连铸机型及特点

连铸机型及特点
（1）连铸机型分类
从上世纪50年代连铸工业化开始，30多年来，连铸机的机型发展经历了一个由立式、立弯式到弧形演变过程。

图7－1表示了现有几种用于工业生产的连铸机型简图。

图7－1 各种型式连铸机结构特征
a－立式；b－立弯式；c－直结晶器弧形；d－弧形；e－多半径弧形（椭圆形）；f－水平式连铸机可以按多种形式来分类。

若按结构外形可把连铸机分为立式连铸机，立弯式连铸机，带直线段弧形连铸机，弧形连铸机，多半径椭圆形连铸机和水平连铸机。

近年来随着连铸技术的发展，又开展了轮式连铸机，特别是薄板坯连铸机的研究。

如果按照连铸机所浇铸的断面的大小和外形来区分，连铸机又可分为板坯连铸机、小方坯连铸机，大方坯连铸机、圆坯连铸机、异形断面连铸机和薄板坯连铸机。

在方坯连铸机中也包括矩形坯连铸机，通常把浇铸断面或当量断面积大于200×200mm的铸坯叫大方坯，断面或当量断面积小于160×160mm的铸坯叫小方坯，宽厚比大于3矩形坯称为板坯。

若按连铸机在共用一个钢水包下所能浇铸的铸坯流数来区分，则可分为单流、双流或多流连铸机。

在一台连铸机上，根据生产要求，既可浇铸板坯又能同时浇铸几流方坯的连铸机叫做方、板坯复合连铸机或简称为复合式连铸机。

有的厂家为了区分连铸机所能浇铸的钢种，在铸机前冠以特殊方坯连铸机或不锈钢板坯连铸机，以示与浇普通钢连铸机的区别。

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（2）各类连铸机的特点
1)立式连铸机
立式连铸机的主要特点是：
①铸机的主要设备布置在垂直中心线上，从钢水浇注到铸坯切成定尺，整个工序是在垂直位置完成的。

