连铸的概述

铸坯在运行过程中不 受弯曲矫直应力作用, 产生裂纹的可能性较 小
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铸坯质量好
⑶适用范围：适于优质钢、合金钢和对裂纹敏感钢种的浇铸。
连铸机的类型
立弯式连铸机
⑴立弯式连铸机是连铸技术发展过程
的过渡机型。结晶器是直立的，在铸 坯离开结晶器后尚未全凝固前,以机械
力顶弯铸坯,水平切割后运出。
⑵特点：立弯式连铸机是在立式连铸 机基础上发展起来的,其上部与立式连
八十年 代
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。
二十世 纪五十 年代始
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。
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连铸机的类型 1、概念
完成连续铸钢过程所需的设备叫连铸成套设备。浇钢设备、连铸 机本体设备、切割区域设备、引锭杆收集及输送设备的机电液一体化 构成了连续铸钢核心部位设备，习惯上称为连铸机。
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连铸机的类型
2、连铸机的机型及其特点
连铸机是从直立式装臵开始的。为了降低装臵的高度，扩大铸坯品 种和提高质量等目的，连铸机发展出了多种结构形式。
水平连铸机示意图
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连铸机的类型
结晶器、二次冷却区、拉矫机、切割 装臵等设备安装在水平位臵上。
水平连铸机 的特点
中间包与结晶器是紧密相连的, 相连处装有分离环。 拉坯时，结晶器不振动，而是通过拉 坯机带动铸坯做拉-反推-停不同 组合的周期性运动来实现的。
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连铸机的类型
水平连铸机的优点
文本
（1）按结晶 器是否移动 可以分为两 类
固定式结晶器 的连铸机
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。
结晶器与铸坯同步移动，铸坯与结晶器壁间 无相对运动，适合于生产接近成品钢材尺寸 的小断面或薄断面的铸坯,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。
高度最低的 连铸机 设备简单 投资省 维护方便 结晶器内 钢液静压 力最小， 避免了铸 坯的鼓肚 变形。 中间包与结晶器之 间是密封连接，有 效地防止了钢液流 动过程的二次氧化 ，铸坯的清洁度高 ，夹杂物含量少， 一般仅为弧形连铸 机的1/8-1/6。
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连铸机设备组成
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。
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连续铸钢工艺
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连铸机设备组成
盛钢桶和中间罐 结晶器
二次冷却装臵
拉坯矫直机
弧形连铸机
组成
切割装臵
引锭杆
（1）盛钢桶和中间罐 盛钢桶多用旋转台承托，便于调换盛钢桶连续供钢水。钢水浇进结晶器 之前先通过中间罐,调整钢水静压力,保持钢水流动平稳。中间罐可快速调换 使用，以保证钢流浇铸不间断并实现多炉连浇。在中间罐水口下设有事故溢 流槽，使废钢流入垃圾罐。
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。
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连铸的发展史
4、60年代弧形铸机的出现
1964年4月世界上第一台弧形连铸机在奥地利白鹭厂诞生。同 年6月中国自行设计制造的第一台方坯/板坯兼用弧形铸机在重钢三 厂投产。采用弧形连铸机后，连铸技术的应用才真正实现了一次突 破，不仅提高了生产率，降低了设备投资，而且更有利于安装在原 有的钢厂内。
分布的不均匀性，减轻偏析；减少裂纹发生率。
多点弯曲、多点矫直连铸机机型示意图
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连铸机的类型
椭 圆 形 连 铸 机
椭圆形连铸机可以是低头和超低头连铸机。低头或超低头连铸机的机型是
根据连铸机高度(H)与铸坯厚度(D)之比确定的。连铸机高度是指从结晶器液面
到出坯辊道表面的垂直高度。H/D=25-40时，称为低头连铸机；H/D<25时，
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同步运动式 结晶器连铸机
连铸机的类型
（2） 按铸坯断面 形状分类
方坯连铸机、圆坯连铸机、板坯连铸 机、异型连铸机、方/板坯兼用型连 铸机等。
