连铸过程(全)精选ppt
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连续铸造PPT课件
铸铁
第四节 薄板的连铸技术
铸钢液芯连铸连轧
优点：
大幅度节约能源 显著改变钢锭的质量 扩大连铸产品品种 节省轧制工艺和设备
铸钢液芯连铸连轧
钢锭液芯轧制与普通轧制 的区别：
➢ 变形在表面的凝固层， 内部钢液可以任意流动， 向各个方向等值传递压 力。
➢ 出现拉应力，可能导致 内裂纹，出现漏钢
➢ 部分抵消钢锭矫直过程 的拉应力，防止矫直裂 纹的形成
双带激冷连续铸造的工作原理
单带激冷连续铸造的工作原理
喷射沉积法带材连铸工作原理
反铸造法
O.C.C.连铸技术
O.C.C.连铸技术的原理与特点
原理：铸型加热 O.C.C.连铸技术的特点
➢得到完全单方向凝固的无限长的柱 状晶组织 ➢存在液相隔离，摩擦力小，牵引力 小，利于进行任意复杂形状截面型材 的连铸 ➢凸向液面，气体和杂质难以进入液 相 ➢缺陷少，组织致密，消除了横向晶 界，塑性加工性好
中间的固相对外层的 液相具有支撑作用。
凸出的凝固界面有利 于晶粒的淘汰。
温度太高或拉伸速度 太快、温度太低都不好。
凝固组织的形成
晶粒的淘汰速率 除了与晶粒的晶体学 取向有关外，还和凝 固界面的宏观形貌有 关。
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
S搅拌
引起两相区内枝晶的破碎，并进入液相区，促进等轴晶凝固组织的形成，细 化等轴晶粒。
F搅拌
促使枝晶骨架的位置调整和促使等轴晶的形成，防止中心偏析和V型偏析
第三节 其他合金的连铸技术
铝合金的连续铸造
凝固组织的控制
凝固组织的控制
连铸工艺部分讲义 ppt课件
13
第一部分：
二、中间包
连铸耐材
14
第一部分：
二、中间包
连铸耐材
15
第一部分： 连铸耐材
二、中间包
4、中间包的准备 ：
4.1 快换机件、上水口、座砖安装 4．1．1 喷涂：用石墨粉喷涂上水口座圈外圆和快换机构的加紧环内壁。 4．1．2 吻合：下装上水口并使其下表面露出加紧环1~2mm，调整上水口吹氩 进气口，必须使其与快换机构的吹氩喷嘴吻合。 4．1．3 检测压力：检查快换机构里的空气弹簧，其压力在1200~1600N。 4．1．4 清理：清理干净盖板下表面、上水口下表面和中包座圈上表面。 4．1．5 确认垂直：在中间包上方目测上水口是否垂直于水平面，否则重装。 4．1．6 捣打紧密：座砖、上水口座圈、定位板之间的缝隙必须使用已拌匀的 捣打料捣打紧密。 4．1．7 涂抹结合面：上水口与座砖结合面泥浆饱满，泥浆用玻璃水混成。 4．1．8 座砖就位：座砖底面与定位板上表面在安装前必须干净，就位后用木 锤打结实。 4．1．9 测试：安装完毕后用浸入式水口测试快换机构2次，观察快换机构是 否灵活，观察上水口与浸入式水口之间有无缝隙。
25
第一部分： 连铸耐材
二、中间包
8、关于长寿命中间包：
26
第一部分： 连铸耐材
二、浸入式水口
1、作用： 隔绝空气，防止
钢水二次氧化。
2、材质：
大多为镁碳或铝碳 加锆质材料组成， 也有石英材料制成 的。
结晶器卷渣示意图
保护渣层
结晶器卷渣示意图
A，B，C为卷渣处
27
第一部分： 连铸耐材
二、浸入式水口
一、连铸耐材
连铸耐材
8
第一部分：
二、中间包
连铸耐材
第一部分：
二、中间包
连铸耐材
14
第一部分：
二、中间包
连铸耐材
15
第一部分： 连铸耐材
二、中间包
4、中间包的准备 ：
4.1 快换机件、上水口、座砖安装 4．1．1 喷涂：用石墨粉喷涂上水口座圈外圆和快换机构的加紧环内壁。 4．1．2 吻合：下装上水口并使其下表面露出加紧环1~2mm，调整上水口吹氩 进气口，必须使其与快换机构的吹氩喷嘴吻合。 4．1．3 检测压力：检查快换机构里的空气弹簧，其压力在1200~1600N。 4．1．4 清理：清理干净盖板下表面、上水口下表面和中包座圈上表面。 4．1．5 确认垂直：在中间包上方目测上水口是否垂直于水平面，否则重装。 4．1．6 捣打紧密：座砖、上水口座圈、定位板之间的缝隙必须使用已拌匀的 捣打料捣打紧密。 4．1．7 涂抹结合面：上水口与座砖结合面泥浆饱满，泥浆用玻璃水混成。 4．1．8 座砖就位：座砖底面与定位板上表面在安装前必须干净，就位后用木 锤打结实。 4．1．9 测试：安装完毕后用浸入式水口测试快换机构2次，观察快换机构是 否灵活，观察上水口与浸入式水口之间有无缝隙。
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第一部分： 连铸耐材
二、中间包
8、关于长寿命中间包：
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第一部分： 连铸耐材
二、浸入式水口
1、作用： 隔绝空气，防止
钢水二次氧化。
2、材质：
大多为镁碳或铝碳 加锆质材料组成， 也有石英材料制成 的。
