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连铸工艺与设备总复习1u连铸主要设备包括：连铸主要设备包括：钢包钢包(盛钢桶盛钢桶)回转台回转台、、中间包中间包(罐罐)、、结晶器结晶器(一次冷却一次冷却)、、结晶器振动机构结晶器振动机构、、二次冷却装二次冷却装置置、、拉坯矫直装置拉坯矫直装置(拉矫机拉矫机)、、切割装置和铸坯运出装切割装置和铸坯运出装置置等等　 2Œ从从转炉转炉或或电炉电炉初炼好初炼好的钢水注入钢包的同的钢水注入钢包的同时进行脱氧合金化，时进行脱氧合金化，然后运至钢包精炼站然后运至钢包精炼站进行钢水温度和成分进行钢水温度和成分的调整的调整(炉外精炼炉外精炼)1.2 连续铸钢的工艺流程连续铸钢的工艺流程将装有精炼好钢水的钢水包运至连铸平台回转台，将装有精炼好钢水的钢水包运至连铸平台回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间包回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间包3Ž中间包再由水口将钢中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器水分配到各个结晶器中，结晶器使铸坯成中，结晶器使铸坯成形并迅速冷却凝固结形并迅速冷却凝固结晶，形成外表为凝固晶，形成外表为凝固坯壳内部是未凝固钢坯壳内部是未凝固钢水的铸坯水的铸坯在结晶器下端出口处的凝固坯壳应有足够厚度，以在结晶器下端出口处的凝固坯壳应有足够厚度，以保证内部钢液不流出来保证内部钢液不流出来(钢液流出叫钢液流出叫拉漏拉漏)。

4随着拉坯辊缓慢地将随着拉坯辊缓慢地将带液芯铸坯从结晶器带液芯铸坯从结晶器拉出，中间包内的钢拉出，中间包内的钢水也同时连续地注入水也同时连续地注入结晶器内，就可以得结晶器内，就可以得到很长带液芯铸坯到很长带液芯铸坯‘带液芯铸坯在二次冷却区喷水强制冷却，拉矫机与带液芯铸坯在二次冷却区喷水强制冷却，拉矫机与结晶器振动装置共同作用，将结晶器内铸坯拉出，当结晶器振动装置共同作用，将结晶器内铸坯拉出，当拉到规定位置时，铸坯内部完全凝固将铸坯切割成拉到规定位置时，铸坯内部完全凝固将铸坯切割成规定的尺寸，由出坯装置送后续工序规定的尺寸，由出坯装置送后续工序51—钢水包；钢水包；2—中间包；中间包；3—振动机构；振动机构；4—偏心轮；偏心轮；5—结晶器；结晶器；6—二次冷却夹辊；二次冷却夹辊；7—铸坯中未凝固钢水；铸坯中未凝固钢水；8—拉坯矫直机；拉坯矫直机；9—切割机；切割机；10—铸坯；铸坯；11—辊道辊道连铸机工艺流程连铸机工艺流程61.3 连续铸钢的优越性连续铸钢的优越性•连续铸钢自问世以来便得到迅速发展，主要是由于与连续铸钢自问世以来便得到迅速发展，主要是由于与传统的传统的“模铸模铸-开坯开坯”工艺相比，具有如下突出优点：工艺相比，具有如下突出优点：1)简化了钢坯生产工序，缩短了工艺流程，节省投资；简化了钢坯生产工序，缩短了工艺流程，节省投资；a. 省去了脱模、整模、钢锭均热、初轧开坯等工序。

省去了脱模、整模、钢锭均热、初轧开坯等工序b. 薄板连铸机，又省去了粗轧机组薄板连铸机，又省去了粗轧机组 2)提高了金属收得率和成材率；提高了金属收得率和成材率；由于在一个机组上连续由于在一个机组上连续浇注出钢坯来，可以提高金属收得率达浇注出钢坯来，可以提高金属收得率达7%-8%，成材，成材率提高率提高10%-15%，成本可以降低约，成本可以降低约10%-12%；； 73)降低了能源消耗降低了能源消耗据日本资料介绍，连铸的能源消据日本资料介绍，连铸的能源消耗仅为模铸工艺的耗仅为模铸工艺的13.5%-20.8%；；4)生产过程机械化、自动化程度高，改善劳动条件生产过程机械化、自动化程度高，改善劳动条件可以采用计算机自动控制，易于实现连续生产；可以采用计算机自动控制，易于实现连续生产；5)提高铸坯质量，扩大品种提高铸坯质量，扩大品种连铸坯断面比较小，冷连铸坯断面比较小，冷却速度大，枝晶间距小，偏析程度小，尤其沿铸坯却速度大，枝晶间距小，偏析程度小，尤其沿铸坯长度方向化学成分均匀此外，除沸腾钢外几乎所长度方向化学成分均匀此外，除沸腾钢外几乎所有钢种均可以采用连铸工艺生产，而且质量很好有钢种均可以采用连铸工艺生产，而且质量很好。

6)与轧钢衔接良好与轧钢衔接良好8•早在早在19世纪中期美国人世纪中期美国人塞勒斯塞勒斯(1840年年)、、赖尼赖尼(1843年年)和英国人和英国人贝塞麦贝塞麦(1846年年)就曾提出过就曾提出过连续浇注液连续浇注液体金属体金属的初步设想，并用于低熔点有色金属的浇注；的初步设想，并用于低熔点有色金属的浇注；类似现代连铸设备的建议是由美国人类似现代连铸设备的建议是由美国人亚瑟亚瑟(1886年年)和德国人和德国人戴伦戴伦(1887年年)提出来的提出来的n1930年，铜和铝的连续铸造开始应用于生产年，铜和铝的连续铸造开始应用于生产u钢的连铸要困难的多钢的熔化温度高，导热性差，钢的连铸要困难的多钢的熔化温度高，导热性差，不容易在短时间内形成足够厚的外壳，外壳很容易不容易在短时间内形成足够厚的外壳，外壳很容易拉断，此时连铸机还不适合铸钢拉断，此时连铸机还不适合铸钢1.4 连续铸钢技术发展的概况连续铸钢技术发展的概况9n1933年德国人年德国人容汉斯容汉斯建成一台结晶器可以振动的立建成一台结晶器可以振动的立式连铸机，并用其浇注黄铜获得成功，后又用于铝式连铸机，并用其浇注黄铜获得成功，后又用于铝合金的工业生产。

合金的工业生产•结晶器振动结晶器振动的实现，不仅可以提高浇注速度，而且的实现，不仅可以提高浇注速度，而且使钢液的连铸生产成为可能，因此使钢液的连铸生产成为可能，因此容汉斯成为现代容汉斯成为现代连铸技术的奠基人连铸技术的奠基人1040年代连续铸钢试验开发年代连续铸钢试验开发n在在20世纪世纪40年代，钢的连铸试验开发主要集中在美年代，钢的连铸试验开发主要集中在美国和欧洲容汉斯决定让美国罗西国和欧洲容汉斯决定让美国罗西(I.Ross)使用他的使用他的专利权，这对连续铸钢技术开发具有重要历史意义专利权，这对连续铸钢技术开发具有重要历史意义二者分别在美国和德国独立进行连续铸钢试验工作二者分别在美国和德国独立进行连续铸钢试验工作n40年代连铸技术开发主要在结晶器上年代连铸技术开发主要在结晶器上曾出现固定曾出现固定不动结晶器、弹簧吊挂式结晶器和以容汉斯方式为不动结晶器、弹簧吊挂式结晶器和以容汉斯方式为代表的振动结晶器代表的振动结晶器•目前，振动式结晶器已经成为标准的铸机模式目前，振动式结晶器已经成为标准的铸机模式11n连铸技术的突破性进展连铸技术的突破性进展--英国人英国人哈里德哈里德(Halliday)提提出的出的“负滑脱负滑脱”(Negative strip)概念。

在哈里德的概念在哈里德的负滑脱振动方式中，结晶器下振速度比拉坯速度快，负滑脱振动方式中，结晶器下振速度比拉坯速度快，铸坯与结晶器壁间产生了相对运动，真正有效地防铸坯与结晶器壁间产生了相对运动，真正有效地防止了铸坯与结晶器壁的粘连，钢连续浇注的关键性止了铸坯与结晶器壁的粘连，钢连续浇注的关键性技术得到突破技术得到突破µ在容汉斯及罗西的振动方式中，结晶器下降时与铸在容汉斯及罗西的振动方式中，结晶器下降时与铸坯无相对运动，坯无相对运动，哈里德的负滑脱方式中结晶器与铸哈里德的负滑脱方式中结晶器与铸坯有相对运动，有改善润滑、减轻粘结的优点，更坯有相对运动，有改善润滑、减轻粘结的优点，更便于实现高速浇注便于实现高速浇注12n连续铸钢在连续铸钢在20世纪世纪50年代步入了工业化生产阶段，年代步入了工业化生产阶段，但产量很少但产量很少1950年世界钢产量为年世界钢产量为1.9亿吨亿吨，，而而1960年达到年达到3.4亿吨，连铸钢产量仅为亿吨，连铸钢产量仅为115万万t，，连铸比仅连铸比仅为为0.34%v世界上第一台工业生产的连铸机于世界上第一台工业生产的连铸机于1951年在前苏年在前苏联联“红十月红十月”冶金厂建成冶金厂建成，是一台立式双流板坯半，是一台立式双流板坯半连续铸钢设备，用于浇注不锈钢。

连续铸钢设备，用于浇注不锈钢1952年第一台立年第一台立弯式连铸机在英国巴路厂投产弯式连铸机在英国巴路厂投产50年代开始步入工业化年代开始步入工业化13n进入进入20世纪世纪60年代，弧形连铸机的问世使连铸技术年代，弧形连铸机的问世使连铸技术出现了一次飞跃出现了一次飞跃相比较立式铸机，相比较立式铸机，弧形铸机不仅提弧形铸机不仅提高了生产率，高了生产率，降低了设备投资，降低了设备投资，而且更有利于安装在而且更有利于安装在原有的钢厂内原有的钢厂内v弧形连铸机的概念早在弧形连铸机的概念早在1952年德国人年德国人欧欧·萨波尔萨波尔(O.Schaber)就提出就提出 ，最先把弧形结晶器连铸机的设想，最先把弧形结晶器连铸机的设想付诸工业性试验的却是付诸工业性试验的却是德国曼内斯曼公司德国曼内斯曼公司世界第一世界第一台弧形连铸机于台弧形连铸机于1964年年4月在奥地利百录厂诞生月在奥地利百录厂诞生 60年代弧形铸机引发革命年代弧形铸机引发革命14连铸比的概念连铸比的概念v连铸比：指连铸合格坯产量占合格钢总产量的百分连铸比：指连铸合格坯产量占合格钢总产量的百分比合格钢生产量合格钢生产量=合格连铸坯生产量合格连铸坯生产量+合格钢锭生产合格钢锭生产量量+合格铸钢水生产量。

合格铸钢水生产量n连铸比是衡量一个国家或一个钢铁工厂生产发展水连铸比是衡量一个国家或一个钢铁工厂生产发展水平的重要标志之一，也是连铸设备、工艺、管理以及平的重要标志之一，也是连铸设备、工艺、管理以及和连铸有关的各生产环节发展水平的综合体现和连铸有关的各生产环节发展水平的综合体现u1960年代末，世界钢产量的连铸比仅为年代末，世界钢产量的连铸比仅为5.6%，到，到2004年连铸比为年连铸比为90.4%151.6 连铸机概念连铸机概念•铸机的名称铸机的名称1.台数：台数：凡是凡是共用一个钢包共用一个钢包(盛钢桶盛钢桶)同时浇注一流或同时浇注一流或多流铸坯的一套连铸设备，称为多流铸坯的一套连铸设备，称为一台连铸机一台连铸机2.机组：一台铸机中具有独立传动和工作系统机组：一台铸机中具有独立传动和工作系统，当其，当其它机组出现故障时仍可照常工作的一套连铸设备称它机组出现故障时仍可照常工作的一套连铸设备称为一个机组为一个机组一台连铸机可以是单机组，也可以是一台连铸机可以是单机组，也可以是多机组163.流数：流数：对于每台连铸机来说，同时能浇注铸坯的总对于每台连铸机来说，同时能浇注铸坯的总根数叫连铸机流数。

凡一台连铸机只有一个机组，根数叫连铸机流数凡一台连铸机只有一个机组，又只能浇注又只能浇注一根铸坯叫一根铸坯叫一机一流一机一流如能同时浇注两如能同时浇注两根以上的铸坯叫根以上的铸坯叫一机多流一机多流凡一台连铸机具有多个凡一台连铸机具有多个机组又分别浇注多根铸坯的机组又分别浇注多根铸坯的，，称为称为多机多流多机多流•一机多流与多机多流相比，设备重量轻，投资省，一机多流与多机多流相比，设备重量轻，投资省，但一机多流如有一流出事故，可造成全机停产，且但一机多流如有一流出事故，可造成全机停产，且生产操作及流间配合困难近年来，方坯最高浇生产操作及流间配合困难近年来，方坯最高浇8流，流，多数用多数用2~4流板坯最多浇流板坯最多浇4流，多数用流，多数用l~2流171.7 连铸机型分类连铸机型分类•从上世纪从上世纪50年代连铸工业化开始，年代连铸工业化开始，60年来连铸机发年来连铸机发展经历了由展经历了由立式、立弯式到弧形的演变过程立式、立弯式到弧形的演变过程，目前，目前连铸机型采用最多的是全弧形和弧形带直线段连铸机型采用最多的是全弧形和弧形带直线段(或者或者是是立弯式立弯式)u连铸机可以按照多种形式分类：连铸机可以按照多种形式分类：1)按照连铸机结构外形或铸坯运行轨迹分：按照连铸机结构外形或铸坯运行轨迹分：立式、立立式、立弯式、直结晶器多点弯曲式、直结晶器弧形、弧形、弯式、直结晶器多点弯曲式、直结晶器弧形、弧形、椭圆形和水平连铸机。

椭圆形和水平连铸机18•立式连铸机立式连铸机浇注、结晶凝固、二次冷却和切割等工浇注、结晶凝固、二次冷却和切割等工序均在垂直线上顺序进行序均在垂直线上顺序进行立弯式铸机立弯式铸机先是垂直的，先是垂直的，待铸坯凝固后再弯待铸坯凝固后再弯90 成水平状切割运出，高度比成水平状切割运出，高度比立式有所降低立式有所降低弧形连铸机弧形连铸机把钢液浇到弧形结晶器把钢液浇到弧形结晶器内，沿弧形轨道运行，经过内，沿弧形轨道运行，经过1/4圆弧后在水平方向出圆弧后在水平方向出坯，设备高度比立弯式更进一步降低在弧形连铸坯，设备高度比立弯式更进一步降低在弧形连铸机的基础上进一步改进，就出现了机的基础上进一步改进，就出现了椭圆形连铸机椭圆形连铸机水平连铸机水平连铸机目前正处于开发阶段目前正处于开发阶段u据不完全统计，目前世界上所建的连铸机中，立式据不完全统计，目前世界上所建的连铸机中，立式占占17%，立弯式占，立弯式占21%，弧形占，弧形占55%，其它形式占，其它形式占7%，目前新建连铸机是弧形的最多目前新建连铸机是弧形的最多192)按照连铸机所浇注断面大小和外形分：按照连铸机所浇注断面大小和外形分：厚板坯、薄厚板坯、薄板坯、大方坯、小方坯、圆坯、异型钢坯及椭圆形板坯、大方坯、小方坯、圆坯、异型钢坯及椭圆形钢坯连铸机和薄带连铸机等。

钢坯连铸机和薄带连铸机等•方坯连铸机：方坯连铸机：通常把所浇注断面或者当量面积通常把所浇注断面或者当量面积 150×150mm以上为大方坯；断面以上为大方坯；断面 150×150mm为小为小方坯•板坯连铸机：板坯连铸机：铸坯断面长方形，宽厚比一般在铸坯断面长方形，宽厚比一般在3以上•圆坯连铸机：圆坯连铸机：铸坯断面为圆形，直径铸坯断面为圆形，直径 60~ 400mm•异型坯连铸机：异型坯连铸机：浇注异型断面如工字梁等浇注异型断面如工字梁等203)按钢水的静压头按钢水的静压头(铸机垂直高度与铸坯厚度比值铸机垂直高度与铸坯厚度比值H/D)分：分：高头型、标准头型、低头型和超低头型连铸机高头型、标准头型、低头型和超低头型连铸机等4)连铸机按一个机组共用一个大包所能浇注坯数分：连铸机按一个机组共用一个大包所能浇注坯数分：台台机机流流单流或一机一流，双流或者一机二流或单流或一机一流，双流或者一机二流或者二机二流；多机多流者二机二流；多机多流5)按拉速分类有：按拉速分类有：高拉速和低拉速连铸机主要区别高拉速和低拉速连铸机主要区别在于：高拉速时铸坯带液芯矫直，低拉速时铸坯全在于：高拉速时铸坯带液芯矫直，低拉速时铸坯全凝固矫直。

凝固矫直211.7立式连铸机特点立式连铸机特点•基本特征：基本特征：u连铸机主要设备如中间包、结晶器及其振动装置等均连铸机主要设备如中间包、结晶器及其振动装置等均上下依次序排列在一条垂直线上上下依次序排列在一条垂直线上•主要优点：主要优点：u铸坯四面冷却均匀；非金属夹杂物易于上浮；成分和铸坯四面冷却均匀；非金属夹杂物易于上浮；成分和夹杂物偏析较小；主体设备结构均简单，可省去一套夹杂物偏析较小；主体设备结构均简单，可省去一套矫直装置；占地面积小，设备紧凑；二次冷却装置和矫直装置；占地面积小，设备紧凑；二次冷却装置和夹辊等结构简单，便于维护；夹辊等结构简单，便于维护；u铸坯在结晶凝固过程中，不受任何机械外力作用高铸坯在结晶凝固过程中，不受任何机械外力作用高温铸坯无弯曲变形，铸坯表面和内部裂纹少，为获得温铸坯无弯曲变形，铸坯表面和内部裂纹少，为获得高质量铸坯创造更有利的条件；高质量铸坯创造更有利的条件；u适于优质钢、合金钢和对裂纹敏感钢种的浇注适于优质钢、合金钢和对裂纹敏感钢种的浇注22•主要缺点：主要缺点：u铸机机身很高，由此带来一系列问题：钢水静压大，铸机机身很高，由此带来一系列问题：钢水静压大，极易使凝固坯壳产生鼓肚变形，从而导致铸坯质量极易使凝固坯壳产生鼓肚变形，从而导致铸坯质量恶化。

机身高达恶化机身高达20~40m，基建费用高，安装维修不，基建费用高，安装维修不方便u因不能把铸机高度增加过高，故因不能把铸机高度增加过高，故只能低速浇注只能低速浇注，不，不能延长冶金长度，生产率低；随着生产率进一步提能延长冶金长度，生产率低；随着生产率进一步提高，铸坯尺寸增大，拉速需加快，使立式连铸机还高，铸坯尺寸增大，拉速需加快，使立式连铸机还要加高，其缺点会更加突出，发展受到严重限制要加高，其缺点会更加突出，发展受到严重限制u只适于浇注小断面铸坯只适于浇注小断面铸坯231.7 立弯式连铸机立弯式连铸机•基本特征：基本特征：u铸机机身上部都与立式铸机完全相同，在铸坯完全凝铸机机身上部都与立式铸机完全相同，在铸坯完全凝固后，经过弯坯装置将铸坯弯曲固后，经过弯坯装置将铸坯弯曲90o成水平，在水平位成水平，在水平位置矫直、切断成定尺，水平出坯置矫直、切断成定尺，水平出坯•主要优点：主要优点：u完全保留了立式连铸机的主要工艺与铸坯质量高的长完全保留了立式连铸机的主要工艺与铸坯质量高的长处；与立式相比，机身高度降低，节省投资；水平方处；与立式相比，机身高度降低，节省投资；水平方向出坯，加长机身比较容易，向出坯，加长机身比较容易，可实现高速浇注可实现高速浇注；有垂；有垂直段，铸坯内未凝固钢液中的夹杂物容易上浮且分布直段，铸坯内未凝固钢液中的夹杂物容易上浮且分布均匀；机身高度比立式低，钢水静压小；铸坯定尺长均匀；机身高度比立式低，钢水静压小；铸坯定尺长度不受限制，运送方便；二次冷却结构较简单。

度不受限制，运送方便；二次冷却结构较简单24•主要缺点：主要缺点：u尽管铸机机身高度有所降低尽管铸机机身高度有所降低，，但在铸坯尺寸进一步但在铸坯尺寸进一步加大，拉速再提高时，铸坯的液相深度会越来越长，加大，拉速再提高时，铸坯的液相深度会越来越长，机身至弯坯前还是太高机身至弯坯前还是太高同弧形连铸机相比，占地同弧形连铸机相比，占地面积相当，厂房高度高，投资较大；面积相当，厂房高度高，投资较大；u铸坯要经过一次弯曲一次矫直铸坯要经过一次弯曲一次矫直，，容易产生内部裂纹容易产生内部裂纹；；u只适于只适于浇注浇注小断面铸坯小断面铸坯251.7 直结晶器直结晶器弧形连铸机弧形连铸机•是奥地利联合钢铁公司和美国钢铁公司推荐的一种机型，是奥地利联合钢铁公司和美国钢铁公司推荐的一种机型，主主要用于要用于浇注板坯浇注板坯，采用直结晶器，采用直结晶器，在结晶器下有，在结晶器下有2~5m直线段直线段夹夹辊，辊，带有液带有液芯芯铸坯经过直线段后，被连续弯曲成弧形铸坯经过直线段后，被连续弯曲成弧形，然，然后后把带有液把带有液芯的芯的弧形铸坯矫直，再切割成定尺弧形铸坯矫直，再切割成定尺1)在工艺上保留立式连铸机特点在工艺上保留立式连铸机特点，，有利于非金属夹杂物的上浮有利于非金属夹杂物的上浮，，适合于要求夹杂均匀分布高质量板，如汽车板适合于要求夹杂均匀分布高质量板，如汽车板；；2)带带液芯液芯弯曲成弧形，弯曲成弧形，使铸机又具有弧形机特点使铸机又具有弧形机特点，设备高度低，设备高度低，，投资投资少；少；3)采用连续弯曲和多点矫直技术可以保证铸坯在二冷区不产生采用连续弯曲和多点矫直技术可以保证铸坯在二冷区不产生裂纹裂纹(该机型关键技术该机型关键技术)；；4)铸坯低倍组织对称性好铸坯低倍组织对称性好；；5)设备比全弧形铸机重设备比全弧形铸机重，高度高，高度高，，安装维护，调整难度大。

安装维护，调整难度大261.7 全弧形连铸机全弧形连铸机•全弧形连铸机的结晶器是弧形的，二冷装置和拉矫全弧形连铸机的结晶器是弧形的，二冷装置和拉矫装置都布置在某一半径的一个圆的装置都布置在某一半径的一个圆的1/4圆弧圆弧上上，，铸坯铸坯在结晶器内凝固时就已弯曲在结晶器内凝固时就已弯曲，，带液芯铸坯从结晶器带液芯铸坯从结晶器拉出来，沿着弧形轨道运行拉出来，沿着弧形轨道运行，，继续喷水冷却继续喷水冷却，，在四在四分之一圆弧处完成凝固分之一圆弧处完成凝固，，然后矫直并拉出送至切割然后矫直并拉出送至切割站27•主要优点：主要优点：u铸机高度低铸机高度低，，投资投资少，少，应用广泛；应用广泛；u坯壳承受钢水静压力小坯壳承受钢水静压力小，可以减少铸坯鼓肚和内裂，可以减少铸坯鼓肚和内裂等缺陷，等缺陷，有利于有利于改善铸坯内部质量和提高拉速改善铸坯内部质量和提高拉速u安装、维修对弧方便安装、维修对弧方便•主要缺点：主要缺点：u铸坯弯曲矫直铸坯弯曲矫直，容易引起内部裂纹；非金属夹杂物，容易引起内部裂纹；非金属夹杂物上浮条件不好，上浮条件不好，铸坯内夹杂物分布不均匀，非金属铸坯内夹杂物分布不均匀，非金属夹杂物容易在内弧聚集夹杂物容易在内弧聚集(最大缺点最大缺点)；；u内外弧冷却不均匀内外弧冷却不均匀，，低倍组织不对称；低倍组织不对称；u设备较为复杂设备较为复杂，，维修也较困难维修也较困难。

281.7 超低头连铸机超低头连铸机•又称为又称为多半径连铸机或椭圆形连铸机多半径连铸机或椭圆形连铸机，，为了进一步为了进一步降低连铸机高度降低连铸机高度，，降低投资降低投资，将，将结晶器和二冷段布结晶器和二冷段布置在置在1/4椭圆弧上椭圆弧上，，分段依次改变圆弧部分曲率半径分段依次改变圆弧部分曲率半径，，此此铸机除了弧形区采用多半径外铸机除了弧形区采用多半径外，，其基本特点与全其基本特点与全弧形连铸机相同弧形连铸机相同29•主要主要优点：优点：u设备高度低设备高度低，，厂房高度降低厂房高度降低，，投资小；投资小；u多次变形多次变形，，每次变形量不大每次变形量不大，，铸坯质量好；铸坯质量好；u钢液静压小钢液静压小，，坯壳承受压力小不易鼓肚坯壳承受压力小不易鼓肚，，质量好•主要缺点主要缺点：：u结晶器内夹杂物不能上浮分离结晶器内夹杂物不能上浮分离，，且内弧聚集且内弧聚集；；u拉坯阻力较大拉坯阻力较大，，连铸速度受到限制连铸速度受到限制，，拉速一般在拉速一般在1m/min左右；左右；u断面厚度受限制断面厚度受限制，，一般不超过一般不超过200mm厚厚；；u多半径多半径，，连铸机对弧、安装连铸机对弧、安装、、维修调整困难维修调整困难，，设备设备较复杂较复杂。

301.7 水平连铸机水平连铸机•目前其工艺和装备在国外已较为成熟，正在向扩大目前其工艺和装备在国外已较为成熟，正在向扩大钢种、断面形状和尺寸方向发展钢种、断面形状和尺寸方向发展主要特征主要特征：结晶：结晶器、二次冷却区、拉矫机、切割装置等设备安装在器、二次冷却区、拉矫机、切割装置等设备安装在水平位置上，在浇注过程中铸坯始终保持水平运动，水平位置上，在浇注过程中铸坯始终保持水平运动，不受弯曲或矫直，属无氧化浇注不受弯曲或矫直，属无氧化浇注31•主要优点：主要优点：u高度最低高度最低，，设备简单设备简单、、投资省、维护方便投资省、维护方便；；u钢水静压力小，避免了铸坯的鼓肚变形钢水静压力小，避免了铸坯的鼓肚变形；；u中间包与结晶器全封闭，实现无氧化浇注中间包与结晶器全封闭，实现无氧化浇注，铸坯的，铸坯的清洁度高，夹杂物含量少；清洁度高，夹杂物含量少；u没有弯曲矫直产生裂纹的可能性，铸坯质量好没有弯曲矫直产生裂纹的可能性，铸坯质量好；；l适合浇注特殊钢适合浇注特殊钢、、高合金钢高合金钢•主要缺点：主要缺点：u浇注的铸坯断面小，它受拉坯时的惯性力限制；浇注的铸坯断面小，它受拉坯时的惯性力限制；u结晶器石墨套和分离环价格较高，增加了铸坯成本。

结晶器石墨套和分离环价格较高，增加了铸坯成本32 1.9 连铸机的几个重要参数连铸机的几个重要参数 •规格的表示方法：规格的表示方法： 弧形连铸机规格弧形连铸机规格表示方法为：表示方法为：aRb-C a—1台连铸机的机组数，若机组数为台连铸机的机组数，若机组数为1可省略；可省略； R—机型为弧形或椭圆形连铸机；机型为弧形或椭圆形连铸机； b—连铸机的圆弧半径，连铸机的圆弧半径，m；若椭圆形铸机为多个；若椭圆形铸机为多个 半径之乘积，也表示可浇注坯的最大厚度：半径之乘积，也表示可浇注坯的最大厚度： 坯厚坯厚= b/(30~36)mm C—表示铸机拉坯辊辊身长度，表示铸机拉坯辊辊身长度，mm，还表示可容纳，还表示可容纳 铸坯的最大宽度：铸坯的最大宽度： 坯宽坯宽=C-(150~200)mm33n例如：例如：(1) 3R5.25-240 表示此台连铸机为表示此台连铸机为3机，机，弧形连铸机弧形连铸机，，圆弧半径为圆弧半径为5.25m，拉坯辊身长为，拉坯辊身长为240mm2) R10-2300 表示此连铸机为表示此连铸机为1机，机，弧形连铸机弧形连铸机，圆弧，圆弧半径为半径为10m，拉坯辊辊身长度为，拉坯辊辊身长度为2300mm，，(浇注板坯浇注板坯的最大宽度为的最大宽度为2300-150~200)=(2150~2100)mm。

3) R3×4×6×12-350(也有写作也有写作R3/4/6/12-350)表示该连铸表示该连铸机为机为1机机椭圆形连铸机椭圆形连铸机，四段弧半径分别为，四段弧半径分别为3m、、4m、、6m和和12m，拉坯辊辊身长度为，拉坯辊辊身长度为350mm342.1 连铸的工艺流程连铸的工艺流程 •由炼钢炉炼出的合格钢水经由炼钢炉炼出的合格钢水经炉外精炼炉外精炼处理后，用钢处理后，用钢包运送到浇注位置注入中间包，通过中间包注入强包运送到浇注位置注入中间包，通过中间包注入强制水冷的制水冷的铜模铜模—结晶器结晶器内•结晶器是无底的，在注入钢水之前必须先装上一个结晶器是无底的，在注入钢水之前必须先装上一个“活底活底”—引锭杆引锭杆，同时也起到引出铸坯的作用，，同时也起到引出铸坯的作用，注入结晶器的钢水在迅速冷却凝固成形的同时，其注入结晶器的钢水在迅速冷却凝固成形的同时，其前部与伸入结晶器底部的引锭杆头部凝结在一起前部与伸入结晶器底部的引锭杆头部凝结在一起引锭杆的尾部则夹持在拉坯机的拉辊中，当结晶器引锭杆的尾部则夹持在拉坯机的拉辊中，当结晶器内钢水升到要求的高度后，开动拉坯机，以一定速内钢水升到要求的高度后，开动拉坯机，以一定速度把引锭杆度把引锭杆(牵着铸坯牵着铸坯)从结晶器中拉出。

从结晶器中拉出35•为防止铸坯壳被为防止铸坯壳被拉断漏钢拉断漏钢和减少结晶器中的和减少结晶器中的拉坯阻力拉坯阻力，，在浇注过程中要对结晶器内壁润滑又要它做上下往复在浇注过程中要对结晶器内壁润滑又要它做上下往复振动•铸坯被拉出结晶器后，为使其更快地散热，需进行喷铸坯被拉出结晶器后，为使其更快地散热，需进行喷水二次冷却，通过二次冷却支导装置的铸坯逐渐凝固水二次冷却，通过二次冷却支导装置的铸坯逐渐凝固铸坯不断地被拉出，钢水连续地从上面注入结晶器，铸坯不断地被拉出，钢水连续地从上面注入结晶器，形成了连续铸坯的过程形成了连续铸坯的过程•当铸坯通过拉坯机、矫直机当铸坯通过拉坯机、矫直机(立式和水平式连铸不需立式和水平式连铸不需矫直矫直)后脱去引锭杆完全凝固的直铸坯由切割设备后脱去引锭杆完全凝固的直铸坯由切割设备切成定尺，经运输辊道进入后步工序切成定尺，经运输辊道进入后步工序 362.2 连铸设备组成简介连铸设备组成简介•主体设备主体设备主要有：主要有：浇铸设备浇铸设备—钢包运载设备、钢包钢包运载设备、钢包回转台、中间包及中间包小车或旋转台、结晶器及回转台、中间包及中间包小车或旋转台、结晶器及振动装置、二次冷却装置、拉矫装置、引锭杆、脱振动装置、二次冷却装置、拉矫装置、引锭杆、脱锭与引锭杆存放装置；锭与引锭杆存放装置；切割设备切割设备—火焰切割机与机火焰切割机与机械剪切机械剪切机(摆式剪切机、步进式剪切机等摆式剪切机、步进式剪切机等)。

•辅助设备辅助设备主要有：主要有：出坯及精整设备出坯及精整设备—辊道、拉辊道、拉(推推)钢机、翻钢机、火焰清理机等；钢机、翻钢机、火焰清理机等；工艺性设备工艺性设备—中间中间包烘烤装置、保护渣供给与结晶器润滑装置等；包烘烤装置、保护渣供给与结晶器润滑装置等；自自动控制与测量仪表动控制与测量仪表—结晶器液面测量与显示系统、结晶器液面测量与显示系统、过程控制计算机、测温、测重、测长、测速、测压过程控制计算机、测温、测重、测长、测速、测压等仪表系统等仪表系统 37n连续铸钢设备必须适应高温钢水由液态变成液连续铸钢设备必须适应高温钢水由液态变成液-固固态，又变成固态的全过程其间进行着一系列比较态，又变成固态的全过程其间进行着一系列比较复杂的物理化学变化连续铸钢具有连续性强、工复杂的物理化学变化连续铸钢具有连续性强、工艺难度大和工作条件差等特点艺难度大和工作条件差等特点v连铸生产对机械设备提出了较高的要求，主要有：连铸生产对机械设备提出了较高的要求，主要有：应具有抗高温、抗疲劳强度的性能和足够的刚度，应具有抗高温、抗疲劳强度的性能和足够的刚度，制造和安装精度要高，易于维修和快速更换，要有制造和安装精度要高，易于维修和快速更换，要有充分的冷却和良好的润滑等。

充分的冷却和良好的润滑等 38v钢包回转台：在连铸机浇铸位置上方用于运载钢包钢包回转台：在连铸机浇铸位置上方用于运载钢包过跨和支承钢包进行浇铸，由过跨和支承钢包进行浇铸，由回转部分、固定部分、回转部分、固定部分、润滑系统和电控系统润滑系统和电控系统组成n钢包回转台是连铸机的关键设备之一，起着连接上钢包回转台是连铸机的关键设备之一，起着连接上下两道工序的重要作用钢包回转台的回转情况基本下两道工序的重要作用钢包回转台的回转情况基本上包括两侧无钢包、单侧有钢包、两侧有钢包三种情上包括两侧无钢包、单侧有钢包、两侧有钢包三种情况，单个钢包重量已超过况，单个钢包重量已超过140吨无论在何种情况下，吨无论在何种情况下，都要保证钢包回转台旋转平稳，定位准确，起停时要都要保证钢包回转台旋转平稳，定位准确，起停时要尽可能减小对机械部分的冲击，为减少中间包液面波尽可能减小对机械部分的冲击，为减少中间包液面波动和温降，要缩短旋转时间动和温降，要缩短旋转时间2.2.1 钢包回转台钢包回转台39v中间包是短流程炼钢中用到的一个耐火材料容器，中间包是短流程炼钢中用到的一个耐火材料容器，首先接受从钢包浇注下来的钢水，然后再由中间包首先接受从钢包浇注下来的钢水，然后再由中间包水口分配到各个结晶器中去。

水口分配到各个结晶器中去n中间包是连铸机钢水包和结晶器之间钢水过渡的装中间包是连铸机钢水包和结晶器之间钢水过渡的装置，置，用来稳定钢流，减小钢流对坯壳的冲刷，以利用来稳定钢流，减小钢流对坯壳的冲刷，以利于非金属夹杂物上浮，从而提高铸坯质量于非金属夹杂物上浮，从而提高铸坯质量2.2.2 中间包中间包40v中间包是由钢板焊结的壳体，中间包是由钢板焊结的壳体，其内衬有隔热层其内衬有隔热层、、永久层和工作层永久层和工作层，近年来为提高中间包使用寿命，，近年来为提高中间包使用寿命，在工作层上喷涂一层在工作层上喷涂一层10~30mm厚的厚的碱性耐火材料涂碱性耐火材料涂层层为了钢水保温，在上部设置有中间包盖为了钢水保温，在上部设置有中间包盖u中间包容量一般取钢包容量的中间包容量一般取钢包容量的20%~40%，为了多，为了多炉连浇，中间包容量还必须大于更换钢包期间浇注炉连浇，中间包容量还必须大于更换钢包期间浇注的钢水量中间包钢水深度为的钢水量中间包钢水深度为600~1000mmn中间包形状有长方形中间包形状有长方形、、三角形等三角形等2.2.2 中间包的结构特点中间包的结构特点41n滑动水口安装在钢包和中间包底部以滑动水口安装在钢包和中间包底部以实现调节钢水流实现调节钢水流量量的装置。

滑动水口安装在中间包底部，通过液压缸的装置滑动水口安装在中间包底部，通过液压缸8带动中间活动滑板带动中间活动滑板2移动，使之与上下固定滑板移动，使之与上下固定滑板1、、3进进行相对错位来实现调节钢流行相对错位来实现调节钢流2.2.3 滑动水口滑动水口中间包滑动水口示意图中间包滑动水口示意图l—上固定滑板；上固定滑板；2—活动滑板；活动滑板；3—下固定滑板；下固定滑板；4—SEN；；5—滑滑动水口箱体；动水口箱体；6—结晶器；结晶器；7—连连杆；杆；8—液压缸；液压缸；9—中间包中间包42v在连铸工艺中，连铸机拉坯辊速度控制是连铸机的在连铸工艺中，连铸机拉坯辊速度控制是连铸机的三大关键技术之一三大关键技术之一，拉坯速度控制水平直接影响连铸，拉坯速度控制水平直接影响连铸坯的产量和质量，而拉坯辊电机驱动装置的性能又在坯的产量和质量，而拉坯辊电机驱动装置的性能又在其中发挥着重要作用其中发挥着重要作用 n交流电机变频调速技术日益成熟，交流变频驱动调交流电机变频调速技术日益成熟，交流变频驱动调速平稳，调速范围宽，对机械冲击低，交流电机维护速平稳，调速范围宽，对机械冲击低，交流电机维护量低，交流变频调速已取代直流调速，完全能够满足量低，交流变频调速已取代直流调速，完全能够满足拉坯辊速度控制的需要。