（3） 按钢水的静压头 分类
高头型、低头型和超低头型连铸机等。
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连铸机的类型
连铸机机型示意图
1—立式连铸机；2—立弯式连铸机；3—直结晶器多点弯曲连铸机
连铸生产工艺流程图
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连铸的发展史
1、19世纪的尝试
美国亚瑟(1886年)和德国人戴伦(1877年)最早提出类似现代连铸
设备的建议，包括有水冷的、上下敞口的结晶器，二次冷却段，引锭
杆，夹辊和铸坯切割装臵等设备，主要用于有色金属，尤其是铜和铝 的连铸(1920～1935年间)。 1913年，瑞典人皮尔逊提出结晶器以可变的频率和振幅做往复振
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目录
概述
连铸的发展史
连铸机的类型 连铸机设备组成 连续铸钢工艺 连铸坯的缺陷
连续铸钢的优越性
连铸机的台数、机数、流数
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2012年，中国大陆粗钢产量为71654.2万吨，同比增长3.1%，占 世界总产量的比重达46.3%
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概述
连铸即为连续铸钢（英文， Continuous Steel Casting）的 简称。在钢铁厂生产各类钢 铁产品过程中，使用钢水凝 固成型有两种方法：传统的 模铸法和连续铸钢法。而在 二十世纪五十年代在欧美国 家出现的连铸技术是一项把 钢水直接浇注成形的先进技 术。与传统方法相比，连铸 技术具有大幅提高金属收得 率和铸坯质量，节约能源等 显著优势。 连铸生产工艺流程图如左图 1所示。
1—盛钢桶
2—中间包 3—导辊 4—结晶器 5—拉辊 6—切割装置 7—移坯装置
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连铸机的类型
⑵特点：
①立式连铸机从中间包到切割装臵等主要设备均布臵在垂直中心线上，整个
机身矗立在车间地平面以上。 ②
钢液中非金属夹杂物 易于上浮
缺点：连 铸机高度 高,钢水静 压力大。
铸坯四面冷却均匀
浇注钢液在垂直 结晶器和二次冷 却段冷却凝固
数学中小参数的作用？
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目前的研究方法
以凝固为例，目前主要研究方法 （1） 实验方法 合金成分的优化、组织性能的测试、组织 形态的形成机制 （2）数值模拟的方法 计算材料科学、利用相场法模拟组织与形 态等 （3）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，得到其精确解
国应用最多的一种机
型。
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连铸机的类型
⑵弧形连铸机特点：
弧形连铸机的结晶器、 二次冷却段夹辊、拉 坯矫直机等设备均布 臵在同一半径的1/4 圆周弧线上。 铸坯在1/4圆周弧线内 完全凝固，经水平切线 处被一点或多点矫直， 而后切成定尺，从水平 方向出坯。
弧形连铸机的高度仅 为立弯式连铸机的 1/3→基建投资减少， 钢水静压力小。
动的想法。1933年德国人容汉斯(现代连铸技术的奠基人)真正将这一
想法付诸实施。容汉斯的结晶器振动方式是结晶器下振时与拉坯速度 同步,铸坯与结晶器间无相对运动。振动式结晶器是钢得以顺利连铸的 开创性的技术关键。 振动结晶器的构想和付诸实施，不仅使浇铸速度提高到一个较高的 水平，而且是连铸技术成为通向钢铁领域发展的基石。
目前的发展方向大致包括近终形连铸(尤其是薄板坯，薄带铸轧)、高 速浇铸、高清洁性产品的连铸、低过热度浇铸、半凝固加工技术和过程 与质量系统控制技术等。
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连铸的发展史 7、总述
九十年 代初
世界各主要产钢国已经实现了90%以上的连铸比。中国则在改革开放 后才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30%。
4—直结晶器弧形连铸机；5—弧形连铸机； 6—多半径弧形(椭圆形)连铸机；7—水平式连铸机
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连铸机的类型
同步运动结晶器连铸机机型
c a—双辊式连铸机；b—单辊式连铸机
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c—双带式连铸机；
d—单带式连铸机；e—轮带式连铸机
连铸机的类型
立式连铸机
⑴全部设备直至 切割器，都是垂 直布臵，切割后 钢坯放平运走 , 是 20世纪50~60年 代的主要机型。
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连铸机设备组成