结晶器卷渣示意图
保护渣层
结晶器卷渣示意图
A，B，C为卷渣处
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第一部分： 连铸耐材
二、浸入式水口
一、连铸耐材
连铸耐材
8
第一部分：
二、中间包
连铸耐材
炼钢精炼连铸过程钢水PPT课件
渣洗脱硫
43
18
58
46
钢包脱硫
54
21
61
44
喷吹脱硫
76
20
74
58
真空室脱硫 72
7
90
27
由于在真空条件下增加从底部向顶部气泡 膨 胀扩大了熔池的搅拌功，熔池的搅拌功(B)比大气 压下熔池搅拌大26~46倍，提高脱硫效率。
第16页/共76页
2. 钢中磷
高炉冶炼是不能脱磷的，矿石、焦碳、石 灰中磷几乎全部进入了生铁。铁水中磷含量一 般在0.1~0.2%，炼钢的任务就是通过造渣把[P] 去除到在规定范围内：
带入钢水的[S]为14ppm；石灰中S=0.065%，
带入钢水中的[S]为26ppm。出钢时钢水中[S]
来源是：
废钢+生铁/% 铁水/% 矿石+造渣剂/%
低S石灰(0.035%)
26
37
37
高S石灰(0.065%)
21
32
47
可见，对于转炉冶炼超低硫钢，使用高质量含 硫低的石灰、废钢和造渣剂，防止转炉回硫是非常 重要的。
第7页/共76页
d[%S ] dt
Ks
A V
([%S
]t
(%S ) t Ls
)
将上式积分可得到脱硫效率R：
R [%S]开 [%S]终 1 exp[B (1 1/ )]
[% S ]终
11/
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1.4 脱硫操作
（1）铁水脱硫
脱硫方法有鱼雷罐喷吹、铁水罐喷吹和KR法等， 脱硫效果如表所示。由表可知，铁水罐喷吹脱硫可 使入转炉铁水[S]达到10ppm，而鱼雷罐则为 20ppm。可见，防止脱硫渣回硫是非常重要的。
连铸工艺设备连铸坯凝固与传热培训ppt课件
21
21
21
最大的热阻是来自于坯壳与结晶器 壁之间的气隙。
21
结晶器横向气隙的形成：
结晶器传热示意图：
21
2.影响结晶器传热的主要因素⑴结晶器设计参数对传热的影响 A.结晶器锥度的影响
合适的倒锥度，可以减小下部气隙厚 度，改善传热。
结晶器长度以不增加拉漏为原则。通常为700～900mm。对传热影响不大。
角部成了坯 壳最薄弱的部位。
21
结晶器内气隙的形成过程：
21
坯壳急剧收缩是导致结晶器最大热流减少的原因
21
减轻弯月面区坯壳过度收缩、减少凹陷的形成的措施
21
二．结晶器坯壳生长规律结晶器内坯壳的生长规律服从平方根定律：
21
铸坯表面组织的形成：
21
促进结晶器坯壳均匀生长的操作注意事项
21
三.结晶器传热与热阻
2．弯月面的形成
10
钢液与铜壁弯月面的形成：
10
良好稳定的弯月面可确保初生坯壳的表面质量和坯壳的均匀性。带有夹渣的坯壳是薄弱部位，易发生漏钢。
10
10
4.气隙的形成、稳定及角部气隙
已凝固的高温坯壳发生δ→γ的相变，引起坯壳收缩，收缩力牵引坯壳离开铜壁，气 隙开始形成。周期 性的离合2～3次，坯壳达到一定厚度并完 全脱离铜壁，气隙稳定形成。
二冷区铸坯表面热量传递方式：
37
铸坯二冷传热方式：
37
二.影响二冷区传热的因素
54
表面温度与热流的关系：
54
54
54
三.二冷区凝固坯壳的生长
54
54
四.铸坯的液相穴深度
54
§3—4 连铸坯凝固结构
54
21
21
最大的热阻是来自于坯壳与结晶器 壁之间的气隙。
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结晶器横向气隙的形成：
结晶器传热示意图：
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2.影响结晶器传热的主要因素⑴结晶器设计参数对传热的影响 A.结晶器锥度的影响
合适的倒锥度，可以减小下部气隙厚 度，改善传热。
结晶器长度以不增加拉漏为原则。通常为700～900mm。对传热影响不大。
角部成了坯 壳最薄弱的部位。
21
结晶器内气隙的形成过程：
21
坯壳急剧收缩是导致结晶器最大热流减少的原因
21
减轻弯月面区坯壳过度收缩、减少凹陷的形成的措施
21
二．结晶器坯壳生长规律结晶器内坯壳的生长规律服从平方根定律：
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铸坯表面组织的形成：
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促进结晶器坯壳均匀生长的操作注意事项
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三.结晶器传热与热阻
2．弯月面的形成
10
钢液与铜壁弯月面的形成：