拉坯辊速度控制的需要2.2.10 拉矫机拉矫机43n在各种连铸机中，必须要有拉坯机或拉矫机它是在各种连铸机中，必须要有拉坯机或拉矫机它是布置在二次冷却区导向装置的尾部，承担布置在二次冷却区导向装置的尾部，承担拉坯、矫直拉坯、矫直和送引锭杆和送引锭杆的作用n通常要求铸坯在进入拉矫机前应完全凝固，以防止通常要求铸坯在进入拉矫机前应完全凝固，以防止铸坯产生内裂一般是拉坯和矫直这两道操作常在同铸坯产生内裂一般是拉坯和矫直这两道操作常在同一机组里完成，故统称一机组里完成，故统称拉矫机拉矫机v对拉矫机要求是：足够的拉坯能力，能克服铸坯各对拉矫机要求是：足够的拉坯能力，能克服铸坯各点阻力；有足够的矫直力，在规定的温度下能把铸坯点阻力；有足够的矫直力，在规定的温度下能把铸坯矫直；拉坯速度可以调节矫直；拉坯速度可以调节2.2.11 拉矫机拉矫机作用作用44n连铸坯采用液芯矫直时，为了获得无缺陷铸坯，对连铸坯采用液芯矫直时，为了获得无缺陷铸坯，对带液芯的铸坯施加小的压力的工艺方法带液芯的铸坯施加小的压力的工艺方法u轻压下技术是在容易形成中心偏析的凝固末端实施轻压下技术是在容易形成中心偏析的凝固末端实施一定的压下量，使容易形成偏析及疏松的地方的非浓一定的压下量，使容易形成偏析及疏松的地方的非浓化钢液均匀流动，一方面消除或减少铸坯收缩形成的化钢液均匀流动，一方面消除或减少铸坯收缩形成的内部空隙，防止晶间富集溶质的钢液向铸坯中心横向内部空隙，防止晶间富集溶质的钢液向铸坯中心横向流动；另一方面轻压下所产生的挤压作用还可以促使流动；另一方面轻压下所产生的挤压作用还可以促使液芯中心富集溶质的钢液沿拉坯方向反向流动，使溶液芯中心富集溶质的钢液沿拉坯方向反向流动，使溶质元素在钢液中重新分配，从而使铸坯凝固组织更加质元素在钢液中重新分配，从而使铸坯凝固组织更加均匀致密，达到改善中心偏析的目的。

均匀致密，达到改善中心偏析的目的2.2.12 轻压下轻压下45n连续铸钢时，利用电磁力控制钢液凝固过程，改善连续铸钢时，利用电磁力控制钢液凝固过程，改善铸坯质量工艺称铸坯质量工艺称EMS(Electro-magnetic stirring)技术vEMS实质是借助在铸坯液相穴中感生的电磁力，强实质是借助在铸坯液相穴中感生的电磁力，强化钢水的运动化钢水的运动v根据电磁搅拌器在铸机冶金长度上的不同安装位置根据电磁搅拌器在铸机冶金长度上的不同安装位置有以下有以下3种方式：种方式：u结晶器电磁搅拌结晶器电磁搅拌MEMS：安装在结晶器铜管外面安装在结晶器铜管外面u二冷区电磁搅拌二冷区电磁搅拌SEMS：安装在铸坯外面安装在铸坯外面u凝固末端电磁搅拌凝固末端电磁搅拌FEMS：安装在铸坯外面，用于：安装在铸坯外面，用于方坯连铸方坯连铸2.2.13 电磁搅拌电磁搅拌46v连续铸钢的重要装置之一引锭杆由连续铸钢的重要装置之一引锭杆由引锭头、过渡引锭头、过渡件和杆身件和杆身组成浇铸前，引锭头和部分过渡件进入结组成浇铸前，引锭头和部分过渡件进入结晶器，形成结晶器可活动的晶器，形成结晶器可活动的“内底内底”，浇铸开始后，，浇铸开始后，钢水凝固，与引锭头凝结在一起，由拉矫机牵引着引钢水凝固，与引锭头凝结在一起，由拉矫机牵引着引锭杆，把铸坯连续地从结晶器拉出，直到引锭头通过锭杆，把铸坯连续地从结晶器拉出，直到引锭头通过拉矫机后方与铸坯分离，进入引锭杆存放装置。

拉矫机后方与铸坯分离，进入引锭杆存放装置2.2.14 引锭杆引锭杆472.2.16 弧形连铸机弧形连铸机•弧形连铸机采用的是弧形结晶器弧形连铸机采用的是弧形结晶器，，其结晶器其结晶器、、二次冷却二次冷却装置都布置在某一半径的一个圆的四分之一弧度上铸装置都布置在某一半径的一个圆的四分之一弧度上铸坯在结晶器内凝固时就已弯曲，带液芯铸坯从结晶器拉坯在结晶器内凝固时就已弯曲，带液芯铸坯从结晶器拉出来，沿着弧形轨道运行，继续喷水冷却，在四分之一出来，沿着弧形轨道运行，继续喷水冷却，在四分之一圆弧处完成凝固，然后矫直并拉出送至切割站圆弧处完成凝固，然后矫直并拉出送至切割站u弧形连铸机高度弧形连铸机高度较低，较低，建设费用低建设费用低，，钢水静压力小钢水静压力小，，铸铸坯在辊间鼓肚小坯在辊间鼓肚小，，铸坯质量好铸坯质量好；；加长机身也比较容易，加长机身也比较容易，故可高速浇注故可高速浇注，，生产率高铸坯弯曲矫直容易引起内部生产率高铸坯弯曲矫直容易引起内部裂纹裂纹；；铸坯内夹杂物分布不均匀，内弧侧存在夹杂集聚铸坯内夹杂物分布不均匀，内弧侧存在夹杂集聚；；设备较为复杂设备较为复杂，，维修也较困难维修也较困难。

y弧形连铸机虽有缺点弧形连铸机虽有缺点，但由于在设备和工艺上技术的进，但由于在设备和工艺上技术的进步，步，仍然是世界各国钢厂采用最多的一种机型仍然是世界各国钢厂采用最多的一种机型482.2.17 弧形连铸机主要参数的确定弧形连铸机主要参数的确定 •铸坯断面尺寸规格铸坯断面尺寸规格u是确定连铸机的依据由于成材需要，铸坯断面形是确定连铸机的依据由于成材需要，铸坯断面形状和尺寸也不同目前已生产的连铸坯形状和尺寸状和尺寸也不同目前已生产的连铸坯形状和尺寸范围如下：范围如下：Œ小方坯：小方坯： 150mm×150mm；；大方坯：大方坯：(151mm×151mm)~(450mm×450mm)；；Ž矩形坯：矩形坯：(150mm×l00mm)~(400mm×630mm)；；板坯：板坯：150mm×600mm~300mm×2640mm；；圆坯：圆坯： 80mm~450mm492.2.18 拉坯速度拉坯速度•拉坯速度拉坯速度是指每分钟拉出铸坯的长度，单位是是指每分钟拉出铸坯的长度，单位是m/min，简称拉速，简称拉速Vc 式中：式中：  ——钢水密度，钢水密度， ；； B——铸坯宽度，铸坯宽度，m；； D——铸坯厚度，铸坯厚度，m；； q——每分钟每流浇注的钢水量，每分钟每流浇注的钢水量，t/min。

502.2.19 最大拉坯速度最大拉坯速度 •限制拉坯速度的主要因素是出结晶器下口坯壳的限制拉坯速度的主要因素是出结晶器下口坯壳的安全厚度对于小断面铸坯坯壳安全厚度为安全厚度对于小断面铸坯坯壳安全厚度为8~10mm；大断面铸坯坯壳厚度应；大断面铸坯坯壳厚度应≥15mm L'结晶器有效结晶器有效(理论理论)长度长度(=结晶器结晶器(实际实际)长度长度L-钢钢液离结晶器上口距离，一般取液离结晶器上口距离，一般取80~120mm)；；K结晶器内钢液凝固系数，结晶器内钢液凝固系数， ，可用经验，可用经验公式公式K=37.5/D0.11估算；估算；坯壳厚度，坯壳厚度，mm 512.2.20 钢包允许浇注时间钢包允许浇注时间u为保证浇注操作顺利进行，获得优质铸坯和防止浇为保证浇注操作顺利进行，获得优质铸坯和防止浇注过程中水口冻结停浇，不同容量钢包应有合适允注过程中水口冻结停浇，不同容量钢包应有合适允许浇注时间为延长浇注时间，而过分提高出钢温许浇注时间为延长浇注时间，而过分提高出钢温度，对操作和铸坯质量都是不利的，根据经验，度，对操作和铸坯质量都是不利的，根据经验，连连铸的浇注温度应高于液相线温度铸的浇注温度应高于液相线温度20~60℃。

•允许最大浇注时间允许最大浇注时间(克伦纳及塔尔曼经验公式克伦纳及塔尔曼经验公式)：： G－钢包容量－钢包容量(吨吨)，该式用于，该式用于100吨钢包以下；吨钢包以下；T－允许最大浇注时间－允许最大浇注时间(分分)；；f－质量分数，要求严格钢种－质量分数，要求严格钢种f=10，要求低的，要求低的f=16522.2.21 液相深度液相深度 n液液相相深深度度L液液是是指指从从结结晶晶器器液液面面开开始始到到铸铸坯坯中中心心液液相相凝固终了凝固终了(铸坯凝固末端铸坯凝固末端)的长度，也称为的长度，也称为液芯长度液芯长度L液液连铸坯液相深度，连铸坯液相深度，m；； vc拉坯速度，拉坯速度，m/min；； D铸坯厚度，铸坯厚度，mm；； t铸坯完全凝固需要的时间，铸坯完全凝固需要的时间，minuK铸坯凝固系数，铸坯凝固系数， ；；板坯取板坯取24~28，圆，圆坯取坯取25~28，方坯取，方坯取25~33532.2.22 冶金长度冶金长度 n根据最大拉速确定的液相深度为根据最大拉速确定的液相深度为冶金长度冶金长度L冶冶冶金长度是连铸机重要结构参数，决定着连铸机生产能力，长度是连铸机重要结构参数，决定着连铸机生产能力，也决定了铸机半径或高度也决定了铸机半径或高度，从而对二冷区及矫直区结，从而对二冷区及矫直区结构乃至铸坯的质量都会产生重要影响。

构乃至铸坯的质量都会产生重要影响L冶冶铸机冶金长度，铸机冶金长度，m；；D铸坯厚度，铸坯厚度，mm；；K铸坯铸坯凝固系数，凝固系数， ；；Vmax最大最大设计拉速，拉速，m/minv铸机长度铸机长度：从结晶器液面到最后一对拉矫辊之间的实：从结晶器液面到最后一对拉矫辊之间的实际长度，通常为冶金长度的际长度，通常为冶金长度的1.1~1.2倍 R  L冶冶 54n铸机半径的大小是由铸坯矫直决定，对固相矫直，铸机半径的大小是由铸坯矫直决定，对固相矫直，铸机半径铸机半径R受到铸坯矫直时受到铸坯矫直时表面应变量和液芯长度表面应变量和液芯长度的的限制，得出铸机半径限制，得出铸机半径R与铸坯厚度与铸坯厚度D、拉坯速度、拉坯速度Vc和和凝固系数凝固系数K(冷却条件冷却条件)有关，其关系式如下：有关，其关系式如下： R D2R Vc/K2铸坯越厚，拉速铸坯越厚，拉速Vc越快，铸机半径越快，铸机半径R就越大，铸机就越大，铸机半径半径R与凝固系数平方成反比与凝固系数平方成反比。

v对高拉速连铸机，铸机半径相当大，为了减小铸机对高拉速连铸机，铸机半径相当大，为了减小铸机半径，而采用半径，而采用带液芯多点矫直带液芯多点矫直2.2.23 圆弧半径圆弧半径 55•铸机圆弧半径指铸坯外弧曲率半径，是确定弧形连铸机圆弧半径指铸坯外弧曲率半径，是确定弧形连铸机总高度重要参数，标志所能浇铸铸坯厚度范围铸机总高度重要参数，标志所能浇铸铸坯厚度范围的参数如果圆弧半径选得过小，矫直时铸坯内弧如果圆弧半径选得过小，矫直时铸坯内弧面变形太大容易开裂面变形太大容易开裂可用经验公式确定基本圆弧可用经验公式确定基本圆弧半径即半径即连铸机最小圆弧半径连铸机最小圆弧半径：： R—连铸机圆弧半径，连铸机圆弧半径，D—铸坯厚度；铸坯厚度； c—系数，一般中小型铸坯取系数，一般中小型铸坯取30~36；对大型板坯；对大型板坯及合金钢，取及合金钢，取40以上国外，普通钢取以上国外，普通钢取33~35，优质，优质钢取钢取42~45 56n—1台连铸机浇铸的流数台连铸机浇铸的流数G—盛钢桶容量，盛钢桶容量，tF —每流铸坯的断面积，每流铸坯的断面积，m2v—平均拉坯速度，平均拉坯速度，m/min —连铸坯密度，连铸坯密度，t/m3T—钢包允许浇铸时间，钢包允许浇铸时间，min v连铸机的流数主要取连铸机的流数主要取决于钢包容量、冶炼周决于钢包容量、冶炼周期、铸坯断面以及铸机期、铸坯断面以及铸机允许的拉坯速度。

允许的拉坯速度u近年来，小方坯连铸近年来，小方坯连铸机最多浇铸达机最多浇铸达12流，多流，多数采用数采用4~6流大方坯最流大方坯最高浇铸达高浇铸达8流，多数采用流，多数采用1~4流大板坯最多浇铸流大板坯最多浇铸达达4流，常流，常1~2流2.2.24 连铸机流数的选择连铸机流数的选择 573.1 弧形连铸机的主要设备弧形连铸机的主要设备缓冲器、火焰清理机、打号机等缓冲器、火焰清理机、打号机等辊道、冷床、拉钢机、推钢机、翻钢机、辊道、冷床、拉钢机、推钢机、翻钢机、出坯设备出坯设备机械剪机械剪液压剪液压剪机械剪切机械剪切火焰切割火焰切割切割设备切割设备引锭杆收集存放装置引锭杆收集存放装置拉坯矫直机、引锭装置、脱引锭装置拉坯矫直机、引锭装置、脱引锭装置拉坯矫直设备拉坯矫直设备成型及冷却成型及冷却设备设备结晶器及其振动装置、二次冷却装置结晶器及其振动装置、二次冷却装置钢液浇注及承载设备钢液浇注及承载设备钢包、钢包回转台、中间包、中间包车钢包、钢包回转台、中间包、中间包车58593.1 弧形连铸机主要设备弧形连铸机主要设备 1.钢包钢包teeming ladle(大包、大包、盛钢桶盛钢桶)v钢包作用钢包作用：：用用于盛接钢水于盛接钢水，，并并进行进行浇注浇注的设备的设备，，也是钢水炉外精也是钢水炉外精炼的容器。

炼的容器60n钢包通过钢包通过滑动水口滑动水口开启和关闭来调节钢液的注流开启和关闭来调节钢液的注流u滑动水口承受高温钢渣的冲刷、钢水静压、温度急滑动水口承受高温钢渣的冲刷、钢水静压、温度急变的作用用于滑动水口的耐火材料，变的作用用于滑动水口的耐火材料，应耐高温、耐应耐高温、耐冲刷、耐急冷急热、抗渣性能好，并具有足够高温强冲刷、耐急冷急热、抗渣性能好，并具有足够高温强度外形尺寸必须符合规格要求，表面平整光滑外形尺寸必须符合规格要求，表面平整光滑u滑动水口耐火材料种类：如高铝质、铝碳质、镁尖滑动水口耐火材料种类：如高铝质、铝碳质、镁尖晶石质、锆碳质、铝锆碳质、铝镁复合滑板等晶石质、锆碳质、铝锆碳质、铝镁复合滑板等3.1 注流控制机构注流控制机构-钢包滑动水口钢包滑动水口613.1 滑动水口与长水口滑动水口与长水口1 上水口上水口 2 上滑板上滑板 3 下滑板下滑板 4 下水口下水口1234全开全开半开半开全闭全闭•滑动水口由上水口、上滑板、下滑板、下水口组成滑动水口由上水口、上滑板、下滑板、下水口组成靠下滑板带动下水口移动靠下滑板带动下水口移动调节上下注流孔间的重合程调节上下注流孔间的重合程度度来控制注流大小。

驱动方式有液压和手动两种来控制注流大小驱动方式有液压和手动两种 62•长水口长水口(LN)又称保护套管又称保护套管(Shroud)，用于大包与中，用于大包与中间包之间保护注流，避免了注流的二次氧化、飞溅间包之间保护注流，避免了注流的二次氧化、飞溅以及敞开浇注带来的卷渣问题以及敞开浇注带来的卷渣问题u目前长水口的材质有熔融石英质和铝碳质两种目前长水口的材质有熔融石英质和铝碳质两种63n钢水从钢包注入中间包或者从中间包注入结晶器的过钢水从钢包注入中间包或者从中间包注入结晶器的过程中，不可避免地要与空气接触发生氧化反应和吸收程中，不可避免地要与空气接触发生氧化反应和吸收气体u如果不采取措施，即使钢水经过了各种处理，钢水如果不采取措施，即使钢水经过了各种处理，钢水的纯度很高，还是会发生二次氧化，往往在铸坯、钢的纯度很高，还是会发生二次氧化，往往在铸坯、钢板和成品加工过程中出现种种表面或内部缺陷，使其板和成品加工过程中出现种种表面或内部缺陷，使其机械性能变坏因此，在连铸过程中必须使钢水与空机械性能变坏因此，在连铸过程中必须使钢水与空气隔绝，这就是气隔绝，这就是无氧保护浇注技术无氧保护浇注技术。

3.1 无氧保护浇注技术无氧保护浇注技术64n长水口机械构就是通过各种动作把长水口的上长水口机械构就是通过各种动作把长水口的上端与钢包滑动水口的下水口相接，长水口的下端伸入端与钢包滑动水口的下水口相接，长水口的下端伸入中间包钢水液面以下，使钢水通过长水口注入中间包，中间包钢水液面以下，使钢水通过长水口注入中间包，将注流与空气隔绝将注流与空气隔绝v为了防止从长水口与钢包滑动水口的连接处吸入空为了防止从长水口与钢包滑动水口的连接处吸入空气，选用气，选用Ar气密封气密封，以免吸入空气增加钢中氮含量，，以免吸入空气增加钢中氮含量，这也是无氧浇注中钢包与中间包之间保护形式的一种，这也是无氧浇注中钢包与中间包之间保护形式的一种，是品种钢浇注的必要技术是品种钢浇注的必要技术65v钢水经吹氩调温或精炼处理后，用钢包送到中间包钢水经吹氩调温或精炼处理后，用钢包送到中间包上方进行浇注目前承托钢包的方式主要有上方进行浇注目前承托钢包的方式主要有钢包回转钢包回转台和钢包支架台和钢包支架等u钢包回转台能够在转臂上同时承放两个钢包，一个钢包回转台能够在转臂上同时承放两个钢包，一个用于用于浇注浇注，另一个处于，另一个处于待浇状态待浇状态。

回转台可以减少换回转台可以减少换包时间，有利于实现多炉连浇包时间，有利于实现多炉连浇n钢包回转台有钢包回转台有直臂式和双臂式直臂式和双臂式两种3.1 钢包运载设备钢包运载设备 663.2 中间包中间包 v中间包是钢包与结晶器间的一个中间贮存容器，中间包是钢包与结晶器间的一个中间贮存容器，用用于接受钢包钢水以及向结晶器内注入钢水于接受钢包钢水以及向结晶器内注入钢水v做好浇注准备的中间包，通常都放在烘烤位置的中做好浇注准备的中间包，通常都放在烘烤位置的中间包承运小车上欲浇注时，中间包小车开到浇注位间包承运小车上欲浇注时，中间包小车开到浇注位置，使中间包水口对准结晶器，钢包里钢水通过中间置，使中间包水口对准结晶器，钢包里钢水通过中间包注入结晶器包注入结晶器u中间包内衬在承载钢水前要经过燃气中间包内衬在承载钢水前要经过燃气(焦炉煤气、焦炉煤气、天然气、柴油或其它气体天然气、柴油或其它气体)烘烤，使其达到烘烤，使其达到1100℃67Œ储钢减压稳流缓冲作用：储钢减压稳流缓冲作用：中间包可以存储钢水，保中间包可以存储钢水，保持一定钢水深度，减少钢水静压力，稳定中间包内的持一定钢水深度，减少钢水静压力，稳定中间包内的压力，使注流稳定，出中包钢流对结晶器内坯壳的冲压力，使注流稳定，出中包钢流对结晶器内坯壳的冲刷保持稳定；刷保持稳定；清除杂质作用：清除杂质作用：中间包控制钢水流动状态，利于非中间包控制钢水流动状态，利于非金属夹杂物上浮，净化钢液，提高铸坯质量；金属夹杂物上浮，净化钢液，提高铸坯质量；Ž分流作用：分流作用：在多流连铸机上，由多水口中间包将钢在多流连铸机上，由多水口中间包将钢液分配给每个结晶器；液分配给每个结晶器；3.2 中间包作用中间包作用 68连浇作用：连浇作用：在多炉连浇时，中间包存储钢液在换在多炉连浇时，中间包存储钢液在换钢包时起到保持工艺稳定和承上启下的衔接作用；钢包时起到保持工艺稳定和承上启下的衔接作用；中间包冶金：中间包冶金：将部分炉外精炼手段移到中间包内将部分炉外精炼手段移到中间包内实施。

实施y总之，中间包作用是储钢、减压、稳流、缓冲、总之，中间包作用是储钢、减压、稳流、缓冲、除渣、分流和中间包冶金，是实现多炉连浇的基础除渣、分流和中间包冶金，是实现多炉连浇的基础69¶消旋器：消旋器：防止形成钢水流动死区，防止钢水流动到此处遇到包防止形成钢水流动死区，防止钢水流动到此处遇到包壁产生漩涡影响水口注流和塞棒动作；壁产生漩涡影响水口注流和塞棒动作；¶透气条：透气条：往钢水里通入氩气往钢水里通入氩气(或氮气，根据工艺要求或氮气，根据工艺要求)搅动钢水，搅动钢水，将钢水带往液面，均匀温度和成分；将钢水带往液面，均匀温度和成分；¶冲击槽：冲击槽：防止钢流直接冲刷包底，延长包底耐材寿命，使钢水防止钢流直接冲刷包底，延长包底耐材寿命，使钢水产生向上流动的趋势产生向上流动的趋势7071v传统的中间包只起到传统的中间包只起到存储、分配钢水和稳定注流存储、分配钢水和稳定注流作用，随着连铸对钢的质量要求日益提高，为了提作用，随着连铸对钢的质量要求日益提高，为了提高钢水纯净度，将钢包精炼中采用的措施移植到中高钢水纯净度，将钢包精炼中采用的措施移植到中间包，把中间包作为钢包与结晶器之间的一个间包，把中间包作为钢包与结晶器之间的一个精炼精炼反应器反应器，以进一步净化钢水，提高铸坯质量。

以进一步净化钢水，提高铸坯质量u在现代连铸的应用和发展过程中，中间包的作用在现代连铸的应用和发展过程中，中间包的作用显得越来越重要，其内涵在被不断扩大，从而形成显得越来越重要，其内涵在被不断扩大，从而形成一个独特的领域一个独特的领域中间包冶金中间包冶金3.2 中间包冶金中间包冶金72y中间包冶金的主要功能：中间包冶金的主要功能：Œ净化功能净化功能u为生产高纯净度钢，在中间包采用挡墙加坝、吹氩和为生产高纯净度钢，在中间包采用挡墙加坝、吹氩和陶瓷过滤器等措施，改善钢水流动状态，延长钢水在中陶瓷过滤器等措施，改善钢水流动状态，延长钢水在中间包内停留时间，间包内停留时间，促进非金属夹杂物上浮排除促进非金属夹杂物上浮排除；；调温功能调温功能u为使浇注过程中间包前中后期钢水温降小，最好接近为使浇注过程中间包前中后期钢水温降小，最好接近液相线温度浇注，扩大等轴晶区，减少中心偏析，可采液相线温度浇注，扩大等轴晶区，减少中心偏析，可采取向中间包加小块废钢、喷吹铁粉等措施调节钢水温度，取向中间包加小块废钢、喷吹铁粉等措施调节钢水温度，达到中间包前中后期钢水温差小于达到中间包前中后期钢水温差小于5℃；； 　　　　73Ž成分微调成分微调u由中间包塞棒中心孔向结晶器喂入由中间包塞棒中心孔向结晶器喂入Al、、Ti、、B等包等包芯线，实现钢中微合金成分微调，既提高了易氧化芯线，实现钢中微合金成分微调，既提高了易氧化元素的收得率，又可避免水口堵塞；元素的收得率，又可避免水口堵塞； 精炼功能精炼功能u在中间包钢水表面加入双层渣吸收钢中上浮夹杂在中间包钢水表面加入双层渣吸收钢中上浮夹杂物，或者在中间包喂钙线改变物，或者在中间包喂钙线改变Al2O3夹杂形态，防止夹杂形态，防止水口堵塞；水口堵塞；加热功能加热功能u在中间包采用感应加热或等离子加热等措施，控在中间包采用感应加热或等离子加热等措施，控制钢水浇注温度在制钢水浇注温度在±8℃之间。

之间74u70年代认识到改变中间包形状和加大中间包容积年代认识到改变中间包形状和加大中间包容积可以达到延长钢液的停留时间，提高夹杂物去除率可以达到延长钢液的停留时间，提高夹杂物去除率的目的；安装挡渣墙，控制钢液的流动的目的；安装挡渣墙，控制钢液的流动，实现夹杂，实现夹杂物有效碰撞、长大和上浮物有效碰撞、长大和上浮v80年代发明了多孔导流挡墙和中间包过滤器年代发明了多孔导流挡墙和中间包过滤器采采用钢包精炼和中间包冶金技术只能去除大于用钢包精炼和中间包冶金技术只能去除大于50 m的的大颗粒夹杂大颗粒夹杂，，过滤技术可去除小于过滤技术可去除小于50 m的夹杂3.2 中间包冶金中间包冶金753.2 中间包冶金措施中间包冶金措施u中间包内设置挡墙中间包内设置挡墙(堰堰)在中在中间包内设置高出液面的墙间包内设置高出液面的墙•作用：隔离冲击区与水口区；作用：隔离冲击区与水口区；封闭注流冲击区的紊流，防封闭注流冲击区的紊流，防止表面卷渣，有利去除夹杂；止表面卷渣，有利去除夹杂；减少死区，有利于钢水温度减少死区，有利于钢水温度均匀 u中间包内设置坝中间包内设置坝设置在中设置在中间包内钢液面以下障碍物。

间包内钢液面以下障碍物•作用：与挡墙配合起倒流，作用：与挡墙配合起倒流，促进夹杂物上浮，达到精炼促进夹杂物上浮，达到精炼钢水的作用钢水的作用76u中间包内吹隋性气体中间包内吹隋性气体通过中间包底部多孔砖或用通过中间包底部多孔砖或用吹气棒吹入隋性气体，增加搅拌，促进夹杂物上浮吹气棒吹入隋性气体，增加搅拌，促进夹杂物上浮吹气处理时，钢水表面覆盖碱性渣，效果会更好些吹气处理时，钢水表面覆盖碱性渣，效果会更好些u中间包钢水过滤中间包钢水过滤目前广泛应用的是陶瓷泡沫过滤目前广泛应用的是陶瓷泡沫过滤器试验表明：中间包加挡墙和坝与使用过滤器对器试验表明：中间包加挡墙和坝与使用过滤器对比，使用过滤器后方坯中的硅锰夹杂物减少了比，使用过滤器后方坯中的硅锰夹杂物减少了74%，过滤器还能降低钢中，过滤器还能降低钢中Al2O3夹杂u中间包加热中间包加热采用电弧、电渣、等离子和感应加热采用电弧、电渣、等离子和感应加热等生产上主要使用感应加热法和等离子加热法生产上主要使用感应加热法和等离子加热法77•中间包喂丝中间包喂丝u中间包喂丝能起到微调钢水合金元素、改变夹杂物中间包喂丝能起到微调钢水合金元素、改变夹杂物形态的作用。

形态的作用u中间包内喂入中间包内喂入CaSi包芯线，其目的是将脆性包芯线，其目的是将脆性Al2O3夹夹杂转化为低熔点的铝酸钙杂转化为低熔点的铝酸钙(12CaO·7Al2O3)，以改善，以改善钢水流动性，防止堵水口钢水流动性，防止堵水口u通过塞棒中孔向结晶器内加入合金通过塞棒中孔向结晶器内加入合金Al、、B和和Ti，以，以满足钢对这些元素的要求，同时可避免钢中含铝而满足钢对这些元素的要求，同时可避免钢中含铝而堵塞水口堵塞水口78v中间包冶金的最新技术：中间包冶金的最新技术：(1)H型中间包型中间包(2)离心流中间包离心流中间包(3)中间包吹氩中间包吹氩(4)去夹杂的陶瓷过滤器去夹杂的陶瓷过滤器(5)电磁流控制电磁流控制3.2 中间包冶金中间包冶金793.2 中间包容量确定中间包容量确定 v中中间间包包的的容容量量是是大大包包容容量量的的20%~40%在在通通常常浇浇注注条条件件，，钢钢液液在在中中间间包包内内应应停停留留8~10min，，才才能能起起到到上上浮浮夹夹杂杂物物和和稳稳定定注注流流的的作作用用并并保保持持换换包包时时拉拉速保持不变速保持不变u中中间间包包有有向向大大容容量量和和深深熔熔池池方方向向发发展展的的趋趋势势，，容容量可达量可达60~80t，熔池深为，熔池深为1000~1200mm。

80uSEN就是把中间包水口加长，插入到结晶器钢液面就是把中间包水口加长，插入到结晶器钢液面下一定深度把浇注流密封起来下一定深度把浇注流密封起来nSEN作用：作用：隔绝了注流与空气的接触，杜绝了二次隔绝了注流与空气的接触，杜绝了二次氧化；通过水口形状的选择，可以调整钢水在结晶器氧化；通过水口形状的选择，可以调整钢水在结晶器内流动状态，促使夹杂物上浮；杜绝了钢流飞溅对液内流动状态，促使夹杂物上浮；杜绝了钢流飞溅对液面的冲击，防止了卷渣，提高了铸坯表面在结晶器内面的冲击，防止了卷渣，提高了铸坯表面在结晶器内的润滑稳定性，提高铸坯的质量的润滑稳定性，提高铸坯的质量v结晶器使用结晶器使用SEN+保护渣浇注，为连铸技术的发展保护渣浇注，为连铸技术的发展带来了划时代的进步带来了划时代的进步3.2 浸入式水口浸入式水口(SEN)81v目前使用最目前使用最多多SEN有有单单孔直筒形和孔直筒形和双侧孔式两双侧孔式两种种SEN基本类型基本类型a-单孔直筒式水口；单孔直筒式水口；b-侧孔向上倾斜呈侧孔向上倾斜呈Y形水口；形水口；c-侧孔向下倾斜呈倒侧孔向下倾斜呈倒Y形水口；形水口；d-侧孔呈水平状水口侧孔呈水平状水口82n浸入式水口形状主要是指钢流出口角度而言，一般浸入式水口形状主要是指钢流出口角度而言，一般有直孔式、侧孔向上、侧孔向下和水平式等有直孔式、侧孔向上、侧孔向下和水平式等4种。

究种究竟选用哪一种，要根据浇注速度和结晶器断面尺寸竟选用哪一种，要根据浇注速度和结晶器断面尺寸来确定u一般认为，浸入式水口保护渣技术只适用于大方坯一般认为，浸入式水口保护渣技术只适用于大方坯和板坯连铸，和板坯连铸，小于小于150×150毫米的小方坯，由于断面毫米的小方坯，由于断面小，浸入式水口尺寸受到限制，加上拉速快，液面小，浸入式水口尺寸受到限制，加上拉速快，液面波动大，易造成卷渣，故很难采用这种方法波动大，易造成卷渣，故很难采用这种方法834.1 结晶器结晶器v结晶器是一个强制水冷带有结晶器是一个强制水冷带有“活底活底”铜模，是连铸铜模，是连铸设备中最关键的部件，其性能对连铸机生产能力和铸设备中最关键的部件，其性能对连铸机生产能力和铸坯质量以及工艺的顺利稳定都有十分重要的作用，称坯质量以及工艺的顺利稳定都有十分重要的作用，称之为连铸机的之为连铸机的“心脏心脏”n通俗地讲结晶器就是一个通俗地讲结晶器就是一个钢水制冷成型设备钢水制冷成型设备基本由框架、铜板、调整系统、润滑系统、冷却系统等设由框架、铜板、调整系统、润滑系统、冷却系统等设备组成结晶器需要和结晶器保护渣一同使用结晶器需要和结晶器保护渣一同使用。

u钢液在结晶器内冷却初步凝固成型，形成一定厚度钢液在结晶器内冷却初步凝固成型，形成一定厚度和强度均匀坯壳，以保证出结晶器后不变形和拉裂，和强度均匀坯壳，以保证出结晶器后不变形和拉裂，此过程是在坯壳与结晶器壁连续相对运动下进行此过程是在坯壳与结晶器壁连续相对运动下进行844.1 结晶器作用结晶器作用n结晶器是连铸机的关键部件，其作用是：结晶器是连铸机的关键部件，其作用是：l在尽可能高的拉速下，保证出结晶器坯壳厚度，通在尽可能高的拉速下，保证出结晶器坯壳厚度，通过结晶器的振动，使坯壳脱离结晶器壁而不被拉断和过结晶器的振动，使坯壳脱离结晶器壁而不被拉断和拉漏；拉漏；l保证坯壳均匀稳定生成，铸坯周边厚度均匀；保证坯壳均匀稳定生成，铸坯周边厚度均匀；l使钢液逐渐凝固成所需要规格、形状的坯壳；使钢液逐渐凝固成所需要规格、形状的坯壳； l通过调整结晶器的参数，使铸坯不产生脱方、鼓肚通过调整结晶器的参数，使铸坯不产生脱方、鼓肚和裂纹等缺陷和裂纹等缺陷8586Slab mould874.1钢水在结晶器内的凝固过程钢水在结晶器内的凝固过程n高温钢水注入结晶器与水冷铜壁接触会迅速凝固形高温钢水注入结晶器与水冷铜壁接触会迅速凝固形成很薄初生坯壳。

由于钢水静压力作用，生成的坯壳成很薄初生坯壳由于钢水静压力作用，生成的坯壳与铜壁紧贴在一起，钢水热量迅速传给铜壁被冷却水与铜壁紧贴在一起，钢水热量迅速传给铜壁被冷却水带走，冷却水带走热量占结晶器总散热量带走，冷却水带走热量占结晶器总散热量96%左右u随着凝固继续进行，坯壳逐渐增厚企图收缩离开铜随着凝固继续进行，坯壳逐渐增厚企图收缩离开铜壁，钢水静压力又把坯壳挤靠到铜壁，壁，钢水静压力又把坯壳挤靠到铜壁，收缩挤靠收缩挤靠过程过程反复进行当坯壳厚度达到能抵抗钢水静压力时，坯反复进行当坯壳厚度达到能抵抗钢水静压力时，坯壳就脱离铜壁，在铜壁与坯壳之间形成空气缝隙壳就脱离铜壁，在铜壁与坯壳之间形成空气缝隙(气隙气隙)，增加了传热阻力，延缓了坯壳厚度增长，气隙一般，增加了传热阻力，延缓了坯壳厚度增长，气隙一般是在结晶器下部形成是在结晶器下部形成v结晶器内热量传递线路：钢水结晶器内热量传递线路：钢水凝固坯壳凝固坯壳渣膜渣膜气隙气隙铜壁铜壁冷却水88Schematic of phenomena in the mold region of a steel slab caster894.1 结晶器的性能要求结晶器的性能要求v钢液在结晶器中凝固成型，形成一定厚度坯壳并被钢液在结晶器中凝固成型，形成一定厚度坯壳并被连续拉出进入二次冷却区。

连续拉出进入二次冷却区n良好的结晶器应具有下列性能：良好的结晶器应具有下列性能：(1)良好的导热性良好的导热性能使钢液快速凝固，形成足够厚度能使钢液快速凝固，形成足够厚度的坯壳结晶器长度较短，一般不超过的坯壳结晶器长度较短，一般不超过1m，在这样，在这样短的距离内要能带走大量热量，要求它必须具有良好短的距离内要能带走大量热量，要求它必须具有良好导热性能若导热性能差，会使出结晶器的坯壳变薄，导热性能若导热性能差，会使出结晶器的坯壳变薄，为防止拉漏，只好降低拉速，因此为防止拉漏，只好降低拉速，因此结晶器具有良好的结晶器具有良好的导热性是实现高拉速的重要前提导热性是实现高拉速的重要前提；；90(2)结构刚性要好结构刚性要好结晶器内壁与高温钢液接触，外结晶器内壁与高温钢液接触，外壁通冷却水，其壁厚又很薄壁通冷却水，其壁厚又很薄(仅有仅有10~20mm)，因此，因此在厚度方向温度梯度极大，热应力很大，其结构必在厚度方向温度梯度极大，热应力很大，其结构必须具有较大刚度，不易变形；须具有较大刚度，不易变形；(3)装拆和调整方便装拆和调整方便为了能快速改变铸坯尺寸或快为了能快速改变铸坯尺寸或快速修理结晶器，以提高连铸机的生产能力，现代结速修理结晶器，以提高连铸机的生产能力，现代结晶器都采用了晶器都采用了整体吊装或调宽技术整体吊装或调宽技术；；(4)工作寿命长。

工作寿命长结晶器在高温状况下伴随有铸坯和结晶器在高温状况下伴随有铸坯和结晶器内壁之间的滑动摩擦，因此结晶器内壁的材结晶器内壁之间的滑动摩擦，因此结晶器内壁的材质应有良好的耐磨性和较高的再结晶温度；质应有良好的耐磨性和较高的再结晶温度；91(5)振动时惯性力要小振动时惯性力要小为提高铸坯表面质量，结晶为提高铸坯表面质量，结晶器的振动广泛采用高频率小振幅，最高已达器的振动广泛采用高频率小振幅，最高已达400次次/min，在高频振动时惯性力不可忽视，过大的惯性，在高频振动时惯性力不可忽视，过大的惯性力不仅影响到结晶器的强度和刚度，进而也影响到力不仅影响到结晶器的强度和刚度，进而也影响到结晶器运动轨迹的精度；结晶器运动轨迹的精度； (6)结晶器结构要简单，以便于制造和维护；结晶器结构要简单，以便于制造和维护；(7)有良好的刚性和加工性，易于制造；有良好的刚性和加工性，易于制造；(8)成本要低成本要低924.1 高效连铸机结晶器设计的原则高效连铸机结晶器设计的原则v保证高效率的热传导功能，即冷却强度大，冷却效保证高效率的热传导功能，即冷却强度大，冷却效率高，使钢液在结晶器内结壳达到足够的厚度；率高，使钢液在结晶器内结壳达到足够的厚度；v结晶器热流强度均匀使铸坯坯壳均匀；结晶器热流强度均匀使铸坯坯壳均匀；v拉坯阻力小；拉坯阻力小；v结晶器，特别是铜管寿命长。