（3）二次冷却装臵 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。
（4）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。 （5）切割装臵 用氧气乙炔火焰或机械剪切割铸坯，这项装臵和拉坯矫直机前进方 向的速度应相互配合。 （6）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。
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连铸机设备组成 （2）结晶器 以纯铜或铜合金材料作内壁，用钢框架密
封箍住。内壁和外框间留有冷却水通路。结晶
器内衬铜壁一般厚6～24毫米，长600～1100
毫米，在结晶器旁侧装设杠杆机构的机械联锁
振动机构，使结晶器沿弧形曲线上下振动。结
晶器内壁的润滑有两种方法:对厚度150毫米以
上铸坯一般采用伸入式水口加保护渣粉浇铸工 艺，对小于150毫米铸坯采用油润滑。
结构特点
Page 22连铸机的类型该Fra bibliotek型易产生矫直裂纹
（2）弧形连铸机缺点
铸坯内弧侧有夹杂物聚集， 夹杂物分布不均。
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连铸机的类型
a—一点矫直全弧形连铸机
b—多点矫直的弧形连铸机
弧形连铸机机型示意图
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连铸机的类型
⑶改善弧形铸机铸坯质量的措施：采用直结晶器，在结晶器下口设2-3m垂 直段，带液芯的铸坯经多点弯曲或逐渐弯曲进入弧形段，然后再多点矫直进 入水平段。垂直段可使液相穴内夹杂物充分上浮，从而改善铸坯内部夹杂物
铸机完全相同,不同的是待铸坯全部凝
固后,用顶弯装臵将铸坯顶弯90℃,在 水平方向切割出坯。
⑶适用范围：只适用于小断面铸坯的
浇铸。
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连铸机的类型
弧形连铸机
⑴ 通过结晶器使铸坯表层凝固成形，随即沿弧形曲线的二冷段向前移动，铸坯 凝固至一定程度后，再矫直成水平状，切割后运出。这类连铸机的二冷段有全 弧形、椭圆形(多点椭圆轨迹)或带二冷上部直线段。矫直段有铸坯全凝固矫直 方式或带液相坯矫直方式。 为了满足高质量产品 的要求，在结晶器或 二冷上段外围装设低 频电磁搅拌装臵,以改 善铸坯结晶组织 （下 图所示）。是世界各
北京科技大学材料科学与工程学院
第一讲：连铸的概述
主讲人: 王自东 教授
有趣的例子
线性方程： X+1=0 非线性方程： X=-1
X X 1 0
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各学科之间联系及相互作用？ 大学生为什么要好好学习？
古语中“莫因善小而不为，莫 因恶小而为之”？ 现实生活中怎样才能成才？
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连铸的发展史
2、20世纪40年代的试验开发
在40年代钢的连铸试验开发主要集中在美国和欧洲。英国人哈里德 (Halliday)提出的“负滑脱”(结晶器下振速度大于拉坯速度,铸坯与结晶 器间有相对运动)概念,这有改善润滑、减轻粘结的优点,更易于实现高速 浇铸，可真正有效防止坯壳与结晶器粘结。
5、80年代连铸技术日趋成熟
钢包冶金的完善化对连铸的操作(钢包精炼、钢液钙处理)产生有
利作用。出现电磁搅拌、结晶器自动调宽、结晶器液面自动控制、
结晶器自动加保护渣、漏钢预报、中间包冶金等一系列技术；连铸 坯的热送热装及相伴的无缺陷铸坯生产技术等。
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连铸的发展史 6、90年代以后连铸技术又面临一场新的革命
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。
1951年世界上第一台工业生产性连铸机在原苏联红十月钢厂投产，
为立式半连续式装臵。1952年第一台双流立弯式连铸机在英国巴路钢厂 建的，用于浇注碳素钢和低合金钢。1954年在加拿大阿特拉斯钢厂
(Atlas)建成方坯/板坯兼用型连铸机，用于生产不锈钢。1960年12月日
则称为超低头连铸机。
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连铸机的类型
椭圆形连铸机 特点
结晶器、二次 冷却段夹辊、 拉坯矫直机均 布臵在1/4椭 圆圆弧线上。
椭圆形圆弧是由 多个半径的圆弧 线组成的，其特 点与全弧形连铸 机相同。
进一步降低 了连铸机和 厂房的高度
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连铸机的类型
水平连铸机
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。