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良好稳定的弯月面可确保初生坯壳的表面质量和坯壳的均匀性。带有夹渣的坯壳是薄弱部位，易发生漏钢。
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4.气隙的形成、稳定及角部气隙
已凝固的高温坯壳发生δ→γ的相变，引起坯壳收缩，收缩力牵引坯壳离开铜壁，气 隙开始形成。周期 性的离合2～3次，坯壳达到一定厚度并完 全脱离铜壁，气隙稳定形成。
二冷区铸坯表面热量传递方式：
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铸坯二冷传热方式：
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二.影响二冷区传热的因素
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表面温度与热流的关系：
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三.二冷区凝固坯壳的生长
54
54
四.铸坯的液相穴深度
54
§3—4 连铸坯凝固结构
54
连铸ppt-6-7
图3.1.水结晶冷却曲线 水结晶冷却曲线 1—水理论结晶曲线； 水理论结晶曲线； 2—水实际结晶曲线 水理论结晶曲线 水实际结晶曲线
（2）形核、长大（动力学条件） ）形核、长大（动力学条件） 形核过程 A.均质形核，又称自发形核 液态金属中存在很多与固态金属结构相似、体积很小、 液态金属中存在很多与固态金属结构相似、体积很小、近程 有序排列的原子集团，在很大的过冷度(通常 通常∆T=(0.15～ 有序排列的原子集团，在很大的过冷度 通常 ～ 0.20)Tl, 实验室测定纯铁 实验室测定纯铁∆T=0.16Tl=295℃。)条件下，这些 条件下， ℃ 条件下 原子集团变成规则排列，并稳定下来而成为晶核，这一过程 原子集团变成规则排列，并稳定下来而成为晶核， 即为均质形核。 即为均质形核。 B.非均质形核，又称非自发形核，也称异质形核 又称非自发形核， 在金属液相中已存在的固相质点和表面不光滑的器壁均可作 为形成核心的“依托”而发展成初始晶核。 为形成核心的“依托”而发展成初始晶核。非均质形核需要 的过冷度则很小，只要过冷度到20℃就能形成晶核。 的过冷度则很小，只要过冷度到 ℃就能形成晶核。 钢液内部含有熔点不同的杂质， 钢液内部含有熔点不同的杂质，因此钢液的结晶主要为非均 质形核。
4．铸坯凝固冷却过程分为四个阶段： ．铸坯凝固冷却过程分为四个阶段： 1）钢液在结晶器中快速冷却，形成薄的坯壳，坯壳与结晶 ）钢液在结晶器中快速冷却，形成薄的坯壳， 器壁紧密接触，此时冷却较快，铸坯表面温度明显下降； 器壁紧密接触，此时冷却较快，铸坯表面温度明显下降； 2）随着凝固壳增厚，铸坯收缩，坯壳与结晶器壁间产生气 ）随着凝固壳增厚，铸坯收缩， 隙，铸坯冷却速度减慢； 铸坯冷却速度减慢； 3）铸坯从结晶器中拉出，在二冷区受到强烈的喷水冷却， ）铸坯从结晶器中拉出，在二冷区受到强烈的喷水冷却， 中心逐渐凝固； 中心逐渐凝固； 4）铸坯在空气中较缓慢的冷却，铸坯中心的热量传导给外 ）铸坯在空气中较缓慢的冷却， 层使铸坯外层变热，表面温度回升。 层使铸坯外形成的细小等轴晶的基础上， 在已形成的细小等轴晶的基础上， 一些在散热方向上具有优先成长 方位的晶体将继续长大。 方位的晶体将继续长大。如果在 结晶前沿液相中成分过冷很大， 结晶前沿液相中成分过冷很大， 则晶体呈树枝状发展， 则晶体呈树枝状发展，从而形成 了大体上平行于散热方向的树枝 晶集合组织（柱状晶）。 晶集合组织（柱状晶）。
(四)连铸工艺与操作ppt课件
设备高度大，投资费 用高，铸坯断面和定尺长 度及拉速受到限制。
.
17
立弯式连铸机：
可适应较长定尺的 要 求 （ 2m ） ， 钢 水 从 结晶器开始凝固，完 全凝固后进入弯曲段， 在水平方向出坯，铸 机的中间包、结晶器、 导辊、引锭杆沿垂线 布置，拉矫机、切割 机沿水平布置。
缺 点：
高度比立式下降， 但由于增加了一次弯 曲和矫直，易造成裂 纹。
.
19
椭圆连铸机：
又称带有多点矫直 的弧型连铸机，又称超 低头连铸机。它分段依 次改变圆弧部分的曲率 半径，使结晶器和二冷 段 夹 棍 布 置 在 1/4 椭 圆 上。这种结构的机型除 了弧形区是采用多半径 外，其它基本特点与弧 型连铸机相同。该机型 与纯净钢水的生产技术 相结合，可生产无缺陷 铸坯。
.
20
水平连铸机：
其主要设备结晶器、 二冷装置、拉矫机和切 割设备等均不止在水平 线上，水平连铸机的结 晶器和中间包是紧密相 连的，在中间包水口和 结晶器连接处安装有分 离环。此外，拉坯时结 晶器不振动，而是拉坯 机带着铸坯作“拉-反推 -停”不同组合的周期运 动。
.
10
2、 21世纪钢铁工业发展趋势
（1） 产品更加纯洁化 （2） 生产工艺更加高效低耗 （3） 生产过程对环境更加友好
.