结晶器，特别是铜管寿命长 u目前方坯结晶器主要采用抛物线铜管、精致铜水套目前方坯结晶器主要采用抛物线铜管、精致铜水套技术高效连铸机结晶器一般都配有技术高效连铸机结晶器一般都配有电磁搅拌和液面电磁搅拌和液面检测装置检测装置93n按外形按外形(型式型式)可分为可分为直形结晶器和弧形结晶器直形结晶器和弧形结晶器u直形结晶器内壁沿坯壳移动方向呈垂直形，导热直形结晶器内壁沿坯壳移动方向呈垂直形，导热性能良好，坯壳冷却均匀，有利于提高坯壳的质量性能良好，坯壳冷却均匀，有利于提高坯壳的质量和拉坯速度、结构较简单、易于制造、安装和调试和拉坯速度、结构较简单、易于制造、安装和调试方便；夹杂物分布均匀；铸坯易产生弯曲裂纹，连方便；夹杂物分布均匀；铸坯易产生弯曲裂纹，连铸机高度和投资增加铸机高度和投资增加v直形结晶器用于立式和立弯式及直弧连铸机直形结晶器用于立式和立弯式及直弧连铸机v目前新建大型板坯连铸机多采用直结晶器目前新建大型板坯连铸机多采用直结晶器4.1 结晶器形式和结构结晶器形式和结构 94v弧形结晶器内壁沿坯壳移动方向呈圆弧形，铸坯不弧形结晶器内壁沿坯壳移动方向呈圆弧形，铸坯不易产生弯曲裂纹；导热性能比直形结晶器差；非金属易产生弯曲裂纹；导热性能比直形结晶器差；非金属夹杂物上浮时，易在内弧侧夹杂物上浮时，易在内弧侧1/4处集聚，夹杂物分布处集聚，夹杂物分布不均，影响铸坯内部质量。

不均，影响铸坯内部质量u弧形结晶器弧形结晶器(curved mold)用在全弧形和超低头型椭用在全弧形和超低头型椭圆形连铸机上圆形连铸机上n按按断面断面(铸坯规格和形状铸坯规格和形状)分有板坯、方坯、矩形坯、分有板坯、方坯、矩形坯、圆坯和异型坯；圆坯和异型坯；n按按结构形式结构形式分有分有整体式、管式、组合式、多级和在整体式、管式、组合式、多级和调宽结晶器线调宽结晶器等小方坯及矩形坯多采用管式结晶器，等小方坯及矩形坯多采用管式结晶器，大型方坯、矩形坯和板坯多采用组合式结晶器大型方坯、矩形坯和板坯多采用组合式结晶器 954.3 结晶器的重要参数结晶器的重要参数 (1)结晶器断面尺寸结晶器断面尺寸 a圆坯结晶器圆坯结晶器 b方坯和矩形坯结晶器方坯和矩形坯结晶器 c板坯结晶器板坯结晶器 (2)结晶器长度结晶器长度 (3)倒锥度倒锥度 964.4 结晶器长度结晶器长度v计算公式：计算公式：式中：式中： －结晶器出口坯壳厚度，－结晶器出口坯壳厚度，mm，小断面为，小断面为8~10mm，，大断面取大断面取20~25mm；； －结晶器理论长度－结晶器理论长度(有效长度有效长度)，，mm；；K－凝固系数取－凝固系数取20~23mm/ ；；Vmax－最大拉速，－最大拉速，mm/min；；u考虑到钢液面到结晶器上口应有考虑到钢液面到结晶器上口应有80~120mm的高度，的高度，故结晶器实际长度应为：故结晶器实际长度应为：L= +(80~120)mm，根据国，根据国内的实际情况，结晶器实际长度内的实际情况，结晶器实际长度L一般在一般在700~900mm。

97n结晶器内腔纵断面的尺寸做成上大下小，形成一个结晶器内腔纵断面的尺寸做成上大下小，形成一个锥度，由于是上大下小，故称锥度，由于是上大下小，故称倒锥度倒锥度　　　 u在结晶器中钢水受到冷却而形成一定形状坯壳，随在结晶器中钢水受到冷却而形成一定形状坯壳，随着铸坯不断下移，温度不断下降而收缩，若结晶器没着铸坯不断下移，温度不断下降而收缩，若结晶器没有倒锥度，就会在坯壳与结晶器内壁之间形成气隙有倒锥度，就会在坯壳与结晶器内壁之间形成气隙气隙的存在降低了冷却效果，同时由于坯壳过早地脱气隙的存在降低了冷却效果，同时由于坯壳过早地脱离结晶器内壁，在钢水静压力作用下坯壳会产生鼓肚离结晶器内壁，在钢水静压力作用下坯壳会产生鼓肚变形，将结晶器做成倒锥度就可以避免变形，将结晶器做成倒锥度就可以避免u过小倒锥度还会形成气隙，过大倒锥度会增大拉坯过小倒锥度还会形成气隙，过大倒锥度会增大拉坯阻力阻力，根据经验，倒锥度一般取，根据经验，倒锥度一般取0.5%~0.8%/m4.4 结晶器倒锥度结晶器倒锥度984.4 结晶器的材质和寿命结晶器的材质和寿命n结晶器内层是钢水凝固时进行热交换并使钢水成结晶器内层是钢水凝固时进行热交换并使钢水成型的关键部件，要求其内壁材质导热系数要高，膨型的关键部件，要求其内壁材质导热系数要高，膨胀系数要低，在高温下有足够的强度和耐磨性，塑胀系数要低，在高温下有足够的强度和耐磨性，塑性还要好，易于加工。

性还要好，易于加工u紫铜板导热性能良好，但强度和硬度都低，尤其紫铜板导热性能良好，但强度和硬度都低，尤其在高温下强度就更低，因而其寿命较短为了提高在高温下强度就更低，因而其寿命较短为了提高寿命，普遍采用寿命，普遍采用铜合金铜合金制作结晶器内壁，如：铜银制作结晶器内壁，如：铜银合金、铜合金、铜-铬铬-锆锆-砷合金、铜砷合金、铜-镁镁-锆合金等锆合金等994.5 结晶器的冶金作用结晶器的冶金作用Œ保证凝固坯壳均匀生长；保证凝固坯壳均匀生长；液相穴夹杂物上浮和排除；液相穴夹杂物上浮和排除；Ž结晶器微合金化；结晶器微合金化；u结晶器喂包芯线，通过中间包塞棒和结晶器喂包芯线，通过中间包塞棒和SEN喂入含有喂入含有90%Al粉和铁粉的包芯线；粉和铁粉的包芯线；u结晶器喂稀土丝结晶器喂稀土丝x凝固组织的控制凝固组织的控制 u在结晶器内加微型冷却剂在结晶器内加微型冷却剂(如微细铁末如微细铁末)，喂入薄钢，喂入薄钢带或喷入金属粉末，以降低钢水过热度，使结晶器内带或喷入金属粉末，以降低钢水过热度，使结晶器内钢水在液相线温度凝固，增加铸坯等轴晶区，改善铸钢水在液相线温度凝固，增加铸坯等轴晶区，改善铸态组织，减轻中心偏析。

态组织，减轻中心偏析1004.6 结晶器的热阻结晶器的热阻v从结晶器冷却水到钢从结晶器冷却水到钢水之间存在六个热阻，水之间存在六个热阻，即冷却水与铜板、铜板、即冷却水与铜板、铜板、气隙、保护渣膜、坯壳、气隙、保护渣膜、坯壳、坯壳与钢水坯壳与钢水u气隙的热阻最大，坯气隙的热阻最大，坯壳热阻次之，铜板热阻壳热阻次之，铜板热阻最小1.结晶器铜壁；结晶器铜壁；2.气隙；气隙；3.保护渣膜；保护渣膜；4.坯壳；坯壳；5.钢水钢水1014.8 结晶器保护渣结晶器保护渣n为了提高连续浇铸钢坯的质量，强化保护浇铸工为了提高连续浇铸钢坯的质量，强化保护浇铸工艺，使用一种固态粉渣覆盖在结晶器钢液面上形成艺，使用一种固态粉渣覆盖在结晶器钢液面上形成一层保护渣结晶器保护渣的作用：一层保护渣结晶器保护渣的作用：(1)覆盖钢水绝热保温覆盖钢水绝热保温u位于结晶器液面上层的粉状渣层位于结晶器液面上层的粉状渣层，，结构松散结构松散，，具具有良好的绝热保温作用有良好的绝热保温作用，，可提高结晶器弯月面温度可提高结晶器弯月面温度，，尤其是在浇铸高碳钢时尤其是在浇铸高碳钢时，，提高保护渣的绝热保温性提高保护渣的绝热保温性能能，，对改善铸坯润滑有利；对改善铸坯润滑有利；102(2)隔绝空气隔绝空气，，防止钢液特别是弯月面的二次氧化防止钢液特别是弯月面的二次氧化u保护渣加入到钢液面后保护渣加入到钢液面后，，覆盖于钢水面上的液渣覆盖于钢水面上的液渣层隔绝空气与钢水表面的接触层隔绝空气与钢水表面的接触，，保护钢水表面不受保护钢水表面不受空气的二次氧化空气的二次氧化。

n为了更好地起到保为了更好地起到保护作用护作用，，液渣层应均液渣层应均匀覆盖于钢水面上匀覆盖于钢水面上，，渣中不应含有使钢氧渣中不应含有使钢氧化的成分化的成分，，如应限制如应限制渣中渣中(FeO)含量小于含量小于1%；；103(3)净化钢液界面净化钢液界面，吸收溶解上浮到钢渣界面上的非，吸收溶解上浮到钢渣界面上的非金属夹杂物金属夹杂物u为防止钢液上浮的夹杂物被卷入凝固壳为防止钢液上浮的夹杂物被卷入凝固壳，，造成铸造成铸坯皮下夹杂或表面夹渣坯皮下夹杂或表面夹渣，影响表面质量，保护渣的，影响表面质量，保护渣的液渣层应具有良好的吸收和溶解夹杂物的液渣层应具有良好的吸收和溶解夹杂物的能力能力u保护渣的熔渣应有低的粘度保护渣的熔渣应有低的粘度，，对氧化物夹杂的润对氧化物夹杂的润湿性好湿性好，，吸收夹杂物以后自身性能要稳定吸收夹杂物以后自身性能要稳定，，目前用目前用的都属于的都属于硅酸盐类的保护渣硅酸盐类的保护渣104(4)在结晶器壁与在结晶器壁与连铸坯连铸坯壳之间形成一层渣膜起润滑作壳之间形成一层渣膜起润滑作用用，减小，减小拉坯阻力拉坯阻力，，防止结晶器壁与凝固壳的粘结防止结晶器壁与凝固壳的粘结；；(5)充填坯壳与结晶器壁之间的气隙充填坯壳与结晶器壁之间的气隙，改善结晶器传热，，改善结晶器传热，控制传热的速度和均匀性控制传热的速度和均匀性。

u流入坯壳和结晶器间隙内的液态渣形成渣膜流入坯壳和结晶器间隙内的液态渣形成渣膜，，以控以控制铸坯向结晶器传热速度制铸坯向结晶器传热速度，，保持坯壳均匀生长保持坯壳均匀生长保护保护渣熔化形成的液渣渣熔化形成的液渣，，可以改善传热的均匀性可以改善传热的均匀性，，提高铸提高铸坯质量坯质量，，充填坯壳与结晶器壁之间的气隙充填坯壳与结晶器壁之间的气隙，，改善结晶改善结晶器传热1054.8 连铸过程中弯月面形成连铸过程中弯月面形成n随着结晶器的上下振动，钢液随着结晶器的上下振动，钢液注入结晶器内，且保持一定的注入结晶器内，且保持一定的液面高度，由于表面张力大，液面高度，由于表面张力大，在结晶器铜壁处钢液形成了向在结晶器铜壁处钢液形成了向内壁突出的弯月面内壁突出的弯月面•弯月面是凝固坯壳生长的起始弯月面是凝固坯壳生长的起始点，它的性质在很大程度上决点，它的性质在很大程度上决定了铸坯表面质量定了铸坯表面质量u弯月面区域弯月面区域：从弯月面根部以下：从弯月面根部以下45mm到根部以上到根部以上45mm，从结晶器内壁到离壁，从结晶器内壁到离壁20mm处的区域处的区域1064.8 钢液弯月面的作用钢液弯月面的作用•受结晶器的强烈冷却作用，突出的弯月面开始凝受结晶器的强烈冷却作用，突出的弯月面开始凝固，形成了极薄的坯壳，在向下运动的过程中受固，形成了极薄的坯壳，在向下运动的过程中受钢水静压力的作用变形，形成了铸坯的凝固壳。

钢水静压力的作用变形，形成了铸坯的凝固壳u如果弯月面表面干净，具有较大的曲率半径，变如果弯月面表面干净，具有较大的曲率半径，变形能力大，就容易恢复变平，则铸坯的某些表面形能力大，就容易恢复变平，则铸坯的某些表面缺陷就难以产生缺陷就难以产生1074.9 结晶器的润滑结晶器的润滑 v结晶器为什么要润滑结晶器为什么要润滑?u可以减小拉坯阻力，由于润滑剂充填气隙而降低热可以减小拉坯阻力，由于润滑剂充填气隙而降低热阻改善传热，能防止坯壳与结晶器内壁粘结，改善铸阻改善传热，能防止坯壳与结晶器内壁粘结，改善铸坯表面质量，对保证连铸顺利浇铸起着重要作用坯表面质量，对保证连铸顺利浇铸起着重要作用1)润滑油润滑润滑油润滑l结晶器润滑剂可以用植物油或矿物油，目前用菜籽油结晶器润滑剂可以用植物油或矿物油，目前用菜籽油者居多，这种装置主要应用在小方坯连铸机上者居多，这种装置主要应用在小方坯连铸机上2)保护渣润滑保护渣润滑l采用保护渣同样可以达到润滑的目的，保护渣可人工采用保护渣同样可以达到润滑的目的，保护渣可人工加入，也可用振动给料器加入加入，也可用振动给料器加入 1084.10 结晶器的电磁搅拌结晶器的电磁搅拌 nMold electromagnetic stirring(MEMS)：搅拌器安：搅拌器安装在结晶器铜管外面。

装在结晶器铜管外面v冶金效果：冶金效果：增加等轴晶率；减少表面和皮下的气孔增加等轴晶率；减少表面和皮下的气孔和针孔；减少表面和皮下的夹杂物；坯壳均匀化；改和针孔；减少表面和皮下的夹杂物；坯壳均匀化；改善中心偏析善中心偏析u适用钢种：适用钢种：低合金钢、弹簧钢、冷轧钢、中高碳钢低合金钢、弹簧钢、冷轧钢、中高碳钢等1094.11 结晶器的振动装置结晶器的振动装置 n结晶器振动装置位于结晶器结晶器振动装置位于结晶器下方，工作时可使结晶器在下方，工作时可使结晶器在浇铸时不间断地上下移动，浇铸时不间断地上下移动，防止拉坯时坯壳与结晶器壁防止拉坯时坯壳与结晶器壁粘结而发生漏钢事故粘结而发生漏钢事故u结晶器振动对铸坯质量、结晶器振动对铸坯质量、工艺顺行稳定以及事故等都工艺顺行稳定以及事故等都有极大的影响，研究结晶器有极大的影响，研究结晶器的振动始终是热门课题的振动始终是热门课题1104.11 结晶器的振动结晶器的振动v结晶器振动目前采用较多的是正弦和非正弦方式结晶器振动目前采用较多的是正弦和非正弦方式n传统的连铸结晶器正弦振动技术随着负滑动理论的传统的连铸结晶器正弦振动技术随着负滑动理论的完善向高频率、小振幅方向发展，以减小振痕深度，完善向高频率、小振幅方向发展，以减小振痕深度，提高铸坯表面质量。

提高铸坯表面质量u高速浇铸时，高频率、小振幅振动方式对结晶器内高速浇铸时，高频率、小振幅振动方式对结晶器内摩擦阻力会大幅度增加，粘连性漏钢事故随之增加摩擦阻力会大幅度增加，粘连性漏钢事故随之增加为控制铸坯的振痕深度，希望负滑脱时间短；为保证为控制铸坯的振痕深度，希望负滑脱时间短；为保证结晶器的润滑效果，增加保护渣的消耗量，希望正滑结晶器的润滑效果，增加保护渣的消耗量，希望正滑脱时间长，为此开发了结晶器的脱时间长，为此开发了结晶器的非正弦振动形式非正弦振动形式111v正弦振动的优点：正弦振动的优点：(1)在运动过程中没有稳在运动过程中没有稳定运动阶段，因而有利定运动阶段，因而有利于脱模，但也有一段负于脱模，但也有一段负滑脱阶段，使被拉裂的滑脱阶段，使被拉裂的坯壳起到焊合作用坯壳起到焊合作用2)结晶器运动的加速度按余弦规律变化，过渡点比较结晶器运动的加速度按余弦规律变化，过渡点比较平稳，没有很大冲击平稳，没有很大冲击3)可以用曲柄连杆机构来实现，结构比较简单，运动可以用曲柄连杆机构来实现，结构比较简单，运动精度高，易于加工和维修精度高，易于加工和维修y正弦振动可以提高振动频率，减小振痕深度，改善正弦振动可以提高振动频率，减小振痕深度，改善铸坯表面质量。

铸坯表面质量112•非正弦振动的优点：非正弦振动的优点：(1)负滑脱时间短，有利于负滑脱时间短，有利于减轻铸坯表面的振痕减轻铸坯表面的振痕2)正脱模时间较长，可增正脱模时间较长，可增加保护渣消耗，有利于加保护渣消耗，有利于结晶器润滑，减小结晶结晶器润滑，减小结晶器施加在坯壳上的摩擦器施加在坯壳上的摩擦力，防止拉裂力，防止拉裂3)负滑脱作用强，脱模和坯壳拉裂愈合好，有利于负滑脱作用强，脱模和坯壳拉裂愈合好，有利于提高拉速提高拉速u目前国外有关文献报道，大多数负滑脱时间取值范围目前国外有关文献报道，大多数负滑脱时间取值范围在在0.1~0.25s，，不同钢种最佳负滑动时间为不同钢种最佳负滑动时间为 0.1s 左右1134.12 结晶器内钢水液面的控制结晶器内钢水液面的控制u钢水浇入到结晶器里，为了防止钢水溢出，钢水浇入到结晶器里，为了防止钢水溢出，钢水钢水面必须低于结晶器上口面必须低于结晶器上口~100mmn浇铸浇铸过程中钢水面波动太大过程中钢水面波动太大，，会会卷渣从而卷渣从而在铸坯表在铸坯表面形成皮下夹渣面形成皮下夹渣，，影响铸坯质量影响铸坯质量经验指出经验指出，，钢液钢液面波动在面波动在±10mm以内可避免产生皮下夹渣。

以内可避免产生皮下夹渣结晶器结晶器内钢液面的稳定性决定于中间包浇入到结晶器内的内钢液面的稳定性决定于中间包浇入到结晶器内的钢水量和从结晶器内拉出铸坯量的平衡钢水量和从结晶器内拉出铸坯量的平衡v连铸生产上，除人工目测控制钢液面外，还有用连铸生产上，除人工目测控制钢液面外，还有用同位素铯、电磁和红外线光学等自动控制方法同位素铯、电磁和红外线光学等自动控制方法114n连铸坯表面和内部缺陷与结晶器内钢液的流动状态连铸坯表面和内部缺陷与结晶器内钢液的流动状态密切相关密切相关随着拉速的提高随着拉速的提高，，结晶器内液面波动加剧结晶器内液面波动加剧，，容易产生卷渣容易产生卷渣，，造成铸坯质量恶化造成铸坯质量恶化u采用结晶器钢水流动控制技术可以改善结晶器内流采用结晶器钢水流动控制技术可以改善结晶器内流场形态场形态，，抑制水口出流速度以平稳液面抑制水口出流速度以平稳液面，，促进夹杂物促进夹杂物上浮v用于板坯结晶器的电磁制动用于板坯结晶器的电磁制动(EMBR)、电磁流动控、电磁流动控制制(FC结晶器结晶器)和多模式电磁搅拌和多模式电磁搅拌(MEMS)是结晶器钢是结晶器钢水流动控制技术的典型代表水流动控制技术的典型代表。

4.13 结晶器钢水流动控制技术结晶器钢水流动控制技术1154.14 出结晶器后铸坯支撑方式出结晶器后铸坯支撑方式n带液芯铸坯出结晶器后有两个突出问题带液芯铸坯出结晶器后有两个突出问题：：(1)由于凝固坯壳很薄由于凝固坯壳很薄，，为防止坯壳漏钢为防止坯壳漏钢，，必须提高冷必须提高冷却能力却能力；；(2)由于钢水静压力作用由于钢水静压力作用，，必须防止坯壳必须防止坯壳鼓肚鼓肚变形变形在在出结晶器后出结晶器后，，必须对铸坯加强喷水冷却和支撑必须对铸坯加强喷水冷却和支撑u板坯出结晶器后支撑方式有以下几种板坯出结晶器后支撑方式有以下几种：： (1)密排支承辊：密排支承辊：结构简单结构简单，，维护方便维护方便在热应力和机在热应力和机械应力作用下辊子易变形；辊间距大械应力作用下辊子易变形；辊间距大，，坯壳易鼓肚坯壳易鼓肚 (2)多节辊式：多节辊式：辊子弯曲变形小辊子弯曲变形小，，但辊子维护较困难但辊子维护较困难116(3)冷却板式：冷却板式：冷却均匀冷却均匀，，坯壳能均匀生长坯壳能均匀生长但冷却但冷却板与坯壳的摩擦较严重板与坯壳的摩擦较严重，，维护较困难维护较困难u小方坯出结晶器后支撑方式有小方坯出结晶器后支撑方式有：：(1)足辊式：足辊式：在结晶器下方有在结晶器下方有2~3对辊子与结晶器一对辊子与结晶器一起振动起振动，，辊之间装有扁形喷嘴喷水冷却。

辊之间装有扁形喷嘴喷水冷却 (2)多级结晶器：多级结晶器：4个面由水冷铜板组成个面由水冷铜板组成，，在角部喷水在角部喷水冷却冷却铜板与坯壳之间摩擦力较小铜板与坯壳之间摩擦力较小，，摩擦损失小摩擦损失小，，维修简单维修简单铸坯冷却均匀铸坯冷却均匀，，使铸坯产生菱形变形和使铸坯产生菱形变形和漏钢的几率显著减小漏钢的几率显著减小1175.1 二次冷却二次冷却n钢的连铸与有色金属的一个重要差别是连铸坯内有钢的连铸与有色金属的一个重要差别是连铸坯内有较长的液芯，这就需要对温度高、刚度低的坯壳进较长的液芯，这就需要对温度高、刚度低的坯壳进行冷却和支撑，这是二冷段的基本作用浇注速度行冷却和支撑，这是二冷段的基本作用浇注速度越高，坯壳越薄，液芯也越长，这些作用越重要越高，坯壳越薄，液芯也越长，这些作用越重要v在特殊钢连铸中，为了提高铸坯内部质量，可以采在特殊钢连铸中，为了提高铸坯内部质量，可以采用末端电磁搅拌用末端电磁搅拌(FEMS)或轻压下或轻压下(LCR)等技术措施，等技术措施，这些措施的效果和使用方式也依赖于二次冷却技术这些措施的效果和使用方式也依赖于二次冷却技术1185.1 一次冷却和二次冷却一次冷却和二次冷却n在连铸机中钢液冷却到最后完全凝固时，其热量分在连铸机中钢液冷却到最后完全凝固时，其热量分别在水冷结晶器别在水冷结晶器(一次冷却区一次冷却区)、喷雾水区、喷雾水区(二次冷却二次冷却区区)和铸坯的自然冷却区和铸坯的自然冷却区(三次冷却区三次冷却区)散失。

散失u二次冷却区是指从结晶器下口到拉辊前的区间二次冷却区是指从结晶器下口到拉辊前的区间v二次冷却对铸坯表面和内部质量有着极其重要的影二次冷却对铸坯表面和内部质量有着极其重要的影响，尤其对内部低倍组织影响最大，响，尤其对内部低倍组织影响最大，所以常讲铸坯所以常讲铸坯表面质量靠保护渣，内部质量靠二冷制度表面质量靠保护渣，内部质量靠二冷制度119n在结晶器内仅凝固了在结晶器内仅凝固了20%左右钢水量左右钢水量，，还有约还有约80%钢水尚未凝固钢水尚未凝固从结晶器拉出来的铸坯凝固成薄外壳从结晶器拉出来的铸坯凝固成薄外壳(8~15mm)，，中心仍是高温钢水中心仍是高温钢水，，边运行边凝固边运行边凝固，结，结果形成一个很长的液相穴果形成一个很长的液相穴为使铸坯继续凝固为使铸坯继续凝固，，从结从结晶器出口到拉矫机长度内设置一个喷水冷却区晶器出口到拉矫机长度内设置一个喷水冷却区u在二次冷却区设有喷水系统和按弧形排列的一系列在二次冷却区设有喷水系统和按弧形排列的一系列夹辊夹辊，，起起支撑支撑和导向铸坯作用和导向铸坯作用，，使铸坯沿一定弧形轨使铸坯沿一定弧形轨道运行时道运行时，，不致产生鼓肚变形不致产生鼓肚变形。

5.1 二次冷却二次冷却120n二冷技术是连铸的关键技术之一，对铸坯质量有重二冷技术是连铸的关键技术之一，对铸坯质量有重要影响，连铸坯表面裂纹、内部裂纹、鼓肚、中心偏要影响，连铸坯表面裂纹、内部裂纹、鼓肚、中心偏析和中心裂纹等缺陷形成均与二冷有紧密联系尤其析和中心裂纹等缺陷形成均与二冷有紧密联系尤其在高拉速条件下，铸坯温度升高，坯壳减薄，容易产在高拉速条件下，铸坯温度升高，坯壳减薄，容易产生鼓肚、内裂、偏析等缺陷，因此，要求二冷控制减生鼓肚、内裂、偏析等缺陷，因此，要求二冷控制减轻或防止高拉速引起铸坯鼓肚、内裂等缺陷轻或防止高拉速引起铸坯鼓肚、内裂等缺陷u随着连铸坯热送热装工艺的推广应用，要求二冷控随着连铸坯热送热装工艺的推广应用，要求二冷控制既要满足铸坯制既要满足铸坯高质量无缺陷高质量无缺陷的要求，又要满的要求，又要满足铸坯足铸坯有较高的有较高的出铸机温度出铸机温度对此，高效连铸普遍采用气水对此，高效连铸普遍采用气水喷雾冷却方式喷雾冷却方式，，先进铸机采用先进铸机采用动态二冷控制技术动态二冷控制技术121n二冷的目的是使铸坯离开结晶器后接受连续冷却直二冷的目的是使铸坯离开结晶器后接受连续冷却直至完全凝固至完全凝固。

它面临它面临两大课题两大课题：：u如何实现连铸坯在尽可能短的时间内凝固完毕，以如何实现连铸坯在尽可能短的时间内凝固完毕，以提高连铸机的生产能力提高连铸机的生产能力?u在实施二次冷却的过程中，如何控制铸坯表面温度在实施二次冷却的过程中，如何控制铸坯表面温度处于要求范围并使波动最小，处于要求范围并使波动最小，以获得良好的铸坯内以获得良好的铸坯内外部质量外部质量?5.1 二次冷却二次冷却1225.1 二次冷却传热特点二次冷却传热特点•铸坯在二次冷却区只有将凝固潜热全部放出，才能铸坯在二次冷却区只有将凝固潜热全部放出，才能完全凝固，铸坯中心热量是通过凝固坯壳传到铸坯完全凝固，铸坯中心热量是通过凝固坯壳传到铸坯表面，这些热量部分是以铸坯的表面，这些热量部分是以铸坯的辐射辐射方式带走，部方式带走，部分是以铸坯对支承辊的分是以铸坯对支承辊的传导传导带走，更主要的是靠喷带走，更主要的是靠喷淋到铸坯表面水滴的蒸发和升温而带走，约占淋到铸坯表面水滴的蒸发和升温而带走，约占60%u因为辐射和传导是取决于铸机设计，一般变化不是因为辐射和传导是取决于铸机设计，一般变化不是很大，真正影响二次冷却效果的就是喷淋冷却水。

很大，真正影响二次冷却效果的就是喷淋冷却水123n二冷区铸坯的传热二冷区铸坯的传热:(1)铸坯表面向空气的辐射传热，铸坯表面向空气的辐射传热，由铸坯温度高低而定；由铸坯温度高低而定；(2)空气和铸坯表面间的对流传热，空气和铸坯表面间的对流传热，此值小可忽略；此值小可忽略；(3)夹辊和铸坯表面的传导传热；夹辊和铸坯表面的传导传热；(4)铸坯表面上水蒸发直接散热；铸坯表面上水蒸发直接散热；(5)铸坯表面的水被加热散热铸坯表面的水被加热散热1245.1 二冷系统装置的作用二冷系统装置的作用n二次冷却是出结晶器的铸坯在二冷段的冷却过程二次冷却是出结晶器的铸坯在二冷段的冷却过程中对带有液芯铸坯实施喷水冷却，中对带有液芯铸坯实施喷水冷却，使其完全凝固以使其完全凝固以达到在拉坯过程中均匀冷却达到在拉坯过程中均匀冷却其作用为：其作用为：(1)带液芯的铸坯从结晶器中拉出后，采用水或汽雾带液芯的铸坯从结晶器中拉出后，采用水或汽雾的直接冷却，的直接冷却，使铸坯快速凝固以进入拉矫区使铸坯快速凝固以进入拉矫区；；(2)对带有液芯未完全凝固的铸坯起支撑与导向作用对带有液芯未完全凝固的铸坯起支撑与导向作用，，防止铸坯发生鼓肚变形和漏钢防止铸坯发生鼓肚变形和漏钢；；(3)在上引锭杆时对引锭杆起支撑导向作用在上引锭杆时对引锭杆起支撑导向作用；；125(4)对于带直结晶器弧形连铸机，对于带直结晶器弧形连铸机，二冷区第一段把直二冷区第一段把直坯弯成弧形坯；坯弯成弧形坯；(5)采用多辊拉矫机时采用多辊拉矫机时，，二冷区部分夹辊本身又是驱二冷区部分夹辊本身又是驱动辊，起到拉坯作用；动辊，起到拉坯作用；(6)对于椭圆形连铸机，二冷区本身又是分段矫直区对于椭圆形连铸机，二冷区本身又是分段矫直区。

v弧形连铸机的二冷装置也直接影响铸坯的质量、弧形连铸机的二冷装置也直接影响铸坯的质量、设备的运行和铸机作业率设备的运行和铸机作业率126v根据二冷区铸坯凝固传热原理可导出：根据二冷区铸坯凝固传热原理可导出：式中式中 W—二次冷却区冷却水量，二次冷却区冷却水量，L/min；； H—液相穴长度，液相穴长度，m；；Vc—拉速，拉速，m/minu水量分布的基本原则：水量分布的基本原则：当拉速一定时，二冷区向铸当拉速一定时，二冷区向铸坯表面的喷水量，沿铸机高度从上向下是逐渐递减坯表面的喷水量，沿铸机高度从上向下是逐渐递减n二冷区铸坯表面温度尽可能不要波动太大，把二冷二冷区铸坯表面温度尽可能不要波动太大，把二冷区分成若干个冷却段，在一个冷却段内保持相同的冷区分成若干个冷却段，在一个冷却段内保持相同的冷却水量，铸坯表面温度变化不大却水量，铸坯表面温度变化不大5.1 二次冷却二次冷却1275.1 二冷的冷却强度二冷的冷却强度v二次冷却区的冷却强度二次冷却区的冷却强度：一般用：一般用比水量比水量来表示比比水量的定义水量的定义：在单位时间内消耗的冷却水量与通过：在单位时间内消耗的冷却水量与通过二次冷却区铸坯重量的比值，单位为升二次冷却区铸坯重量的比值，单位为升/公斤公斤(L/kg)钢。

钢比水量因钢种、铸坯尺寸和铸机形式不同而变化比水量因钢种、铸坯尺寸和铸机形式不同而变化n铸坯凝固过程中，二冷区水量和各区水量分配以及铸坯凝固过程中，二冷区水量和各区水量分配以及喷嘴的选型和布置，直接关系到铸坯的冷却凝固速喷嘴的选型和布置，直接关系到铸坯的冷却凝固速度和拉坯速度，并对铸坯的质量和产量有着重要的度和拉坯速度，并对铸坯的质量和产量有着重要的影响128v二冷水量与水压二冷水量与水压：对普碳钢、低合金钢，：对普碳钢、低合金钢，冷却强冷却强度为度为1.0~1.2L/kg钢钢对低碳钢对低碳钢、、高碳钢高碳钢，，冷却强度冷却强度为为0.6~0.8L/kg钢对热裂纹敏感性强的钢种钢对热裂纹敏感性强的钢种，，冷却冷却强度为强度为0.4~0.6L/kg钢钢，高速钢为，高速钢为0.1~0.3L/kg钢n二次冷却分为两类，即二次冷却分为两类，即“缓冷缓冷”和和“强冷强冷”两种两种不同模式高度小的铸机可以采用不同模式高度小的铸机可以采用“干式干式”冷却，冷却，即二冷区不喷水或少喷水，主要依靠铸坯的辐射和即二冷区不喷水或少喷水，主要依靠铸坯的辐射和水冷支承辊的间接冷却方式散热水冷支承辊的间接冷却方式散热。

u由于热送和直接轧制技术的出现，普遍采用弱冷由于热送和直接轧制技术的出现，普遍采用弱冷(缓冷缓冷)以提高热送温度以提高热送温度129v二次冷却区各段水量分配原则：二次冷却区各段水量分配原则：既要使铸坯散热快，既要使铸坯散热快，又要防止铸坯内外有过大温度差而引起热应力，使又要防止铸坯内外有过大温度差而引起热应力，使铸坯产生裂纹因此，水量应从铸机上部到下部逐铸坯产生裂纹因此，水量应从铸机上部到下部逐渐减少u对弧形铸机，二冷区圆弧上半段的内外弧基本上对对弧形铸机，二冷区圆弧上半段的内外弧基本上对称喷水，在圆弧下半段尤其是进入水平段前后，喷称喷水，在圆弧下半段尤其是进入水平段前后，喷射到内弧表面的冷却水能在铸坯弧面上流动停留，射到内弧表面的冷却水能在铸坯弧面上流动停留，而喷射到外弧表面上的水会迅速流失，故内外弧应而喷射到外弧表面上的水会迅速流失，故内外弧应采用不同的喷水量采用不同的喷水量一般是内弧侧约为外弧侧的二一般是内弧侧约为外弧侧的二分之一到三分之一分之一到三分之一5.1 二冷的冷却强度二冷的冷却强度1305.1 二冷的要求二冷的要求(1)使带液芯的铸坯在进第一对拉辊前完全凝固并使使带液芯的铸坯在进第一对拉辊前完全凝固并使表面温度达到规定要求；表面温度达到规定要求；(2)防止铸坯防止铸坯(特别是合金钢特别是合金钢)在二冷区内表面温度回升，在二冷区内表面温度回升，造成铸坯内部裂纹；造成铸坯内部裂纹；(3)均匀冷却，并使表面温度均匀下降，以减少表面均匀冷却，并使表面温度均匀下降，以减少表面微裂纹，铸坯表面纵向和横向温度的分布要尽可能微裂纹，铸坯表面纵向和横向温度的分布要尽可能均匀，防止温度突然的变化；均匀，防止温度突然的变化；(4)将雾化的水直接喷射到高温铸坯的表面上，加速将雾化的水直接喷射到高温铸坯的表面上，加速热量的传递，使铸坯迅速凝固；热量的传递，使铸坯迅速凝固；131(5)铸坯一边走一边凝固，到达铸机最后一对夹辊之铸坯一边走一边凝固，到达铸机最后一对夹辊之前应完全凝固。

在连铸机下部由于钢水静压力大，前应完全凝固在连铸机下部由于钢水静压力大，在二次冷却区必须防止铸坯鼓肚变形；在二次冷却区必须防止铸坯鼓肚变形；(6)在高温铸坯的作用下要具有足够的强度；在高温铸坯的作用下要具有足够的强度；(7)结构简单，能快速处理事故，要整体更换；结构简单，能快速处理事故，要整体更换；(8)能按要求灵活调节二冷水量，以满足不同的要求能按要求灵活调节二冷水量，以满足不同的要求1325.1 二冷二冷控制控制原则原则(冶金准则冶金准则)(1)上强下弱上强下弱整个二冷区采取自上而下冷却强度由整个二冷区采取自上而下冷却强度由强到弱原则，充分利用二冷上段强到弱原则，充分利用二冷上段(足辊区和支撑导向足辊区和支撑导向段段)坯壳薄、热阻小、坯壳收缩应力也小等有利条件，坯壳薄、热阻小、坯壳收缩应力也小等有利条件，大量喷水，强化冷却，既可增加坯壳厚度，减少漏大量喷水，强化冷却，既可增加坯壳厚度，减少漏钢事故，又可加速液芯过热热量的散失，增加拉速，钢事故，又可加速液芯过热热量的散失，增加拉速，提高铸机生产率；随着坯壳加厚，热阻加大，逐渐提高铸机生产率；随着坯壳加厚，热阻加大，逐渐减小冷却强度，以避免铸坯表面温度过低而产生表减小冷却强度，以避免铸坯表面温度过低而产生表面裂纹；面裂纹；133(2)限制降温过剧限制降温过剧。

在保证一定拉速、强化冷却条件下，在保证一定拉速、强化冷却条件下，保证铸坯表面温度逐渐降低，但应避免局部铸坯表面保证铸坯表面温度逐渐降低，但应避免局部铸坯表面温降过剧，使温度应力陡增而引起表面裂纹，应使铸温降过剧，使温度应力陡增而引起表面裂纹，应使铸坯表面及纵向都能均匀降温，要求拉坯方向温度梯度坯表面及纵向都能均匀降温，要求拉坯方向温度梯度小于小于200℃/min，即降温速度小于，即降温速度小于3.3℃/s；；(3)限制表面回温限制表面回温当铸坯表面发生回温而膨胀时，坯当铸坯表面发生回温而膨胀时，坯壳内部受到拉应力，极易在凝固前沿产生内裂纹或在壳内部受到拉应力，极易在凝固前沿产生内裂纹或在柱状晶间产生中间裂纹应合理调整二冷各区水量分柱状晶间产生中间裂纹应合理调整二冷各区水量分配，防止各区衔接处和二冷区空冷段的过大回温，要配，防止各区衔接处和二冷区空冷段的过大回温，要求控制拉坯方向表面的温度梯度小于求控制拉坯方向表面的温度梯度小于100℃/min，即，即回温速度小于回温速度小于1.7℃/s；；134(4)限制液芯长度限制液芯长度对于单点矫直的弧形连铸机，为避对于单点矫直的弧形连铸机，为避免带液芯矫直引起的内裂纹，要求液芯长度小于设备免带液芯矫直引起的内裂纹，要求液芯长度小于设备的冶金长度的冶金长度(从弯月面到第一对水平拉矫辊的弧形中从弯月面到第一对水平拉矫辊的弧形中心线长度心线长度)。

