钢的连续浇铸课件.ppt

1 1 概概 述述1.1 1.1 连铸过程连铸过程 钢钢水水直直接接铸铸成成接接近近最最终终产产品品尺尺寸寸的的钢钢坯坯这这一一想想法法经经过过一一百百多多年年的的努努力力探探索索，终终于于使使该该技技术术在在本本世世纪纪7070年年代代开开始始大大规规模模用用于于实实际际，并并逐逐步步形形成了今天的连铸技术成了今天的连铸技术 主要设备由钢包、中间包、结晶器、结晶主要设备由钢包、中间包、结晶器、结晶器振动装置、二次冷却和铸坯导向装置、拉坯矫器振动装置、二次冷却和铸坯导向装置、拉坯矫直装置、切割装置、出坯装置等部分组成直装置、切割装置、出坯装置等部分组成 1.2 1.2 连铸的发展史连铸的发展史 1.2.1 1.2.1 早期尝试早期尝试 美国亚瑟（美国亚瑟（B.AthaB.Atha）（）（18661866年）和德国土木年）和德国土木工程师达勒恩（工程师达勒恩（R.M.DaelenR.M.Daelen）(1877(1877年年) )最早提出最早提出以水冷、底部敞口固定结晶器为特征的常规连铸以水冷、底部敞口固定结晶器为特征的常规连铸概念前者采用一个底部敞开、垂直固定的厚壁概念前者采用一个底部敞开、垂直固定的厚壁铁结晶器并与中间包相连，施行间歇式拉坯；后铁结晶器并与中间包相连，施行间歇式拉坯；后者采用固定式水冷薄壁铜结晶器、施行连续拉坯、者采用固定式水冷薄壁铜结晶器、施行连续拉坯、二次冷却，并带飞剪切割、引锭杆垂直存放装置。

二次冷却，并带飞剪切割、引锭杆垂直存放装置1920192019351935年间，连铸过程主要用于有色金属，年间，连铸过程主要用于有色金属，尤其是铜和铝的领域尤其是铜和铝的领域 炼炼钢钢生生产产的的大大炉炉容容量量、高高浇浇铸铸温温度度和和钢钢本本身身比热低，这些在有色金属生产中未曾遇到过比热低，这些在有色金属生产中未曾遇到过 一一项项最最重重要要的的开开拓拓性性工工作作是是如如何何提提高高一一台台连连铸机的浇铸能力，最关键的是浇铸速度铸机的浇铸能力，最关键的是浇铸速度 19131913年年，瑞瑞典典人人皮皮尔尔逊逊提提出出结结晶晶器器以以可可变变的的频率和振幅做往复振动的想法频率和振幅做往复振动的想法 19331933年年德德国国人人容容汉汉斯斯（S.JunghansS.Junghans）真真正正将将这一想法付诸实施这一想法付诸实施 振动结晶器的构想和付诸实施，不仅使浇振动结晶器的构想和付诸实施，不仅使浇铸速度提到一个较高的水平，而且是连铸技术铸速度提到一个较高的水平，而且是连铸技术成为通向钢铁领域发展的基石从此，连续铸成为通向钢铁领域发展的基石从此，连续铸钢技术经历了钢技术经历了“从本世纪从本世纪4040年代的试验开发、年代的试验开发、5050年代开始步入工业生产、年代开始步入工业生产、6060年代弧形铸机的年代弧形铸机的出现、出现、7070年代由能源危机推动的大发展、到年代由能源危机推动的大发展、到8080年代日趋成熟的技术和年代日趋成熟的技术和9090年代面临新的变革年代面临新的变革”的的6060年历史发展历程。

年历史发展历程 1.2.2 401.2.2 40年代连续铸钢的试验开发年代连续铸钢的试验开发 在在4040年年代代钢钢的的连连铸铸试试验验开开发发主主要要集集中中在在美美国和欧洲国和欧洲 虽然振动式结晶器是钢得以顺利连铸的虽然振动式结晶器是钢得以顺利连铸的开创性的技术关键，但真正有效防止坯壳与开创性的技术关键，但真正有效防止坯壳与结晶器粘结的突破性进展的技术贡献，应当结晶器粘结的突破性进展的技术贡献，应当归功于英国人哈里德（归功于英国人哈里德（HallidayHalliday）提出的提出的“负滑脱负滑脱”概念，这有改善润滑、减轻粘结的概念，这有改善润滑、减轻粘结的优点，更便于实现高速浇铸优点，更便于实现高速浇铸 1.2.3 501.2.3 50年代开始步入工业化年代开始步入工业化 初初期期的的连连铸铸设设备备大大部部分分装装在在特特殊殊钢钢生生产产厂厂设设备备设设计计主主要要被被容容汉汉斯斯、罗罗西西和和原原苏苏联联包包揽揽，机机型型主主要要是是立立式式5050年年代代制制造造的的4040台台连连铸铸机机中中，有有25%25%是立弯式是立弯式 世世界界上上第第一一台台工工业业生生产产性性连连铸铸机机是是19511951年年在在原原苏苏联联红红十十月月钢钢厂厂投投产产的的立立式式半半连连续续式式装装置置。