11
•
连铸液体金属是19世纪提出的。最初只能用
于浇铸低熔点的有色金属。1933年现代连铸之父
容汉斯提出连铸振动系统，1943年建成第一台实
验性连铸机。80年代后世界各国连铸技术迅速发
.
4
连续铸钢
.
5
1.连铸的发展概况
• 钢液凝固成型有两种方法： 模注—获得钢锭 连铸—获得钢坯
.
17
立弯式连铸机：
可适应较长定尺的 要 求 （ 2m ） ， 钢 水 从 结晶器开始凝固，完 全凝固后进入弯曲段， 在水平方向出坯，铸 机的中间包、结晶器、 导辊、引锭杆沿垂线 布置，拉矫机、切割 机沿水平布置。
缺 点：
高度比立式下降， 但由于增加了一次弯 曲和矫直，易造成裂 纹。
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19
椭圆连铸机：
又称带有多点矫直 的弧型连铸机，又称超 低头连铸机。它分段依 次改变圆弧部分的曲率 半径，使结晶器和二冷 段 夹 棍 布 置 在 1/4 椭 圆 上。这种结构的机型除 了弧形区是采用多半径 外，其它基本特点与弧 型连铸机相同。该机型 与纯净钢水的生产技术 相结合，可生产无缺陷 铸坯。
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20
水平连铸机：
其主要设备结晶器、 二冷装置、拉矫机和切 割设备等均不止在水平 线上，水平连铸机的结 晶器和中间包是紧密相 连的，在中间包水口和 结晶器连接处安装有分 离环。此外，拉坯时结 晶器不振动，而是拉坯 机带着铸坯作“拉-反推 -停”不同组合的周期运 动。
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10
2、 21世纪钢铁工业发展趋势
（1） 产品更加纯洁化 （2） 生产工艺更加高效低耗 （3） 生产过程对环境更加友好
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11
•
连铸液体金属是19世纪提出的。最初只能用
于浇铸低熔点的有色金属。1933年现代连铸之父
容汉斯提出连铸振动系统，1943年建成第一台实
验性连铸机。80年代后世界各国连铸技术迅速发
.
4
连续铸钢
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5
1.连铸的发展概况
• 钢液凝固成型有两种方法： 模注—获得钢锭 连铸—获得钢坯
连铸过程(全)
1 (2 3 cos cos 3 ) 。由（4－10）式可知 4
—
0 ， cos0 1 液体中质点已是一个晶核，不需任何过冷度就可形核；
，依附于外来质点形成晶核。
— 0 180
结论是非均质形核有效性决定于润湿角 。越小 ，形核功就越小，就易形核 ，形核速率比较如图4-4。非均质形核的过冷度比均质形核大为减少。在实际生 产中主要是非均质形核，除模壁表面作为“依托”形成晶核外，液体金属中需含 有两类小质点：一类叫活性质点，如金属氧化物（Al2O3），其晶体结构与金属 晶体结构相似，它们之间界面张力小，可作为“依托”而形成核心。另一类是难 熔物质的质点，它们的结构虽然与金属晶体结构相差较远，但这些难熔质点表面 往往存在细微凹坑和裂纹，其中尚未熔化的金属，可作为“依托”而形成晶体核 心。因此，可以在钢液中加入形核剂以细化晶粒。
前言
1
凝固理论
·钢液的结晶
·晶体的长大 ·凝固结构
1.1 钢液结晶与凝固结构
·凝固结构控制
1.2 凝固偏析 ·凝固显微偏析
·凝固宏观偏析
1.3 凝固收缩 1.4 钢的高温力学性能 1.5 凝固过程中气体和非金属夹杂物
2
连铸工艺与设备
2.1 连铸机机型及特点 2.2 连铸工艺与设备
－钢包
－中间包 －结晶器 －二次冷却区 －拉坯矫直机 －切割机 2.3 连铸新技术
（ 2）
1974年－1989年：
技术特点：全连铸工艺，以连铸机为核心。
（ 3）
1989年－现在：
连轧为代表，钢厂向紧凑化发展。
技术特点：连铸－连轧工艺，以薄板坯，连铸－
2. 21世纪钢铁工业发展趋势
（1） 产品更加纯洁化
连续铸造工艺
2、主要工艺参数的制定
3、连铸设备 1)选用恰当的中间包 ；2)采用结晶器铜板镀层； 3)调整扇形段辊子间距 4、均匀成分、细化晶粒、提高机械性能 5、其他质量控制措施 1)采用一、二次冷却方式；2)采用连续弯曲，连续矫正的方法； 3)采用气水冷却方法，选用合理气水比
成品
连续铸造而成的铸铁空 心型材
铜套的 离心铸 造
图1 立式离心铸造示意图 1-浇包 2-铸型 3-液体金属 4-皮带轮 和皮带 5-旋转轴 6-铸件 7-电动机
图2 卧式离心铸造示意图 1-浇包 2-浇注槽 3-铸型 4-液 体金属 5-端差 6-铸件
与离心铸造和沙铸相比，连续铸造生产过程有那些优点
