连铸简介

连铸简介

1 连铸的发展及机型介绍

1.1 连铸的发展历史

常规连续铸钢的最早提出者可以追溯到美国炼钢工程师B.Atha（1886年）和德国工程师R.M.Dlaelen（1887年）。前者采用了一个垂直固定、底部敞口的厚壁铁质的结晶器，并与中间包相连接来实施间歇式拉坯；后者采用固定式水冷薄壁铜质结晶器，实施连续拉坯，并进行二次冷却，同时也应用了引锭杆垂直贮放装置，飞溅切割等，显然这已经很接近今天使用的连铸机了。连续铸钢技术经历了20世纪40年代的试验开发，50年代开始步入工业生产，60年代弧形连铸机出现，70年代由于世界能源危机推动的大发展，80年代日趋成熟的技术和90年代面临的一场新的变革，整整经历了60年的历史发展进程。

1866年：美国B.Atha提出以水冷，底部敞口固定结晶器为特征的常规连铸概念；

1933年：德国S.Junghans实现了结晶器以可变的频率和振幅做往复振动的想法；

1951年：世界第一台工业生产性的立式半连续式连铸机在前苏联红十月钢厂投产，断面尺寸180×600mm；

1952年：世界上第一台双流立弯式连续浇注的连铸机在英国巴路钢厂投产，主要生产50×50mm和180×180mm的小方坯；

1954年：加拿大阿特拉斯钢厂投入使用方板坯兼用的不锈钢连铸机，可以生产一流的168×620mm板坯和双流的150×150mm的方坯；

1960年：日本新日铁钢厂引进世界第一台不锈钢宽板坯连铸机，板坯宽度为1050mm。

1.2 连铸在我国的发展历史

我国是世界上开发和应用连续铸钢技术较早的国家之一。

1956年，重工业部的钢铁研究所在一台半连续铸机上浇铸了ф80的圆坯；

1957年，上海钢铁公司中心实验室建造了立式连铸机，浇铸了我国第一根75mm×180mm的小方坯连铸钢。

1960年，在北京钢铁学院试验场建造了一台弧形连铸机简单的试验装置，浇铸出了200mm×200mm方坯。

从20世纪70年代后期，一些企业开始引进国外技术和设备，

1978年10月、1979年2月和1979年3月武汉钢铁公司二炼钢厂共投产了3台从德国西马克-德马克公司引进的单流板坯连铸机。

20世纪90年代，我国轧钢系统完成了从模铸到连铸的改造，实现了100%的连铸比。

1.3 连铸机的基本机型

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；除此之外还有同步运动式结晶器的各种连铸机，这类机型的结晶器与铸坯同步移动，铸坯与结晶器壁间无相对运动，因而也没有相对摩擦，能够达到较高的浇注速度，适合与生产接近成品钢材尺寸的小断面或薄断面的铸坯，即近中型连铸，这类的机型有：双辊式连铸机、单辊式连铸机、双带式连铸机、单带式连铸机、轮带式连铸机等。

2 连铸的设备概况

2.1 连铸的主要设备

连铸的主要设备有：钢包回转台，中间包，结晶器，二次冷却系统和拉坯矫直装置等。

2.2 设备简介

2.2.1 钢包回转台

钢包回转台的作用那个有：短时间旋转钢包，快速向中间包供给另一炉钢水；称量并显示钢包中剩余钢水量和钢水总量，为生产调度提供基础数据；事先钢包升降，为实现保护浇铸创造条件；当连铸出现工艺事故时，迅速把剩余钢水转移到事故钢包。以上功能通过液压驱动马达和质量传感器实现。实物如图2.1。

图2.1 钢包回转台实物图

2.2.2 中间包

中间包由包盖、塞棒、包壳、永久层、工作层、包底、水口砖、水口座砖、挡渣墙和湍流控制器等部分组成。其中，塞棒由袖砖和塞头等部分组成，图2.2。

图2.2 中间包内局部结构

中间包首先承接钢包中的钢液，然后对准结晶器中心进行浇铸。它具有减压、稳流、净化钢液、储存钢水和分流的功能。其主要作用如下：通过调节钢水包滑动水口的开度，保持中间包中有一定深度的钢液面，为钢水能在比较稳定压力下平稳地注入结晶器，为保证连铸拉速和铸坯质量创造条件；它是一个精炼容器，钢水在其中停留5~10min，使混于钢水中的夹杂物和炉渣有一个上浮的机会，如果再在中间保重设置挡渣墙，就能为生产洁净钢创造良好的条件；在多流连铸机上，它把钢水均匀地分配到每一流结晶其中；在多炉连浇时，它能储存一定量的钢水，通过拉速调节，衔接下炉钢水，保证连铸机不断流，为多炉连浇创造条件。

图2.3 钢包-中间包-结晶器浇铸流程

中间包容量为钢包容量的20%~40%，使用前需要用煤气烘烤到1000~1300℃。在浇铸优质钢种时常使用碱性包衬和挡渣墙等。为使夹杂物上浮，生产洁净钢和超洁净钢奠定了工艺条件。一般采用全封闭无氧化保护浇铸系统。

全封闭的无氧化保护浇铸系统由钢水包、氩气保护环、中间包保护渣、挡渣墙、钢水、中间包包盖、结晶器保护渣、浸入式水口、结晶器、结晶器内电磁搅拌装置等组成。以上系统的作用是：在浇铸过程中避免钢水与空气接触，保证钢水不受二次氧化；避免高温钢水的热辐射，在降低钢包中钢水过热度的同时又改

善了工作环境；发挥了中间包的二次冶金作用，为生产洁净钢和超洁净钢创造了工艺环境。通过模拟研究，挡渣墙能改变中间包内钢水流动状态和在中间包内的停留时间，钢水的流动又促进了其中夹杂物碰撞、形核、长大的概率；长大、上浮的夹杂物被保护渣吸收后大大提高了钢水的洁净度。为了提高连浇炉数，中间包水口一般采用快换水口装置。使用该机构后，可解决长时间浇铸中间包水口的扩径问题，图2.4。

图2.4 中间包快换装置

2.2.3 结晶器

结晶器的主要作用是冷却中间包中流出的钢水，使其外部形成一定厚度的坯壳。这个过程中除了用循环水冷却之外。结晶器还需要振动，以避免钢坯与结晶器壁粘结漏钢。结晶器的振动规律演变主要经历以下几个阶段：

1、矩形速度规律

特点：结晶器下降时与铸坯同步运动，然后以3倍的拉坯速度上升。

问题：加速度大，对机械要求高，不便于实行高频振动。

2、梯形速度规律

特点：结晶器下降过程中有较长时间的速度稍大于拉坯速度

优点：可使在结晶器内断裂的坯壳压合；使粘结的坯壳强迫脱模；上升、下降转折处的速度变化较缓和，运动平稳。