它是双流机，断面尺寸它是双流机，断面尺寸180mm600mm180mm600mm 作作为为连连续续式式浇浇铸铸的的铸铸机机是是19521952年年建建在在英英国国巴巴路路钢钢厂厂的的双双流流立立弯弯式式铸铸机机，其其生生产产断断面面尺尺寸寸为为50mm50mm50mm50mm和和180mm90mm180mm90mm的小方坯的小方坯 19541954年年投投用用的的加加拿拿大大阿阿特特拉拉斯斯钢钢厂厂（AtlasAtlas）的的方方板板坯坯兼兼用用不不锈锈钢钢连连铸铸机机它它可可以以生生产产一一流流的的168mm620mm168mm620mm板板 坯坯 ， 也也 可可 以以 生生 产产 两两 流流 的的150mm150mm150mm150mm方坯 宽宽板板坯坯铸铸机机于于19591959年年建建在在原原苏苏联联的的新新列列别别茨茨克克厂厂日日本本住住友友和和罗罗西西为为新新日日铁铁光光厂厂提提供供的的世世界界上上第第一一台台不不锈锈钢钢宽宽板板坯坯连连铸铸机机在在19601960年年1212月月投投产产，宽度为宽度为1050mm1050mm 在在整整个个5050年年代代，连连续续铸铸钢钢技技术术尽尽管管开开始始步步入入工工业业生生产产，但但产产量量很很少少，19601960年年的的产产量量仅仅为为115115万吨，连铸比仅为万吨，连铸比仅为0.340.34。

1.2.4 601.2.4 60年代弧形铸机引发的一场革命年代弧形铸机引发的一场革命 采采用用了了弧弧形形连连铸铸后后，连连铸铸技技术术的的应应用用才才实实现现了了一一次次真真正正的的突突破破，不不仅仅提提供供了了生生产产率率，降降低低了了设设备备投投资资，而而且且更更有利于安装在原有的钢厂内有利于安装在原有的钢厂内 19521952年年德德国国人人欧欧. .萨萨波波尔尔提提出出弧弧形形连连铸铸机机的的概概念念早早在在来来了了瑞瑞士士冯冯. .莫莫斯斯于于19561956年年也也申申请请了了同同一一思思路路的的弧弧形形连连铸铸机机 专专 利利 19601960年年 中中 国国 的的 徐徐 宝宝 教教 授授 也也 设设 计计 了了 一一 台台 浇浇200mm200mm200mm200mm方方坯坯的的弧弧形形铸铸机机最最先先把把弧弧形形结结晶晶器器连连铸铸机机的设想付诸工业性试验的却是德国曼内斯曼公司的设想付诸工业性试验的却是德国曼内斯曼公司 从全球来看，到本世纪从全球来看，到本世纪6060年代末，铸机总数已达年代末，铸机总数已达200200多多台，尽管总的设备能力已近台，尽管总的设备能力已近50005000万万t/a,t/a,但实际上连铸钢的但实际上连铸钢的产量只有产量只有26002600万万t/at/a。