对于其他类型板坯连铸机，要求液芯长对于其他类型板坯连铸机，要求液芯长度小于到最后一对夹辊的距离；度小于到最后一对夹辊的距离；(5)限制铸坯鼓肚限制铸坯鼓肚高温坯壳在夹辊之间由于钢水静压高温坯壳在夹辊之间由于钢水静压力会发生鼓肚变形，变形量大小取决于辊间距、坯壳力会发生鼓肚变形，变形量大小取决于辊间距、坯壳厚度、坯壳温度、钢水静压力及钢的性能等在其它厚度、坯壳温度、钢水静压力及钢的性能等在其它条件不变情况下，铸坯表面温度降低，鼓肚量减小条件不变情况下，铸坯表面温度降低，鼓肚量减小经验表明，把铸坯表面温度限定在经验表明，把铸坯表面温度限定在1100℃以内，铸坯以内，铸坯鼓肚一般不会超过鼓肚一般不会超过1mm，不会因鼓肚而产生内裂纹；，不会因鼓肚而产生内裂纹；135(6)矫直点表面温度限制矫直点表面温度限制控制二冷强度使铸坯表面温控制二冷强度使铸坯表面温度降至度降至900℃以上，即高于脆性温度区进行矫直；为以上，即高于脆性温度区进行矫直；为了保证二冷区支承辊之间形成的鼓肚量最小，整个二了保证二冷区支承辊之间形成的鼓肚量最小，整个二冷区铸坯表面温度应控制在冷区铸坯表面温度应控制在1100℃以下；以下；(7)要适应不同钢种的需要，特别是裂纹敏感性强的钢要适应不同钢种的需要，特别是裂纹敏感性强的钢种，要采用种，要采用弱冷弱冷。

y在制定二冷配水制度时，铸坯的高温力学特性是确在制定二冷配水制度时，铸坯的高温力学特性是确定最佳二冷制度的依据定最佳二冷制度的依据 1365.2 冷却方法冷却方法n目前冷却方法有目前冷却方法有两两种种：：u水冷水冷(喷淋冷却方式喷淋冷却方式)：：直接将水雾化直接将水雾化(压力水喷嘴压力水喷嘴)喷喷淋冷却铸坯表面淋冷却铸坯表面优点优点：：流量特性简单，运行费用低流量特性简单，运行费用低缺点缺点：喷嘴流量范围调节小，冷却不均匀，铸坯温度：喷嘴流量范围调节小，冷却不均匀，铸坯温度回升大，喷嘴易堵等回升大，喷嘴易堵等v通常通常，，一台板坯连铸机同时采用两种喷淋冷却系统一台板坯连铸机同时采用两种喷淋冷却系统，，在紧连结晶器部位在紧连结晶器部位(二冷开始冷却区段二冷开始冷却区段)采用多喷嘴喷淋采用多喷嘴喷淋系统提高冷却强度系统提高冷却强度，在以后冷却区段采用单喷嘴系统在以后冷却区段采用单喷嘴系统137u气水冷却气水冷却：：为克服水喷嘴缺点，提出了二冷区采用为克服水喷嘴缺点，提出了二冷区采用气气- -水冷却系统气水冷却系统气- -水喷嘴是高压空气和水从两个不水喷嘴是高压空气和水从两个不同方向进入喷嘴内汇合，利用压缩空气把水滴雾化成同方向进入喷嘴内汇合，利用压缩空气把水滴雾化成极细的水滴从两旁吹射出来，极细的水滴从两旁吹射出来，这是最近发展起来的高这是最近发展起来的高效冷却喷嘴。

效冷却喷嘴v优点优点：可调性范围大，：可调性范围大，不易堵塞不易堵塞目前板坯、目前板坯、合金合金钢及大方坯钢及大方坯连铸机二冷区广泛采用气连铸机二冷区广泛采用气- -水喷嘴冷却系水喷嘴冷却系统1385.2 连铸坯坯传热和二冷控制和二冷控制n影响铸坯传热的因素影响铸坯传热的因素有钢种、钢水温度、结晶器有钢种、钢水温度、结晶器冷却、二次冷却、铸坯断面和拉速等在铸机设备冷却、二次冷却、铸坯断面和拉速等在铸机设备和操作工艺一定情况下，影响铸坯热量传递过程的和操作工艺一定情况下，影响铸坯热量传递过程的诸因素中，唯一可控制的是二次冷却诸因素中，唯一可控制的是二次冷却u二冷目标控制二冷目标控制是按不同钢种、浇注断面和铸坯的是按不同钢种、浇注断面和铸坯的凝固传热状态控制各冷却段的冷却水量，凝固传热状态控制各冷却段的冷却水量，使拉坯方使拉坯方向铸坯表面温度与所浇钢种的目标表面温度相符向铸坯表面温度与所浇钢种的目标表面温度相符，，以保证铸坯质量以保证铸坯质量139n目前二次冷却控制方式有以下几种：目前二次冷却控制方式有以下几种：Ø手工控制：手工控制：不考虑钢种和拉速，二次冷却区各冷却不考虑钢种和拉速，二次冷却区各冷却段按经验配水，人工管理阀门；段按经验配水，人工管理阀门；Ø半控制：半控制：根据钢种要求配制二次冷却区各冷却段水根据钢种要求配制二次冷却区各冷却段水量，但浇注过程中水量不随拉速而变；量，但浇注过程中水量不随拉速而变；Ø水表控制：水表控制：对不同钢种、断面和拉速条件下，用智对不同钢种、断面和拉速条件下，用智能仪表控制各冷却段的水量；能仪表控制各冷却段的水量；Ø目标表面温度控制法：目标表面温度控制法：浇注过程中自动控制二冷区浇注过程中自动控制二冷区各冷却段水量，使铸坯表面温度始终保持较理想状态。

各冷却段水量，使铸坯表面温度始终保持较理想状态5.2 二冷控制方法二冷控制方法1405.3 扇形段和拉矫机扇形段和拉矫机•扇形段和拉矫机的作用如下：扇形段和拉矫机的作用如下：(1)通过夹辊和侧导辊对带有液芯的坯壳起支撑和导向通过夹辊和侧导辊对带有液芯的坯壳起支撑和导向作用，使其沿着预定的轨道前进，并限制它发生鼓作用，使其沿着预定的轨道前进，并限制它发生鼓肚变形；肚变形；(2)在二冷区借助水或汽水的直接冷却，加速凝固；在二冷区借助水或汽水的直接冷却，加速凝固；(3)牵引和矫直铸坯；牵引和矫直铸坯；(4)对引锭杆起支撑导向作用对引锭杆起支撑导向作用141u扇形段包括弧形段扇形段包括弧形段(扇形段扇形段1~6段段)、矫直段、矫直段(7~8段段)和和水平段水平段(9~15段段)n按连铸工艺要求，扇形段和拉矫机应具有如下特点：按连铸工艺要求，扇形段和拉矫机应具有如下特点：•二次冷却区支导装置在高温铸坯作用下有足够的强二次冷却区支导装置在高温铸坯作用下有足够的强度和刚度；度和刚度；•结构简单、调整方便，能适应改变铸坯断面的要求，结构简单、调整方便，能适应改变铸坯断面的要求，能快速处理事故；能快速处理事故；•能按要求调整二次冷却区水量，以适应改变铸坯断能按要求调整二次冷却区水量，以适应改变铸坯断面、钢种、浇注温度和拉坯速度的变化。

面、钢种、浇注温度和拉坯速度的变化1425.3 扇形段和拉矫机的分类扇形段和拉矫机的分类•对板坯连铸机，为便于加工制造、安装调整、加对板坯连铸机，为便于加工制造、安装调整、加速处理事故，把二次冷却区分成若干个扇形段速处理事故，把二次冷却区分成若干个扇形段在结晶器下口的一段在结晶器下口的一段，称为，称为支撑导向段支撑导向段u支撑导向段有零段和格栅两种形式，格栅即冷却支撑导向段有零段和格栅两种形式，格栅即冷却板式，零段为密排支撑辊式或多节辊式板式，零段为密排支撑辊式或多节辊式零段以下的段称为扇形段，扇形段之后为拉坯机和矫直下的段称为扇形段，扇形段之后为拉坯机和矫直机1435.3 零段零段u零段位于结晶器和扇形段零段位于结晶器和扇形段1之间，通过快速更换台安之间，通过快速更换台安装在连铸机上，以便在发生漏钢事故时，与结晶器装在连铸机上，以便在发生漏钢事故时，与结晶器一起由快速更换台进行更换一起由快速更换台进行更换•零段紧靠结晶器，其作用是扶持并引导初凝的坯壳零段紧靠结晶器，其作用是扶持并引导初凝的坯壳向下运行由于刚出结晶器的坯壳很薄，容易受钢向下运行由于刚出结晶器的坯壳很薄，容易受钢水静压力作用而变形，所以它的辊距要小，辊子直水静压力作用而变形，所以它的辊距要小，辊子直径要小，即呈径要小，即呈细辊密排细辊密排，辊子需要有足够的刚度。

辊子需要有足够的刚度1445.3 二冷段二冷段n由二冷由二冷1段、二冷段、二冷2段、二冷段、二冷2段导向支撑结构、二段导向支撑结构、二冷冷3段、二冷段、二冷4段和铸坯导向段的支撑底架组件组成段和铸坯导向段的支撑底架组件组成v性能：性能：Ø辊子提供铸坯导向，有效抑制铸坯鼓肚变形辊子提供铸坯导向，有效抑制铸坯鼓肚变形Ø提供铸坯气雾冷却或空气冷却，以便按工艺要求提供铸坯气雾冷却或空气冷却，以便按工艺要求冷却铸坯，得到更好的冷却效果冷却铸坯，得到更好的冷却效果145v结晶的概念：结晶的概念：物质原子从不太规则排列的液态转化物质原子从不太规则排列的液态转化为有规则排列的固态，这个过程就是为有规则排列的固态，这个过程就是结晶结晶，也称凝，也称凝固n钢水凝固结晶的过程，实质是热量传递过程，是钢水凝固结晶的过程，实质是热量传递过程，是强强制传热和快速冷凝制传热和快速冷凝的过程l钢液结晶需要两个条件：钢液结晶需要两个条件：(1)热力学条件；热力学条件；(2)动力学条件；动力学条件；y两者缺一不可两者缺一不可6.1 钢水的结晶钢水的结晶146n热力学条件：一定的过冷度热力学条件：一定的过冷度 T。

l钢液的冷凝过程是钢液的冷凝过程是非平衡过程非平衡过程，钢液在快速冷却至，钢液在快速冷却至理论结晶温度以下一定程度时，才开始结晶由此可理论结晶温度以下一定程度时，才开始结晶由此可见，见，实际结晶温度比理论结晶温度要低，两者之差称实际结晶温度比理论结晶温度要低，两者之差称为为“过冷度过冷度”钢液只有处于过冷态下才可能结晶，钢液只有处于过冷态下才可能结晶，具有一定的过冷度是钢液结晶的热力学条件具有一定的过冷度是钢液结晶的热力学条件l过冷度越大，过冷度越大，液相结晶趋势越大液相结晶趋势越大为得到结晶必须为得到结晶必须的过冷度的过冷度，要，要使使钢水温度降低将结晶潜热散发出去；钢水温度降低将结晶潜热散发出去；147n动力学条件：必要的形核中心动力学条件：必要的形核中心l钢液必须在过冷条件下才能结晶，其过程为钢液必须在过冷条件下才能结晶，其过程为形成核形成核心和晶核长大心和晶核长大l钢液中悬浮着许多高熔点的固相质点，是自然结晶钢液中悬浮着许多高熔点的固相质点，是自然结晶核心核心，，属于属于异质形核异质形核(即非均质形核即非均质形核)钢液在过冷度钢液在过冷度很小的情况下，就可以形成晶核开始结晶很小的情况下，就可以形成晶核开始结晶。

l钢液形成核心后即迅速长大，晶核开始生长时具有钢液形成核心后即迅速长大，晶核开始生长时具有与金属晶体结构相同的规则外形；随后与金属晶体结构相同的规则外形；随后，，由于排出的由于排出的热量不均衡，使晶体向着热量不均衡，使晶体向着排出热量最快的方向优先生排出热量最快的方向优先生长长，于是便形成了，于是便形成了树枝状晶体树枝状晶体1486.1 凝固结晶的过冷度凝固结晶的过冷度n金属结晶时实际结晶温度与平衡金属结晶时实际结晶温度与平衡(理论理论)结晶温度之结晶温度之差称为差称为过冷度过冷度过冷度愈大，结晶速度愈快，冷却过冷度愈大，结晶速度愈快，冷却速度愈慢，过冷度愈小速度愈慢，过冷度愈小v实际生产中，钢水浇到模子里结晶所需过冷度只实际生产中，钢水浇到模子里结晶所需过冷度只有几度，这是因为：有几度，这是因为：1)模子温度低，钢水温度高，模子温度低，钢水温度高，模壁提供了冷却动力；模壁提供了冷却动力；2)模型表面的凸凹不平，提模型表面的凸凹不平，提供了供了“依托依托”，有利晶核形成；，有利晶核形成；3)钢水中悬浮的质钢水中悬浮的质点可作为结晶核心点可作为结晶核心1496.2 结晶器的凝固传热结晶器的凝固传热n钢液在结晶器内的凝固传热可分为：钢液在结晶器内的凝固传热可分为：l拉坯方向的传热和垂直于拉坯方向的传热。

拉坯方向的传热和垂直于拉坯方向的传热u拉坯方向的传热：结晶器内弯月面上钢液表面的辐拉坯方向的传热：结晶器内弯月面上钢液表面的辐射传热和铸坯本身沿拉坯方向的传热，相对而言这部射传热和铸坯本身沿拉坯方向的传热，相对而言这部分热量很小，仅占总传热量分热量很小，仅占总传热量3~6%u钢液和坯壳的绝大部分热量是通过垂直于拉坯方向钢液和坯壳的绝大部分热量是通过垂直于拉坯方向传递的，此传递过程主要由三部分构成：传递的，此传递过程主要由三部分构成：(1)液芯与坯壳间的传热；液芯与坯壳间的传热；(2)坯壳与结晶器壁间的传热；坯壳与结晶器壁间的传热；(3)结晶器壁与冷却水之间的传热结晶器壁与冷却水之间的传热150u钢液的热量通过坯壳、气隙钢液的热量通过坯壳、气隙(渣膜渣膜)、结晶器铜壁、结晶器铜壁和冷却水界面最后由冷却水带走据计算各段热阻和冷却水界面最后由冷却水带走据计算各段热阻约为：坯壳约为：坯壳25%；气隙；气隙(渣膜渣膜)71%；结晶器铜壁；结晶器铜壁1%；铜壁与冷却水界面；铜壁与冷却水界面2%气隙是钢液向结晶器壁气隙是钢液向结晶器壁传热的限制性环节传热的限制性环节 v钢液的凝固是在过冷条件下进行，经历了形核和钢液的凝固是在过冷条件下进行，经历了形核和长大完成结晶的过程，并伴随有长大完成结晶的过程，并伴随有体积收缩和成分偏体积收缩和成分偏析析等。

等151(1)钢水由于表面张力会在结晶钢水由于表面张力会在结晶器铜壁上部形成一个较小半径器铜壁上部形成一个较小半径的的弯月面弯月面在弯月面根部冷却在弯月面根部冷却速度很快速度很快(可达可达100℃/s)，初生，初生坯壳迅速形成，随着钢水不断坯壳迅速形成，随着钢水不断流入结晶器且坯壳不断向下运流入结晶器且坯壳不断向下运动，新的初生坯壳就连续不断动，新的初生坯壳就连续不断生成，已生成坯壳的厚度不断生成，已生成坯壳的厚度不断增加6.3 结晶器内坯壳生长的行为特征结晶器内坯壳生长的行为特征152(2)已凝固坯壳，因发生已凝固坯壳，因发生  相变，使坯壳向内收缩相变，使坯壳向内收缩而脱离结晶器铜壁，直至与钢水静压力平衡而脱离结晶器铜壁，直至与钢水静压力平衡3)由于第由于第(2)条原因，在初生坯壳与铜壁之间产生条原因，在初生坯壳与铜壁之间产生气隙，坯壳得不到足够冷却开始回热，强度降低，气隙，坯壳得不到足够冷却开始回热，强度降低，钢水静压力又将坯壳挤靠向铜壁钢水静压力又将坯壳挤靠向铜壁4)上述过程反复进行，直至坯壳出结晶器上述过程反复进行，直至坯壳出结晶器坯壳不坯壳不均匀性总是存在的，大部分表面缺陷就是起源于此均匀性总是存在的，大部分表面缺陷就是起源于此“反复收缩挤靠反复收缩挤靠”过程中。

过程中153(5)角部的传热为二维，开始凝固最快，最早收缩角部的传热为二维，开始凝固最快，最早收缩形成气隙角部的传热始终小于其他部位，致使角形成气隙角部的传热始终小于其他部位，致使角部区域坯壳最薄，是产生角部裂纹和发生漏钢的薄部区域坯壳最薄，是产生角部裂纹和发生漏钢的薄弱环节154(1)保护渣的质量保护渣的质量(粘度、熔点、熔速、成分等粘度、熔点、熔速、成分等)；；(2)沿结晶器壁液渣的分配；沿结晶器壁液渣的分配；(3)结晶器热流；结晶器热流；(4)结晶器内钢液的流动结晶器内钢液的流动(水口类型、吹氩量等水口类型、吹氩量等)；；(5)SEN的浸入深度；的浸入深度；(6)结晶器液面的稳定性；结晶器液面的稳定性；(7)稳定的浇注速度稳定的浇注速度6.4 影响结晶器内坯壳质量的因素影响结晶器内坯壳质量的因素1556.5 连铸坯的凝固特征连铸坯的凝固特征n与模铸比较，连铸凝固过程的特点是：与模铸比较，连铸凝固过程的特点是：(1)连铸坯凝固是热量释放传递的过程，也是强制快连铸坯凝固是热量释放传递的过程，也是强制快速冷却过程速冷却过程u钢液冷却凝固全部为强制冷却从结晶器到二冷钢液冷却凝固全部为强制冷却。

从结晶器到二冷区甚至冷床均为强制冷却，有的铸坯到了冷床还喷区甚至冷床均为强制冷却，有的铸坯到了冷床还喷水冷却冷却强度大，可控性强，在一定程度上通水冷却冷却强度大，可控性强，在一定程度上通过改变冷却制度可以控制铸坯的凝固结构过改变冷却制度可以控制铸坯的凝固结构2)连铸坯边下行、边散热传热、边凝固，形成了很连铸坯边下行、边散热传热、边凝固，形成了很长的液相穴长的液相穴156u钢水浇入结晶器钢水浇入结晶器边传热、边凝固、边运行边传热、边凝固、边运行，形成，形成了液相穴相当长的连铸坯了液相穴相当长的连铸坯(板坯长板坯长20多米多米)，液相穴，液相穴长，对夹杂物上浮和坯壳均匀生长均有影响为加长，对夹杂物上浮和坯壳均匀生长均有影响为加速凝固，在连铸机内布置了速凝固，在连铸机内布置了3个冷却区：个冷却区：l一次冷却区：一次冷却区：钢水在结晶器内形成足够厚且均匀钢水在结晶器内形成足够厚且均匀的坯壳，保证出结晶器不拉漏；的坯壳，保证出结晶器不拉漏；l二次冷却区：二次冷却区：喷水喷水(水气水气)冷却以加速内部热量的传冷却以加速内部热量的传递使铸坯完全凝固；递使铸坯完全凝固；l三次冷却区：三次冷却区：使铸坯温度均匀化。

使铸坯温度均匀化157(3)连铸坯凝固是沿液相在凝固温度区间把液体转变为连铸坯凝固是沿液相在凝固温度区间把液体转变为固体的过程固体的过程u连铸坯可看成是液相很长的连铸坯可看成是液相很长的“钢锭钢锭”，以一个固定，以一个固定速度在连铸机内沿弧形轨道运动，铸坯在运动中凝固速度在连铸机内沿弧形轨道运动，铸坯在运动中凝固实质上是沿液相固液界面的潜热释放和传递过程实质上是沿液相固液界面的潜热释放和传递过程u在凝固界面的晶体强度非常小在凝固界面的晶体强度非常小(仅仅1~3MPa)，由变形，由变形到断裂的应变为到断裂的应变为0.2~0.4%因此，当铸坯所受的外力因此，当铸坯所受的外力(如鼓肚力、矫直力、热应力等如鼓肚力、矫直力、热应力等)超过上述临界值，就超过上述临界值，就在固液界面产生裂纹，并沿柱状晶扩展，直到凝固坯在固液界面产生裂纹，并沿柱状晶扩展，直到凝固坯壳能抵抗外力为止，这是壳能抵抗外力为止，这是铸坯产生内裂纹原因铸坯产生内裂纹原因158(4)连铸坯凝固是分阶段的凝固过程连铸坯凝固是分阶段的凝固过程u凝固生长经历了三个阶段：凝固生长经历了三个阶段：Ⅰ阶段：阶段：钢水在结晶器内形成初生坯壳，出结晶器下钢水在结晶器内形成初生坯壳，出结晶器下口的坯壳安全厚度应足以抵抗钢液静压力作用；口的坯壳安全厚度应足以抵抗钢液静压力作用；Ⅱ阶段：阶段：带液芯坯壳进入二冷区继续冷却，坯壳均带液芯坯壳进入二冷区继续冷却，坯壳均匀稳定生长；匀稳定生长；Ⅲ阶段：阶段：临近凝固末期坯壳加速增长。

临近凝固末期坯壳加速增长159(5)连铸坯坯壳在连铸机内下行冷却可以看成是经历连铸坯坯壳在连铸机内下行冷却可以看成是经历“形变热处理形变热处理”过程u下行坯壳承受着下行坯壳承受着热应力热应力和和机械应力机械应力作用，同时随作用，同时随着温度降低发生着温度降低发生相变相变，并承受由于相变带来，并承受由于相变带来的的组织应力组织应力作用；尤其在二冷区铸坯表面温度反复作用；尤其在二冷区铸坯表面温度反复地下降、回升引起组织变化，相当地下降、回升引起组织变化，相当“形变热处理形变热处理”过程，可能发生硫化物、氮化物质点在晶界沉淀，过程，可能发生硫化物、氮化物质点在晶界沉淀，增加高温脆性，是铸坯产生表面裂纹的根源增加高温脆性，是铸坯产生表面裂纹的根源y应深入认识上述几个方面相互联系和相互制约的应深入认识上述几个方面相互联系和相互制约的规律，才能在设备和工艺上制订正确对策，使连铸规律，才能在设备和工艺上制订正确对策，使连铸机达到生产效率高和铸坯质量好的目的机达到生产效率高和铸坯质量好的目的1606.6 钢水凝固过程中的收缩钢水凝固过程中的收缩n钢液在凝固和冷却过程中所发生的体积和线尺寸减钢液在凝固和冷却过程中所发生的体积和线尺寸减小的现象称为收缩，它对铸坯的热裂、缩孔和疏松等小的现象称为收缩，它对铸坯的热裂、缩孔和疏松等缺陷的形成都有很大的影响。

钢液在凝固过程中的总缺陷的形成都有很大的影响钢液在凝固过程中的总收缩量由三方面组成：收缩量由三方面组成： (1)液态收缩：液态收缩：钢液从钢液从浇注温度浇注温度(过热温度过热温度)冷却到液相冷却到液相线温度线温度时的收缩；它取决于钢液成分及过热度液态时的收缩；它取决于钢液成分及过热度液态收缩的收缩量随着含碳量的增加而增加；当钢液的成收缩的收缩量随着含碳量的增加而增加；当钢液的成分一定时，过热度越高，液态收缩量越大对于低碳分一定时，过热度越高，液态收缩量越大对于低碳钢一般为钢一般为1%，对钢影响不大；，对钢影响不大；161(2)凝固收缩：凝固收缩：钢液钢液全部转化为固态的收缩，即钢液钢液全部转化为固态的收缩，即从从液相线温度冷却到固相线温度液相线温度冷却到固相线温度时的收缩；凝固温时的收缩；凝固温度范围越大，收缩量就越大对于钢一般为度范围越大，收缩量就越大对于钢一般为3~4%凝固收缩表现为体积收缩，可在铸坯中形成缩孔凝固收缩表现为体积收缩，可在铸坯中形成缩孔3)固态收缩：固态收缩：从从固相线温度冷却到室温固相线温度冷却到室温的收缩，最的收缩，最大为大为7~8%，表现为整个铸坯的线收缩，连铸坯，表现为整个铸坯的线收缩，连铸坯(或钢或钢锭锭)在降温中会产生热应力，在相变中会产生组织应在降温中会产生热应力，在相变中会产生组织应力，这些应力控制不当就成为形成裂纹的根源。

钢力，这些应力控制不当就成为形成裂纹的根源钢中合金元素对钢的收缩也有较大影响，如含锰、铬中合金元素对钢的收缩也有较大影响，如含锰、铬元素的高成分钢种，收缩程度较轻元素的高成分钢种，收缩程度较轻1626.7 钢水凝固过程中的放热钢水凝固过程中的放热n钢水从浇注温度冷却到室温放出的热量包括三部分：钢水从浇注温度冷却到室温放出的热量包括三部分：(1)钢水过热：钢水过热：进入结晶器时温度与液相线温度之差进入结晶器时温度与液相线温度之差　　　　 (2)凝固潜热：凝固潜热：钢水由液相线温度冷却到固相线温度，钢水由液相线温度冷却到固相线温度，即完成从液相到固相转变的凝固过程中放出热量即完成从液相到固相转变的凝固过程中放出热量3)物理显热：物理显热：从固相线温度冷却到室温放出的热量从固相线温度冷却到室温放出的热量v凝固潜热主要决定于钢水成分只有潜热放出来，凝固潜热主要决定于钢水成分只有潜热放出来，钢水才能凝固，要提高凝固速度，就是加速潜热的放钢水才能凝固，要提高凝固速度，就是加速潜热的放出潜热的放出速度直接关系到连铸的生产率潜热的放出速度直接关系到连铸的生产率1636.8 中心缩孔和疏松中心缩孔和疏松u中心疏松的产生在很大程度上与钢的成分有关，特中心疏松的产生在很大程度上与钢的成分有关，特别是碳含量。

随着碳含量增加和浇注速度增加，中别是碳含量随着碳含量增加和浇注速度增加，中心疏松的程度也加重浇注速度的影响并不像碳含心疏松的程度也加重浇注速度的影响并不像碳含量的影响那么明显量的影响那么明显•缩孔及疏松机理：缩孔及疏松机理：凝固前沿之间彼此搭接产生所谓凝固前沿之间彼此搭接产生所谓“搭桥搭桥”，从而阻止或妨碍液体金属进入收缩孔穴，，从而阻止或妨碍液体金属进入收缩孔穴，即使二次冷却非常均匀，也会出现一定程度的疏松即使二次冷却非常均匀，也会出现一定程度的疏松l使用使用EMS可以减轻中心缩孔和中心疏松的程度可以减轻中心缩孔和中心疏松的程度1646.9 中心偏析中心偏析•铸坯凝固过程中，表层因激冷生成细小等轴晶，随铸坯凝固过程中，表层因激冷生成细小等轴晶，随着表层凝固厚度增加，铸坯内部向外传热能力下降，着表层凝固厚度增加，铸坯内部向外传热能力下降，开始呈现开始呈现定向凝固定向凝固，形成由外向内生长的柱状晶形成由外向内生长的柱状晶由于由于选分结晶选分结晶，溶质元素向中心液相区聚集，柱状，溶质元素向中心液相区聚集，柱状晶生长晶生长“搭桥搭桥”时，中心富集溶质元素的钢液被封时，中心富集溶质元素的钢液被封闭不能与其它液体交换，形成闭不能与其它液体交换，形成C、、S、、P等元素的正等元素的正偏析；偏析；u中心偏析往往伴有中心裂纹、中心疏松，进一步降中心偏析往往伴有中心裂纹、中心疏松，进一步降低了铸坯内部致密性和轧材机械性能。

低了铸坯内部致密性和轧材机械性能165n钢液的凝固应达到：钢液的凝固应达到：1)正确的凝固结构；正确的凝固结构；2)合金元素分布要均匀，偏析要合金元素分布要均匀，偏析要小；小；3)最大限度地排出气体和夹杂物；最大限度地排出气体和夹杂物；4)表面和内部表面和内部质量良好；质量良好；5)钢水收得率要高钢水收得率要高v连铸坯凝固时温度梯度大，凝固速度快，低倍组织连铸坯凝固时温度梯度大，凝固速度快，低倍组织从边缘到中心是由从边缘到中心是由细小等轴晶区细小等轴晶区(激冷层激冷层)、柱状晶区、柱状晶区和中心等轴晶区和中心等轴晶区组成6.10 连铸坯的凝固结构连铸坯的凝固结构166p细小等轴晶区细小等轴晶区(带带)l结晶器内的冷却强度很大，钢水注入后与铜壁接触结晶器内的冷却强度很大，钢水注入后与铜壁接触受到激冷形成激冷层受到激冷形成激冷层u形貌特征：形貌特征：由细小等轴晶组成，组织结构致密等由细小等轴晶组成，组织结构致密等轴晶带厚度往往是不均匀的，一般为轴晶带厚度往往是不均匀的，一般为2~8mmu产生原因：产生原因：在结晶器上部弯月面附近，钢水与结晶在结晶器上部弯月面附近，钢水与结晶器内壁紧密接触，钢水受到激冷，形核率大于晶核长器内壁紧密接触，钢水受到激冷，形核率大于晶核长大速率，形成细小等轴晶带。

大速率，形成细小等轴晶带v细小等轴晶带厚度取决于细小等轴晶带厚度取决于钢水过热度和结晶器冷却钢水过热度和结晶器冷却强度强度过热度越小，枝晶生长受到抑制，晶粒变细小，过热度越小，枝晶生长受到抑制，晶粒变细小，细小等轴晶带就宽些，冷却强度大，晶粒细小细小等轴晶带就宽些，冷却强度大，晶粒细小167p柱状晶区柱状晶区(带带)u形貌特征：形貌特征：一般垂直连铸坯表面向内生长，由简单一般垂直连铸坯表面向内生长，由简单变复杂，由细变粗，由一次晶生长成二次晶、三次变复杂，由细变粗，由一次晶生长成二次晶、三次晶，直到多次晶晶，直到多次晶u产生原因：产生原因：连铸坯进入二冷区，表面受到水或气水连铸坯进入二冷区，表面受到水或气水强烈冷却，造成表面和心部有较大温度梯度，形成强烈冷却，造成表面和心部有较大温度梯度，形成垂直表面的单向传热，晶体最快生长方向是向中心垂直表面的单向传热，晶体最快生长方向是向中心优先生长，向其他方向长大的晶体则受到彼此妨碍优先生长，向其他方向长大的晶体则受到彼此妨碍而被抑制，形成了柱状晶带柱状晶细长而致密而被抑制，形成了柱状晶带柱状晶细长而致密•浇注温度高，柱状晶带宽；二冷区冷却强度加大，浇注温度高，柱状晶带宽；二冷区冷却强度加大，增加温度梯度，也促进柱状晶发展；铸坯断面加大，增加温度梯度，也促进柱状晶发展；铸坯断面加大，温度梯度减小，减小柱状晶宽度。

温度梯度减小，减小柱状晶宽度168p中心等轴晶区中心等轴晶区(带带)u形貌特征：形貌特征：在连铸坯中心部位，呈现圆形、椭圆在连铸坯中心部位，呈现圆形、椭圆形、多边形，也有短条形晶粒形、多边形，也有短条形晶粒u产生原因：产生原因：中心部位钢水与柱状晶前沿温度的差中心部位钢水与柱状晶前沿温度的差别随坯壳增厚逐渐减小，柱状晶停止向内生长，别随坯壳增厚逐渐减小，柱状晶停止向内生长，在未凝固的钢水中，等轴晶慢慢开始形核和长大在未凝固的钢水中，等轴晶慢慢开始形核和长大•心部最后凝固产生的体积收缩因没有钢水补充留心部最后凝固产生的体积收缩因没有钢水补充留有空隙，因此存在可见的疏松和缩孔，不够致密，有空隙，因此存在可见的疏松和缩孔，不够致密，并伴有元素的偏析并伴有元素的偏析(搭桥也是中心缩孔和疏松等的搭桥也是中心缩孔和疏松等的主要原因主要原因)169n从钢的性能角度看，从钢的性能角度看，除了某些特殊用途的钢如电工除了某些特殊用途的钢如电工钢、汽轮机叶片等为改善导磁性、耐磨耐腐蚀性能而钢、汽轮机叶片等为改善导磁性、耐磨耐腐蚀性能而要求柱状晶结构外，要求柱状晶结构外，对于绝大多数钢种，对于绝大多数钢种，凝固组织凝固组织都都应尽量控制柱状晶的发展，扩大等轴晶宽度。

应尽量控制柱状晶的发展，扩大等轴晶宽度u柱状晶力学性能各向异性，枝晶间偏析严重形成带柱状晶力学性能各向异性，枝晶间偏析严重形成带状组织，柱状晶界面是裂纹优先扩展地方，形成穿晶状组织，柱状晶界面是裂纹优先扩展地方，形成穿晶结构，铸坯中心疏松、缩孔、偏析严重，热加工性差；结构，铸坯中心疏松、缩孔、偏析严重，热加工性差；等轴晶组织致密，强度、塑韧性较高，加工性能良好，等轴晶组织致密，强度、塑韧性较高，加工性能良好，成分结构均匀，无明显方向异性成分结构均匀，无明显方向异性6.11 凝固结构的控制凝固结构的控制 170n影响凝固组织的因素主要有钢水成分、过热度、冷影响凝固组织的因素主要有钢水成分、过热度、冷却条件等却条件等u可以可以采取如下措施来增加等轴晶组织采取如下措施来增加等轴晶组织：：(1)结晶器中加入钢带或微型钢块，减小钢水过热度；结晶器中加入钢带或微型钢块，减小钢水过热度；(2)结晶器中喷吹金属粉末，减小钢水过热度，加入形结晶器中喷吹金属粉末，减小钢水过热度，加入形核剂，增加形核核心，扩大等轴晶区；核剂，增加形核核心，扩大等轴晶区；(3)加速凝固技术；加速凝固技术； (4)控制二冷区冷却，减小柱状晶区宽度；控制二冷区冷却，减小柱状晶区宽度；(5)采用电磁搅拌技术。

采用电磁搅拌技术171A、电磁搅拌技术、电磁搅拌技术u通过外界电磁场感应产生的电磁力使铸坯内未凝固通过外界电磁场感应产生的电磁力使铸坯内未凝固的钢液产生搅拌流动，过热钢液绕枝晶生长前沿流动的钢液产生搅拌流动，过热钢液绕枝晶生长前沿流动，使枝晶根部熔化，流动的钢水将枝晶带走成为晶核使枝晶根部熔化，流动的钢水将枝晶带走成为晶核B、加入形核剂、加入形核剂u在结晶器内加入固体形核剂，增加晶核数目以扩大在结晶器内加入固体形核剂，增加晶核数目以扩大等轴晶带宽度如生产中通过降低钢水过热度，添加等轴晶带宽度如生产中通过降低钢水过热度，添加稀土元素处理等措施，可有效增加等轴晶率，抑制柱稀土元素处理等措施，可有效增加等轴晶率，抑制柱状晶的发展状晶的发展1726.12 电磁搅拌对凝固过程的影响电磁搅拌对凝固过程的影响u现在现在EMS已经成为一种控制凝固组织、改善铸坯质已经成为一种控制凝固组织、改善铸坯质量的常规手段实际使用结果表明，量的常规手段实际使用结果表明，EMS的的有益作有益作用主要表现在两个方面：用主要表现在两个方面：一方面降低中心偏析和中一方面降低中心偏析和中心疏松；另一方面改善表面质量心疏松；另一方面改善表面质量。