铸坯在切成定尺后由升降机或运输机送到地面。

②从工艺上看，钢水是在直立结晶器和二冷段逐渐结晶，有利于钢水中非金属夹杂物上浮，坯壳冷却也比较均匀，这对浇铸优质钢和合金钢是有利的。

另外，铸坯在整个凝固过程中不受任何弯曲、矫直作用，更适合于裂纹敏感性高的钢种的浇铸。

③立式连铸机设备高，建设费用大，设备的维护和铸坯的运送都比较困难。

浇铸厚度为200mm左右的铸坯，铸机的总高度可达25～35m。

从工艺上来说，铸坯因钢水静压力大，鼓肚变形较为突出，这些是立式连铸机的主要缺点。

立式连铸机可分为高架式和地坑式两种。

所谓高架式就是连铸机建在地面之上，地坑式则是建在地面之下。

为了减少地坑施工困难，一般立式连铸机是一小半建在地上，一小半建在地下，称为半高架式或半地坑式。

2)立弯式连铸机
立弯式连铸机是连铸技术发展过程中的一种过渡机型，目前已很少采用。

这种连铸机的主要特点是：它的上半部和立式相同，所不同的是在铸坯完全凝固后，把铸坯顶弯90º，使铸坯在水平方向出坯，这样可缩小铸机的高度，铸坯的定尺也不受限制。

由于在水平方向出坯，铸坯的运送也不成问题。

立弯式连铸机只适用于浇铸断面小于100×l00mm的铸坯，对于厚度再大，待铸坯完全凝固再顶弯，冶金长度已很长了，这和立式连铸机的高度差不多，其优点已不明显。

另外，顶弯设备也显得很庞大。

而且，铸坯要经受顶弯和矫直两次变形，更易产生裂纹。

3)带直线段的弧形连铸机
带直线段的弧形连铸机是奥地利联合钢铁公司，美国钢铁公司推荐的一种机型，它主要用于浇铸板坯。

这种铸机采用直结晶器，在结晶器下方有2～5m直线段夹辊。

带有液芯的铸坯经过直线段后被连续弯曲成弧形，然后又把已凝固或带有液芯的弧形铸坯矫直，再切割成定尺。

这种连铸机的特点有：
①在工艺上保留立式连铸机的特点，钢水在垂直结晶器和二冷的直线段凝固。

其非金属夹杂物有充分时间上浮，有利于特殊钢的浇铸。

②铸坯在带液相弯曲成弧形后，使这种铸机又具有弧形连铸机设备高度较低，建设费用较低的特点。

③采用连续弯曲和多点矫直技术，可保证铸坯在两相区不产生裂纹，是这种机型的技术关键。

④这种机型比弧形连铸机较高，设备总重量要大，设备的安装，调整难度较大是这种铸机的缺点。

4)弧形连铸机
弧形连铸机的结晶器是弧形的，二冷区夹辊安装在四分之一圆弧内，铸坯在垂直中心线切点位置被矫直，然后切割成定尺，从水平方向出坯，因此，铸机的高度基本上等于圆弧半径。

这种连铸机的主要特点是：
①由于它布置在1/4圆弧范围内，因此，它的高度比立式、立弯式要低，这一特点使它的设备重量较轻，投资费用较低，设备的安装和维护方便，因而得到广泛应用。

②由于设备高度较低，铸坯在凝固过程中承受的钢水静压力相对较小，可减小坯壳因鼓肚变形而产生的内裂和偏析，有利于改善铸坯质量和提高拉速。

③弧形连铸机构主要问题是钢水在凝固过程中非金属夹杂物有向内弧侧聚集的倾向，易造成铸坯内部夹杂物分布不均匀，另外，由于内、外弧形冷却不均匀，容易造成铸坯中心偏析而降低铸坯质量。

5）椭圆型连铸机
为了进一步降低高度，发展了椭圆形连铸机。

国外把这种机型叫做带有多点矫直的弧形连铸机，也叫做超低头连铸机。

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辊布置在四分之一椭圆形圆弧上。

这种结构的机型除了弧形区是采用多半径，其基本特点和弧形连铸机相同。

然而，由于它是多半径的，铸机安装调整较复杂，维护也较困难一些。

6)水平连铸机
水平连铸主要设备，如结晶器、二冷段，拉坯机和切割设备均布置在水平位置上。

水平连铸机与立式和弧形连铸铸机不同的是它的结晶器和中间包是紧密相接的，在水口和结晶器连接处安装有分离环。

另外，拉坯时不是结晶器振动，而是拉坯机带着铸坯作拉→反推→停不同组合的周期运动。

水平连铸机的特点是：
①设备高度低，投资省、建设速度快，适合中、小企业技术改造；
②钢水无二次氧化，铸坏质量得到改善。

也无需钢液面检测和控制；
③铸坯在水平位置凝固成形，不受弯曲、矫直作用，有利于特殊钢和高合金钢的浇铸； ④设备维护简单，处理事故方便。

水平连铸目前存在的主要问题是受拉坯时的惯性力限制，更适合浇铸200mm 以下中小断面方、圆铸坯，铸坯定尺也受限制。

另外结晶器的石墨板和分离环价格高，增加了铸坯的成本。

（3）连铸机的台数、机数和流数
台数：凡共用一个钢包浇铸一流或多流铸坯的一套连铸机称为一台连铸机。

机数：具有独立的传动和工作系统，当其它机组出事故仍可照常工作的一组设备称为一个机组。

一台连铸机可由一机或多机组成。

流数：每台连铸机所能同时浇铸的铸坯总根数称为连铸机流数。

（4）弧形及椭圆形连铸机的表示方法
弧形及椭圆形连铸机的表示方法为：
例如4R6－250，表示为四机，弧半径为6m ，辊身长度为250mm 的弧形连铸机R3×4×6×12×350，表示为一机，四段弧半径方3，4，6，12m ，辊身长度为350mm 的椭圆形连铸机。

本章主要讨论目前应用最广泛的弧形连铸机。

表示拉辊辊身长度，mm
表示铸坯外弧半径，椭圆型为多段不同半径乘积，m
表示弧型或椭圆型连铸机
表示组成一台连铸机的"机数"，如为一机可省略。