连续铸造，由于金属被迅速冷却（30秒以内），导致合金结晶致密，组织均 匀，机械性能较好；而离心铸造时，由于合金中不同金属的原子量不同，离心力 使得原子量大的金属分部靠近外表面（距离轴心远），这样就使得合金的分部不 均匀；砂铸的冷却非常慢，导致其冷却过程中很多金属原子出现抱团的现象，导 致金属密度分部不再均匀。 连续铸造时，铸件上没有浇注系统的冒口，故连续铸锭在轧制时不用切头去 尾，节约了金属，提高了收得率； 简化了工序，免除造型及其它工序，因而减轻了劳动强度；所需生产面积也大为 减少； 连续铸造生产易于实现机械化和自动化，铸锭时还能实现连铸连轧，大大提 高了生产效率，在大规模生产的情况下，其成本较低； 离心铸造的生产长度受到了限制，其直径决定了产品铸造长度。连续铸造非 但不会受到铸造长度的限制，而且可以短期内进行大规模生产；同时，离心铸造 生产过程中，表面氧化层较厚，从而使得铸造尺寸和终端毛坯尺寸差距较大，离 心铸造； 复杂断面生产能力：离心铸造并不能根据客户的要求生产具有复杂断面结构 的产品，而高端连续铸造可以，并且可以将成本控制得很低 从机械强度方面说，由于铜合金从连续铸造结晶器中流出，在一定程度上， 结晶器起到了挤压作用，所以其强度也会比离心铸造高出10％到20％之间
《连铸工艺与设备》课件
模具
模具形状决定了连铸坯的形状和 尺寸。
冷却系统
通过冷却水冷却铸件，控制连铸 坯的温度。
移动系统
控制模具和冷却系统的移动，实 现连续铸造。
连铸设备结构
分机构
包括机架、传动装置、支撑系统等。
冷却系统
包括水冷却系统和气冷却系统。
控制系统
用于控制整个铸造过程，确保连续铸造的顺利进行。
数据采集和监测系统
监测和记录连铸过程中的数据，以确保产品质量。
连铸设备操作要点
1. 保持设备的清洁和润滑。 2. 定期检查和更换易损件。 3. 严格控制冷却水和熔化金属的温度。 4. 合理调整模具和冷却系统的位置和角度。
常见问题解答ห้องสมุดไป่ตู้
Q: 连铸过程中出现坯料结 疤怎么办？
A: 调整模具和冷却系统的位置和 参数，避免热裂。
Q: 连铸坯的内部缺陷如何 排除？
A: 加强熔化金属的净化和过滤作 业。
连铸产品
生产铜、铝、钢等金属的连铸坯、 板、棒、管等铸造产品。
设备分类
1 立式连铸机
通过重力作用，使熔化金属自上而下流入模具。
2 卧式连铸机
通过压力或真空力，使熔化金属从侧面进入模具。
3 多流连铸机
同时浇注多份熔化金属，提高生产效率。
连铸设备原理
连铸设备利用模具和冷却系统实现连续铸造。熔化金属通过模具，在冷却水的作用下凝固成连铸坯。
《连铸工艺与设备》PPT 课件
欢迎来到《连铸工艺与设备》PPT课件。准备好了解连铸工艺和设备的知识吗？ 让我们开始这个令人兴奋的旅程吧！
工艺介绍
连铸工艺是一种高效的铸造工艺，通过连续将熔化金属注入连铸机，实现快速、连续铸造。
连铸工艺优势
连铸连轧工艺精品PPT课件
• 上引锭杆：通过引锭杆小车将其运输到浇注位 置，完全装入结晶器内。
• 中间包烘烤：中间包温度太低会导致钢水降温 过大，易造成中间包不能正常开浇，应预热到 1100℃左右。 三种预热时间—180min，120min， 90min。
2.1 开 浇 2.2 脱 锭
3 中间包钢水温度的控制
3.1 浇铸温度的确定 （浇铸温度也称目标浇铸温度）： T浇=TL+△T
延伸率与Mn/S比的关系
1.1.2 浇铸温度
• 定义：指中间包内的钢水温度，也可指钢水进入 结晶器时的温度。
通常一炉钢水需在中间包内测温3次，即开浇 后5min、浇铸中期和浇铸结束前5min,而这3次 温度的平均值被视为平均浇铸温度。
• 要求： 在尽可能高的拉速下，保证铸坯出结晶器时形成
足够厚度的坯壳，从而保证连铸过程安全进行； 在结晶器内,钢水将热量平稳的传导给铜板，使
• △T4：钢包精炼结束钢水在静置和运往连铸 平台的温降
分析： 热量损失形式：钢水上表面通过渣层的热损失、
钢包包衬吸热。 热量损失大小：钢包内衬吸热降低，加了保温
剂，温降减小低。
• △T5：钢水从钢包注入中间包过程中产生的温降
分析： 热量损失形式：辐射热损失、对流热损失、钢包吸热。 影响因素：钢流保护状况；中间包的容量、材质、
1.1.1 钢水的成分 • 钢水中元素的分类：
合金元素—有意加入钢中，使其达到规定 的成分范围，保证钢的机械性能。
杂质元素—非有意加入钢中，不被希望存在于钢 中，对钢的性能有害。
残余元素—砷As、锑Sb、铜Cu等，对钢的热脆性 和腐蚀性有不良影响。由原材料或耐 火材料带入。
微量元素—硼B、钛Ti等，含量小于0.1%，为改变 某种性能而有意加入。
连铸工艺与设备-连铸的工艺流程与设备PPT演示文稿
2021/3/10
17
2.2.9 二冷固定扇形段
功能 支撑和导向结晶器与拉矫机之间的铸坯和开浇时的引 锭杆。 位置 结晶器与拉矫机之间。 结构 二冷固定扇形段由支撑框架，热保护装置，外弧支撑 辊，内弧压辊确保各种铸坯的冷却控制。此扇形段为 固定段。 2021/3/10
202仪1/3/1表0 系统。
5
连续铸钢设备必须适应高温钢水由液态变成液-固 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 艺难度大和工作条件差等特点。 ❖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， 制造和安装精度要高，易于维修和快速更换，要有 充分的冷却和良好的润滑等。