•电磁搅拌加快了钢水消除过热的速度，促使中心等电磁搅拌加快了钢水消除过热的速度，促使中心等轴晶组织的产生，把中心偏析的发展控制在一定范轴晶组织的产生，把中心偏析的发展控制在一定范围内理想的情况是，整个液芯都应当被搅动，以围内理想的情况是，整个液芯都应当被搅动，以使过热的消除更均匀地分布在整个液相穴长度上使过热的消除更均匀地分布在整个液相穴长度上1736.14 连铸坯凝固冷却的冶金连铸坯凝固冷却的冶金准则准则n连铸坯质量好坏主要表现为产生缺陷数量和严重程连铸坯质量好坏主要表现为产生缺陷数量和严重程度在设备工作状态良好的情况下，铸坯缺陷的产度在设备工作状态良好的情况下，铸坯缺陷的产生往往与凝固冷却的传热过程所发生的一些现象相生往往与凝固冷却的传热过程所发生的一些现象相联系如中心偏析与鼓肚有关，内裂纹与温度不均中心偏析与鼓肚有关，内裂纹与温度不均有关有关等u为了保证连铸坯质量，人们力图找出一些直接或为了保证连铸坯质量，人们力图找出一些直接或间接与产生缺陷相联系的参数，作为控制铸坯凝固间接与产生缺陷相联系的参数，作为控制铸坯凝固冷却过程的冶金准则冷却过程的冶金准则174y冶金准则冶金准则：：(1)冶金长度：冶金长度：最大液芯长度不超过矫直点；最大液芯长度不超过矫直点；(2)出结晶器坯壳厚度：出结晶器坯壳厚度：在保证最大拉速条件下，出在保证最大拉速条件下，出结晶器坯壳厚度不能小于临界值，以防结晶器坯壳厚度不能小于临界值，以防拉拉漏；漏；(3)铸坯表面回热限制：铸坯表面回热限制：在二次冷却区某一冷却段内，在二次冷却区某一冷却段内，温度回升值低于规定值温度回升值低于规定值(如如100℃/min)，以避免发生，以避免发生内裂纹；内裂纹；(4)铸坯鼓肚限制：铸坯鼓肚限制：二次冷却区铸坯表面温度不能太二次冷却区铸坯表面温度不能太高高(如如1100℃)，以提高钢的高温强度，防止发生鼓，以提高钢的高温强度，防止发生鼓肚变形；肚变形；175(5)避开脆性敏感区：避开脆性敏感区：铸坯进矫直机的表面温度应避铸坯进矫直机的表面温度应避开脆性敏感区开脆性敏感区(如低碳钢为如低碳钢为900℃)，以免发生裂纹；，以免发生裂纹；(6)二次冷却区铸坯表面冷却速度的限制：二次冷却区铸坯表面冷却速度的限制：如低碳钢如低碳钢限制在限制在200℃/min。

u根据钢种质量的要求制定出基本冶金准则，通过根据钢种质量的要求制定出基本冶金准则，通过数学模型进行优化工艺计算、对比，得出既符合冶数学模型进行优化工艺计算、对比，得出既符合冶金准则又可适时控制的工艺参数，在生产上应用，金准则又可适时控制的工艺参数，在生产上应用，以保证连铸坯质量以保证连铸坯质量176v与传统的模铸相比，连铸对钢水质量有着严格要与传统的模铸相比，连铸对钢水质量有着严格要求，主要体现在对求，主要体现在对钢水成分、纯净度和温度钢水成分、纯净度和温度三个方三个方面的要求面的要求u要保证稳定适宜的钢水温度和脱氧程度以满足要保证稳定适宜的钢水温度和脱氧程度以满足可可浇性浇性；又要最大限度地降低钢中；又要最大限度地降低钢中S、、P杂质及气体含杂质及气体含量，尽可能降低夹杂物含量，保持钢水的量，尽可能降低夹杂物含量，保持钢水的纯净度纯净度，，以确保连铸工艺操作的顺行和连铸坯质量的提高以确保连铸工艺操作的顺行和连铸坯质量的提高7.1 钢水准备钢水准备 177n连铸钢水的浇注温度，一般是指中间包内钢水温度，连铸钢水的浇注温度，一般是指中间包内钢水温度，连铸比模铸要求严格，原因如下连铸比模铸要求严格，原因如下：：(1)合适浇注温度是顺利连铸的基础合适浇注温度是顺利连铸的基础v浇注温度过低浇注温度过低l容易引起中间包水口冻结容易引起中间包水口冻结堵塞堵塞，，结晶器保护渣熔化结晶器保护渣熔化不良或结壳等，使浇注中断不良或结壳等，使浇注中断。

v浇注温度过高浇注温度过高l容易引起钢包水口失控容易引起钢包水口失控，，使出结晶器坯壳减薄和厚使出结晶器坯壳减薄和厚度不均度不均，容易，容易造成漏钢造成漏钢；；l耐火材料侵蚀加快耐火材料侵蚀加快，，易致易致注注流失控流失控，，降低安全性降低安全性7.2 钢水温度控制的重要性钢水温度控制的重要性178(2)合适浇注温度是获得良好铸坯质量的基础合适浇注温度是获得良好铸坯质量的基础v浇注温度过高浇注温度过高u加剧钢水二次氧化，增加铸坯中非金属夹杂物加剧钢水二次氧化，增加铸坯中非金属夹杂物；；u加剧包衬耐材侵蚀加剧包衬耐材侵蚀，使非金属夹杂物增多；，使非金属夹杂物增多；u钢水从空气中吸氧和氮，增加非金属夹杂物；钢水从空气中吸氧和氮，增加非金属夹杂物；u使柱状晶发达使柱状晶发达，中心偏析加重；，中心偏析加重；u产生铸坯鼓肚、产生铸坯鼓肚、内裂内裂、中心疏松和偏析等缺陷中心疏松和偏析等缺陷v浇注温度过低浇注温度过低u结晶器表面钢水凝壳，导致铸坯表面产生结晶器表面钢水凝壳，导致铸坯表面产生夹渣夹渣、、裂裂纹等缺陷纹等缺陷；；u钢水发粘使非金属夹杂物难于上浮排除，钢水发粘使非金属夹杂物难于上浮排除，降低钢的降低钢的纯净度纯净度，影响铸坯内在质量。

影响铸坯内在质量1791.低过热度低过热度u由于中间包热损失，中间包水口小，浇注时间长，由于中间包热损失，中间包水口小，浇注时间长，因此钢水温度比模铸高因此钢水温度比模铸高20~50℃才能顺利浇注，在保才能顺利浇注，在保证顺利浇注前提下过热度尽量偏下限控制证顺利浇注前提下过热度尽量偏下限控制2.均匀均匀u实际上钢包内钢水温度是上下偏低，中间温度高，实际上钢包内钢水温度是上下偏低，中间温度高，造成中间包钢水温度也是两头低中间高，不利于浇注造成中间包钢水温度也是两头低中间高，不利于浇注过程控制，要求钢包内钢水温度上下均匀过程控制，要求钢包内钢水温度上下均匀3.稳定稳定u连铸时供给的各炉钢水温度不要波动太大，保持在连铸时供给的各炉钢水温度不要波动太大，保持在10℃范围内7.3 钢水的温度要求钢水的温度要求180n根据冶炼钢种严格控制出钢温度，使其在较窄范根据冶炼钢种严格控制出钢温度，使其在较窄范围内变化，最大限度减少从出钢、钢包中、钢包运围内变化，最大限度减少从出钢、钢包中、钢包运输途中及进入中间包整个过程中的温降输途中及进入中间包整个过程中的温降v实际生产中采取在钢包内调整钢水温度的措施：实际生产中采取在钢包内调整钢水温度的措施：(1)钢包吹氩调温；钢包吹氩调温；(2)加废钢调温；加废钢调温；(3)在钢包中加热钢水技术；在钢包中加热钢水技术；(4)钢水包的保温。

钢水包的保温7.4 钢水在钢包中的温度控制钢水在钢包中的温度控制181n钢水浇注温度等于该钢种的液相线温度加上中间包钢钢水浇注温度等于该钢种的液相线温度加上中间包钢水合适的过热度水合适的过热度TC=TL+ T ℃TC：浇注温度：浇注温度 ℃ TL：钢的液相线温度：钢的液相线温度 ℃ T：中间包钢水的过热度：中间包钢水的过热度 ℃u钢水的液相线温度是确定浇注温度的基础，它取决钢水的液相线温度是确定浇注温度的基础，它取决于钢水中所含元素的性质和含量于钢水中所含元素的性质和含量v浇注温度是指中间包内的钢水温度一般中间包在浇注温度是指中间包内的钢水温度一般中间包在开浇开浇5min、浇注过程中、浇注结束前、浇注过程中、浇注结束前5min均应测温，均应测温，这这3次温度的平均值被视为次温度的平均值被视为平均浇注温度平均浇注温度7.5 钢水浇注温度的确定钢水浇注温度的确定1827.6 钢水传递过程中温度变化规律钢水传递过程中温度变化规律 T4精炼后钢水在静置和运往中间包过程的温降；精炼后钢水在静置和运往中间包过程的温降； T5钢水从大包注入中间包过程的温降。

钢水从大包注入中间包过程的温降v钢水传递过程总温降钢水传递过程总温降 T总总= T1+ T2+ T3+ T4+ T5℃ T1出钢过程的温降；出钢过程的温降； T2钢水在炉外精炼站钢水在炉外精炼站运输过程中和静置期间运输过程中和静置期间的温降；的温降； T3钢水在钢包精炼处钢水在钢包精炼处理过程中的温降；理过程中的温降；183n钢水温度控制的目的是使中间包钢水浇注温度在目钢水温度控制的目的是使中间包钢水浇注温度在目标温度范围内标温度范围内实际生产中影响因素很多，温度波动实际生产中影响因素很多，温度波动大，偏离预定目标温度，必须对钢水温度进行调整大，偏离预定目标温度，必须对钢水温度进行调整 (1) 稳定出钢温度，提高终点温度的命中率稳定出钢温度，提高终点温度的命中率2) 减少钢液传递过程的温降减少钢液传递过程的温降v红包出钢；缩短钢包出钢前的等待时间；钢包液面红包出钢；缩短钢包出钢前的等待时间；钢包液面加覆盖剂；钢包加绝热层和钢包加盖；加速钢包周转；加覆盖剂；钢包加绝热层和钢包加盖；加速钢包周转；减少中间包的热损失减少中间包的热损失3) 应充分发挥精炼设施的温度和时间的协调作用。

应充分发挥精炼设施的温度和时间的协调作用 7.7 钢水温度控制的对策钢水温度控制的对策 184n钢包内钢水温度分布不均匀，由于包衬吸热和钢包钢包内钢水温度分布不均匀，由于包衬吸热和钢包表面散热，在包衬周围钢水温度较低，钢包中心区表面散热，在包衬周围钢水温度较低，钢包中心区域温度较高，如把钢水注入中间包，中间包衬的吸域温度较高，如把钢水注入中间包，中间包衬的吸热再加上钢包底部钢水温度较低，就会造成中间包热再加上钢包底部钢水温度较低，就会造成中间包钢水温降过大而接近液相线温度，易导致水口冻结，钢水温降过大而接近液相线温度，易导致水口冻结，浇注中断浇注中断v钢包上下部钢水温度低而中间温度高的特点，导致钢包上下部钢水温度低而中间温度高的特点，导致浇注过程中结晶器坯壳生长厚度的不均匀性，同时浇注过程中结晶器坯壳生长厚度的不均匀性，同时影响铸坯的内部质量影响铸坯的内部质量7.8 钢水温度不均匀钢水温度不均匀185l吹气的目的：吹气的目的：u均匀钢水温度，促使钢包内上下部钢水温度均匀均匀钢水温度，促使钢包内上下部钢水温度均匀u均匀钢水成分，出钢时加入的铁合金，在搅拌时均匀钢水成分，出钢时加入的铁合金，在搅拌时得到很好的均匀。

得到很好的均匀u促使钢水中的非金属夹杂物上浮促使钢水中的非金属夹杂物上浮v生产中常用的钢包搅拌气体有惰性气体生产中常用的钢包搅拌气体有惰性气体(Ar)和不活和不活泼气体泼气体(N2)7.8 钢水温度不均匀的处理钢水温度不均匀的处理186l在吹气搅拌的同时向钢水中加入轻型的洁净的废在吹气搅拌的同时向钢水中加入轻型的洁净的废钢降温钢降温，冷却效果比较稳定加入，冷却效果比较稳定加入1%的废钢，可的废钢，可使包内钢水温度降低约使包内钢水温度降低约14℃，即每降温，即每降温1℃，需加，需加废钢废钢0.7kg7.8 包内钢水温度偏高时包内钢水温度偏高时187l对钢水进行加热处理加热益处：对钢水进行加热处理加热益处：v有可能进一步降低出钢温度，减轻转炉的额外负担，有可能进一步降低出钢温度，减轻转炉的额外负担，提高炼钢炉的生产率提高炼钢炉的生产率v更精确控制钢水的温度和成分，特别是对各种事故造更精确控制钢水的温度和成分，特别是对各种事故造成的低温钢水进行应急补救，使连铸生产更趋于稳定成的低温钢水进行应急补救，使连铸生产更趋于稳定v钢包钢水加热装置可以成为炼钢和连铸之间的缓冲设钢包钢水加热装置可以成为炼钢和连铸之间的缓冲设备，有利于炼钢、连铸的均衡生产。

钢水加热技术成为备，有利于炼钢、连铸的均衡生产钢水加热技术成为炼钢、连铸实现高效、均衡、稳定生产的重要措施炼钢、连铸实现高效、均衡、稳定生产的重要措施u加热的方法加热的方法：：(1)电弧加热法；电弧加热法；(2)化学加热法化学加热法7.8 包内钢水温度偏低时包内钢水温度偏低时1887.9 钢水的成分控制钢水的成分控制n钢水成分首先应满足钢种规格的要求，但符合要求钢水成分首先应满足钢种规格的要求，但符合要求的钢水不一定完全适宜连铸的钢水不一定完全适宜连铸例如：普碳钢，模铸例如：普碳钢，模铸要求要求[S]含量为含量为0.050%以下，但连铸要求以下，但连铸要求[S]含量为含量为0.030%以下v必须根据连铸工艺和铸坯质量的特殊要求，对钢水必须根据连铸工艺和铸坯质量的特殊要求，对钢水的成分进行严格的控制的成分进行严格的控制1897.10 钢水的成分控制原则钢水的成分控制原则(1)成分的稳定性：成分的稳定性：连铸需多炉连浇，钢水成分必须连铸需多炉连浇，钢水成分必须控制在较窄范围内，使炉与炉的钢水成分相对稳定，控制在较窄范围内，使炉与炉的钢水成分相对稳定，保证铸坯性能均匀保证铸坯性能均匀2)抗裂纹敏感性：抗裂纹敏感性：连铸坯受到强制冷却凝固过程中连铸坯受到强制冷却凝固过程中的热应力、组织应力、静压力、拉坯矫直力等，一的热应力、组织应力、静压力、拉坯矫直力等，一旦在铸坯的薄弱部位造成应力集中，就会引起铸坯旦在铸坯的薄弱部位造成应力集中，就会引起铸坯的表面裂纹或内部裂纹，必须对钢中可能引起裂纹的表面裂纹或内部裂纹，必须对钢中可能引起裂纹的元素严加控制，或者避开成分裂纹敏感区，或者的元素严加控制，或者避开成分裂纹敏感区，或者加入第三元素消除其危害。

加入第三元素消除其危害 190(3)钢水的可浇性：钢水的可浇性：指钢液的流动性在温度合适情况指钢液的流动性在温度合适情况下，也反映了钢液本身的纯净度钢液中夹杂物氮、下，也反映了钢液本身的纯净度钢液中夹杂物氮、氢、氧含量低，纯净度高，就会保持良好的流动性，氢、氧含量低，纯净度高，就会保持良好的流动性，这对小方坯的浇注尤为重要钢液中若含有这对小方坯的浇注尤为重要钢液中若含有Ti、、Al等等元素时，也会影响流动性元素时，也会影响流动性 1917.11 钢水中元素的种类钢水中元素的种类1.合金元素合金元素：：有意加入到钢水中使其达到规定成分范有意加入到钢水中使其达到规定成分范围围，，保证钢的机械性能和使用性能保证钢的机械性能和使用性能如如Si、、Mn等2.杂质元素：杂质元素：不希望在钢中存在的不希望在钢中存在的，，也不是有意加入也不是有意加入的的，，对钢的性能起有害作用对钢的性能起有害作用如如P、、S等3.微量元素：微量元素：有意加入为了改变钢的某一种性能的有意加入为了改变钢的某一种性能的如如B、、Ti、、V等4.残余元素残余元素：：由原材料或耐火材料带入的由原材料或耐火材料带入的，在炼钢的，在炼钢的过程中难以去除的，影响钢的热脆性和腐蚀性。

过程中难以去除的，影响钢的热脆性和腐蚀性如如 As、、Sb、、Cu等1927.12 成分控制成分控制 (1)S、、P成分控制成分控制uS和和P被看做要去除的有害无素被看做要去除的有害无素S对钢的热裂纹敏感对钢的热裂纹敏感性有突出的影响性有突出的影响2)C成分控制成分控制uC是影响钢组织性能的基本元素，对热处理状态使用是影响钢组织性能的基本元素，对热处理状态使用的钢，其影响就更为突出，因此钢水含碳量要精确控的钢，其影响就更为突出，因此钢水含碳量要精确控制，多炉连浇时各炉次间钢水制，多炉连浇时各炉次间钢水w(C)差别要小于差别要小于0.02%钢中钢中w(C)=0.10~0.12%时，对铸坯纵裂纹敏感性最强，时，对铸坯纵裂纹敏感性最强，主要是由于钢水凝固过程有包晶反应，体积突变产生主要是由于钢水凝固过程有包晶反应，体积突变产生应力，导致裂纹，应力，导致裂纹，所以所以w(C)控制尽量避开裂纹敏感区控制尽量避开裂纹敏感区 193(3)Si、、Mn成分控制成分控制uSi、、Mn成分不仅影响钢的性能，还影响钢水的可成分不仅影响钢的性能，还影响钢水的可浇性要求硅、锰含量控制在较窄范围内；炉与炉浇性。

要求硅、锰含量控制在较窄范围内；炉与炉成分波动要求成分波动要求w(Si)为为 0.05%、、w(Mn)为为  0.10%，，以保证铸坯成分、性能稳定同时还要求一定的以保证铸坯成分、性能稳定同时还要求一定的w(Mn)/w(Si)比l钢液经过炉外精炼，成分微调后，能够实现成分的钢液经过炉外精炼，成分微调后，能够实现成分的精确控制精确控制 1947.13 钢液纯净度的控制钢液纯净度的控制 n钢液纯净度钢液纯净度主要是指钢中气体主要是指钢中气体(N2、、H2、、O2)含量和含量和非金属夹杂物的数量、形态和分布夹杂物的存在影非金属夹杂物的数量、形态和分布夹杂物的存在影响钢液的可浇性；夹杂物还破坏了钢基体的连续性、响钢液的可浇性；夹杂物还破坏了钢基体的连续性、致密性，危害钢的质量致密性，危害钢的质量u钢中夹杂物钢中夹杂物由由内生夹杂物和外来夹杂物内生夹杂物和外来夹杂物组成内生组成内生夹杂物主要是脱氧产物；外来夹杂物包括浇注过程中夹杂物主要是脱氧产物；外来夹杂物包括浇注过程中钢液的二次氧化产物，被冲刷的耐火材料以及卷入的钢液的二次氧化产物，被冲刷的耐火材料以及卷入的钢包渣、中间包渣和结晶器浮渣等。

内生夹杂颗粒细钢包渣、中间包渣和结晶器浮渣等内生夹杂颗粒细小，外来夹杂颗粒粗大为了确保最终产品质量，要小，外来夹杂颗粒粗大为了确保最终产品质量，要尽量降低钢中非金属夹杂物的含量尽量降低钢中非金属夹杂物的含量 195u脱氧的控制：脱氧的控制：v硅镇静钢的主要脱氧剂为硅镇静钢的主要脱氧剂为Si和和Mn，出钢过程加入，出钢过程加入Fe-Si、、Fe-Mn或或Mn-Si合金进行脱氧合金化，还要合金进行脱氧合金化，还要加入适量的加入适量的Al终脱氧u少渣或无渣出钢：少渣或无渣出钢：v少渣或无渣出钢工艺是改善钢液质量，提高和稳少渣或无渣出钢工艺是改善钢液质量，提高和稳定合金收得率的有效措施定合金收得率的有效措施 u吹吹Ar搅拌：搅拌：v吹吹Ar可以均匀成分、温度外，还有利气体的排除可以均匀成分、温度外，还有利气体的排除和非金属夹杂物上浮和非金属夹杂物上浮 196n拉速确定原则拉速确定原则：：u确保铸坯出结晶器时能承受钢水的静压力而不破裂，确保铸坯出结晶器时能承受钢水的静压力而不破裂，对于参数一定的结晶器对于参数一定的结晶器，，拉速高时坯壳薄拉速高时坯壳薄；；反之拉速反之拉速低时坯壳厚低时坯壳厚。

一般拉速应确保出结晶器的坯壳厚度为一般拉速应确保出结晶器的坯壳厚度为8~15mm (1)机身长度的限制机身长度的限制u根据凝固的平方根定律，铸坯完全凝固时达到的厚根据凝固的平方根定律，铸坯完全凝固时达到的厚度、机身长度，得到拉速度、机身长度，得到拉速7.14 拉速的确定和控制拉速的确定和控制197(2)拉坯力的限制拉坯力的限制u拉速提高拉速提高，，相应位置上凝固壳厚度变薄，铸坯表面相应位置上凝固壳厚度变薄，铸坯表面温度升高，铸坯在辊间的鼓肚量增多温度升高，铸坯在辊间的鼓肚量增多，，拉坯时负荷增拉坯时负荷增加加，，限制了拉速的提高限制了拉速的提高3)结晶器导热能力的限制结晶器导热能力的限制u根据结晶器散热量计算出最高浇注速度：板坯为根据结晶器散热量计算出最高浇注速度：板坯为2.5m/min；方坯为；方坯为3~4m/min4)拉坯速度对铸坯质量的影响拉坯速度对铸坯质量的影响u降低拉速可阻止或减少铸坯内部裂纹和中心偏析降低拉速可阻止或减少铸坯内部裂纹和中心偏析；；提高拉速可以防止铸坯表面产生纵裂和横裂提高拉速可以防止铸坯表面产生纵裂和横裂；；198(5)钢水过热度的影响钢水过热度的影响u一般连铸规定允许最大的钢水过热度，在允许过热一般连铸规定允许最大的钢水过热度，在允许过热度下拉速随着过热度的降低而提高。

度下拉速随着过热度的降低而提高6)钢种影响：钢种影响：就含碳量而言，拉速按低碳钢、中碳钢、就含碳量而言，拉速按低碳钢、中碳钢、高碳钢顺序高碳钢顺序降低；降低；就钢中合金含量而言，拉速按普碳就钢中合金含量而言，拉速按普碳钢、优质碳素钢、合金钢顺序降低钢、优质碳素钢、合金钢顺序降低1997.15 压缩铸造压缩铸造n高速拉坯时会出现带液芯矫直，为防止内裂，办法高速拉坯时会出现带液芯矫直，为防止内裂，办法之一就是压缩铸造压缩铸造本质是之一就是压缩铸造压缩铸造本质是在矫直区段在矫直区段对对铸坯施加一个压缩力，让坯壳产生压应力，铸坯施加一个压缩力，让坯壳产生压应力，以抵消以抵消由于矫直在坯壳中产生的拉应力由于矫直在坯壳中产生的拉应力 SBv压缩铸造原理如下图所示压缩铸造原理如下图所示图中有两条曲线图中有两条曲线：：坯坯壳强度限壳强度限 T和坯壳在矫直弯曲产生的拉应力和坯壳在矫直弯曲产生的拉应力 SB200v当坯壳强度限当坯壳强度限 T小于矫直弯曲产生的拉应力小于矫直弯曲产生的拉应力 SB时会时会出现内裂出现内裂，，对铸坯给予压缩力对铸坯给予压缩力C0，，使其在坯壳中产生压使其在坯壳中产生压应力等于应力等于 SB，在坯壳两相区合成应力等于零，如图中，在坯壳两相区合成应力等于零，如图中虚线所示，就可以防止矫直在坯壳两相区产生内裂虚线所示，就可以防止矫直在坯壳两相区产生内裂。

压缩铸造原理图压缩铸造原理图 2017.16 固相矫直固相矫直n对弧形连铸机对弧形连铸机，，铸坯必须在切割之前进行矫直铸坯必须在切割之前进行矫直矫矫直有两种方式直有两种方式：：固相矫直和带液芯矫直固相矫直和带液芯矫直u固相矫直是指铸坯进入矫直区必须全部凝固固相矫直是指铸坯进入矫直区必须全部凝固从浇从浇注入结晶器中钢水到矫直区全部凝固需要一定时间注入结晶器中钢水到矫直区全部凝固需要一定时间，，凝固时间凝固时间 0与铸坯厚度与铸坯厚度D有如下关系：有如下关系：　　  0 D2　　v在近代连铸机中只有铸坯厚度比较小才采用固相矫在近代连铸机中只有铸坯厚度比较小才采用固相矫直，如小方坯连铸机、薄板坯连铸机等对某些裂纹直，如小方坯连铸机、薄板坯连铸机等对某些裂纹敏感的钢种，拉坯速度不能太快，有足够凝固时间，敏感的钢种，拉坯速度不能太快，有足够凝固时间，也可采用固相矫直也可采用固相矫直2027.17 带液芯矫直带液芯矫直n提高拉坯速度是增加连铸机生产能力有效途径提高拉坯速度是增加连铸机生产能力有效途径，，高高拉速是近代连铸机的重要特征。

拉速是近代连铸机的重要特征u铸坯的液芯长度与拉速成正比铸坯的液芯长度与拉速成正比，，高拉速连铸机铸坯高拉速连铸机铸坯的液芯必然很长的液芯必然很长，，如仍采用固相矫直如仍采用固相矫直，，势必使连铸机势必使连铸机半径很大半径很大，，这明显不合理这明显不合理v人们就设想：能否使铸坯带着液芯进行矫直人们就设想：能否使铸坯带着液芯进行矫直?通过通过理论研究和生产实践证明是可行的，出现了带液芯矫理论研究和生产实践证明是可行的，出现了带液芯矫直，已广泛应用于板坯、大方坯等铸坯较厚的弧形连直，已广泛应用于板坯、大方坯等铸坯较厚的弧形连铸机中2037.18 一点矫直和多点矫直一点矫直和多点矫直n对弧形连铸机对弧形连铸机，，从从 二冷段出来的铸坯是二冷段出来的铸坯是弯曲的弯曲的，，必须进行矫必须进行矫直直若通过一次矫直若通过一次矫直已将铸坯矫成平直已将铸坯矫成平直，，称一点矫直称一点矫直，，若经过若经过二次才能矫直称二点二次才能矫直称二点矫直矫直，，其余类推其余类推，，二二点以上的矫直称多点点以上的矫直称多点矫直矫直辊配置方式矫直辊配置方式a—一点矫直；一点矫直；b—三点矫直三点矫直 2047.19 连续矫直连续矫直n多点矫直能将矫直变形多点矫直能将矫直变形化化整为零整为零分散进行分散进行，是降低铸，是降低铸坯应力和提高拉坯速度的一坯应力和提高拉坯速度的一项重要措施。

项重要措施v连续矫直连续矫直(渐进矫直或渐进矫直或康卡康卡斯特连续矫直斯特连续矫直)基本思想基本思想：让：让铸坯在矫直区内应变连续进铸坯在矫直区内应变连续进行，应变率行，应变率是一个常量是一个常量，，对对改善铸坯质量更为有利改善铸坯质量更为有利205n连铸坯质量决定着最终产品的质量连铸坯存在的缺连铸坯质量决定着最终产品的质量连铸坯存在的缺陷在允许范围以内叫做合格产品评价连铸坯质量主要陷在允许范围以内叫做合格产品评价连铸坯质量主要从以下从以下4方面考虑：方面考虑：(1)连铸坯的纯净度：连铸坯的纯净度：钢中夹杂物含量、尺寸、形态和钢中夹杂物含量、尺寸、形态和分布2)连铸坯的表面质量：连铸坯的表面质量：表面是否存在表面纵裂纹、横表面是否存在表面纵裂纹、横裂纹、皮下夹渣、皮下气孔、表面凹陷等缺陷裂纹、皮下夹渣、皮下气孔、表面凹陷等缺陷3)连铸坯的内部质量：连铸坯的内部质量：是否具有正确凝固结构以及内是否具有正确凝固结构以及内部裂纹、中心疏松、缩孔、夹杂、偏析等缺陷部裂纹、中心疏松、缩孔、夹杂、偏析等缺陷8.1 连铸坯质量连铸坯质量206(4)连铸坯外观形状：连铸坯外观形状：连铸坯形状是否规矩，尺寸误差连铸坯形状是否规矩，尺寸误差是否符合规定要求。

是否符合规定要求v为了获得良好铸坯质量，可根据钢种和产品的不同为了获得良好铸坯质量，可根据钢种和产品的不同要求，在连铸流程的不同阶段如要求，在连铸流程的不同阶段如钢包、中间包、结晶钢包、中间包、结晶器和二冷区器和二冷区，从连铸设备和工艺两方面，采用不同技，从连铸设备和工艺两方面，采用不同技术对策对连铸坯质量进行有效控制术对策对连铸坯质量进行有效控制2078.2 连铸坯缺陷连铸坯缺陷 208209n纯净度是指钢中非金属夹杂物的数量、尺寸、形态纯净度是指钢中非金属夹杂物的数量、尺寸、形态和分布，主要取决于钢液的原始状态和分布，主要取决于钢液的原始状态，即进入结晶器，即进入结晶器之前钢液是否之前钢液是否“干净干净”，采用全过程的保护浇注，尽，采用全过程的保护浇注，尽可能降低钢中夹杂物含量可能降低钢中夹杂物含量 u根据钢种和产品质量，应从以下根据钢种和产品质量，应从以下5方面着手：方面着手：(1)尽可能降低钢中尽可能降低钢中[O]含量；含量；(2)防止钢水与空气作用；防止钢水与空气作用；(3)减少钢水与耐火材料的相互作用；减少钢水与耐火材料的相互作用；(4)减少渣子卷减少渣子卷入钢水内；入钢水内；(5)改善流动促进钢水中夹杂物上浮。

改善流动促进钢水中夹杂物上浮8.3 连铸坯的纯净度连铸坯的纯净度 210n工艺操作上可采取的措施：工艺操作上可采取的措施：(1)无渣或少渣出钢：无渣或少渣出钢：前后挡渣，防止出钢时钢渣大前后挡渣，防止出钢时钢渣大量下到钢包；量下到钢包；(2)钢包精炼：钢包精炼：使用真空处理，根据钢种选择合适的使用真空处理，根据钢种选择合适的精炼方法，以均匀温度、微调成分、降低氧含量、精炼方法，以均匀温度、微调成分、降低氧含量、去除气体夹杂物等；去除气体夹杂物等；(3)无氧化浇注：无氧化浇注：钢水经钢包处理后，钢中总氧含量钢水经钢包处理后，钢中总氧含量可由可由130ppm下降到下降到20ppm以下如钢包以下如钢包中间包注中间包注流不保护或保护不良，则中间包钢水中总氧量又上流不保护或保护不良，则中间包钢水中总氧量又上升到升到60~100ppm范围；范围；8.3 提高钢水纯净度的措施提高钢水纯净度的措施211(4)中间包冶金：中间包冶金：充分发挥中间包冶金净化器作用，充分发挥中间包冶金净化器作用，采用大容量深熔池，加挡墙和坝促进夹杂物上浮；采用大容量深熔池，加挡墙和坝促进夹杂物上浮；(5)选用优质耐火材料；选用优质耐火材料；(6)充分发挥结晶器的作用；充分发挥结晶器的作用；(7)采用采用EMS+EMBR技术，控制注流运动；技术，控制注流运动；(8)SEN+保护渣：保护渣：保护渣应能充分吸收夹杂物。

保护渣应能充分吸收夹杂物SEN材质、水口形状和插入深度均应有利于夹杂物上浮材质、水口形状和插入深度均应有利于夹杂物上浮分离2128.4 钢水的二次氧化钢水的二次氧化n钢水经炉外精炼后得到温度和成分合格的钢水，有钢水经炉外精炼后得到温度和成分合格的钢水，有的钢种经过的钢种经过RH真空处理后钢水中总氧含量可达真空处理后钢水中总氧含量可达10~20ppm，脱氧夹杂物大部分都上浮排除，但钢水，脱氧夹杂物大部分都上浮排除，但钢水从钢包从钢包中间包中间包结晶器传递过程中，钢水与空气、结晶器传递过程中，钢水与空气、包衬、炉渣、水口之间会发生物理化学作用，洁净包衬、炉渣、水口之间会发生物理化学作用，洁净钢水又重新被污染钢水又重新被污染v广义上讲，浇注过程中钢水与空气、耐火材料、炉广义上讲，浇注过程中钢水与空气、耐火材料、炉渣之间的相互化学反应生成氧化产物，使钢水重新渣之间的相互化学反应生成氧化产物，使钢水重新被污染的过程叫被污染的过程叫二次氧化二次氧化，留在钢中的二次氧化产，留在钢中的二次氧化产物一般称为物一般称为外来夹杂外来夹杂2138.5 防止钢水二次氧化措施防止钢水二次氧化措施(1)钢包与中间包之间采用长水口；钢包与中间包之间采用长水口；(2)保护浇注保护浇注( [N]：：<3~5ppm)；；(3)采用氩封，中间包密封充采用氩封，中间包密封充Ar；；(4)中包内使用碱性包衬和碱性覆盖剂；中包内使用碱性包衬和碱性覆盖剂； (5)采用采用SEN；；(6)结晶器液面使用保护渣。

结晶器液面使用保护渣2148.6 提高连铸坯洁净度技术提高连铸坯洁净度技术n就连铸生产过程而言，主要控制技术对策如下：就连铸生产过程而言，主要控制技术对策如下：(1)保护浇注技术；保护浇注技术；(2)中间包冶金技术；中间包冶金技术；(3)中间包中间包覆盖渣；覆盖渣；(4)碱性包衬；碱性包衬；(5)钢中微细夹杂物去除；钢中微细夹杂物去除；(6)防止浇注过程下渣和卷渣；防止浇注过程下渣和卷渣；(7)防止防止Ar气泡吸附气泡吸附夹杂物；夹杂物；(8)结晶器钢水流动控制结晶器钢水流动控制(电磁搅拌技术电磁搅拌技术)；；(9)中间包真空浇注技术；中间包真空浇注技术；(10)中间包热操作技术中间包热操作技术215•外来夹杂外来夹杂是在钢的输运过程中形成的：是在钢的输运过程中形成的：u脱氧精炼后钢水接触空气和氧化渣产生二次氧化；脱氧精炼后钢水接触空气和氧化渣产生二次氧化；u二次氧化产物、渣和耐火材料的卷入二次氧化产物、渣和耐火材料的卷入•内生夹杂内生夹杂是钢包中溶解于钢水中的氧与加到钢水中是钢包中溶解于钢水中的氧与加到钢水中的脱氧元素如的脱氧元素如Al或或Si反应形成的反应形成的u经脱氧和精炼后的钢水中，内生夹杂物尺寸一般比经脱氧和精炼后的钢水中，内生夹杂物尺寸一般比较小，对钢的性能没有什么危害。

外来夹杂在钢水较小，对钢的性能没有什么危害外来夹杂在钢水注入到结晶器之前常以大颗粒存在，能被去除的机注入到结晶器之前常以大颗粒存在，能被去除的机会有限，更具危害性会有限，更具危害性8.6 连铸坯夹杂物的来源连铸坯夹杂物的来源2168.6 连铸坯中非金属夹杂物连铸坯中非金属夹杂物2178.7 连铸坯表面质量连铸坯表面质量 n主要指连铸坯表面是否主要指连铸坯表面是否存在裂纹、夹渣及皮下气泡存在裂纹、夹渣及皮下气泡等缺陷u连铸坯表面缺陷主要是钢水在结晶器内凝固及坯壳连铸坯表面缺陷主要是钢水在结晶器内凝固及坯壳形成和生长过程中产生的，与形成和生长过程中产生的，与浇注温度、拉坯速度、浇注温度、拉坯速度、保护渣性能、浸入式水口的设计、结晶器振动以及结保护渣性能、浸入式水口的设计、结晶器振动以及结晶器液面的稳定晶器液面的稳定等因素有关等因素有关v铸坯表面质量好坏是影响金属收得率和成本的重要铸坯表面质量好坏是影响金属收得率和成本的重要因素生产无缺陷铸坯，在热加工之前铸坯表面不精因素生产无缺陷铸坯，在热加工之前铸坯表面不精整，这是铸坯热送热装和直接轧制的前提条件整，这是铸坯热送热装和直接轧制的前提条件。

218连铸坯表面缺陷连铸坯表面缺陷2198.8 裂纹裂纹 n纵向裂纹纵向裂纹结晶器弯月面区初生坯壳厚度不均匀，结晶器弯月面区初生坯壳厚度不均匀，其承载应力超过了坯壳高温强度，在薄弱处产生应力其承载应力超过了坯壳高温强度，在薄弱处产生应力集中致使纵向裂纹集中致使纵向裂纹n横向裂纹横向裂纹多出现在铸坯的内弧侧振痕波谷处，通多出现在铸坯的内弧侧振痕波谷处，通常是隐蔽看不见的常是隐蔽看不见的n星状裂纹星状裂纹(网状裂纹网状裂纹)一般发生在晶间细小裂纹呈一般发生在晶间细小裂纹呈星状或呈网状通常隐藏在氧化铁皮下难于发现，经星状或呈网状通常隐藏在氧化铁皮下难于发现，经酸洗或喷丸后才出现在铸坯表面，降低了晶界强度，酸洗或喷丸后才出现在铸坯表面，降低了晶界强度，引起晶界脆化，导致裂纹形成引起晶界脆化，导致裂纹形成 2208.8 提高连铸坯表面质量技术提高连铸坯表面质量技术n为消除连铸坯的表面缺陷，保证良好连铸坯表面质量，为消除连铸坯的表面缺陷，保证良好连铸坯表面质量，一般采用以下技术：一般采用以下技术：(1)结晶器钢液稳定性控制技术结晶器钢液稳定性控制技术u保持结晶器钢水液面稳定是防止铸坯表面缺陷的一保持结晶器钢水液面稳定是防止铸坯表面缺陷的一个重要条件。

液面波动会把渣子卷入到坯壳，使产品个重要条件液面波动会把渣子卷入到坯壳，使产品表面条状缺陷增加要选择灵敏可靠的液面控制系统，表面条状缺陷增加要选择灵敏可靠的液面控制系统，使液面波动在允许范围内使液面波动在允许范围内( 5mm)2)结晶器渣保护技术结晶器渣保护技术u应有良好的吸收夹杂物能力和渣膜润滑能力应有良好的吸收夹杂物能力和渣膜润滑能力221(3)结晶器振动技术结晶器振动技术u在结晶器弯月面区钢水形成初生坯壳，结晶器的振在结晶器弯月面区钢水形成初生坯壳，结晶器的振动使弯月面的坯壳形成了振痕振痕的深浅与钢水成动使弯月面的坯壳形成了振痕振痕的深浅与钢水成分有关由于弯月面坯壳强烈收缩，振痕深度最大由于弯月面坯壳强烈收缩，振痕深度最大为了减小振痕深度，采用高频率和小振幅液压驱动的为了减小振痕深度，采用高频率和小振幅液压驱动的结晶器振动机构结晶器振动机构u液压驱动可实现液压驱动可实现频率和振幅可调频率和振幅可调，可保持正弦，可保持正弦振动，也可实现非正弦振动精确的导向和可调的振振动，也可实现非正弦振动精确的导向和可调的振动参数使弯月面坯壳仅受较小的应力，有利振痕深度动参数使弯月面坯壳仅受较小的应力，有利振痕深度变浅。

