万１・流・ａ一１
表３小方坯连铸机生产水平进步
中国钢材生产的规格结构与发达国家不同，板材 管材比例很低（～４０％），长型材较多，这反映在连铸 上就是板坯少小方坯多（表１）。中国企业的投资能 力较弱，建设了许多技术起点很低的连铸机。表２是 １９８９年以前投产的小方坯连铸机统计。表３是这些 连铸机的产量。１９８９年刚刚有现代化的大型板坯连 铸机投产。可见当时的连铸机水平及其生产水平都 是很低的。中国随着对连铸坯数量质量需求的增加， 连铸机产量的提高，实际上是在保证铸坯质量前 提下，铸机作业率、浇铸速度、连浇炉数的全面提高。 铸机作业率由３０％左右提高到７０％以上，１２０
２００３年３月
中国冶金
第３期（总第６４期展状况及高效连铸
张兴中倪满森
（钢铁研究总院，北京 １０００８１）
摘要１０多年来我国连铸发展迅猛，已成为钢铁生产的基本工序，连铸比超过了９０％，遮一进步依靠连 铸机生产效率的大幅提高，小方坯铸机的设计生产能力提高了７４％，单流产量提高了３倍。随着连铸机生产 能力的增加．实现了各种模式的炉机匹配及全连铸生产。通过高效连铸技术应用，可在连铸机上直接降低成 本１０元／ｔ坯左右，企业的综合经济效益为３０～８０元／ｔ。企业还可以大量节省建设投资。
表４高效连铸综合经济效益
奄业 万ｆｆ＇ａ
１
由一般ｌ％最差５％以上降到０．５％以下。１９８９年
１２３ ｍＩｎ×１２３
ｈｉｍ方坯每流最高年产量４．６万ｔ（首
ｍｌＴｌ×１５０ ｍＥｆｌ方
万元．ａ
１
元ｑ—ｉ
钢），１９９９年１２０ ｉｎｔｏ×１２０ ｍｍ方坯的每流最高年产
量１６．６５万ｔ（济钢）。１９８９年１５０
Ｘ１２０ ｍｍ １）１９８９年的统计数．２）１９９９年的统计数
ｍｍ方坯的浇铸速度由２ ｍ／ｍｉｎ左右提高到
ｍ／ｒａｉｎ，１５０ ｍｍ×１５０
３．５到４．５
ｍｍ方坯浇铸速度
万方数据
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８
中国冶金
由１，５ ｍ／ｎｕｎｉ左右提高到２．２到３ ｍ／ｒａｉｎ。溢漏率
坯的每流最高年产量是８．２万ｔ（韶关），１９９９年１５０ ｍＤｌ×１５０ｍｍ方坯的每流最高年产量１４万ｔ，重钢
１５０
Ｖｉｌｌ”ｌ×１５０ｍｍ方坯铸机去年达到１８万ｔ／流。铸
节省建设投资广钢转炉厂用２台连铸机实现全 连铸，少建１台连铸机，节省投资３ ０００万元。有许 多小转炉厂是这种情况。攀钢应用高效连铸技术提 高生产能力，相当新建ｌ台板坯连铸机，即节省建设
中国连铸技术需进一步提高
虽然连铸生产品种已涉及各个方面，但品种、规
３．１进一步扩大连铸品种提高质量 格、质量等与国民经济发展需要尚不匹配，总的情况 是普钢和建筑用Ⅱ级螺纹钢多，而板材量少，特别是 薄板、深冲性能好的薄板（汽车面板、食品罐头用薄 板）、镀层板、不锈钢板少。２０００年我国从国外购进 的钢材及半成品总量达２ ０８３．７万ｔ。其中４００万ｔ 是半成品。我国板材的缺口最大，特别是各种类型的 薄板材。除品种的缺口外，质量也是原因之一。质量 高、性能优的钢材缺口很大，如高级汽车面板、大跨度 桥用钢绞线、高深冲性能的食品和饮料用薄板等还需 依赖进口。． 近来大板坯连铸机和薄板坯连铸机竞相建设，太 钢、攀钢引进板坯铸机、唐钢、马钢、涟钢引进或正在 引进建设薄板坯连铸连轧生产线，还有一些工厂正在 建设国内自行设计、制造的板坯连铸机。这些铸机的 投产肯定能缓解国内板材供应的不足，但是高质量钢 材还是当前供需矛盾的大问题。 洁净钢、纯净钢的生产要采用相应的炉外精炼设 施，连铸过程要严格实行防氧化浇注措施和提高中间 罐冶金效能，结晶器内液面波动、钢水流动和保护渣 选择都对钢质量有很大影响。