202度1/3/1把0 引锭杆(牵着铸坯)从结晶器中拉出。
2
❖ 为防止铸坯壳被拉断漏钢和减少结晶器中的拉坯阻力， 在浇铸过程中要对结晶器内壁润滑又要它做上下往复 振动。
❖ 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。 铸坯不断地被拉出，钢水连续地从上面注入结晶器， 形成了连续铸坯的过程。
2021/3/10
6
2021/3/10
7
2.2.1 钢包回转台
❖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，由回转部分、固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
上包括两侧无钢包、单侧有钢包、两侧有钢包三种情
13
2.2.4 中间包塞棒机构
❖功能：浇铸过程中能自动或手动控制钢液的流量。 ❖ 位置：在中间包上。
通过塞棒控制机构 控制塞棒上下运动， 以达到开闭水口调节 钢水流量为目的，塞 棒机构如左图所示。
17
2.2.9 二冷固定扇形段
功能 支撑和导向结晶器与拉矫机之间的铸坯和开浇时的引 锭杆。 位置 结晶器与拉矫机之间。 结构 二冷固定扇形段由支撑框架，热保护装置，外弧支撑 辊，内弧压辊确保各种铸坯的冷却控制。此扇形段为 固定段。 2021/3/10
202仪1/3/1表0 系统。
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连续铸钢设备必须适应高温钢水由液态变成液-固 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 艺难度大和工作条件差等特点。 ❖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， 制造和安装精度要高，易于维修和快速更换，要有 充分的冷却和良好的润滑等。
202度1/3/1把0 引锭杆(牵着铸坯)从结晶器中拉出。
2
❖ 为防止铸坯壳被拉断漏钢和减少结晶器中的拉坯阻力， 在浇铸过程中要对结晶器内壁润滑又要它做上下往复 振动。
❖ 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。 铸坯不断地被拉出，钢水连续地从上面注入结晶器， 形成了连续铸坯的过程。
2021/3/10
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2.2.1 钢包回转台
❖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，由回转部分、固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
上包括两侧无钢包、单侧有钢包、两侧有钢包三种情
13
2.2.4 中间包塞棒机构
❖功能：浇铸过程中能自动或手动控制钢液的流量。 ❖ 位置：在中间包上。
通过塞棒控制机构 控制塞棒上下运动， 以达到开闭水口调节 钢水流量为目的，塞 棒机构如左图所示。
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－钢包 －中间包 －结晶器 －二次冷却区 －拉坯矫直机 －切割机 2.3 连铸新技术
参考书目
（1） 炼钢学原理 冶金工业出版社，曲英主编。
（2） 浇注与凝固 冶金工业出版社，蔡开科主编。
（3） 连续铸钢 科学出版社，蔡开科主编。
（4） 钢铁冶金学（炼钢部分） 冶金工业出版社， 陈家祥主编。
前言
1 现代炼钢技术的发展（连铸技术的作用） （1） 1947年－1974年：
晶核与夹杂物接触面积：
r2(1co2s)
球缺体积： 球缺表面积：
1r3(23cosco3s)
3
2rh2r2(1co)s
形成晶核时系统自由能变化：
(1)体积自由能 G v： G v1 3r3(23co s co 3 )s G
(2)产生新相界表面自由能 Gr ：
G Flc 2 r2(1c o) s(c sl)sr2(1c2 o )s
(4)求 G 和 r :
(G ) 0
到60年代末，有连铸机200余台，产量4000万t. （7）70年代，迅猛发展时期；
1981年连铸比33.8%. （8）80年代，完全成熟时期；
1990年连铸比64.1%； （9）90年代，近终型连铸技术时代
1 凝固理论
1 凝固理论
1.1 钢液结晶与凝固结构
1.1.1 均质形核
（1）新核的形成引起系统的自由能的变化： · 体积自由能的下降： ΔGv＝－(4/3)(πγ3 (GA-GB)) 式中：γ：球形晶核的半径；GA：A相体积自由能； GB：A相体积自由能 · 表面自由能的增加： ΔGF＝4πγ2σ 式中：σ：A、B两相界面自由能
技术特点：转炉、高炉的大型化；以模铸－初轧 为核心，生产外延扩大。
（2） 1974年－1989年：