改善了铸坯对横裂纹的敏感性改善了铸坯对横裂纹的敏感性222(4)结晶器凝固坯壳生长均匀性控制技术结晶器凝固坯壳生长均匀性控制技术u结晶器内初生坯壳不均匀结晶器内初生坯壳不均匀，，会导致铸坯表面纵裂或凹会导致铸坯表面纵裂或凹陷陷，，严重者会造成拉漏严重者会造成拉漏坯壳生长的均匀性决定于钢成坯壳生长的均匀性决定于钢成分、分、结晶器冷却、钢液面稳定性和保护渣润滑性能结晶器冷却、钢液面稳定性和保护渣润滑性能l结晶器设计结晶器设计：选择结晶器合适的长度、厚度和材质选择结晶器合适的长度、厚度和材质l结晶器合适锥度结晶器合适锥度：结晶器锥度应与凝固坯壳的收缩相：结晶器锥度应与凝固坯壳的收缩相适应适应，，减少气隙减少气隙，，均匀导热均匀导热l选择合适保护渣选择合适保护渣：保护渣要有合适的熔化性能和粘度：保护渣要有合适的熔化性能和粘度，，能均匀填充到坯壳与铜壁之间的气隙中能均匀填充到坯壳与铜壁之间的气隙中，，渣膜稳定均匀渣膜稳定均匀，，起良好的润滑作用起良好的润滑作用l结晶器液面的稳定性结晶器液面的稳定性223(5)结晶器钢液流动状况合理控制技术结晶器钢液流动状况合理控制技术u结晶器钢水流动决定于结晶器钢水流动决定于SEN倾角大小和插入深度。

倾角大小和插入深度u随中间包随中间包SEN深度的增加深度的增加，，结晶器钢渣界面搅动结晶器钢渣界面搅动逐渐减弱逐渐减弱，，保护渣覆盖良好保护渣覆盖良好SEN插入深度小于插入深度小于50mm，，液面上渣粉会卷入凝固壳，形成皮下夹渣液面上渣粉会卷入凝固壳，形成皮下夹渣；；插入太深，会出现保护渣熔化不均匀插入太深，会出现保护渣熔化不均匀，，表面结壳等表面结壳等问题问题SEN插入深度一般在插入深度一般在(125 25)mm为宜2248.9 连铸坯内部质量连铸坯内部质量n主要指连铸坯主要指连铸坯是否具有正确的凝固结构以及中心缩是否具有正确的凝固结构以及中心缩孔、中心疏松、中心偏析和裂纹等缺陷的程度孔、中心疏松、中心偏析和裂纹等缺陷的程度u铸坯内部缺陷的产生，涉及到铸坯凝固传热、传质铸坯内部缺陷的产生，涉及到铸坯凝固传热、传质和应力的作用，生成机理极其复杂但总的来说，和应力的作用，生成机理极其复杂但总的来说，内内部缺陷是受二次冷却区铸坯凝固过程控制的，部缺陷是受二次冷却区铸坯凝固过程控制的，与二冷与二冷区的冷却及支撑系统是密切相关的区的冷却及支撑系统是密切相关的v二冷区喷水冷却系统冷却水的合理分配、铸坯支撑二冷区喷水冷却系统冷却水的合理分配、铸坯支撑导向系统的严格对中是保证铸坯质量的关键。

采用电导向系统的严格对中是保证铸坯质量的关键采用电磁搅拌技术会改善连铸坯内部质量磁搅拌技术会改善连铸坯内部质量225连铸坯内部缺陷连铸坯内部缺陷2268.9 提高铸坯内部质量技术措施提高铸坯内部质量技术措施(1)控制铸坯结构：控制铸坯结构：扩大铸坯中心等轴晶区，扩大铸坯中心等轴晶区，抑制柱抑制柱状晶生长，减轻中心偏析和中心疏松为此采用钢状晶生长，减轻中心偏析和中心疏松为此采用钢水低过热度浇注水低过热度浇注、、加入形核剂、电磁搅拌等技术都加入形核剂、电磁搅拌等技术都是有效扩大等轴晶区的办法；是有效扩大等轴晶区的办法；(2)合理的二次冷却制度：合理的二次冷却制度：在二次冷却区铸坯表面温在二次冷却区铸坯表面温度分布均匀度分布均匀，，在矫直点表面温度大于在矫直点表面温度大于900℃，尽可，尽可能不带液芯矫直能不带液芯矫直采用计算机控制二次冷却水量分采用计算机控制二次冷却水量分布布以及以及气气-水喷雾冷却等水喷雾冷却等；；227(3)控制二次冷却区铸坯受力与变形：控制二次冷却区铸坯受力与变形：在二次冷却区在二次冷却区凝固壳的受力与变形是产生裂纹的根源凝固壳的受力与变形是产生裂纹的根源采用多点采用多点弯曲或连续矫直弯曲或连续矫直、、压缩压缩铸造铸造技术等技术等；；(4)控制液相穴钢水流动控制液相穴钢水流动，，促进夹杂物上浮和改善其促进夹杂物上浮和改善其分布。

分布如结晶器采用如结晶器采用EMS技术、改进技术、改进SEN设计等设计等；；(5)防止铸坯鼓肚变形技术防止铸坯鼓肚变形技术；；(6)轻压下技术；轻压下技术；(7)凝固末端强冷技术凝固末端强冷技术228n指连铸坯形状是否规矩，尺寸误差是否符合规定要指连铸坯形状是否规矩，尺寸误差是否符合规定要求，与结晶器内腔尺寸和表面状态及冷却均匀性有关求，与结晶器内腔尺寸和表面状态及冷却均匀性有关u鼓肚变形：鼓肚变形：带液芯铸坯在运行过程中，于两支撑辊带液芯铸坯在运行过程中，于两支撑辊之间，高温坯壳在钢液静压力作用下，发生鼓胀成凸之间，高温坯壳在钢液静压力作用下，发生鼓胀成凸面的现象面的现象u菱形变形：菱形变形：菱形变形也叫脱方是大、小方坯特有菱形变形也叫脱方是大、小方坯特有的缺陷u圆铸坯变形：圆铸坯变形：圆坯变形成椭圆形或不规则多边形圆坯变形成椭圆形或不规则多边形8.10 连铸坯形状缺陷连铸坯形状缺陷229n板坯宽面中心凸起厚度与边板坯宽面中心凸起厚度与边缘厚度之差叫鼓肚量，用以衡缘厚度之差叫鼓肚量，用以衡量铸坯彭肚变形程度减少鼓量铸坯彭肚变形程度减少鼓肚应采取措施：肚应采取措施：(1)降低连铸机的高度；降低连铸机的高度； (2)二冷区用小辊距密排列；二冷区用小辊距密排列；(3)支撑辊要严格对中；支撑辊要严格对中； (4)加大二冷区冷却强度；加大二冷区冷却强度；(5)防止支撑辊的变形，板坯防止支撑辊的变形，板坯支撑辊最好选用多节辊。

支撑辊最好选用多节辊8.10 鼓肚变形鼓肚变形铸坯鼓肚示意图铸坯鼓肚示意图 230n连铸技技术的开的开发与与应用是用是钢铁生生产中中继氧气氧气转炉炉之后又一次重大的技之后又一次重大的技术革命u经过几十年各国几十年各国对连铸技技术的研究开的研究开发，使得，使得连铸新工新工艺、新技、新技术发展很快生生产的的高效化高效化、、铸坯坯洁净化、化、产品近品近终形、操作自形、操作自动化化以及以及与后与后续工工艺衔接上的接上的连续化化代表了世界代表了世界现代代连铸的的发展方向v近年来，以近年来，以高拉速、高高拉速、高连浇率、高作率、高作业率、高率、高铸坯无缺陷率的高效坯无缺陷率的高效连铸是是连铸生生产的重要的重要发展方向，展方向，也是迅速提高我国也是迅速提高我国连铸生生产水平的重要手段水平的重要手段9.1 连铸技术的进展连铸技术的进展231n概念：概念：以以高拉速高拉速为核心，以为核心，以高质量无缺陷铸坯生高质量无缺陷铸坯生产产为基础，实现高连浇率、高作业率的连铸技术为基础，实现高连浇率、高作业率的连铸技术u高效连铸的特征：高的铸机作业率，高的单机生高效连铸的特征：高的铸机作业率，高的单机生产能力，高的拉坯速度和连浇炉数。

产能力，高的拉坯速度和连浇炉数1)高的高的铸机作机作业率率v国外新建国外新建铸机作机作业率均在率均在80%~90%，有些，有些铸机作机作业率已超率已超过90%，如名古屋厂的板坯，如名古屋厂的板坯铸机作机作业率达率达到到94.7%，意大利塔，意大利塔兰托厂托厂铸机作机作业率率为90%9.2 高效连铸高效连铸232(2)高的高的单机机产量，量，实现连铸机大型化机大型化v美国内美国内陆厂厂单流年流年产能力近能力近140万吨，日本君津厂万吨，日本君津厂两台板坯两台板坯连铸机月机月产超超过45万吨3)高的拉坯速度高的拉坯速度v高的生高的生产效率和低的能量消耗，加之效率和低的能量消耗，加之连铸坯坯热装装热送工送工艺的日的日趋成熟，在国成熟，在国际上逐步得到广泛采用上逐步得到广泛采用4)多炉多炉连浇v提高提高钢水收得率和水收得率和铸机有效作机有效作业率川崎板坯率川崎板坯连铸的的连浇记录是是806炉，炉，历时30天天17小小时，，浇注板坯注板坯24万吨，万吨，总坯坯长度度为17万米233高效连铸的核心技术是结晶器技术高效连铸的核心技术是结晶器技术234n多炉多炉连浇是一是一项高高难技技术，是，是连铸设备、工、工艺和管和管理水平的理水平的综合体合体现。

为实现多炉多炉连浇，已开，已开发了一系了一系列的技列的技术1)采用采用钢包回包回转台台，，实现快速更快速更换钢包，能在包，能在1~2min完成；完成；(2)采用采用大容量中大容量中间包包，保，保证更更换钢包包时，不降低拉速，不降低拉速而提供充足的而提供充足的时间；；9.3 多炉连浇多炉连浇235(3)结晶器在晶器调宽和异和异钢种种浇注技注技术过去由于去由于变钢种或断面必种或断面必须中断中断浇注采用结晶器在晶器调宽和异和异钢种种浇注技注技术，可使，可使连浇时间大大延大大延长据统计，，结晶晶器采用在器采用调宽，平均，平均连浇9.7炉，而不用炉，而不用调宽为5.5炉；炉；(4)快速更快速更换中中间包和浸入式水口技包和浸入式水口技术；；(5)防止水口堵塞技防止水口堵塞技术改进中中间包耐火材料包耐火材料质量，中量，中间包整体塞棒吹包整体塞棒吹氩防止防止SEN堵塞如SEN吹吹Ar、、钢水水钙处理等防止理等防止Al2O3在水口聚集在水口聚集236①①结晶器优化技术；结晶器优化技术；②②结晶器液面波动检测控制技术；结晶器液面波动检测控制技术；③③结晶器振动技术；结晶器振动技术；④④结晶器保护渣技术；结晶器保护渣技术；⑤⑤铸坯出结晶器后的支撑技术；铸坯出结晶器后的支撑技术；⑥⑥二冷强化冷却技术；二冷强化冷却技术；⑦⑦铸坯矫直技术；铸坯矫直技术；⑧⑧过程自动化控制技术。

过程自动化控制技术v小方坯连铸机高效化的核心是小方坯连铸机高效化的核心是提高拉速提高拉速，板坯连，板坯连铸机高效化的核心就是铸机高效化的核心就是提高连铸机作业率提高连铸机作业率 9.4 提高拉速措施提高拉速措施237(1)多炉连浇技术：多炉连浇技术：异钢种多炉连浇；快速更换长水异钢种多炉连浇；快速更换长水口；调宽；中间包热循环使用技术；防止口；调宽；中间包热循环使用技术；防止SEN堵堵塞技术2)连铸机设备长寿命技术连铸机设备长寿命技术3)防漏钢的稳定化操作技术：防漏钢的稳定化操作技术：结晶器防漏钢预报系结晶器防漏钢预报系统；结晶器漏钢报警系统统；结晶器漏钢报警系统4)缩短非浇注时间维护操作技术：缩短非浇注时间维护操作技术：扇形段自动调宽扇形段自动调宽和调厚技术；铸机设备的快速更换技术等和调厚技术；铸机设备的快速更换技术等9.5 提高连铸机作业率提高连铸机作业率238v高速高速连铸与常速与常速连铸比比较，有着明，有着明显不同的冶金特点不同的冶金特点9.6 高效连铸技术特点高效连铸技术特点表表2 日本住友金属工业公司日本住友金属工业公司高速连铸采取的技术措施高速连铸采取的技术措施239(1)低低过热度度浇注注(低温快低温快铸)u采用中采用中间包等离子加包等离子加热、感、感应加加热或或电渣加渣加热等技等技术，，实现恒温和低恒温和低过热度度浇注。

在保注在保证钢水水顺利利导入入结晶器条件下，晶器条件下，过热度尽量低些，度尽量低些，对提高提高浇注速度或注速度或改善改善铸坯坯质量量(如如细化凝固化凝固组织、减少偏析、减少偏析)都有益2)高效高效传热的的结晶器技晶器技术u为了了进一步提高一步提高结晶器的晶器的传热效率，使凝固坯壳在效率，使凝固坯壳在出出结晶器晶器时有足有足够的厚度，周的厚度，周边厚度均匀，除加厚度均匀，除加长结晶器晶器长度外，关度外，关键是减少气隙是减少气隙9.6 提高浇注速度的措施提高浇注速度的措施240(3)高速高速浇注用注用结晶器保晶器保护渣渣u高速高速浇注条件下要求保注条件下要求保护渣要有足渣要有足够消耗量和良好消耗量和良好流入流入结晶器壁与弯月面之晶器壁与弯月面之间的性能的性能(保保护渣的填充性渣的填充性能能)，改善，改善润滑、促滑、促进传热，使坯壳快速均匀生，使坯壳快速均匀生长4)非正弦振非正弦振动u为了保了保证高速高速浇注注时，，结晶器内初生坯壳不因摩擦晶器内初生坯壳不因摩擦力增大而破坏以及保力增大而破坏以及保证保保护渣良好填充性和足渣良好填充性和足够消耗消耗量，要求量，要求结晶器振晶器振动具具备两个条件：一是使正滑脱两个条件：一是使正滑脱时间稍稍长些；二是些；二是结晶器上升晶器上升时，使坯壳与，使坯壳与结晶器壁之晶器壁之间的相的相对速度小些，亦即上升速度稍慢些。

速度小些，亦即上升速度稍慢些241n近年来近年来，，新新设计、、新投新投产的的连铸机广泛采用了新机广泛采用了新发展的展的连铸技技术，提高了，提高了连铸坯坯质量的同量的同时对连铸高效高效化的化的进程起到了重要作用，程起到了重要作用，这些技些技术包括引包括引进和自主和自主研研发两部分，两部分，归纳起来主要有：起来主要有： 1.大容量中大容量中间包和流包和流场优化连铸机中机中间包明包明显增大增大，，对于板坯于板坯连铸机，通常要求机，通常要求钢水在中水在中间包内平均滞留包内平均滞留时间应≥10min，，钢水工作液面高度水工作液面高度应≥1m9.7 连铸新技术的进展连铸新技术的进展2422.结晶器液面自晶器液面自动控制结晶器液面自晶器液面自动控制技控制技术已作已作为一种常一种常规要求技要求技术应用到各种机型的用到各种机型的连铸机机上上正常情况下，控制精度在正常情况下，控制精度在±3mm3.结晶器晶器专家系家系统和漏和漏钢预报新建新建连铸机基本采机基本采用了用了结晶器晶器专家系家系统技技术，尤其是板坯，尤其是板坯连铸机作为该系系统核心功能的漏核心功能的漏钢预报收收到了很好效果到了很好效果4.结晶器液晶器液压振振动。

结晶器液晶器液压振振动装置和非正弦装置和非正弦振振动模式已广泛用于板坯及方坯模式已广泛用于板坯及方坯连铸机上机上该技技术优点是低拉速点是低拉速时减小振痕深度减小振痕深度，，改善改善铸坯表面坯表面质量量高拉速高拉速时保保证有足有足够保保护渣流入，避免漏渣流入，避免漏钢2435.电磁磁搅拌大部分生大部分生产高端高端产品的品的板板坯坯、、小方坯小方坯连铸机都采用了机都采用了结晶器晶器搅拌或与凝固末端拌或与凝固末端电磁磁搅拌拌联合合应用板坯电磁磁搅拌的拌的应用取得了明用取得了明显效果效果6.动态二冷控制二冷控制为了了进一步改善一步改善铸坯坯质量量，，动态二二冷控制技冷控制技术越来越多地越来越多地应用在板坯和方坯用在板坯和方坯连铸机上机上7.动态轻(软)压下下在在铸坯出坯出结晶器下口后晶器下口后，，对凝固坯凝固坯壳施加壳施加挤压，，液芯仍保留其中液芯仍保留其中，，经二冷扇形段二冷扇形段，，液芯液芯不断收不断收缩，，直至直至铸坯全部凝固坯全部凝固动态轻压下技下技术能有能有效改善效改善铸坯中心偏析和疏松等缺陷坯中心偏析和疏松等缺陷244n连铸是是铸坯坯在在强强制制冷冷却却下下在在其其运运动过程程中中具具有有很很长液液相相穴穴的的凝凝固固过程程，，它它受受钢水水对流流运运动和和传热两两个个基基本本物物理理现象象所所控控制制。

液液相相穴穴内内钢水水对流流运运动对消消除除过热度、凝固度、凝固组织和成分和成分偏析有重大的影响偏析有重大的影响v电磁磁搅拌拌EMS的的实质简单地地说是是借借助助在在铸坯坯液液相相穴穴内内感感生生的的电磁磁力力强强化化液液相相穴穴内内钢水水的的运运动，，强强化化钢水水的的对流流和和传热过程程，，从从而而控控制制连铸坯坯的的凝凝固固过程程，，对改改善善连铸坯坯质量量起起着着重重要要作作用用，，成成为连铸技技术的的重重要要环节9.8 电磁搅拌技术电磁搅拌技术245(1)改善铸坯表面和内部质量：改善铸坯表面和内部质量：l减少皮下气孔、针孔、夹杂物减少皮下气孔、针孔、夹杂物和表面裂纹；和表面裂纹；l减少中心偏析、减少中心偏析、V形偏析、疏形偏析、疏松、缩孔和内裂；松、缩孔和内裂；(2)放宽连铸工艺条件：放宽连铸工艺条件：l过热度；铸机对中要求；过热度；铸机对中要求；(3)扩大连铸钢种：扩大连铸钢种：l沸腾钢；易切钢；轴承钢和滚沸腾钢；易切钢；轴承钢和滚珠钢；珠钢；9.8 电磁搅拌的意义电磁搅拌的意义246 n电磁搅拌的分类电磁搅拌的分类u根据电磁搅拌线圈在铸机冶金根据电磁搅拌线圈在铸机冶金长度上的安装位置不同分长度上的安装位置不同分3种方式：种方式：•结晶器电磁搅拌结晶器电磁搅拌(MEMS)•二冷区电磁搅拌二冷区电磁搅拌(SEMS)•凝固末端电磁搅拌凝固末端电磁搅拌(FEMS)n电磁搅拌的冶金机理和效果：电磁搅拌的冶金机理和效果：y由由EMS诱发的流体流动改进凝固组织的机理包括：诱发的流体流动改进凝固组织的机理包括：l降低固液界面大容量钢水的温度梯度，使等轴晶形降低固液界面大容量钢水的温度梯度，使等轴晶形核长大；核长大；l打断枝晶梢成为等轴晶形核中心。

打断枝晶梢成为等轴晶形核中心247n液芯液芯压下下(LCR-liquid core reduction)是在是在铸坯出坯出结晶晶器下口后，器下口后，对其坯壳施加其坯壳施加挤压，液芯仍保留其中，，液芯仍保留其中，经二二冷扇形段，液芯不断收冷扇形段，液芯不断收缩直至直至铸坯全部凝固坯全部凝固9.9 液芯压下技术液芯压下技术液芯压下过程液芯压下过程248u在凝固末期在凝固末期，即，即在出二冷区将在出二冷区将进入拉入拉矫机机这段距段距离内，凝固壳鼓肚会使富集了离内，凝固壳鼓肚会使富集了S、、P等元素的未凝固等元素的未凝固钢液向中心流液向中心流动，，产生生严重中心偏析重中心偏析在液芯末端在液芯末端附近附近轻压下下补偿铸坯的凝固收坯的凝固收缩量，作用如下：量，作用如下：(1)补偿铸坯凝固收坯凝固收缩，避免形成中心疏松和，避免形成中心疏松和缩孔；孔；(2)抑制晶抑制晶间富集溶富集溶质元素的元素的钢液向液向铸坯中心横向流坯中心横向流动，使，使铸坯中心坯中心钢液溶液溶质的分布更加均匀；的分布更加均匀；9.9 LCR冶金作用冶金作用249(3)轻压下下产生的生的挤压作用促使液芯中心富集溶作用促使液芯中心富集溶质元元素的素的钢液沿拉坯方向反向流液沿拉坯方向反向流动，使溶，使溶质元素在元素在钢液液中重新分配，使中重新分配，使铸坯的凝固坯的凝固组织更加均匀致密；更加均匀致密；(4)破碎破碎“晶晶桥”，将已搭，将已搭桥的的树枝晶破碎枝晶破碎，，改改变周期周期出出现“小小钢锭”结构的凝固构的凝固进程。

程v轻压下技下技术多使用多使用密排小直径分密排小直径分节辊来完成，来完成，这种种机械机械结构在客构在客观上减小了上减小了辊间距，有效减小了距，有效减小了连铸坯坯产生生“鼓肚鼓肚” 可能性可能性和形成的鼓肚量和形成的鼓肚量u目前比目前比较理想的手段是由理想的手段是由轻压下来下来实现轻压下下技技术自自问世至今，主要出世至今，主要出现了三种方式，了三种方式，见下表250n到目前到目前为止，止，轻压下通下通过辊式式轻压下、下、热应力力轻压下或凝固末端下或凝固末端连续锻压技技术来来实现的的u热应力力轻压下下应用范用范围小等局限性，小等局限性，应用很有限用很有限u凝固末端凝固末端连续锻压技技术由于其由于其设备复复杂等原因，等原因，应用也受到了限制用也受到了限制v辊式式轻压下成下成为一种常一种常见和成功的技和成功的技术，在国内外，在国内外被广泛被广泛应用用 9.9 LCR技术技术251nLCR技技术由由SMS Siemag在在CSP工工艺上上发展起来展起来根据冶金要求和据冶金要求和钢种，种，LCR可以位于可以位于铸机机顶部也可延伸部也可延伸到整个到整个连铸机，此技机，此技术使得板坯内部使得板坯内部质量大幅度提高，量大幅度提高，对结晶器内晶器内钢水流水流动和和结晶器晶器润滑也有好滑也有好处。

主要主要优势如下：如下：Œ凝固凝固组织更更细；；晶粒度更好；晶粒度更好；Ž等等轴晶晶组织增加增加；；柱状晶柱状晶组织减少减少；；中心偏析和中心偏析和疏松降低疏松降低252n传统的钢水凝固成型方法是钢锭模浇注钢锭重量传统的钢水凝固成型方法是钢锭模浇注钢锭重量不断增大，设备庞大，工艺流程长，金属损失大，成不断增大，设备庞大，工艺流程长，金属损失大，成材率低u经过近三十年来努力，连铸已逐渐取代钢锭模浇注经过近三十年来努力，连铸已逐渐取代钢锭模浇注世界各国广泛采用厚度为世界各国广泛采用厚度为150~250mm连铸板坯生产板连铸板坯生产板材与钢锭相比，已比较接近于最终产品尺寸与钢锭相比，已比较接近于最终产品尺寸v近终形连铸近终形连铸：力求浇注尽可能接近最终产品尺寸的：力求浇注尽可能接近最终产品尺寸的连铸坯，以便进一步减少中间加工工序、节省能源、连铸坯，以便进一步减少中间加工工序、节省能源、减少贮存和缩短生产时间减少贮存和缩短生产时间9.10 近终形连铸技术近终形连铸技术253u开发能浇注更薄板坯、高浇注速度的连铸技术，开发能浇注更薄板坯、高浇注速度的连铸技术，甚至开发从钢水直接浇注成薄带，直接做成品或半甚至开发从钢水直接浇注成薄带，直接做成品或半成品的连铸技术，一直是世界钢铁界研究开发的热成品的连铸技术，一直是世界钢铁界研究开发的热门课题。

门课题v近终形连铸技术包含的主要内容：近终形连铸技术包含的主要内容：(1)薄板坯连铸薄板坯连铸-TSCC(Thin Slab Continuous Casting)(2)带钢直接连铸带钢直接连铸-DSC(Direct Strip Casting)(3)喷雾成形技术喷雾成形技术-Osprey(4)异型坯连铸异型坯连铸254n为了进一步节能降耗，改善铸坯质量，扩大品种，为了进一步节能降耗，改善铸坯质量，扩大品种，提高经济效益，近提高经济效益，近30年来连铸技术又有新的发展年来连铸技术又有新的发展v如如连铸坯的热送技术、直接轧制技术、无缺陷铸坯连铸坯的热送技术、直接轧制技术、无缺陷铸坯生产技术、高温铸坯生产技术、铸坯质量判定生产技术、高温铸坯生产技术、铸坯质量判定技术、板坯结晶器调宽技术技术、板坯结晶器调宽技术等的开发相继应用，等的开发相继应用，以及对以及对近终形连铸技术近终形连铸技术(接近成品断面尺寸接近成品断面尺寸)的研究开的研究开发都取得成效发都取得成效10.1 连铸技术进展连铸技术进展255n连铸发展初期，从连铸机拉出来的高温铸坯切割成连铸发展初期，从连铸机拉出来的高温铸坯切割成定尺后，经过喷水冷却或在车间内堆放冷却到室温后，定尺后，经过喷水冷却或在车间内堆放冷却到室温后，经过质量检查或表面精整，然后送至轧钢厂的加热炉经过质量检查或表面精整，然后送至轧钢厂的加热炉重新加热到轧制温度。

重新加热到轧制温度v铸坯剪切成定尺后，铸坯表面温度在铸坯剪切成定尺后，铸坯表面温度在800~900℃，约，约有有540kJ/kg的物理热放出来，为什么不利用铸坯这部的物理热放出来，为什么不利用铸坯这部分物理热而要白白浪费呢分物理热而要白白浪费呢?为此，从为此，从70年代人们就提年代人们就提出出连铸坯热送热装连铸坯热送热装的工艺，也就是铸坯剪切成定尺后的工艺，也就是铸坯剪切成定尺后趁高温直接热送到轧钢厂装到加热炉内趁高温直接热送到轧钢厂装到加热炉内10.1 连铸坯热送热装技术连铸坯热送热装技术 256u传统工艺传统工艺：切割：切割(或剪切或剪切)成定尺的铸坯冷却至常成定尺的铸坯冷却至常温，经质量检验和表面精整后，将合格的冷坯送往温，经质量检验和表面精整后，将合格的冷坯送往轧钢厂，装入加热炉重新加热到轧制温度，轧制成轧钢厂，装入加热炉重新加热到轧制温度，轧制成各种钢材；各种钢材；v连铸坯的热送热装连铸坯的热送热装(CC-DHCR)工艺工艺：将切割：将切割(或或剪切剪切)成定尺的仍具有成定尺的仍具有800~900℃高温的铸坯，直接高温的铸坯，直接运往轧钢厂，稍加热量补充便可达到轧制温度运往轧钢厂，稍加热量补充便可达到轧制温度。

10.1 连铸坯热送热装技术连铸坯热送热装技术 257n高温出坯：高温出坯：铸坯热送要尽可能提高铸坯的表面温度，铸坯热送要尽可能提高铸坯的表面温度，减少热量散失可采取以下措施：减少热量散失可采取以下措施：(1)提高凝固终点铸坯的温度；提高凝固终点铸坯的温度；(2)切割切割(或剪切或剪切)成定尺的铸坯在输送过程中做好绝热成定尺的铸坯在输送过程中做好绝热保温10.1 连铸机高温出坯技术连铸机高温出坯技术258u所谓所谓干式冷却干式冷却，即在结晶器下的一段进行喷水冷却，即在结晶器下的一段进行喷水冷却(不喷水或喷少量水不喷水或喷少量水)，其余各段借助于内冷夹辊间接，其余各段借助于内冷夹辊间接冷却，不直接向铸坯喷水，使出坯表面温度更高冷却，不直接向铸坯喷水，使出坯表面温度更高2)利用液相穴凝固终点放出的潜热使坯壳复热利用液相穴凝固终点放出的潜热使坯壳复热u在铸机内铸坯边运行边凝固过程中形成了很长液相在铸机内铸坯边运行边凝固过程中形成了很长液相穴，在液相穴末端钢液均达到结晶温度，凝固潜热陡穴，在液相穴末端钢液均达到结晶温度，凝固潜热陡然放出，使坯壳温度回升，提高了铸坯温度然放出，使坯壳温度回升，提高了铸坯温度。

25910.2 连铸坯热送的保温措施连铸坯热送的保温措施n为提高热装和直接轧制铸坯温度，防止热量散失，为提高热装和直接轧制铸坯温度，防止热量散失，采用以下保温措施：采用以下保温措施：(1)连铸机内保温：连铸机内保温：u在连铸机下部设置保温罩，实行机内保温，如在上在连铸机下部设置保温罩，实行机内保温，如在上下夹辊之间板坯两侧设置保温罩，可使板坯两侧棱边下夹辊之间板坯两侧设置保温罩，可使板坯两侧棱边温度提高温度提高160~180℃，有利于提高板坯温度均匀性有利于提高板坯温度均匀性2)切割区铸坯保温：切割区铸坯保温：u为了使铸坯在切割过程中不致降温过大，可在切割为了使铸坯在切割过程中不致降温过大，可在切割区的辊道上装设随切割机移动的保温罩区的辊道上装设随切割机移动的保温罩260(3)铸坯运输过程中保温：铸坯运输过程中保温：u铸坯在切割后输送到加热炉过程中，为了避免温降铸坯在切割后输送到加热炉过程中，为了避免温降过大，必须采取保温措施一般地说，当铸坯运输距过大，必须采取保温措施一般地说，当铸坯运输距离不长时，采用保温辊道；运输距离较大时，只好采离不长时，采用保温辊道；运输距离较大时，只好采用保温车或铁道保温车来运送板坯。

用保温车或铁道保温车来运送板坯26110.3 连铸坯热补偿技术连铸坯热补偿技术n连铸坯在铸机内运行冷却过程中，边部两个方向传连铸坯在铸机内运行冷却过程中，边部两个方向传热热，，冷却较快，温度较低冷却较快，温度较低，，中部温度较高，整个断面中部温度较高，整个断面温度不均匀，给铸坯热装和直接轧制带来了困难温度不均匀，给铸坯热装和直接轧制带来了困难为为提高铸坯侧边温度，提高铸坯侧边温度，除除保温外保温外还还开发开发了板坯边部加热了板坯边部加热技术以提高铸坯边部温度技术以提高铸坯边部温度目前主要加热技术有：目前主要加热技术有：(1)铸坯边部煤气烧嘴加热，防止板坯边部过分冷却铸坯边部煤气烧嘴加热，防止板坯边部过分冷却u采用这一技术与常规连铸相比，采用这一技术与常规连铸相比，其板坯边部温度提其板坯边部温度提高约高约200℃262(2)铸坯边部电磁感应加热铸坯边部电磁感应加热u感应加热装置是由三个电磁感应线圈分别装在铸坯感应加热装置是由三个电磁感应线圈分别装在铸坯的上面的上面、、下面和侧面，当电流通过线圈时产生热量来下面和侧面，当电流通过线圈时产生热量来加热铸坯角边部这种方法可以按所需要的温度进行加热铸坯角边部。

这种方法可以按所需要的温度进行加热加热；；u当铸坯输送速度为当铸坯输送速度为4m/min的情况下的情况下，，使铸坯边角部使铸坯边角部温度平均升高温度平均升高110℃以上26310.4 连铸坯同步轧制连铸坯同步轧制n连铸连轧工艺有两种基本方式第一同步轧制连铸连轧工艺有两种基本方式第一同步轧制工艺，工艺，即连铸与轧制在同一作业线上，铸坯出连铸机即连铸与轧制在同一作业线上，铸坯出连铸机后，不经切断直接进入与铸机拉速同步的轧制，每流后，不经切断直接进入与铸机拉速同步的轧制，每流连铸机需配备专用轧机连铸机需配备专用轧机u工艺优点：工艺优点：生产过程连续化程度高，增大轧材卷重，生产过程连续化程度高，增大轧材卷重，提高成材率及大幅度节能提高成材率及大幅度节能v先后在美国、日本、德国等国建立了先后在美国、日本、德国等国建立了20多条试验生多条试验生产线，但正式投产的不多产线，但正式投产的不多264u主要缺点：主要缺点：(1)铸机拉速与轧制同步增加了生产操作的难度铸机拉速与轧制同步增加了生产操作的难度2)铸机和轧机连成一体，铸机拉速太慢，满足不了轧铸机和轧机连成一体，铸机拉速太慢，满足不了轧制速度的要求，严重影响轧机能力的发挥，降低了轧制速度的要求，严重影响轧机能力的发挥，降低了轧机作业率，在经济上不合算。

机作业率，在经济上不合算3)轧制速度太低，将使轧辊热负荷太大，影响轧辊的轧制速度太低，将使轧辊热负荷太大，影响轧辊的寿命，增加换辊时间寿命，增加换辊时间v从从70年代中期以来，这种同步连铸连轧工艺几年代中期以来，这种同步连铸连轧工艺几乎停止发展乎停止发展265n第二叫铸坯直接轧制工艺，即第二叫铸坯直接轧制工艺，即“连铸连铸切断切断加热加热或补热或补热轧制轧制”方式的组合方式的组合u连铸坯出铸机后切断成定尺，进行铸坯的均热连铸坯出铸机后切断成定尺，进行铸坯的均热或边部补偿加热后进入轧机，连铸与轧制在同一作业或边部补偿加热后进入轧机，连铸与轧制在同一作业线上，但不是同步轧制线上，但不是同步轧制v工艺优点：工艺优点：提高了生产过程连续化的程度，简化了提高了生产过程连续化的程度，简化了工艺流程，缩短了生产周期，有利于节能，降低生产工艺流程，缩短了生产周期，有利于节能，降低生产费用如果作业线上增加保温坑，比同步轧制具费用如果作业线上增加保温坑，比同步轧制具有更大的灵活性有更大的灵活性10.5 连铸坯直接轧制连铸坯直接轧制26610.6实现热送热装或直接轧制前提条件实现热送热装或直接轧制前提条件n连铸坯冷送到轧钢厂加热炉之前，根据目测检查表连铸坯冷送到轧钢厂加热炉之前，根据目测检查表面缺陷的严重程度，进行手工清理或火焰清理，对冷面缺陷的严重程度，进行手工清理或火焰清理，对冷态铸坯表面质量状况做出评价，内部质量通过对连铸态铸坯表面质量状况做出评价，内部质量通过对连铸坯取样做坯取样做硫印和酸浸检验硫印和酸浸检验进行评价。

进行评价u连铸坯实行热送热装或直接轧制，铸坯温度高，就连铸坯实行热送热装或直接轧制，铸坯温度高，就不能依靠人工直接检查铸坯质量为了保证轧制产品不能依靠人工直接检查铸坯质量为了保证轧制产品质量，要求连铸机生产出质量，要求连铸机生产出高温无缺陷铸坯高温无缺陷铸坯，这是前提，这是前提条件为保证热送铸坯质量，目前有两种热状态下控条件为保证热送铸坯质量，目前有两种热状态下控制技术：制技术：267(1)高温铸坯表面缺陷检测系统高温铸坯表面缺陷检测系统u目前使用的热测方法可分为光学法、感应加热法和目前使用的热测方法可分为光学法、感应加热法和涡流法三类涡流法三类2)铸坯质量判断系统铸坯质量判断系统u实现铸坯质量判断以对铸坯质量做出评价，这实现铸坯质量判断以对铸坯质量做出评价，这是目前的发展趋势经过多年生产实践，现已能定量是目前的发展趋势经过多年生产实践，现已能定量确定钢水成分、浇注工艺、设备状态等因素对铸坯表确定钢水成分、浇注工艺、设备状态等因素对铸坯表面缺陷面缺陷(夹渣、气孔等夹渣、气孔等)，内部缺陷，内部缺陷(夹杂、偏析、裂纹夹杂、偏析、裂纹等等)和形状缺陷和形状缺陷(如铸坯鼓肚、脱方等如铸坯鼓肚、脱方等)的影响。

的影响26810.7 水平连铸机水平连铸机 n水平连铸机继立式、立弯式和弧形连铸机之后即将水平连铸机继立式、立弯式和弧形连铸机之后即将成为成为第四代连铸机第四代连铸机广泛发展起来，广泛发展起来，有有资料资料称称它是它是连铸连铸机机的的未来未来与常规立式常规立式和和弧形连铸相比有许多优点：弧形连铸相比有许多优点：(1)设备水平布置、机身低，设备水平布置、机身低，可在旧有厂房内安装可在旧有厂房内安装，基，基建投资低，建投资低，特别适合于小钢铁厂的技术改造特别适合于小钢铁厂的技术改造2)铸坯质量高中间包与结晶器直接相连，防止了二铸坯质量高中间包与结晶器直接相连，防止了二次氧化，夹杂物易在中间包内上浮，提高了纯净度次氧化，夹杂物易在中间包内上浮，提高了纯净度3)能直接浇注成小型铸坯能直接浇注成小型铸坯(如如70mm方坯方坯)，甚至几毫，甚至几毫米线坯，因此能用最小的轧制比取得终了产品，大大米线坯，因此能用最小的轧制比取得终了产品，大大地缩短了冶金生产流程地缩短了冶金生产流程269(4)利于浇注含易氧化元素的合金钢等钢种和小断面利于浇注含易氧化元素的合金钢等钢种和小断面优质铸坯；水平连铸不需矫直，优质铸坯；水平连铸不需矫直，可可浇注弧形连铸机浇注弧形连铸机不能浇注的对不能浇注的对裂纹敏感的特殊钢种。

裂纹敏感的特殊钢种5)安全可靠性好，由于设备水平布置，一旦拉漏对安全可靠性好，由于设备水平布置，一旦拉漏对后续设备烧损少后续设备烧损少u目前，水平连铸适合于中小型钢厂与电炉相匹配生目前，水平连铸适合于中小型钢厂与电炉相匹配生产小型断面铸坯产小型断面铸坯270n钢铁生产工艺流程发展方向：连续化、紧凑化、自钢铁生产工艺流程发展方向：连续化、紧凑化、自动化实现钢铁生产连续化的关键之一动化实现钢铁生产连续化的关键之一是是实现实现钢水铸钢水铸造凝固和变形过程的连续化造凝固和变形过程的连续化，即，即实现连铸实现连铸-轧制过程轧制过程的的连续匹配衔接连续匹配衔接u连铸连轧的概念连铸连轧的概念v连铸机生产出来的高温无缺陷铸坯，无需清理和再连铸机生产出来的高温无缺陷铸坯，无需清理和再加热加热(需经过短时均热和保温处理需经过短时均热和保温处理)而直接轧制成材，而直接轧制成材，这种把这种把“铸铸”和和“轧轧”直接连成一条生产线的工艺流直接连成一条生产线的工艺流程就称为连铸连轧程就称为连铸连轧11.1 连铸与轧制的匹配衔接连铸与轧制的匹配衔接271n国外把这种工艺称作国外把这种工艺称作CC-DR(Continuous Casting and Direct Rolling)——连铸坯直接轧制工艺。