1.2.5 701.2.5 70年代两次能源危机推动了连铸技术迅速发展年代两次能源危机推动了连铸技术迅速发展 经经历历了了19731973年年19741974年年第第一一次次全全球球能能源源危危机机之之后后，积积极极采采用用连连铸铸的的势势头头更更加加强强烈烈19791979年年的的第第二二次次能能源源危危机成为推动了连铸的飞速发展的主要动力机成为推动了连铸的飞速发展的主要动力 7070年代连铸技术的大发展在不断改善产品质量和提年代连铸技术的大发展在不断改善产品质量和提高铸机生产率基础上取得的，而两次能源危机又正好为高铸机生产率基础上取得的，而两次能源危机又正好为推动连铸的发展提供了客观契机推动连铸的发展提供了客观契机 从本世纪从本世纪7070年代开始，日本异军突起到年代开始，日本异军突起到19801980年，年，日本连铸机数量已达日本连铸机数量已达156156台，连续铸钢产量占钢总量的比台，连续铸钢产量占钢总量的比例已超过例已超过6060而从世界范围看，而从世界范围看，19801980年连铸钢产量已年连铸钢产量已逾逾2 2亿吨，相当于亿吨，相当于19701970年产量的年产量的8 8倍。

倍 1.2.6 801.2.6 80年代连铸技术日趋成熟年代连铸技术日趋成熟 连铸已不再是一种连铸已不再是一种“保密的工艺保密的工艺” 普遍建立了人员培训和教育制度普遍建立了人员培训和教育制度 预防性维护预防性维护 钢包冶金的完善化有利于连铸的操作钢包冶金的完善化有利于连铸的操作 结晶器自动调宽、流式结晶器液面控制、漏结晶器自动调宽、流式结晶器液面控制、漏 钢预报、中间包等离子加热等钢预报、中间包等离子加热等 1.2.7 901.2.7 90年代以后连铸技术又面临年代以后连铸技术又面临 一场新的革命一场新的革命 目前所能预测的发展方向大致包括近目前所能预测的发展方向大致包括近终形连铸（尤其是薄板坯，薄带铸轧）、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度浇铸、半凝固加工技术和过程与质量系统控制技术等统控制技术等 1.3 1.3 连铸机的机型及其特点连铸机的机型及其特点 v按结晶器是否移动按结晶器是否移动可以分为两类：一类是固定式结可以分为两类：一类是固定式结晶器（包括固定振动结晶器）的各种连铸机，如立晶器（包括固定振动结晶器）的各种连铸机，如立式连铸机、立弯式连铸机、弧形连铸机、椭圆形连式连铸机、立弯式连铸机、弧形连铸机、椭圆形连铸机、水平式连铸机等；另一类是同步运动式结晶铸机、水平式连铸机等；另一类是同步运动式结晶器的各种连铸机。

这种机型的结晶器与铸坯同步移器的各种连铸机这种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，适合于生产接动，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近成品钢材尺寸的小断面或薄断面的铸坯, ,如双辊式如双辊式连铸机、双带式连铸机、单辊式连铸机、单带式连连铸机、双带式连铸机、单辊式连铸机、单带式连铸机，轮带式连铸机等铸机，轮带式连铸机等 v还可以还可以按铸坯断面形状按铸坯断面形状分为分为: : 方坯连铸机、圆坯连铸机、板坯连铸机、异方坯连铸机、圆坯连铸机、板坯连铸机、异型连铸机、方型连铸机、方/ /板坯兼用型连铸机等板坯兼用型连铸机等. . 按按钢水的静压头钢水的静压头可分为可分为: : 高头型、低头型和超低头型连铸机等高头型、低头型和超低头型连铸机等连铸机机型示意图连铸机机型示意图 11立式连铸机；立式连铸机；22立弯式连铸机；立弯式连铸机；33直结晶器多点弯曲连铸机直结晶器多点弯曲连铸机 44直结晶器弧形连铸机；直结晶器弧形连铸机；55弧形连铸机；弧形连铸机； 66多半径弧形（椭圆形）连铸机；多半径弧形（椭圆形）连铸机；77水平式连铸机水平式连铸机 同同步步运运动动结结晶晶器器连连铸铸机机机机型型 11双辊式连铸机；双辊式连铸机；22单辊式连铸机单辊式连铸机 33双带式连铸机；双带式连铸机； 44单带式连铸机；单带式连铸机；55轮带式连铸机轮带式连铸机立式连铸机立式连铸机v是是2020世纪世纪5050年代至年代至6060年代的主要机型。

立式连铸机年代的主要机型立式连铸机从中间罐到切割装置等主要设备均布置在垂直中心从中间罐到切割装置等主要设备均布置在垂直中心线上，整个机身矗立在车间地平面以上采用立式线上，整个机身矗立在车间地平面以上采用立式连铸机浇注时，由于钢液在垂直结晶器和二次冷却连铸机浇注时，由于钢液在垂直结晶器和二次冷却段冷却凝固，钢液中非。