技术特点：全连铸工艺，以连铸机为核心。
（3） 1989年－现在：
技术特点：连铸－连轧工艺，以薄板坯，连铸－ 连轧为代表，钢厂向紧凑化发展。
2. 21世纪钢铁工业发展趋势
（1） 产品更加纯洁化 （2） 生产工艺更加高效低耗 （3） 生产过程对环境更加友好
O 0.92
3 连铸坯冷装炉 O 轧制CC－CCR
OO
O
O 1.34
4 连铸坯热送轧 O 制CC－HCR
O
O
O 0.878
5 连铸坯直接热 O 装炉轧制 CC－ DHCR
6 连铸坯直接轧 O 制CC－DR
O
O
O 0.334
O
角
O
部
补
热
4 连铸技术的发展历史
（1）19世纪中叶H.Bessemer提出了连续浇注金属的构想； （2）1933年，现代连铸的奠基人S.Junghans提出并发展
钢的凝固与连续铸造
•教学目的:
本部分课程从钢的凝固原理出发， 结 合钢的连铸工艺，使学生从理论上和实践上 掌握浇注和凝固过程中发生的主要的物理化 学现象，初步掌握连铸工艺与设备及其最新 发展，为将来从事冶金工程领域的工作，为 生产高质量的连铸坯，以及解决连铸生产中 的实际问题奠定理论基础。
课程大纲
r2 lc (23c oc s3 o )s
(3)总自由能变化 G :
G 1 3 r 3 ( 2 3 co c2 s o ) G sr 2l( c 2 3 co c3 s o ) s
G (2 3 co cs3 o ) s (1 3 r3 G r2 l)c
前言
1 凝固理论
1.1 钢液结晶与凝固结构 · 钢液的结晶 · 晶体的长大 · 凝固结构 · 凝固结构控制
1.2 凝固偏析 · 凝固显微偏析 · 凝固宏观偏析
1.3 凝固收缩 1.4 钢的高温力学性能 1.5 凝固过程中气体和非金属夹杂物
2 连铸工艺与设备
2.1 连铸机机型及特点 2.2 连铸工艺与设备
结论是：在一定温度下，任何大于临界半径的晶核趋向于长大， 小于临界半径晶核趋向消失。
表4－1纯液体金属结晶过冷度
金属
Sn Pb Al Cu Mn Fe Ni Co
熔点
f (K)
505.7 605.7 931.7 1356 1493 1803 1725 1736
过冷度
ΔT(k)
103 80 130 130 308 295 319 330
了结晶器振动装置，奠定了连铸的工业应用的基础； （3）本世纪30年代，连铸成功应用于有色金属； （4）1950年， S.Junghans和Mannesmann公司合作，建成
世界上第一台工业连铸机； （5）50年代，工业应用时期；
到50年代末，有连铸机30台，产量110t，连铸比0.34%. （6）60年代，稳步发展时期；
T Tf
0.208 0.133 0.110 0.174 0.206 0.161 0.186 0.181
1.1.2 非均质形核
上图为一个平面的夹杂物上形成一个半球缺的固体晶核，晶核与液 体、固体有三个界面。处于平衡时：
cos ls cs lc
式中： 为界面张力； 表示晶体在夹杂物表面的润湿倾向。
（3）连铸产品的均一性好，质量好；
（4）易于实现机械化和自动化。
表：炼钢－轧钢不同生产流程的轧钢能耗比较
工艺过程
炼铸均初
连钢
加
轧 轧钢燃
钢锭热轧
铸坯
热
制 料消耗
开
清
×109J/t
坯
理
1 模铸钢锭冷装 O O O O 轧制IC－CCR
O
O
O 2.01
2 模铸钢锭开坯 O O O O 后 直 接 轧 制 IC －DR
（2） 均质形核的条件： ΔGΣ＝ΔGv＋ΔGF＝－(4/3)(πγ3 (GA-GB))＋4πγ2σ
由 时，图r求4－：1r可知，当ΔGΣ达到最大值时的晶核大小叫临界半径，在
由(4-4)式可知，临界晶核半径是与过冷度成反比。由图(4-1)可知： — 晶核长大导致系统自由能增加，新相不稳定； — 晶核长大导致系统自由能减少，新相能稳定生长； — 形核和晶核溶解处效凝固 · 优化成型 · 化学冶金 · 物理冶金 · 节能
连续铸钢的特点
（1）提高综合成材率：模铸从钢水到成坯的收 得率大约84～88％，连铸为95～96％；
（2）降低能耗：连铸节能主要是省去了开坯工 序，以及 提高成材率。生产一吨钢坯比 模铸可以节能627～1046kJ，相当于21.4～ 35.7kg标准煤。加上综合成材率的提高， 可 以节能约130kg标准煤；
参考书目
（1） 炼钢学原理 冶金工业出版社，曲英主编。
（2） 浇注与凝固 冶金工业出版社，蔡开科主编。
（3） 连续铸钢 科学出版社，蔡开科主编。
（4） 钢铁冶金学（炼钢部分） 冶金工业出版社， 陈家祥主编。
前言
1 现代炼钢技术的发展（连铸技术的作用） （1） 1947年－1974年：
晶核与夹杂物接触面积：
r2(1co2s)
球缺体积： 球缺表面积：
1r3(23cosco3s)
3
2rh2r2(1co)s
形成晶核时系统自由能变化：
(1)体积自由能 G v： G v1 3r3(23co s co 3 )s G
(2)产生新相界表面自由能 Gr ：
G Flc 2 r2(1c o) s(c sl)sr2(1c2 o )s
(4)求 G 和 r :