连铸坯直接轧制工艺v连铸与轧制的匹配衔接问题包括产量的匹配连铸与轧制的匹配衔接问题包括产量的匹配、、铸坯铸坯规格规格的的匹配匹配、、生产节奏的匹配生产节奏的匹配、、温度与热能的衔接与温度与热能的衔接与控制以及铸坯表面质量和组织性能控制以及铸坯表面质量和组织性能的的传递与调控传递与调控u其中产量、规格和节奏匹配是基本条件，质量控制其中产量、规格和节奏匹配是基本条件，质量控制是基础，温度与热能的衔接调控则是技术关键是基础，温度与热能的衔接调控则是技术关键 11.1 连铸与轧制的匹配衔接连铸与轧制的匹配衔接27211.2 连铸与轧制的匹配衔接模式连铸与轧制的匹配衔接模式 未再结晶温度未再结晶温度 部分再结晶区部分再结晶区273•基于温度与热能的利用情况，连铸与轧制两个工序基于温度与热能的利用情况，连铸与轧制两个工序的衔接模式一般有以下的衔接模式一般有以下6种类型：种类型：Œ方式方式1’—CR(Cast-Rolling)同步轧制同步轧制方式方式1—CC-DRŽ方式方式2— -HCR或或CC-DHCR或或HDR方式方式3—( ＋＋ )-HCR方式方式4— -HCR‘方式方式5—CCR274方式方式1为连铸坯直接轧制工艺，简称为连铸坯直接轧制工艺，简称CC-DR(Continuous Casting-Direct Rolling)v特点：特点：铸坯温度在铸坯温度在1100℃以上，高温铸以上，高温铸坯不需进加热炉加热，坯不需进加热炉加热，只需在输送过程中进只需在输送过程中进行补热或均热即可直行补热或均热即可直接轧制。

在连铸机与接轧制在连铸机与轧机间只有补偿轧机间只有补偿加热而无正式加热炉加热而无正式加热炉缓冲工序缓冲工序275方式方式2为连铸坯直接热装轧制工艺为连铸坯直接热装轧制工艺CC-DHCR(Direct Hot Charge Rolling)或或HDR(Hot Direct Rolling)，也称，也称为高温热装轧制工艺，为高温热装轧制工艺， -HCR( -Hot Charge Rolling)v特点：特点：装炉温度在装炉温度在700~1000℃左右，即左右，即在在A3线以上奥氏体状线以上奥氏体状态直接装炉，加热到态直接装炉，加热到轧制温度后进行轧制轧制温度后进行轧制只有加热炉缓冲工序只有加热炉缓冲工序且能保持连续高温装且能保持连续高温装炉生产节奏炉生产节奏276v特点：特点：装炉温度一般装炉温度一般在在400~700℃之间，即之间，即在在A3甚至甚至A1以下温度装以下温度装炉，在加热炉之前有保炉，在加热炉之前有保温坑或保温箱等，即采温坑或保温箱等，即采用双重缓冲工序以解决用双重缓冲工序以解决铸轧节奏匹配与计划管铸轧节奏匹配与计划管理问题( ＋＋ )-HCR -HCR®方式方式2、、3、、4均需入正式加热炉加热，故亦可统称为均需入正式加热炉加热，故亦可统称为连铸坯热装轧制工艺连铸坯热装轧制工艺CC-HCR(Hot Charge Rolling)。

方式方式3、、4为连铸坯冷至为连铸坯冷至A3甚至甚至A1线以下温度装炉，称线以下温度装炉，称为低温热装轧制工艺，为低温热装轧制工艺，( ＋＋ )-HCR或或 -HCR277方式方式5为传统的连铸坯冷装炉轧制工艺，简称为传统的连铸坯冷装炉轧制工艺，简称CCR(Cold Charge Rolling)v特点：特点：连铸坯连铸坯冷至常温后，再冷至常温后，再装炉加热后轧制，装炉加热后轧制，一般连铸坯装炉一般连铸坯装炉的温度在的温度在400℃以下278 11.2 CC-CR工艺工艺u从金属学角度考虑，方式从金属学角度考虑，方式1(CC-DR)和方式和方式2(CC-DHCR)都属于连铸坯热轧前基本无相变的工艺，都属于连铸坯热轧前基本无相变的工艺，所面临技术难点和问题也大体相似：都要求从炼所面临技术难点和问题也大体相似：都要求从炼钢、连铸到轧钢实现有节奏的均衡连续化生产钢、连铸到轧钢实现有节奏的均衡连续化生产v我国常称方式我国常称方式1和和2两类工艺为连铸两类工艺为连铸-连轧工艺连轧工艺(CC-CR)279v实现连铸实现连铸-连轧连轧(CC-CR)即即CC-DR和和CC-DHCR工工艺的主要关键技术：艺的主要关键技术：1)连铸坯及轧材质量的保证技术连铸坯及轧材质量的保证技术(高温无缺陷铸坯生高温无缺陷铸坯生产技术产技术)；；2)连铸坯及轧材连铸坯及轧材温度保证和输送技术温度保证和输送技术；；3)板坯宽度的板坯宽度的调节技术和自由程序调节技术和自由程序(灵活灵活)轧制技术轧制技术；；4)炼钢炼钢-连铸连铸-轧钢一体化轧钢一体化生产计划管理技术生产计划管理技术；；5)保证工艺与保证工艺与设备的稳定性和可靠性的技术设备的稳定性和可靠性的技术等多项综等多项综合技术。

合技术 11.3 实现连铸连轧主要关键技术实现连铸连轧主要关键技术280v由连铸由连铸-连轧工艺与主要技术示意图可见，要实现连轧工艺与主要技术示意图可见，要实现连铸与轧制有节奏地稳定均衡连续化生产，这连铸与轧制有节奏地稳定均衡连续化生产，这5个个方面主要关键技术都必须充分发挥作用方面主要关键技术都必须充分发挥作用l可以广义地说，这些技术都是连铸与轧制连续生可以广义地说，这些技术都是连铸与轧制连续生产的匹配衔接技术产的匹配衔接技术y在连铸与轧制两工序之间最明显、最直观的衔接在连铸与轧制两工序之间最明显、最直观的衔接技术还是铸坯温度保证与输送技术技术还是铸坯温度保证与输送技术 281n与连铸坯冷装相比，连铸坯热装热送和直接轧制工与连铸坯冷装相比，连铸坯热装热送和直接轧制工艺的主要优点艺的主要优点：：(1)利用连铸坯的冶金热能利用连铸坯的冶金热能(物理显热物理显热)，节约能耗；，节约能耗；u节能效果显著，直接轧制可比常规冷装炉加热轧制节能效果显著，直接轧制可比常规冷装炉加热轧制工艺节能工艺节能80%~85%；铸坯热装入炉温度越高，节能；铸坯热装入炉温度越高，节能越多入炉温度越多入炉温度500℃时可节能时可节能0.25×106kJ/t；；800℃时可节能时可节能0.514×106kJ/t。

11.4 热装热送和直接轧制优点热装热送和直接轧制优点282(2)提高成材率提高成材率，，节约金属消耗节约金属消耗；；u热装入炉缩短了铸坯在加热炉的加热时间，热装入炉缩短了铸坯在加热炉的加热时间，使烧损使烧损减少减少，，例如高温直接热装例如高温直接热装(CC-DHCR)或直接轧制或直接轧制 (CC-DR)可使成材率提高可使成材率提高0.5%~1.5%；；(3)简化生产工艺流程简化生产工艺流程，减少厂房面积和运输设备，节，减少厂房面积和运输设备，节约基建投资和生产费用；约基建投资和生产费用；(4)减少工序，大大缩短生产周期；减少工序，大大缩短生产周期；u连铸坯冷装入炉，从炼钢连铸坯冷装入炉，从炼钢轧材生产周期轧材生产周期30h；热；热装入炉，从炼钢装入炉，从炼钢轧材轧材仅需几个小时仅需几个小时；；直接轧制时从直接轧制时从钢水浇注到轧出成品只需十几分钟钢水浇注到轧出成品只需十几分钟；；283(5)采用无缺陷铸坯轧制提高了产品的质量；采用无缺陷铸坯轧制提高了产品的质量；u大量生产实践表明大量生产实践表明，，由于加热时间短由于加热时间短，，氧化铁皮少氧化铁皮少，，CC-DHCR工艺生产的钢材表面质量要比常规工艺的工艺生产的钢材表面质量要比常规工艺的产品好得多。

产品好得多CC-DR工艺由于铸坯无加热炉滑道冷工艺由于铸坯无加热炉滑道冷却痕迹，使产品厚度精度也得到提高却痕迹，使产品厚度精度也得到提高如镀锡板平均如镀锡板平均缺陷发生率缺陷发生率0.1%，常规轧制为，常规轧制为1%~3%6)节省厂房面积和劳动力节省厂房面积和劳动力u热装和直接轧制取消了铸坯精整，减少了铸坯库存热装和直接轧制取消了铸坯精整，减少了铸坯库存的厂房面积的厂房面积284n连铸坯直接轧制连铸坯直接轧制(CC-DR)，，钢坯温度一般在钢坯温度一般在1100℃~1150℃以上以上，，连铸机生产的高温连铸坯切割连铸机生产的高温连铸坯切割后直接输送到轧机中进行直接轧制后直接输送到轧机中进行直接轧制v一般情况下一般情况下，，在连铸和轧机间设有均热炉在连铸和轧机间设有均热炉，，一方一方面对输送过程中的连铸坯进行边角补热或均热面对输送过程中的连铸坯进行边角补热或均热，，另另一方面作为缓冲以便轧机出现事故时储存热钢坯一方面作为缓冲以便轧机出现事故时储存热钢坯 这种模式要求连铸机与轧机的小时能力高度匹配，这种模式要求连铸机与轧机的小时能力高度匹配，轧机能力应大于连铸机的能力轧机能力应大于连铸机的能力。

板带生产板带生产、、CSP、、ISP等连铸等连铸-连轧短流程工艺基本属于该模式连轧短流程工艺基本属于该模式)11.5 连铸与轧制衔接模式与工艺连铸与轧制衔接模式与工艺285n连铸坯直接热装轧制连铸坯直接热装轧制(CC-DHCR)，，这种模式的热这种模式的热装温度一般在装温度一般在600℃~1150℃，比较适合连铸车间与，比较适合连铸车间与轧钢车间距离很近且连铸机与轧机小时能力基本匹轧钢车间距离很近且连铸机与轧机小时能力基本匹配的情况配的情况棒棒、、线、型钢生产基本属于该模式线、型钢生产基本属于该模式)286(1)连铸车间具有高温无缺陷连铸坯生产技术连铸车间具有高温无缺陷连铸坯生产技术；；无缺陷无缺陷坯率坯率 90%；；(2)铸坯温度保证与输送技术；铸坯温度保证与输送技术；炼钢连铸炼钢连铸、、轧制操作高轧制操作高度稳定度稳定，，有效作业率有效作业率 85%，各工序生产能力应相互，各工序生产能力应相互匹配；匹配；(3)自由程序自由程序(灵活灵活)轧制技术；轧制技术；连铸机与轧机很好的衔连铸机与轧机很好的衔接技术接技术；；尽量减少轧机正常停机时间尽量减少轧机正常停机时间；；11.6 实现热装热送、直接轧制和实现热装热送、直接轧制和连续铸轧条件连续铸轧条件287(4)建立贯穿上下各工序一体化的生产计划管理和质建立贯穿上下各工序一体化的生产计划管理和质量保证体系；量保证体系；(5)在连铸与轧制之间应有缓冲区；在连铸与轧制之间应有缓冲区；l为了充分发挥热装效果，希望在轧机短时停轧为了充分发挥热装效果，希望在轧机短时停轧(换换辊、换轧槽辊、换轧槽)时不产生冷坯离线。

为了在重新开轧后时不产生冷坯离线为了在重新开轧后能吸收掉积存的热坯、轧机能吸收掉积存的热坯、轧机(包括加热炉包括加热炉)最大小时最大小时产量应高于连铸机最大小时产量产量应高于连铸机最大小时产量20~25%6)加热炉应能灵活调节燃烧系统，以适应经常波动加热炉应能灵活调节燃烧系统，以适应经常波动轧机小时产量以及热坯与冷坯之间经常转换；轧机小时产量以及热坯与冷坯之间经常转换；(7)应设置完善的计算机系统，在炼钢、连铸及轧机应设置完善的计算机系统，在炼钢、连铸及轧机之间进行控制和协调之间进行控制和协调28811.9 连铸与连轧工艺衔接技术连铸与连轧工艺衔接技术n在在CC-DR和和CC-DHCR生产方式中，连铸与连轧直生产方式中，连铸与连轧直接连接连铸与连轧工艺具有必要的衔接技术连铸与连轧工艺具有必要的衔接技术1)连铸板坯调宽技术连铸板坯调宽技术目前技术要点是怎样减少目前技术要点是怎样减少宽度变化区的板坯长度和如何加快宽度调整速度宽度变化区的板坯长度和如何加快宽度调整速度2)轧线宽度控制技术轧线宽度控制技术连铸机板坯调宽能力有限，为连铸机板坯调宽能力有限，为了稳定浇注作业，减少锥型板坯长度，应尽量减少结了稳定浇注作业，减少锥型板坯长度，应尽量减少结晶器宽度的调节变化，将调节板坯宽度规格的主晶器宽度的调节变化，将调节板坯宽度规格的主要任务交给轧线完成，一般轧线采用定宽压力轧机和要任务交给轧线完成，一般轧线采用定宽压力轧机和大立辊破鳞机，实现宽度大压下轧制。

大立辊破鳞机，实现宽度大压下轧制289(3)“自由自由”轧制技术轧制技术u“自由程序自由程序(尺寸尺寸)”轧制是指轧线对板坯规格没有轧制是指轧线对板坯规格没有严格的要求，减小了轧制计划编制、生产组织的难严格的要求，减小了轧制计划编制、生产组织的难度为了实现度为了实现“自由自由”轧制，必须大力减少轧辊的轧制，必须大力减少轧辊的磨损，延长轧辊使用寿命，保证板带的板形和厚度磨损，延长轧辊使用寿命，保证板带的板形和厚度精度质量精度质量l一般采用的主要技术有：窜辊技术一般采用的主要技术有：窜辊技术(工作辊移动技工作辊移动技术术)：板形和厚度精度控制技术；磨辊技术：板形和厚度精度控制技术；磨辊技术(ORG)290n目前连铸发展为连铸连轧短流程工艺薄板坯连铸目前连铸发展为连铸连轧短流程工艺薄板坯连铸可可浇注浇注40~70mm厚的连铸坯厚的连铸坯，，热送加热炉，热送加热炉，经经热连轧热连轧机组直接轧制成最小厚度约机组直接轧制成最小厚度约0.8mm的热轧带卷的热轧带卷v薄板坯连铸连轧技术薄板坯连铸连轧技术-TSCR(Thin Slab Casting and Rolling)是以最短的工艺流程，在一条连续的作业线是以最短的工艺流程，在一条连续的作业线上直接生产带卷的高新技术上直接生产带卷的高新技术。

l我国我国广钢、广钢、邯钢、包钢邯钢、包钢、马钢、马钢等厂家等厂家均均引进了这种引进了这种技术12.1 薄板坯薄板坯连铸连轧(TSCR)技技术291nTSCR有什么优点有什么优点?u传统板坯连铸生产的板坯轧制板材的工艺流程为：传统板坯连铸生产的板坯轧制板材的工艺流程为：p板坯板坯(厚度厚度150~300mm)加热均热加热均热粗轧机组粗轧机组(20~60mm板板)精轧机组精轧机组(2~10mm板卷板卷)冷轧冷轧u薄板坯连铸生产的板坯轧制板材的工艺流程为：薄板坯连铸生产的板坯轧制板材的工艺流程为：p薄板坯薄板坯(40~70mm)均温保温均温保温精轧机组精轧机组(2~10mm板卷板卷)冷轧冷轧12.1 TSCR技技术的的优点点292n比较上述两种工艺流程，比较上述两种工艺流程，TSCR生产的优点：生产的优点：(1)生产周期短；生产周期短；从钢水到产品的生产流程从数天或者从钢水到产品的生产流程从数天或者5~6h，缩短到不足，缩短到不足0.5h；；(2)减少了工序和厂房占地面积，投资省，建设费用低；减少了工序和厂房占地面积，投资省，建设费用低；其厂房占地面积约为常规流程的四分之一。

固定资产其厂房占地面积约为常规流程的四分之一固定资产投资少，约为常规流程的五分之一；投资少，约为常规流程的五分之一；(3)金属收得率高；金属收得率高；采用热送热装，取消传统连铸再加采用热送热装，取消传统连铸再加热和粗轧工序，热和粗轧工序，节省能耗节省能耗40%~50%，产品成本低，产品成本低；；(4)工厂定员大幅度减少；工厂定员大幅度减少；293(5)钢材性能好；钢材性能好；由于铸坯厚度薄，凝固速度快，板坯由于铸坯厚度薄，凝固速度快，板坯铸态组织细而致密，铸态组织细而致密，改善了产品质量改善了产品质量对于某些低合对于某些低合金钢，由于坯料无相变加热有利于微合金元素的溶解，金钢，由于坯料无相变加热有利于微合金元素的溶解，再加上在轧制过程中，晶粒得到了细化，改善了轧件再加上在轧制过程中，晶粒得到了细化，改善了轧件的金相组织，进一步提高了机械性能的金相组织，进一步提高了机械性能l三高三高(装备水平高、自动化水平高、劳动生产率高装备水平高、自动化水平高、劳动生产率高)l三少三少(流程短工序少、布置紧凑占地少、环保好污染流程短工序少、布置紧凑占地少、环保好污染少少)l三低三低(能耗低、投资低、成本低能耗低、投资低、成本低)29412.1 国内外国内外TSCR生产线状况生产线状况n目前，国内外开发的目前，国内外开发的TSCR有多种形式，如有多种形式，如CSP、、ISP、、FTSR、、CONROLL、、TSP、、CPR、、ECCO-MILL等。

等u截止到截止到2009年底，全世界共建设年底，全世界共建设TSCR生产线生产线63条条97流流(包括在建和已投产的包括在建和已投产的)，年生产能力达到，年生产能力达到10618万万tTSCR在工艺装备配置上多样化，最初以在工艺装备配置上多样化，最初以EAF-LF配置生产热轧板卷，随着配置生产热轧板卷，随着TSCR嫁接于转炉流程，嫁接于转炉流程，尤其是配置尤其是配置VOD(真空吹氧脱碳炉真空吹氧脱碳炉)、、RH(真空循环真空循环脱气精炼炉脱气精炼炉)后，具备了生产超低碳钢基础后，具备了生产超低碳钢基础295nTSCR是目前国际上最先进的钢铁制造短流程工艺，是目前国际上最先进的钢铁制造短流程工艺，实践证明该工艺在节约能源、提高生产效率和成材实践证明该工艺在节约能源、提高生产效率和成材率、降低生产成本和投资等方面具有明显优势率、降低生产成本和投资等方面具有明显优势•近些年来，我国钢铁工业也积极引进和研发这一技近些年来，我国钢铁工业也积极引进和研发这一技术到2010年年12月，我国已有月，我国已有14家钢铁企业的家钢铁企业的15条条TSCR生产线相继投产，生产线相继投产，TSCR生产线已占到全世界生产线已占到全世界的近的近30%，年生产能力达到了，年生产能力达到了3500多万吨，产能占多万吨，产能占我国热轧板卷的我国热轧板卷的30%以上。

据业内专家估计，今后以上据业内专家估计，今后的几年内，我国的的几年内，我国的TSCR生产线可能要达到生产线可能要达到15条条，年，年生产能力将可能突破生产能力将可能突破4000万吨万吨296n从我国从我国现有的有的TSCR生生产线的的轧机配置来看机配置来看，，均采用均采用了目前最先了目前最先进机型，机型，CSP连轧机机组全部采用全部采用CVC轧机机，，FTSR连轧机机组采用采用PC轧机并在后两架采用在机并在后两架采用磨磨辊系系统ORG，，ASP连轧机机组的后四架的后四架则采用采用工作工作辊轴向向移移动WRS技技术，先，先进的的轧机配置和控制系机配置和控制系统为热轧板板带的板厚和板形高精度控制提供有力保的板厚和板形高精度控制提供有力保证我国我国钢铁企企业在工在工艺技技术上重点上重点围绕着全流程生着全流程生产工工艺稳定、定、产品品质量量稳定、新定、新产品开品开发、冷、冷轧基板性能控制、微基板性能控制、微合金化技合金化技术和充分和充分发挥流程潜能流程潜能实现高效化生高效化生产技技术等方面展开研等方面展开研发工作，重点关注工作，重点关注TSCR高高强强钢板工板工艺技技术和超薄和超薄规格板格板带生生产及半无及半无头轧制技制技术。

12.1 TSCR技术技术 29712.2 TSCR工艺特点工艺特点(1)整个工艺流程是由炼钢炉整个工艺流程是由炼钢炉炉外精炼炉外精炼薄板坯连薄板坯连铸机铸机物流的时间节奏与温度衔接装置物流的时间节奏与温度衔接装置热连轧热连轧机组等五个单元工序组成、将原来意义上的炼钢机组等五个单元工序组成、将原来意义上的炼钢厂和热轧厂紧凑地压缩，有效地结合在一起厂和热轧厂紧凑地压缩，有效地结合在一起2)在在TSCR工艺中，工艺中，热连轧机组是决定规模和投资的热连轧机组是决定规模和投资的主要因素主要因素薄板坯连铸机与热连轧机组占投资的薄板坯连铸机与热连轧机组占投资的比例约为比例约为30%:70%，所以充分发挥热连轧机组的，所以充分发挥热连轧机组的能力应是整个工程建设的重要因素能力应是整个工程建设的重要因素298nTSCR技技术取得成功的最具代表性的是西取得成功的最具代表性的是西马克克 (SMS-Siemag)相相继推出的推出的CSP(Compact Strip Production)和和ISP(In-line Strip Production)、达涅利、达涅利(Danieli)的的FTSR(Flexible Thin Slab Rolling)、奥、奥钢联(VAI)的的CONROLL连铸直接直接轧制工制工艺等。

等v尽管各自的工尽管各自的工艺路路线不同，不同，设备也各具特点，但也各具特点，但最最终目目标是一致的，即通是一致的，即通过结构构紧凑、凑、热送送热装、装、连铸连轧的的TSCR技技术来来实现高的高的经济效益12.4 TSCR技技术的的发展展299n据报道，本世纪初世界上将有据报道，本世纪初世界上将有1/2~2/3热带产品转由热带产品转由TSCR方式生产与传统方式相比，轧制设备投入节方式生产与传统方式相比，轧制设备投入节省约省约30%，动力和能耗节省约，动力和能耗节省约50%，吨钢成本下降了，吨钢成本下降了185~370元v目前国外开发的目前国外开发的TSCR技术有多种形式如技术有多种形式如CSP、、ISP、、FTSR、、CONROLL、、TSP(连铸连铸+Coilplate)、、CPR(铸铸压轧压轧)、、HIGH MILL、、ECCO-MILL(由由Krupp公司公司1988年开发的薄板坯和行星轧机组合，称为年开发的薄板坯和行星轧机组合，称为ECCO工工艺艺)等实现工业规模生产的主要为前等实现工业规模生产的主要为前4种，它们各有种，它们各有特色，但也都存在不足之处特色，但也都存在不足之处。

30012.6 TSCR第一代技第一代技术 n避开避开传统板坯板坯连铸的断面尺寸，的断面尺寸，浇注出尽量薄的板注出尽量薄的板坯以直接坯以直接进入精入精轧机机轧出出热轧带卷，要求板厚不大于卷，要求板厚不大于50~60mmu几乎全部由电炉几乎全部由电炉(100~150t)供应钢水，单流铸机生产供应钢水，单流铸机生产能力不大于能力不大于80万万t/a，主要生产碳钢，主要生产碳钢(0.04%~1%)，终，终轧温度高于轧温度高于860℃，终轧厚度最薄，终轧厚度最薄1.2mmv典型的第一代典型的第一代TSCR生产线：生产线：美国纽柯公司的克劳美国纽柯公司的克劳福兹维尔厂、黑克曼厂，意大利的阿维迪厂、中国的福兹维尔厂、黑克曼厂，意大利的阿维迪厂、中国的珠江钢厂等为代表珠江钢厂等为代表 301n20世纪世纪90年代末第二代技术已告成熟年代末第二代技术已告成熟首先，首先，液芯液芯压下技术可有效地在二冷区对铸坯进行轻压下，压下技术可有效地在二冷区对铸坯进行轻压下，就就有可能加厚结晶器出口铸坯厚度至有可能加厚结晶器出口铸坯厚度至70~90(100)mmv第二代技术中最突出的特点：第二代技术中最突出的特点：各种各种TSCR工艺的结工艺的结晶器断面尺寸都有了相应变化，晶器断面尺寸都有了相应变化，CSP工艺漏斗形结晶工艺漏斗形结晶器厚度增至器厚度增至70mm，，FTSR工艺坯厚可达工艺坯厚可达90mm。

12.7 TSCR第二代技第二代技术 302n其次，其次，第二代技术实现了第二代技术实现了半无头轧制和铁素体轧制半无头轧制和铁素体轧制，，终轧产品厚度可做到超薄带尺寸终轧产品厚度可做到超薄带尺寸(≤0.8mm)u半无头轧制：半无头轧制：连铸坯定尺长定为卷重的数倍，通连铸坯定尺长定为卷重的数倍，通常为常为4~6倍在进入卷取机之前，用一台高速飞剪将倍在进入卷取机之前，用一台高速飞剪将其分切到要求的卷重这样就可以连续轧制一块很其分切到要求的卷重这样就可以连续轧制一块很长的薄板坯，它相当于长的薄板坯，它相当于4~6块最大卷重的板坯块最大卷重的板坯v轧制速度、冷却强度都要提高，精轧机组需加大轧制速度、冷却强度都要提高，精轧机组需加大电机功率；铁素体轧制工艺轧机配置通常要由电机功率；铁素体轧制工艺轧机配置通常要由5~6机机架的精轧机架改为架的精轧机架改为2+5架的粗轧架的粗轧+精轧形式；超薄带精轧形式；超薄带的生产同样也需要配置粗轧机架的生产同样也需要配置粗轧机架 303n第三，第三，温度均匀段温度均匀段-加热炉的长度加大加热炉的长度加大SMS公司公司为我国涟源钢厂提供的为我国涟源钢厂提供的CSP生产线隧道炉长达生产线隧道炉长达291m，完全是为适应第二代技术的改进需求。

完全是为适应第二代技术的改进需求v随着技术的不断完善优化，铸机单流产量可至随着技术的不断完善优化，铸机单流产量可至130万万t/a，双流可达，双流可达250~260万万t/a，这就要求提高，这就要求提高炼钢炉的生产能力从目前世界范围来看，薄板坯炼钢炉的生产能力从目前世界范围来看，薄板坯连铸机与转炉相配合更为合适，在产能不断增加情连铸机与转炉相配合更为合适，在产能不断增加情况下，第二代技术中转炉容量应以不小于况下，第二代技术中转炉容量应以不小于120t为好304n与之相匹配的是与之相匹配的是150t转炉，需要有大高炉提供更多转炉，需要有大高炉提供更多的铁水u热轧带卷表面质量上出现新的突破，产品品种进一热轧带卷表面质量上出现新的突破，产品品种进一步扩大，不锈钢、含硅较低硅钢等都将在步扩大，不锈钢、含硅较低硅钢等都将在TSCR生产生产线上生产，大量碳钢产品将向薄规格方向扩展线上生产，大量碳钢产品将向薄规格方向扩展v提高轧制速度、加厚铸坯断面至提高轧制速度、加厚铸坯断面至90~100(110)mm采用液芯压下技术，考虑增设采用液芯压下技术，考虑增设F7(甚至甚至F8)机架，同时机架，同时F1~F3机架的压下量要增大，第一道次最好能压下机架的压下量要增大，第一道次最好能压下50%~60%，，F1机架能咬入机架能咬入70~80mm厚的铸坯。

厚的铸坯12.8 TSCR未来第三代技未来第三代技术 30513.1 TSCR工艺结晶器选择工艺结晶器选择n实现实现TSCR工艺的技术关键是薄板坯连铸，其中连铸工艺的技术关键是薄板坯连铸，其中连铸机机结晶器的设计结晶器的设计是关键u典型典型TSCR工艺中的工艺中的CSP、、FTSR、、CONROLL板坯板坯连铸机均为立弯式，连铸机均为立弯式，ISP连铸机为直弧形连铸机为直弧形4种连铸机种连铸机均采用了固定式结晶器，但其结构形式却各不相同均采用了固定式结晶器，但其结构形式却各不相同v纵观当今各种纵观当今各种TSCR工艺，结晶器形状出现了相同趋工艺，结晶器形状出现了相同趋势：势：由传统的平行板形演化成现在的漏斗形乃至全鼓由传统的平行板形演化成现在的漏斗形乃至全鼓肚形，上口面积加大，利于肚形，上口面积加大，利于SEN的插入以及保护渣的的插入以及保护渣的熔化和均匀扩散，改善铸坯表面质量熔化和均匀扩散，改善铸坯表面质量306 13.2 漏斗形结晶器漏斗形结晶器 n用在用在SMS公司开发的公司开发的CSP工艺流程上工艺流程上v漏斗形状在结晶器内保持漏斗形状在结晶器内保持到到700mm，结晶器总长为，结晶器总长为1120mm。

下口处厚度为下口处厚度为50~70mm，能满足向精轧机，能满足向精轧机组供坯的最大厚度在组供坯的最大厚度在70mm以下的要求以下的要求307uCSP漏斗形结晶器关键特点：漏斗形结晶器关键特点：(1)钢水容量大，结晶器液面稳钢水容量大，结晶器液面稳定；熔池增大，减轻了钢流对定；熔池增大，减轻了钢流对坯壳的冲刷；坯壳的冲刷；(2)上口容积大，有利于高拉速上口容积大，有利于高拉速下保护渣熔化和均匀分布；下保护渣熔化和均匀分布；(3)有利于有利于SEN插入，避免钢水插入，避免钢水在结晶器壁与在结晶器壁与SEN之间搭桥，之间搭桥，可增大可增大SEN壁厚，延长壁厚，延长SEN使使用寿命30813.3 透镜式结晶器透镜式结晶器 nDanieli公司开发的应公司开发的应用在用在FTSR工艺流程连工艺流程连铸机上的一种类似铸机上的一种类似凸透凸透镜状结晶器镜状结晶器，也称为双，也称为双高结晶器高结晶器(H2—High reliability and high flexibility或或High speed and high quality)，是，是一种全鼓肚形结晶器一种全鼓肚形结晶器309vH2结晶器可解决结晶器可解决SEN插插入，结晶器弯月面处钢液入，结晶器弯月面处钢液面积大，有利于保护渣熔面积大，有利于保护渣熔化，可使坯壳传热的热流化，可使坯壳传热的热流密度相对减小，可减少铸密度相对减小，可减少铸坯表面裂纹的问题，有利坯表面裂纹的问题，有利于浇注裂纹敏感性钢种。

于浇注裂纹敏感性钢种 u板坯通过约板坯通过约2m长矫直辊区得到矫平，在矫直区内经长矫直辊区得到矫平，在矫直区内经LCR加工后，离开连铸机时板坯被减薄至加工后，离开连铸机时板坯被减薄至35~70mm，，铸机最大浇注速度可达铸机最大浇注速度可达8m/min31013.4 平行板式中厚板坯结晶器平行板式中厚板坯结晶器 n奥钢联奥钢联(VAI)在在CONROLL连铸连铸机中采用的是平行板式直结晶器机中采用的是平行板式直结晶器v从结晶器形状来看，从结晶器形状来看，VAI强调钢强调钢水在结晶器内凝固时水在结晶器内凝固时平稳均匀平稳均匀不变不变形且保持液面平稳，才有利于促使形且保持液面平稳，才有利于促使结晶器内钢水中夹杂物上浮和防止结晶器内钢水中夹杂物上浮和防止卷渣，消除铸坯表面裂纹，卷渣，消除铸坯表面裂纹，取得比取得比较好的表面质量，其形状示意图如较好的表面质量，其形状示意图如右图所示右图所示311nSEN是扁平状，钢水从两侧是扁平状，钢水从两侧壁孔流出结晶器断面尺寸壁孔流出结晶器断面尺寸是是1500×(70~130)mmvVAI认为，认为，70~90mm厚铸坯厚铸坯生产能耗最省，加工成本也生产能耗最省，加工成本也较低，不必追求铸坯厚度太较低，不必追求铸坯厚度太薄。

薄31213.5 平行板式薄板坯结晶器平行板式薄板坯结晶器nISP工艺第一代结晶器，立弯式，工艺第一代结晶器，立弯式，上部垂直段，下部弧形段上部垂直段，下部弧形段u使用薄片形使用薄片形SEN，水口很薄，与，水口很薄，与器壁只能保持器壁只能保持10~15mm间隙，水间隙，水口插入处宽面侧保护渣熔化不好，口插入处宽面侧保护渣熔化不好，影响了铸坯表面质量影响了铸坯表面质量•SMS-Siemag公司重新设计上口断公司重新设计上口断面形状为小漏斗形，一直保持到面形状为小漏斗形，一直保持到结晶器下口仍有结晶器下口仍有(1.5~2)mm小鼓肚近年来小鼓肚越改越大近年来小鼓肚越改越大矩形断面结晶器矩形断面结晶器313n以上以上4种结晶器均为铜质结晶器，都设有板宽种结晶器均为铜质结晶器，都设有板宽调节装置调节装置u4种类型结晶器实际可归类为：种类型结晶器实际可归类为：CSP工艺的漏斗形、工艺的漏斗形、ISP和和CONROLL工艺的平行板形、工艺的平行板形、FTSR工艺的工艺的全鼓肚形全鼓肚形3种v从坯壳受力情况来看，平行板形结晶器优于漏斗从坯壳受力情况来看，平行板形结晶器优于漏斗形和形和H2形结晶器；从空间大小来看，漏斗形和形结晶器；从空间大小来看，漏斗形和H2形结晶器优于平行板形结晶器。

目前形结晶器优于平行板形结晶器目前50~90mm厚厚的薄板坯连铸机，多数使用漏斗形结晶器的薄板坯连铸机，多数使用漏斗形结晶器13.6 TSCR工艺结晶器特点工艺结晶器特点314n由于薄板坯生产特点，需要高的拉坯速度，结晶由于薄板坯生产特点，需要高的拉坯速度，结晶器内钢液流速很快，连铸机拉坯速度可高达器内钢液流速很快，连铸机拉坯速度可高达8m/min在此情况下流入结晶器和坯壳之间的保在此情况下流入结晶器和坯壳之间的保护渣量相对减少，造成了润滑效果变坏，使得粘护渣量相对减少，造成了润滑效果变坏，使得粘结拉漏的几率增加结拉漏的几率增加v为了提高坯壳与结晶器之间的润滑效果，就需为了提高坯壳与结晶器之间的润滑效果，就需要能适应高拉速的保护渣，必须采用要能适应高拉速的保护渣，必须采用熔点和粘度熔点和粘度都更低的、流动性更好的渣系都更低的、流动性更好的渣系 13.10 TSCR工艺结晶器保护渣工艺结晶器保护渣315nLCR最初目的是为了节能和提高生产率在液芯状最初目的是为了节能和提高生产率在液芯状态下对铸坯进行压力加工可以明显降低轧制负荷，态下对铸坯进行压力加工可以明显降低轧制负荷，因此可以利用在结晶器出口处的铸坯尚处在液芯状因此可以利用在结晶器出口处的铸坯尚处在液芯状态下对其施以压下变形加工。

态下对其施以压下变形加工v实践证明，实践证明，LCR技术技术可以将铸坯厚度减薄，表面质可以将铸坯厚度减薄，表面质量及平整度较好，可以明显地减轻铸坯中心的偏析，量及平整度较好，可以明显地减轻铸坯中心的偏析，特别是减少特别是减少Mn引起的偏析，同时在改善铸坯中心疏引起的偏析，同时在改善铸坯中心疏松和细化晶粒方面也收到了显著的效果松和细化晶粒方面也收到了显著的效果13.11 TSCR液芯液芯压下技下技术 316yLCR技术实际上是在黏稠带内加工，将导致铸坯技术实际上是在黏稠带内加工，将导致铸坯内部晶粒破碎和滑移，可得到较细晶粒，使得铸坯内部晶粒破碎和滑移，可得到较细晶粒，使得铸坯在相同轧制温度下获得更好韧性试验证实，采用在相同轧制温度下获得更好韧性试验证实，采用液芯压下比相应减薄结晶器厚度带来效果更佳液芯压下比相应减薄结晶器厚度带来效果更佳u为使铸坯不致漏钢，一般液芯压下量不超过为使铸坯不致漏钢，一般液芯压下量不超过20mm自结晶器出口处自结晶器出口处70mm厚铸坯，经二冷段连续压下至厚铸坯，经二冷段连续压下至65-60-55-50mm，效果很好效果很好SMS公司的公司的LCR技术经技术经过第一代的过第一代的LCRl，第二代的，第二代的LCR2，目前已发展到，目前已发展到第三代的第三代的LCR3，具有，具有无级压下无级压下的特点，首次在德国的特点，首次在德国蒂森蒂森(Thyssen)厂采用，压下范围是厂采用，压下范围是63~48mm。

317n钢水中的钢水中的Cu、、S等元素过高将带来钢的热脆性，导等元素过高将带来钢的热脆性，导致边裂，在采用大压下轧制规程时更严重通过在致边裂，在采用大压下轧制规程时更严重通过在精轧机精轧机F1前设立辊轧机，在压下之前给坯料边缘一前设立辊轧机，在压下之前给坯料边缘一定的压下量，改善板坯边缘的铸态组织，提高抗裂定的压下量，改善板坯边缘的铸态组织，提高抗裂能力，减少边裂能力，减少边裂•立辊可以提高带钢宽度控制精度，可破除板坯边部立辊可以提高带钢宽度控制精度，可破除板坯边部氧化铁皮，改善带钢边部质量，提高薄板坯轧制对氧化铁皮，改善带钢边部质量，提高薄板坯轧制对中精度，保证板卷的板形中精度，保证板卷的板形13.16 立辊轧机技术立辊轧机技术31813.17 高压水除鳞技术高压水除鳞技术n薄板坯表面积大，易出现二次氧化，生成氧化铁皮，薄板坯表面积大，易出现二次氧化，生成氧化铁皮，如不及时清除，会与轧辊在高温下接触，不仅损坏如不及时清除，会与轧辊在高温下接触，不仅损坏轧辊，也常因轧制速度远高于浇注速度而将氧化铁轧辊，也常因轧制速度远高于浇注速度而将氧化铁皮轧入•各种薄板坯连铸机的设计方案都对除鳞给予了相当各种薄板坯连铸机的设计方案都对除鳞给予了相当重视，新的结构都将除鳞机布置在粗轧机前，在进重视，新的结构都将除鳞机布置在粗轧机前，在进入均热炉、精轧前再次除鳞。

