连续铸轧

二、铝带铸轧与钢铁材料铸轧
1、铝带铸轧 从20世纪50年代以来连续铸轧一直在有色合
金，特别是铝带的生产上得到了广泛的应用。该 技术可直接铸轧厚度为几毫米的近净形状带材， 并且铸轧带无需热轧开坯就可冷轧成更薄的带材 或箔材。
2、钢铁材料铸轧
虽然连续铸轧工艺已经广泛应用于有色金属 的生产中，但是，用其生产钢铁材料还只是出于 试生产阶段。 为什么能广泛应用于有色金属而在生产钢铁 材料上却遇到很多困难呢？
金属液面高度的压力Fp与氧化膜表面张力 Fm可分别用下式计算： 式中 H ——金属液面高度； R ——浇道的半径； ρ ——金属的密度； g ——重力加速度； σm——金属的表面张力； θ ——湿润角。
Fp=πR2ρgH Fm=2πRσmcosθ
湿润角的概念：达平衡时， 在气，液，固三相交界处，自 固-液界面经过液体内部到气液界面的夹角称为接触角。也 称为接触角。用以表示材料能 被润湿的性能。 根据湿润角的大小判断润 湿情况： θ=0°或不存在 铺展 0°<θ<90° 浸湿 90°<θ<180° 粘湿 θ=180° 完全不润湿 理论上讲，较少的接触角， 意味着材料表面湿润良好。
2、金属液面高度
前箱内液体金属面的水平高度就决定着供料 嘴出口处液体金属压力的大小。若液面低，供应 金属的压力过小，则铸轧板面易于产生孔洞；若 液面过高，金属静压力过大，容易造成铸轧板面 起棱，或在铸轧板面上出现被冲破的氧化皮，影 响板面质量；液面如果太高，且供料嘴与铸轧辊 间隙过大，易将氧化膜冲破，使液体金属进入间 隙，造成铸轧中断。
黑皮
由于前箱液面控制得不稳定或过高，使包裹液面金属的 氧化膜破坏而附在板面上，呈现出断续的块状黑皮。 解决措施： (1) 采用机械或光电装置控制前箱液面的稳定性，保证 液面高度在－5～－l0mm范围； (2) 静置炉流口亦应采取控制措施，以防波及前箱金属 液面高度。
板面不平
由于铸轧装置或操作上的问题没解决好，在铸轧过程 中，有时发现铸轧板粘辊现象，致使板面不平。 解决措施： (1) 铸轧辊上装配清辊器，保持辊面没有附着物； (2) 张力机保持一定张力； (3) 尽量控制铸轧辊表面温度不超过l00℃； (4) 两铸轧辊冷却水量控制一样，避免两辊温差过大： (5) 铸轧区不要偏高，一般控制在25～32mm范围即可。
连续铸轧
现代冶金工业正向着短流程、节能型、连续 化、自动化、高质量方向发展......
演讲人：许吉营
组员：许吉营 李启仁 材料134班
2015-5-25
一、基本概念
什么是连续铸轧？
直接将金属熔体“轧制”成半成品 带坯或成品带材的工艺称为连续铸轧。
连铸连轧（不同于连续铸轧）
连铸
由上面两图我们可以知道连铸连轧分为铸造 和轧制两个独立工序。 连续铸轧将连铸与轧制两个工序合成了一道 工序，它是由两个带水冷却系统的旋转铸轧辊作 为结晶器，熔体在辊缝间完成凝固和热轧两个过 程，而且是在很短的时间内完成。 连续铸轧有着投资低、 成本低、流程短等优 点。
边部不齐
当铸轧温度过高，铸轧速度过大，液面过高或过低时， 均能使铸轧板坯边部不呈圆弧形，而呈扁平的刮痕。 解决措施： 主要调整铸轧速度和液面高度，使液穴位置控制稍 向上一些，以便能从侧面观察到液穴向上窜，即可得 到铸轧板侧面呈鱼鳞状圆弧。当然供料嘴两侧的“耳 子”开的斜度亦要合适。
制作人：李启仁
五.铸轧的热平衡条件
• 铸轧温度 • 铸轧速度 • 冷却速度
六.铸轧缺陷及其防止
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条痕 孔洞 横波 白条 黑皮 板面不平 边部不齐
条痕
在铸轧板面的固定位置出现未被轧辊轧上的条痕，有时呈不连续状态。 这是由于在该位置的供料嘴被氧化膜堵塞，使该处不能流出金属，只靠 接近堵塞处两侧供给液体金属，不等到这部分液体金属补充到板面缺少 金属的地方，就被轧辊轧上，未被充填金属的板面即出现发亮的条痕。 供料嘴被严重堵塞时，由于供液体金属不足，会出现一条较宽的未被轧 着的铸态条带。 解决措施：
孔洞