(G ) 0
到60年代末，有连铸机200余台，产量4000万t. （7）70年代，迅猛发展时期；
1981年连铸比33.8%. （8）80年代，完全成熟时期；
1990年连铸比64.1%； （9）90年代，近终型连铸技术时代
1 凝固理论
1 凝固理论
1.1 钢液结晶与凝固结构
1.1.1 均质形核
（1）新核的形成引起系统的自由能的变化： · 体积自由能的下降： ΔGv＝－(4/3)(πγ3 (GA-GB)) 式中：γ：球形晶核的半径；GA：A相体积自由能； GB：A相体积自由能 · 表面自由能的增加： ΔGF＝4πγ2σ 式中：σ：A、B两相界面自由能
技术特点：转炉、高炉的大型化；以模铸－初轧 为核心，生产外延扩大。
（2） 1974年－1989年：
技术特点：全连铸工艺，以连铸机为核心。
（3） 1989年－现在：
技术特点：连铸－连轧工艺，以薄板坯，连铸－ 连轧为代表，钢厂向紧凑化发展。
2. 21世纪钢铁工业发展趋势
（1） 产品更加纯洁化 （2） 生产工艺更加高效低耗 （3） 生产过程对环境更加友好
O 0.92
3 连铸坯冷装炉 O 轧制CC－CCR
OO
O
O 1.34
4 连铸坯热送轧 O 制CC－HCR
O
O
O 0.878
5 连铸坯直接热 O 装炉轧制 CC－ DHCR
6 连铸坯直接轧 O 制CC－DR
O
O
O 0.334
O
角
O
部
补
热
4 连铸技术的发展历史
（1）19世纪中叶H.Bessemer提出了连续浇注金属的构想； （2）1933年，现代连铸的奠基人S.Junghans提出并发展
钢的凝固与连续铸造
•教学目的:
本部分课程从钢的凝固原理出发， 结 合钢的连铸工艺，使学生从理论上和实践上 掌握浇注和凝固过程中发生的主要的物理化 学现象，初步掌握连铸工艺与设备及其最新 发展，为将来从事冶金工程领域的工作，为 生产高质量的连铸坯，以及解决连铸生产中 的实际问题奠定理论基础。
课程大纲
r2 lc (23c oc s3 o )s
(3)总自由能变化 G :
G 1 3 r 3 ( 2 3 co c2 s o ) G sr 2l( c 2 3 co c3 s o ) s
G (2 3 co cs3 o ) s (1 3 r3 G r2 l)c
前言
1 凝固理论
1.1 钢液结晶与凝固结构 · 钢液的结晶 · 晶体的长大 · 凝固结构 · 凝固结构控制
1.2 凝固偏析 · 凝固显微偏析 · 凝固宏观偏析
1.3 凝固收缩 1.4 钢的高温力学性能 1.5 凝固过程中气体和非金属夹杂物
2 连铸工艺与设备
2.1 连铸机机型及特点 2.2 连铸工艺与设备
结论是：在一定温度下，任何大于临界半径的晶核趋向于长大， 小于临界半径晶核趋向消失。
表4－1纯液体金属结晶过冷度
金属
Sn Pb Al Cu Mn Fe Ni Co
熔点
f (K)
505.7 605.7 931.7 1356 1493 1803 1725 1736
过冷度
ΔT(k)
103 80 130 130 308 295 319 330
了结晶器振动装置，奠定了连铸的工业应用的基础； （3）本世纪30年代，连铸成功应用于有色金属； （4）1950年， S.Junghans和Mannesmann公司合作，建成
世界上第一台工业连铸机； （5）50年代，工业应用时期；
到50年代末，有连铸机30台，产量110t，连铸比0.34%. （6）60年代，稳步发展时期；
T Tf
0.208 0.133 0.110 0.174 0.206 0.161 0.186 0.181
1.1.2 非均质形核
上图为一个平面的夹杂物上形成一个半球缺的固体晶核，晶核与液 体、固体有三个界面。处于平衡时：
cos ls cs lc
式中： 为界面张力； 表示晶体在夹杂物表面的润湿倾向。
（3）连铸产品的均一性好，质量好；
（4）易于实现机械化和自动化。
表：炼钢－轧钢不同生产流程的轧钢能耗比较
工艺过程
炼铸均初
连钢
加
轧 轧钢燃
钢锭热轧
铸坯
热
制 料消耗
开
清
×109J/t
坯
理
1 模铸钢锭冷装 O O O O 轧制IC－CCR
O
O
O 2.01
2 模铸钢锭开坯 O O O O 后 直 接 轧 制 IC －DR
（2） 均质形核的条件： ΔGΣ＝ΔGv＋ΔGF＝－(4/3)(πγ3 (GA-GB))＋4πγ2σ
由 时，图r求4－：1r可知，当ΔGΣ达到最大值时的晶核大小叫临界半径，在
由(4-4)式可知，临界晶核半径是与过冷度成反比。由图(4-1)可知： — 晶核长大导致系统自由能增加，新相不稳定； — 晶核长大导致系统自由能减少，新相能稳定生长； — 形核和晶核溶解处效凝固 · 优化成型 · 化学冶金 · 物理冶金 · 节能
连续铸钢的特点
（1）提高综合成材率：模铸从钢水到成坯的收 得率大约84～88％，连铸为95～96％；
（2）降低能耗：连铸节能主要是省去了开坯工 序，以及 提高成材率。生产一吨钢坯比 模铸可以节能627～1046kJ，相当于21.4～ 35.7kg标准煤。加上综合成材率的提高， 可 以节能约130kg标准煤；