入均热炉、精轧前再次除鳞u高压水除鳞机的水压从高压水除鳞机的水压从10~20MPa提高至提高至40MPa，，设有防止飞溅水回落板坯表面的收集器设有防止飞溅水回落板坯表面的收集器31913.18 TSCR加热方式加热方式•TSCR工艺中除工艺中除ISP工艺外，其他工艺均沿袭均热工艺外，其他工艺均沿袭均热炉的加热方式，也称炉的加热方式，也称隧道式辊底加热炉隧道式辊底加热炉，均热炉，均热炉一般长一般长160~200m，均热炉由天然气加热，保温效，均热炉由天然气加热，保温效果好u根据薄板坯入炉温度高低进行保温或加热，大大根据薄板坯入炉温度高低进行保温或加热，大大降低能耗对于双流薄板坯连铸机及降低能耗对于双流薄板坯连铸机及1套连轧机的套连轧机的流程，均热炉为平移式或摆动式，方便铸坯加热流程，均热炉为平移式或摆动式，方便铸坯加热和传输在某些和传输在某些TSCR工艺中，均热炉还承担了工艺中，均热炉还承担了连铸和连轧之间的衔接匹配缓冲作用连铸和连轧之间的衔接匹配缓冲作用32013.21 拉坯速度拉坯速度n拉坯速度高是薄板坯连铸的特点之一，一般在拉坯速度高是薄板坯连铸的特点之一，一般在5~8 m/min。

为使为使TSCR生产线的连铸机和连轧机更加生产线的连铸机和连轧机更加匹配，提高铸坯的拉速势在必行提高拉速要求进匹配，提高铸坯的拉速势在必行提高拉速要求进一步改善结晶器的传热，必须加大冷却强度、减小一步改善结晶器的传热，必须加大冷却强度、减小结晶器铜板厚度、控制保护渣为薄膜状结晶器铜板厚度、控制保护渣为薄膜状u世界各世界各TSCR技术开发商以及冶金企业非常注重以技术开发商以及冶金企业非常注重以提高薄板坯连铸机拉速为目标的连铸结晶器系统技提高薄板坯连铸机拉速为目标的连铸结晶器系统技术的开发，这些技术包括术的开发，这些技术包括：漏斗形结晶器内腔形状：漏斗形结晶器内腔形状与冷却结构优化、与冷却结构优化、EMBR技术、大通量技术、大通量SEN、保护、保护渣技术以及结晶器振动优化技术等渣技术以及结晶器振动优化技术等32113.22 轧制速度轧制速度n考虑到板坯与轧机的衔接关系，薄板坯轧制速考虑到板坯与轧机的衔接关系，薄板坯轧制速度在度在12m/s应该说是比较合理的在此条件下，应该说是比较合理的在此条件下，轧件的自然温降与轧制温升刚好相抵，而尾部轧件的自然温降与轧制温升刚好相抵，而尾部又在炉内，正好满足又在炉内，正好满足恒温轧制恒温轧制的要求；的要求；u尽管达涅利声称已经可以将尽管达涅利声称已经可以将TSCR速度提高至速度提高至20m/s，但各厂还是根据轧制过程中保持轧件的，但各厂还是根据轧制过程中保持轧件的恒温轧制来制定合理的轧制速度。

恒温轧制来制定合理的轧制速度32213.23 半无头轧制半无头轧制n在在TSCR机组上将几块中间坯焊接成相当于普通板坯机组上将几块中间坯焊接成相当于普通板坯最大长度最大长度4~6倍板坯，然后通过精轧机轧制，在进入倍板坯，然后通过精轧机轧制，在进入卷取机前用高速飞剪将其分切到要求卷重卷取机前用高速飞剪将其分切到要求卷重•半无头轧制被认为克服了成批轧制或单卷轧制的通病，半无头轧制被认为克服了成批轧制或单卷轧制的通病，当轧制超薄带材时可以获得下列目标：当轧制超薄带材时可以获得下列目标：l有利于生产超薄带钢和宽薄带钢，拓宽产品大纲；有利于生产超薄带钢和宽薄带钢，拓宽产品大纲；l稳定轧制下有利于提高产品质量，缓解穿带和甩尾；稳定轧制下有利于提高产品质量，缓解穿带和甩尾；l提高了轧机作业率和金属收得率，降低轧辊消耗；提高了轧机作业率和金属收得率，降低轧辊消耗；l采用全长度的工艺润滑轧制提高带钢表面质量采用全长度的工艺润滑轧制提高带钢表面质量32313.24 无头轧制无头轧制n无头连铸连轧技术已开始工业化应用，这是近无头连铸连轧技术已开始工业化应用，这是近2年来年来TSCR技术发展的最大亮点继技术发展的最大亮点。

继2009年年2月意大利月意大利Arvedi公司克雷莫纳厂无头轧制技术的公司克雷莫纳厂无头轧制技术的ESP生产线生产线投入工业化生产之后，投入工业化生产之后，2009年年5月由意大利月由意大利Danieli公司负责改造的韩国公司负责改造的韩国POSCO钢铁公司钢铁公司“HIGH MILL”无头轧制生产线也投入工业化生产无头轧制生产线也投入工业化生产•无头轧制技术的工业化应用为高效化、大规模、低无头轧制技术的工业化应用为高效化、大规模、低成本生产超薄规格带钢，实现以热代冷提供了技术成本生产超薄规格带钢，实现以热代冷提供了技术支撑32414.1 TSCR薄板坯厚度的薄板坯厚度的选择n薄板坯厚度的薄板坯厚度的选择u铸坯厚度是一个区别各类连铸工艺的特征参数，铸坯厚度是一个区别各类连铸工艺的特征参数，也是影响铸坯质量的重要参数也是影响铸坯质量的重要参数u究竟薄板坯厚度多少最适合，一直是争论的焦点，究竟薄板坯厚度多少最适合，一直是争论的焦点，不同的技术有不同的结晶器出口厚度，如不同的技术有不同的结晶器出口厚度，如CSP工艺工艺结晶器下口处厚度为结晶器下口处厚度为40~70mm，奥钢联，奥钢联VAI却认为却认为铸坯厚度不必过薄，铸坯厚度不必过薄，70~125mm即可。

即可325n薄板坯的厚度选择不仅要和轧制产品的尺寸相适薄板坯的厚度选择不仅要和轧制产品的尺寸相适应，还和整个工艺流程中采用哪些相关技术有关应，还和整个工艺流程中采用哪些相关技术有关此外，应分析市场情况，确保能提供质量上乘、销此外，应分析市场情况，确保能提供质量上乘、销路好的产品路好的产品v薄、中、厚板坯厚度分别界定为薄、中、厚板坯厚度分别界定为40~70mm、、90~150mm、、200~300mmu板坯连铸工艺包括了薄板坯连铸板坯连铸工艺包括了薄板坯连铸(CSP、、ISP、、FTSR等工艺等工艺)、中板坯连铸和传统厚板坯连铸，各、中板坯连铸和传统厚板坯连铸，各工艺的比较见表工艺的比较见表14.1~表表14.3 32614.2 冷却制度冷却制度 n各种工艺薄板坯连铸采用的二冷冷却制度不同，各种工艺薄板坯连铸采用的二冷冷却制度不同，但最终都需达到获取良好的铸坯质量这一共同目标但最终都需达到获取良好的铸坯质量这一共同目标冷却方式有冷却方式有喷水冷却、气喷水冷却、气-水混合、干式冷却水混合、干式冷却(空冷空冷)三种vCSP工艺：工艺：仍沿用传统的喷水冷却，喷水冷却用仍沿用传统的喷水冷却，喷水冷却用在高速薄板坯连铸二冷段，必须根据高拉速特点来在高速薄板坯连铸二冷段，必须根据高拉速特点来选择冷却水量和水速以及喷嘴布置方式，再根据钢选择冷却水量和水速以及喷嘴布置方式，再根据钢种来定冷却曲线类型，从中找出合适的冷却曲线，种来定冷却曲线类型，从中找出合适的冷却曲线，按此曲线控制二冷。

按此曲线控制二冷327nISP、、FTSR和和CONROLL工艺：工艺：均采用气均采用气-水混合水混合冷却，有很好的冷却效果和均匀程度冷却，有很好的冷却效果和均匀程度u可根据薄板坯的宽度、厚度、铸速等来控制水流可根据薄板坯的宽度、厚度、铸速等来控制水流速度，改变压缩空气和水的压力以及气水比，达到速度，改变压缩空气和水的压力以及气水比，达到有效地调节水流量的目的有效地调节水流量的目的v一般采用气一般采用气-水冷却方法沿铸坯拉坯方向和宽度方水冷却方法沿铸坯拉坯方向和宽度方向均按不同冷却强度要求进行自动控制，这就更有向均按不同冷却强度要求进行自动控制，这就更有利于二冷制度的合理和优化利于二冷制度的合理和优化 328nISP工艺也有采用干式冷却的报道工艺也有采用干式冷却的报道 u干式冷却干式冷却后的铸坯温度高，铸坯表面很快形成氧后的铸坯温度高，铸坯表面很快形成氧化铁皮，必须及时清除或碎成小块，需配合如高化铁皮，必须及时清除或碎成小块，需配合如高压水除鳞这样的技术此外，干式冷却也对设备压水除鳞这样的技术此外，干式冷却也对设备有一定影响有一定影响u对极为关键的薄板坯表面质量的改善很有好处，对极为关键的薄板坯表面质量的改善很有好处，特别适于浇铸裂纹敏感性强的钢种。

特别适于浇铸裂纹敏感性强的钢种 32914.7 世界世界TSCR生产线生产线u目前世界上已经投产或正在建设的目前世界上已经投产或正在建设的TSCR生产线生产线(含含中等厚度板坯连铸连轧生产线中等厚度板坯连铸连轧生产线)已达已达63套，其中套，其中CSP34套，套，ISP6套，套，FTSR9套，套，QSP3套，套，CONROLL4套，套，TSP2套，套，ESP1套，套，ASP3套，套，HIGH MILL1套，总产能约套，总产能约10618万吨33014.7 我国我国TSCR生产线生产线•我国目前已有我国目前已有珠钢、邯钢、包钢、马钢、涟钢、酒珠钢、邯钢、包钢、马钢、涟钢、酒钢、武钢钢、武钢(CSP)、、唐钢、本钢、通钢、梅钢唐钢、本钢、通钢、梅钢(FTSR)、、鞍钢鞍钢(2条条)、济钢、济钢(ASP)、、唐山国丰等唐山国丰等13家企业共家企业共15条条TSCR生产线投入生产，其中：生产线投入生产，其中：CSP 7套、套、FTSR 4套、套、ASP(鞍钢中薄板坯鞍钢中薄板坯1700mm)3套，唐山国丰套，唐山国丰ZSP 1套，套，年生产能力达年生产能力达3500万吨左右生产线的总数量和总万吨左右。

生产线的总数量和总产能均占世界同类生产线的产能均占世界同类生产线的1/3左右，是连铸连轧发左右，是连铸连轧发展速度最快的国家展速度最快的国家331n目前国内的几条目前国内的几条TSCR生产线在品种开发上都取得生产线在品种开发上都取得巨大进展，也已能生产各种规格的热轧带卷，诸如巨大进展，也已能生产各种规格的热轧带卷，诸如碳素结构钢、低合金高强度钢等，代表的钢号有碳素结构钢、低合金高强度钢等，代表的钢号有Q195、、Q235、、Q345、、SS330、、SS400、、SS490、、SPHC、、SPHD、、SAPH370等，同时还研制出一系等，同时还研制出一系列新品种，如管线用钢列新品种，如管线用钢X42、、X52、、X60等、等、DQ级级深冲钢深冲钢510L、集装箱用板和高耐候性钢等集装箱用板和高耐候性钢等14.7 我国我国TSCR生产线生产线33215.1 典型的典型的TSCR工艺工艺•典型的典型的TSCR工艺流程由工艺流程由炼钢炼钢炉外精炼炉外精炼薄板坯薄板坯连铸连铸连铸坯均热连铸坯均热热连轧热连轧等五个单元工序组成，等五个单元工序组成，将炼钢厂和热轧厂有机地压缩组合到一起，缩短将炼钢厂和热轧厂有机地压缩组合到一起，缩短了生产周期，降低了能量消耗，大幅度提高经济了生产周期，降低了能量消耗，大幅度提高经济效益。

效益u国内外开发的典型国内外开发的典型TSCR技术形式有技术形式有CSP、、ISP、、FTSR、、CONROLL、、QSP、、TSP、、CPR等，推广等，推广应用最多的是由西马克应用最多的是由西马克-德马克德马克(SMS-Demag)公司公司开发的开发的CSP工艺33315.2 CSP工艺工艺nCSP(Compact Strip Production)：紧凑式带钢生产：紧凑式带钢生产工艺工艺，由德国西马克，由德国西马克-德马克德马克(SMS-Demag)公司研究公司研究开发的开发的TSCR技术世界上第一条技术世界上第一条CSP生产线于生产线于1989年在美国纽柯公司克劳福兹维尔厂建成投产，标志着年在美国纽柯公司克劳福兹维尔厂建成投产，标志着TSCR技术在世界上首次实现了工业化生产技术在世界上首次实现了工业化生产v采用漏斗形结晶器立弯式铸机，第二代双流采用漏斗形结晶器立弯式铸机，第二代双流CSP线线年生产能力已达到年生产能力已达到250~300万吨新建生产线普遍采万吨新建生产线普遍采用了高压水除鳞、用了高压水除鳞、LCR、结晶器液压振动、第一架精、结晶器液压振动、第一架精轧机前加立辊轧机、板型和平直度控制等多项新技术。

轧机前加立辊轧机、板型和平直度控制等多项新技术334nCSP技术设备相对简单技术设备相对简单、流程、流程通畅通畅，，生产比较稳定生产比较稳定，，技术成熟技术成熟1)首创漏斗首创漏斗形形结晶器结晶器；；(2)CSP线的铸坯厚度一般的铸坯厚度一般在50~70mm(当采用动态软当采用动态软压下时压下时，，可将结晶器出口可将结晶器出口90mm左右坯厚带液芯压下左右坯厚带液芯压下成成65~70mm，，或将或将70mm坯厚软压下到坯厚软压下到55mm)；；(3)典型铸坯厚度典型铸坯厚度50mm，，最高铸速最高铸速6m/min；；(4)铸机与轧机之间采用辊底式均热炉连接铸机与轧机之间采用辊底式均热炉连接，，炉子长度炉子长度150~200m；；(5)精轧机组由精轧机组由5~7机架组成机架组成33515.3 ISP工艺工艺nISP(In Line Strip Production)：：德国德国SMS-Demag公司开发出的公司开发出的TSCR工艺，工艺，也称也称带钢生产工艺带钢生产工艺u第一条第一条ISP生产线于生产线于1992年年1月在意大利月在意大利Arvedi公公司克雷莫纳厂投产在此以后，韩国浦项公司光阳司克雷莫纳厂投产。

在此以后，韩国浦项公司光阳厂、南非萨尔达尼西厂、荷兰霍高文厂也先后建成厂、南非萨尔达尼西厂、荷兰霍高文厂也先后建成ISP生产线v可以生产低碳钢、高碳钢、深冲钢、结构钢、管可以生产低碳钢、高碳钢、深冲钢、结构钢、管线钢、不锈钢等线钢、不锈钢等336nISP生产线的工艺流程一般为：电炉或转炉炼钢生产线的工艺流程一般为：电炉或转炉炼钢钢钢包精炼包精炼钢包车钢包车中间包中间包薄片状薄片状SEN结晶器结晶器铸铸轧区段轧区段2~3架预压下轧机架预压下轧机(大压下量初轧机大压下量初轧机)切断剪切断剪感应加热炉和克雷莫那炉感应加热炉和克雷莫那炉(热卷箱热卷箱)高压水除鳞机高压水除鳞机4~5架精轧机架精轧机输出辊道和层流冷却输出辊道和层流冷却卷取机vISP工艺主要采用直弧形铸机、小漏斗形结晶器、工艺主要采用直弧形铸机、小漏斗形结晶器、液芯压下、液芯压下、2~3架预压下轧机、感应加热炉和热卷箱、架预压下轧机、感应加热炉和热卷箱、4~5架精轧机等架精轧机等ISP工艺流程工艺流程337n铸坯一般厚铸坯一般厚60mm，液芯压下后为，液芯压下后为40mm，固相铸轧，固相铸轧至至15~25mm；产品最薄至；产品最薄至1.0 mm，卷重，卷重20t左右，年左右，年产量一般为产量一般为200万万t。

u工艺技术复杂，尤其克雷莫那炉十分庞大复杂，生工艺技术复杂，尤其克雷莫那炉十分庞大复杂，生产、管理、技术各方面要求非常高产、管理、技术各方面要求非常高ISP是目前最短是目前最短的的TSCR生产线，生产线，总长近总长近180m，真正实现了短流程稳，真正实现了短流程稳定大批量轧制超薄规格，该技术也有缺陷，铸轧机轧定大批量轧制超薄规格，该技术也有缺陷，铸轧机轧辊转速很慢，使轧辊表面在高温烤烫下很容易快速生辊转速很慢，使轧辊表面在高温烤烫下很容易快速生成氧化膜并快速破裂轧碎压入带钢表面，影响了带钢成氧化膜并快速破裂轧碎压入带钢表面，影响了带钢的表面质量，温度下降过快，缓冲时间短的表面质量，温度下降过快，缓冲时间短ISP工艺技术工艺技术338ISP工艺特点工艺特点 n工艺技术特点：工艺技术特点：(1)生产线布置紧凑，不使用长的均热炉生产线布置紧凑，不使用长的均热炉从钢水变成从钢水变成热轧带卷仅需热轧带卷仅需20~30min2)为了与精轧机组匹配，采用了液芯压下和固相铸轧为了与精轧机组匹配，采用了液芯压下和固相铸轧技术技术，可生产厚度为，可生产厚度为15~25mm、宽度为、宽度为650~1330mm的薄板坯。

的薄板坯3)二次冷却采用气水混合冷却或干冷二次冷却采用气水混合冷却或干冷，有助于生产较，有助于生产较薄断面且表面质量要求高的产品薄断面且表面质量要求高的产品4)采用平行板式结晶器，并发展成带小鼓肚橄榄球状采用平行板式结晶器，并发展成带小鼓肚橄榄球状 339(5)薄片形薄片形SEN壁厚有所增加，但其距结晶器两侧的间壁厚有所增加，但其距结晶器两侧的间隙仍然大大增加，并且由侧壁出钢改为底部出钢，提隙仍然大大增加，并且由侧壁出钢改为底部出钢，提高了使用寿命，同时改善了保护渣状态，提高了薄板高了使用寿命，同时改善了保护渣状态，提高了薄板坯的表面质量坯的表面质量(6)采用感应加热炉与克雷莫纳炉相结合，对进入精轧采用感应加热炉与克雷莫纳炉相结合，对进入精轧前的热带坯进行正火、再结晶与晶粒度的控制前的热带坯进行正火、再结晶与晶粒度的控制 (7)为配合不锈钢生产，生产线需配置为配合不锈钢生产，生产线需配置MRP精炼炉，精炼炉，它是类似它是类似AOD炉的一种新型转炉，可有效地完成脱碳炉的一种新型转炉，可有效地完成脱碳保铬、净化钢水等任务保铬、净化钢水等任务340ISP工艺的新发展工艺的新发展ESPn在在ISP生产线多年经验的基础上，生产线多年经验的基础上，Arvedi公司和西公司和西门子奥钢联技术公司合资组建了克雷莫纳工程有限公门子奥钢联技术公司合资组建了克雷莫纳工程有限公司并在克雷莫纳厂内新建全球第一个司并在克雷莫纳厂内新建全球第一个ESP(Endless Strip Production)无头连铸连轧带钢电炉钢厂，包括无头连铸连轧带钢电炉钢厂，包括一座一座250t电炉，电炉，2座座250t钢包精炼炉和钢包精炼炉和ESP无头轧制生无头轧制生产线，设计年产能力产线，设计年产能力200万万t，可生产厚，可生产厚0.8~12.0mm，，宽宽1590mm带钢。

带钢v与与ISP工艺的主要区别是在铸机和精轧机架间除感工艺的主要区别是在铸机和精轧机架间除感应加热外不再需过渡设备，即不再设置克雷莫纳炉或应加热外不再需过渡设备，即不再设置克雷莫纳炉或热卷箱、辊底式炉，并实现连续无头轧制热卷箱、辊底式炉，并实现连续无头轧制341ESP工艺特点工艺特点(1)布置紧凑，总长仅布置紧凑，总长仅190m，从而节约基建投资；，从而节约基建投资；(2)减少加热能耗、轧机功率和轧钢能耗；减少加热能耗、轧机功率和轧钢能耗；(3)无头轧制可提高成品率；无头轧制可提高成品率；(4)控制好带钢凸度和平直度可获得良好带钢质量；控制好带钢凸度和平直度可获得良好带钢质量；(5)适于生产薄板规格带钢及高附加值产品；适于生产薄板规格带钢及高附加值产品；(6)轧制宽至轧制宽至1600mm碳钢时，一条碳钢时，一条ESP生产线年产生产线年产能力可达能力可达200万吨34215.4 FTSR工艺工艺nFTSR(Flexible Thin Slab Rolling)：：Danieli公司开发公司开发出出柔性薄板坯轧制工艺柔性薄板坯轧制工艺u铸坯厚度一般为铸坯厚度一般为90mm，经液芯压下至，经液芯压下至70mm进入粗进入粗轧机轧至轧机轧至25~30mm，通过精轧机轧至，通过精轧机轧至12.7~0.8mm，，卷重最大为卷重最大为30t。

•生产具有相当灵活性，能浇铸范围较宽的钢种，生生产具有相当灵活性，能浇铸范围较宽的钢种，生产高质量的带卷；主要采用直弧形铸机、产高质量的带卷；主要采用直弧形铸机、H2结晶器、结晶器、带辊形的液芯压下、辊底式均热炉、三点除鳞、粗带辊形的液芯压下、辊底式均热炉、三点除鳞、粗轧机后设保温辊道、轧机后设保温辊道、5~6架精轧机等架精轧机等343nFTSR工艺流程一般为：电炉或转炉炼钢工艺流程一般为：电炉或转炉炼钢→钢包精钢包精炼炼薄板坯连铸机薄板坯连铸机旋转式除鳞机旋转式除鳞机剪切机剪切机→辊底辊底式隧道式均热炉式隧道式均热炉二次除鳞机二次除鳞机立辊轧机立辊轧机粗轧机粗轧机保温辊道保温辊道三次除鳞装置三次除鳞装置精轧机精轧机输出辊道和输出辊道和带钢冷却段带钢冷却段地下卷取机地下卷取机u中国的中国的FTSR有唐钢、本钢、通钢的有唐钢、本钢、通钢的2+5工艺等FTSR工艺流程工艺流程344FTSR工艺特点工艺特点(1)采用的结晶器其漏斗形状不是在铜板部分结束采用的结晶器其漏斗形状不是在铜板部分结束，，而而是一直延伸到扇形是一直延伸到扇形1段段，，目的是使坯壳的变形更为缓目的是使坯壳的变形更为缓慢慢，，从而降低出现裂纹的可能性。

从而降低出现裂纹的可能性2)采用了液芯压下技术采用了液芯压下技术，，典型的铸坯厚度典型的铸坯厚度40~60mm3)采用辊底式均热炉作为铸机与轧机之间的连接采用辊底式均热炉作为铸机与轧机之间的连接4)精轧机一般由精轧机一般由6~7机架组成机架组成•FTSR工艺是在工艺是在CSP漏斗形结晶器和漏斗形结晶器和ISP液芯压下技液芯压下技术基础上的进一步发展，它术基础上的进一步发展，它继承了漏斗形结晶器的继承了漏斗形结晶器的优点优点，，改进了坯壳变形较为剧烈的缺点改进了坯壳变形较为剧烈的缺点345FTSR技术特点技术特点•H2结晶器结晶器(全鼓肚形结晶器全鼓肚形结晶器-凸透镜型凸透镜型)：： nDanieli公司于公司于1990年设计制造了用于薄年设计制造了用于薄板坯连铸工艺的板坯连铸工艺的H2高速高质量高速高质量全长漏斗全长漏斗形结晶器形结晶器，目的在于减小凝固壳的应力目的在于减小凝固壳的应力结晶器内较大的容量和轻压下技术的运结晶器内较大的容量和轻压下技术的运用会对钢水流动产生制动作用，改善保用会对钢水流动产生制动作用，改善保护渣的工作条件，为提高拉速和铸坯表护渣的工作条件，为提高拉速和铸坯表面质量创造了条件。

面质量创造了条件H2结晶器长漏斗形结晶器长漏斗形的内部空间较大，可使用厚壁的内部空间较大，可使用厚壁SEN，延，延长了其使用寿命长了其使用寿命34615.5 CONROLL工艺工艺n奥钢联工程技术公司奥钢联工程技术公司(VAI)开发出的开发出的CONROLL工工艺，用以生产不同钢种的高质量热轧带卷它具艺，用以生产不同钢种的高质量热轧带卷它具有高的生产率，且产品价格便宜有高的生产率，且产品价格便宜•美国的阿姆科美国的阿姆科·曼斯菲尔德曼斯菲尔德(Armco Mansfield)钢钢厂于厂于1995年年4月正式建成投产一条月正式建成投产一条CONROLL生生产线347nCONROLL工艺是奥钢联开发的用于生产不同钢种工艺是奥钢联开发的用于生产不同钢种的连铸连轧生产工艺的连铸连轧生产工艺CONROLL工艺流程为：常工艺流程为：常规连铸机规连铸机板坯热装板坯热装(或直接或直接)进步进梁式加热炉进步进梁式加热炉带带立辊可逆粗轧机立辊可逆粗轧机6~7架精轧机架精轧机输出辊道和层流冷输出辊道和层流冷却却卷取机v全部采用成熟技术，使用可靠，铸坯较厚一般为全部采用成熟技术，使用可靠，铸坯较厚一般为75~125mm，铸坯在粗轧机处进行可逆轧制，经粗轧，铸坯在粗轧机处进行可逆轧制，经粗轧后轧至后轧至25~28mm，精轧最终厚度为，精轧最终厚度为1.8~12.7mm，年，年产量最高为产量最高为180万吨。

万吨348CONROLL工艺特点工艺特点(1)采用超低头弧形连铸机和平板式直结晶器，典型铸采用超低头弧形连铸机和平板式直结晶器，典型铸坯厚度坯厚度90mm(变化范围：变化范围：80~150mm)2)最近的设计也推荐使用液芯压下技术，可将铸坯从最近的设计也推荐使用液芯压下技术，可将铸坯从90mm压缩到压缩到70mm3)采用了辊底式加热炉作为铸机与轧机之间的联接，采用了辊底式加热炉作为铸机与轧机之间的联接，炉子长度炉子长度160~200m4)轧机与传统板带生产线一样，分为粗轧和精轧两部轧机与传统板带生产线一样，分为粗轧和精轧两部分，粗轧机架一般为分，粗轧机架一般为2架，精轧架，精轧5~6架，粗轧与精架，粗轧与精轧之间设卷取机轧之间设卷取机349(5)可生产的品种比较宽，包括低、中、高碳钢、合金可生产的品种比较宽，包括低、中、高碳钢、合金钢、不锈钢、硅钢、包晶钢等钢、不锈钢、硅钢、包晶钢等•CONROLL所选择的铸坯厚度较所选择的铸坯厚度较CSP、、ISP都厚，都厚，已经进入了中等厚度板坯已经进入了中等厚度板坯(下称中厚板坯下称中厚板坯)连铸的范连铸的范围，它需要用较多的机架来完成轧制变形量，它围，它需要用较多的机架来完成轧制变形量，它的轧制线由粗轧、精轧两道工序组成，与传统工的轧制线由粗轧、精轧两道工序组成，与传统工艺很接近。

艺很接近350nQSP(Quality Strip Production)：优质带钢生产工：优质带钢生产工艺艺是日本住友金属与三菱公司开发出的生产中厚板是日本住友金属与三菱公司开发出的生产中厚板坯的技术，开发的目的在于提高铸机生产能力的同坯的技术，开发的目的在于提高铸机生产能力的同时生产高质量的薄板卷时生产高质量的薄板卷vQSP工艺生产流程一般为：电炉或转炉炼钢工艺生产流程一般为：电炉或转炉炼钢钢钢包精炼炉包精炼炉薄板坯连铸机薄板坯连铸机剪切机剪切机辊底式隧道加辊底式隧道加热炉热炉立辊轧边机立辊轧边机粗轧机粗轧机高压水除鳞机高压水除鳞机精轧精轧机机卷取机15.6 QSP工艺技术工艺技术351v采用直采用直弧形铸机，多锥度高热流结晶器、弧形铸机，多锥度高热流结晶器、非正弦非正弦振动振动、、电磁电磁制动、制动、二冷大强度冷却二冷大强度冷却、、中间中间包包高热值高热值预热燃烧器预热燃烧器、、辊底式均热炉辊底式均热炉、、轧辊热凸度控制轧辊热凸度控制、、板板形和平整度控制等形和平整度控制等u可生产碳钢、低碳铝镇静钢可生产碳钢、低碳铝镇静钢(LCAK)、低合金钢、、低合金钢、包晶钢等。

包晶钢等QSP工艺特点工艺特点352n美国美国蒂平斯蒂平斯(Tippings)公司倾翻带钢新技术，简称公司倾翻带钢新技术，简称TSP(Tippins-Samsung Process)TSP工艺流程一般工艺流程一般为：电弧炉为：电弧炉(AC或或DC)或转炉炼钢或转炉炼钢钢包精炼钢包精炼薄板薄板坯连铸机坯连铸机步进式加热炉步进式加热炉高压水除鳞机高压水除鳞机立辊轧立辊轧边机边机单机架斯特克尔轧机单机架斯特克尔轧机层流冷却层流冷却卷取机v该工艺流程简化、紧凑，省掉了粗轧机，采用了该工艺流程简化、紧凑，省掉了粗轧机，采用了传统的板坯连铸技术，用平行板形结晶器，生产传统的板坯连铸技术，用平行板形结晶器，生产100~250mm厚、宽厚、宽900~2500mm的板坯，均热后进的板坯，均热后进炉卷轧机，生产炉卷轧机，生产1.5~2.0mm的热轧带卷的热轧带卷15.7 TSP工艺技术工艺技术353nCPR(Casting Pressing Rolling)：铸压轧工艺：铸压轧工艺，由德，由德国国SMS公司、蒂森公司和法国尤西诺尔公司、蒂森公司和法国尤西诺尔·沙西洛尔公沙西洛尔公司共同开发，用于生产厚度小于司共同开发，用于生产厚度小于25mm的合金钢和普的合金钢和普碳钢热轧带材。

它利用浇铸后的大压下碳钢热轧带材它利用浇铸后的大压下(60%的极限的极限压下量压下量)，仅使用一组轧机，最终可生产厚度为，仅使用一组轧机，最终可生产厚度为6.0mm的薄带卷，也可生产低碳钢、管线钢、铁素体的薄带卷，也可生产低碳钢、管线钢、铁素体和奥氏体不锈钢及高硅电工钢等和奥氏体不锈钢及高硅电工钢等v工艺流程为：电炉或转炉炼钢工艺流程为：电炉或转炉炼钢钢包精炼炉钢包精炼炉薄板薄板坯铸压轧坯铸压轧感应加热炉感应加热炉旋转式高压水除鳞机旋转式高压水除鳞机精精轧机轧机层流冷却层流冷却卷取机15.8 CPR工艺技术工艺技术354基本特征基本特征 CSP ISP FTSR CONROLL QSP 连铸坯厚坯厚/mm50~70 60~9040~90 75~12590 连铸机型式机型式 立弯式立弯式 直弧式直弧式 直弧式直弧式直弧式直弧式 直弧式直弧式 结晶器晶器 漏斗漏斗结晶器，晶器，上口上口170mm，，长1100mm，，漏斗漏斗700mm 平板式直平板式直结晶器，全弧晶器，全弧-直弧，小直弧，小漏斗漏斗 H2结晶器，晶器，上口上口180mm，，长1200mm，，全全长漏斗漏斗 平板式直平板式直结晶器，晶器，长约900mm 平板式平板式直直结晶晶器，器，(多多锥)长约950mm 冷却方式冷却方式水冷，气水冷，气-水水 气气-水水 气气-水水 气气-水水 气气-水水 弧形半径弧形半径/m 顶弯半径弯半径3.0~3.25 5~6 5 5 5 典型典型TSCR工艺主要特点比较工艺主要特点比较 355基本特征基本特征 CSP ISP FSTR CONROLL QSP 冶金冶金长度度(m) 6.0~9.7 11.0~15.1 15.0 14.6 11.2和和15.7 是否液芯是否液芯压下下 未采用未采用采用采用 最早采用最早采用液芯液芯压下下 采用采用动态软压下下 未采用未采用 采用或不采用或不采用采用 最大拉坯速度最大拉坯速度(m/min) 6 5.5~6.0 5.5~6.0 3.0~3.5 5.0~5.5 加热炉型式加热炉型式隧道式加隧道式加热炉热炉感应加热感应加热+卷取箱卷取箱或隧道式或隧道式加热炉加热炉隧道式加隧道式加热炉热炉+保保温辊道温辊道步进梁式加步进梁式加热炉热炉隧道式加隧道式加热炉热炉轧机组成轧机组成6(5)~7机架机架1R+5(6)F2R+5F1R+6F1R+6F1R+5F35615.9 TSCR技术技术发展趋势发展趋势n各种各种TSCR技术互相渗透，大有殊途同归之势，具技术互相渗透，大有殊途同归之势，具体体现在：体体现在：v漏斗形结晶器占主流。

漏斗形结晶器占主流SMS公司公司CSP技术采用的漏技术采用的漏斗形结晶器，斗形结晶器，Danieli公司公司FTSR技术采用的是被称为技术采用的是被称为H2的长漏斗形结晶器，进一步发展了漏斗形结晶器的的长漏斗形结晶器，进一步发展了漏斗形结晶器的优势，优势，MDH公司公司ISP技术放弃了最初采用的平板形结技术放弃了最初采用的平板形结晶器，改为采用橄榄形晶器，改为采用橄榄形(小漏斗小漏斗)结晶器总之，尽管结晶器总之，尽管具体的形状和尺寸各异，但采用漏斗形结晶器浇铸薄具体的形状和尺寸各异，但采用漏斗形结晶器浇铸薄板坯已被大多数厂商所认同板坯已被大多数厂商所认同357v采用中厚坯采用中厚坯TSCR技术开发之初，人们基于近终技术开发之初，人们基于近终形连铸的思路追求尽量薄的连铸坯，近年来，出于对形连铸的思路追求尽量薄的连铸坯，近年来，出于对产品质量和产量的要求转而采用中厚坯，产品质量和产量的要求转而采用中厚坯，Danieli和和MDH公司基本采用公司基本采用90mm/70mm铸坯，铸坯，SMS公司也从公司也从最初的最初的50mm增加到增加到70mmv采用采用LCR技术最早采用最早采用LCR技术的是技术的是MDH公司公司ISP工艺，目前该技术不但被广泛采纳，还不断地开工艺，目前该技术不但被广泛采纳，还不断地开发和完善，如发和完善，如SMS的无级软压下技术和的无级软压下技术和Danieli的动态的动态软压下技术。

软压下技术LCR技术解决了技术解决了CSP发展中连铸与连轧发展中连铸与连轧铸坯厚度的匹配问题，最大化经济效益，改善铸坯内铸坯厚度的匹配问题，最大化经济效益，改善铸坯内部质量，降低后面工序轧制的负荷部质量，降低后面工序轧制的负荷3582. 少年自有少年狂，藐昆仑，笑吕梁;磨剑数年，今将试锋芒自命不凡不可取，妄自菲薄更不宜11. 虽然现实生活中，不是所有的梦想都能开花结果，也不是所有的人都能梦想成真但每一个梦想都是绚烂多姿，每一个人都因追逐梦想而生活得更加精彩5. 成功者不是比你聪明，只是在最短的时间采取最大的行动8. 时间不可空过，惟用之于有益的工作;一切无益的行动，应该完全制止18. 目标的坚定是性格中最必要的力量源泉之一，也是成功的利器之一没有它，天才也会在矛盾无定的迷径中徒劳无功3. 含泪播种的人一定能含笑收获4. 成功就是简单的事情不断地重复做12. 山不辞土，故能成其高;海不辞水，故能成其深!1. 没有热忱，世间便无进步4. 信念的力量在于即使身处逆境，亦能帮助你鼓起前进的船帆;信念的魅力在于即使遇到险运，亦能召唤你鼓起生活的勇气;信念的伟大在于即使遭遇不幸，亦能促使你保持崇高的心灵。

10. 让我们挥起沉重的铁锤吧!每一下都砸在最稚嫩的部位，当青春逝去，那些部位将生出厚晒太阳的茧，最终成为坚实的石，支撑起我们不再年轻但一定美丽的生命9. 也许我的点评有点苛刻，但是说的都是真话4. 自己打败自己是最可悲的失败，自己战胜自己是最可贵的胜利7. 当一个小小的心念变成成为行为时，便能成了习惯;从而形成性格，而性格就决定你一生的成败12. 山不辞土，故能成其高;海不辞水，故能成其深!12. 真正的人是在权力、地位、金钱、财产等堆砌的基座倒塌之后，他仍然站立着9. 朋友就是即使把你看透了，还能继续喜欢你的人1. 真诚是美酒，年份越久越醇香浓烈;真诚是焰火，在高处绽放才愈显美丽;真诚是鲜花，送之于人，手有余香9. 善待自己，不被别人左右，也不去左右别人，自信优雅14. 那些尝试去做某事却失败的人，比那些什么也不尝试做却成功的人不知要好上多少12. 梦中冥冥有乐趣，觉后空空无大千11. 你一天的爱心可能带来别人一生的感谢12. 真正的人是在权力、地位、金钱、财产等堆砌的基座倒塌之后，他仍然站立着。