在板面出现断续的穿透或未穿透的表面光亮孔洞。主要是因为金 属液流供应不足，通常是前箱液面过低，或铸轧速度过高所致。一 般在立板后一段时间，由于铸轧速度过高，此种孔洞常常出现。 解决措施： (1) 前箱的液面高度要稳定地控制在－5～－l0mm为宜。液面过低 或过高均对板面质量没有好处； (2) 采取降低铸轧速度亦可消除。但如铸轧速度降低到一定程度( 如轧制电流过大)后仍在板面留有孔洞，则是由于供料嘴中有氧化膜 堵塞，需要采取其他措施进行处理。
正常铸轧时金属液面高度示意图
上图表示正常铸轧时金属液面高度示意图，其中h 表示铸轧区高度。液面高度经验公式如下：
H=y+h1+h2
经验得知： h1为铸轧区 高度的1/3， 附加高度h2 为5—10mm
式中 H——正常铸轧时金属液面高度； y——供料嘴到底浇道高度； h1——金属液穴高度； h2——附加高度。
在铸轧过程中的氧化膜表面张力（Fm）和金属静压力（Fp）之 间有三种情况：
液面平衡状态示意图 Fp=Fm
液面低的示意图 Fp<Fm
液面高的示意图 Fp>Fm
液面低： 氧化膜被拉长，氧化膜本身受压力较小， 不易破坏，此时板面质量较佳。但金属液面低到 一定限度，则板面由于供金属不足而易产生空洞 缺陷。 液面高： 压力增加，使氧化膜变薄，极易被破坏。轻 者，板面出现氧化黑皮；严重时，造成铸轧中断。
Байду номын сангаас
这是因为钢铁材料的熔点高，控制铸轧过程 的稳定性的操作参数范围窄，边部质量控制与侧 封难度大，铸轧过程中钢铁材料的传热、凝固过 程比有色金属更复杂。
三、连续铸轧工艺原理
炉内金属按照辊轧要求控制其温度。 经过精炼处理后的液体金属，通过流槽进 入浇道系统，并控制金属液面高度。当液 体金属靠本身静压力作用，从供料嘴顶端 溢出和内部通冷却水的一对旋转的铸轧的 辊接触时，在a和a'点立即冷却形成薄壳。 随着金属的热量不断地被铸轧辊导出，液 体金属不断结晶；随着铸轧辊向上转动， 在a——a'至b——b'范围内进行着铸轧。 在b——b'横截面上，金属已经完全凝固， 接着金属便进入了固态轧制的状态。当金 属被轧制至c——c'面时，整个铸轧过程即 告结束。c——c'面的宽度即为铸轧板坯的 厚度。由a——a'面至c——c'面的高度， 即为铸轧区高度。
四、铸轧的基本条件
1、浇注系统预热温度
铸轧浇注系统包括控制金属液面 高度的前箱、横浇道、供料嘴底座和 供料嘴四部分。此部分必须具备良好 的保温性能，保证铸轧的正常进行。 经整体装配并调试好后，入炉进行预 热。预热温度为300℃左右，保温4h 以上。 如果预热不好，液体金属失热过 多，不能进行铸轧，即使勉强开了头， 也会因为供料嘴内有凝块而中断铸轧。
横波
在板面出现横向的微波纹，严重的可用手摸出，甚至有轻微的 层状出现。 解决措施： (1) 提高铸轧速度，使铸轧区温度高一些，特别是提高铸轧辊和 供料嘴端接触处的温度，使液穴外围的氧化膜拉断，缩短和铸轧 辊接触时间，相对提高该处温度； (2) 前箱金属液面太高，使液体金属静压力过大，液穴向辊间隙 伸展，造成金属未被轧制时降温很多。流动性不好，故出现横波 或轻微的层状。降低金属液面高度会立刻奏效； (3) 提高金属铸轧温度，提高金属的流动性．也是有效措施。
白条
由于供料嘴和铸轧辊间隙调整过小(一般正常为0.35～0.5mm)，当液体金 属通过供料嘴时，供料嘴受热膨胀而和铸轧辊接触，受一定的轧制力，供 料嘴局部破坏，使该处液体金属接触铸轧辊早，冷却强度太，因而在板面 上出现白条。另外，供料嘴即使没坏，但有的部位贴在铸轧辊上，使供料 嘴的材料粉末与铸轧板面摩擦，也会出现带有很多粉尘的细小白条。 解决措施： (1) 改进供料嘴材质，使其致密且受热膨胀小，并应有一定的弹性和刚性； (2) 根据供料嘴的性能，经过试验，找出供料嘴和铸轧辊间 隙的数据。一般使用硅藻土、石棉泥、黏土和其他黏结剂烧结而成的供料 嘴，和铸轧辊间隙在0.5mm左右即可。
(1) 使供料嘴内部结构合理，尽量减少氧化膜被挂住的可能； (2) 整个浇注系统内，包括前箱、横浇道、供料嘴都要干净，并要经300℃、4h以上预 热处理； (3) 液体金属铸轧前，应经过过滤和除气处理； (4) 在立板前，不能有局部硬块存在，如有硬块，就意味着有氧化膜堵塞之处； (5) 提高铸轧速度，或适当提高液面高度，或及时处理堵塞之处，但是彻底消除氧化 膜的堵塞是很困难的。