钢铁冶金概论连铸

钢铁冶炼中的连铸技术与应用钢铁工业一直是国民经济中的重要支柱产业，而钢铁冶炼中的连铸技术是钢铁工业中至关重要的一部分。

在传统的钢铁冶炼中，钢锭需要经过多次翻转以达到均匀冷却的目的，这种方法费时费力且效率低下，同时还会有铁锈、气泡等因素影响精度。

在这种情况下，连铸技术应运而生。

什么是连铸技术？连铸技术即是将钢水在一定条件下，连续从注铸机中流出来，快速凝固形成坯料，在过程中进行加热、预混等操作，达到高精度的铸造方法。

这种技术不仅提高了钢铁的生产效率，更大程度上提高了钢铁的品质，为钢铁生产贡献了重要的技术手段。

连铸技术的分类目前，连铸技术主要分为四种。

1. 结晶器成形连铸技术结晶器成形连铸技术是将左右两极交流的工艺，通过结晶器对钢水进行凝固成形，具有无烟无尘和能耗低等优点。

2. 直流慢冷成形连铸技术直流慢冷成形连铸技术是一种新型结晶器技术，通过慢速加热和模拟摆动成形，可以让钢铁加快速冷，减少气泡和夹杂物，从而提高钢铁的质量。

3. 铁包注射成形连铸技术铁包注射成形连铸技术是通过铁包芯来加速钢水流动，减少钢水的接触时间和气体夹杂，确保钢的化学成分合格，提高铸坯质量，尤其是在超薄板材生产中应用较为广泛。

4. 氧化物增强连铸技术氧化物增强连铸技术是在钢铁冶炼中添加不同种类的氧化物，通过钢水的氧化作用来净化钢铁材料，从而提高钢铁的质量和坯料的品质。

连铸技术的应用连铸技术在钢铁工业中的应用十分广泛，相关产品具有以下几个方面的显著特点。

1. 降低了钢铁生产成本传统钢铁冶炼流程中，钢锭需要多次翻转以达到均匀冷却的目的，而在连铸技术的应用下，钢水流动迅速，制造速度提升，将钢锭连续地浇铸成长条状，时间短、效益大，节约了大量的人力资源和成本，使得钢铁生产更能够高效稳定运行。

2. 提高了钢铁质量连铸产品的品质在未来的钢铁工业发展中不可或缺，连铸技术制造出来的钢锭具有低碳低硫等优点，热性能稳定，甚至可以生产出高质量的薄板料，无论是经济利益还是技术趋势，都对钢铁市场产生了深远的影响和推动。

钢铁冶金概论钢铁工业是基础材料工业，钢铁工业为其他制造业提供最重要的原材料，也为建筑业及民用品生产提供基础材料。

可以说，一个国家钢铁工业的发展状况间接反映了其国民经济发达的程度。

钢铁工业是一个集成度很高的工业，其发展需要很多方面的支撑。

对大型钢铁企业来说，还必须有重型机械的制造业为其服务，此外，钢铁企业的建设除了需要雄厚的资金保障，还需要工程的设计部门、设备制造商和建筑安装公司的大力协作。

可见，钢铁工业在国民经济中的地位的重要性。

钢铁生产是一项系统工程，生产基本流程如下。

选矿--烧结--炼铁--炼钢--铸坯--轧钢烧结机：将矿粉制成球团矿炼铁高炉：将球团矿熔炼成铁水转炉：对铁水进行脱碳脱硫脱磷，并加入适当的微量元素成为钢水钢坯连铸机：将钢水经过铸造成型为坯料轧机：将坯料轧制成需要的钢材首先是在矿山要对铁矿山和煤炭进行采选，将精选炼焦煤或配矿、混匀，再分别在焦化厂和烧结厂炼焦和烧结，获得符合高炉炼铁质量要求的焦炭和烧结矿，球团厂可直接建在矿山，也可建在钢铁厂，它的任务是将细粒精矿粉造球、干燥、经高温焙烧后得到球团矿。

高炉是炼铁的主要设备，使用的原料有铁矿石、焦炭和少量溶剂，产品为铁水，高炉煤气和高炉渣。

铁水送炼钢厂炼钢；高炉煤气主要用来烧热风炉，同时供炼钢厂和轧钢厂使用；高炉渣经水捽后送水泥厂生产水泥。

炼钢，目前主要有两条工艺路线，即转炉炼钢流程和电弧炉炼钢流程。

通常将“高炉-铁水预处理-转炉-精炼-连铸”称为长流程，而将“废钢-电弧炉-精炼-连铸”称为短流程。

短流程无需庞杂的铁前系统和高炉炼铁，因而，工艺简单，投资低、建设周期短。

但短流程生产规模相对小，生产品种范围相对较窄，生产成本相对较高。

同时受废钢和直接还原铁供应的限制，目前，大多数短流程钢铁企业也开始建高炉和相应的铁前系统，电弧炉采用废钢+铁水热装技术吹氧熔炼钢水，降低了电耗，缩短了冶炼周期，提高了钢水品质，扩大了品种，降低了生产成本。

炼钢厂的最终产品是连铸坯。

第七章连铸工艺第一节概述钢水浇注方式有两种，即模注和连铸。

目前连铸已经取代了模注工艺。

一．连铸优点1．简化工序、缩短流程、基建投资低：①省掉了模注的脱模、整模、均热和开坯等；②基建投资节约40%，占地面积减少30%，劳动力节省75%。

2．提高了金属收得率：①模注－开坯工艺切头切尾损失10~20%，而连铸1~2%，即金属收得率提高10~14%；②收得率提高意味着产量提高，3．降低能源消耗：减少25~50%能量消耗。

①连铸是“一火成材”，模注是“两火成材”；②连铸热装热送和直接轧制进一步节约能源（唐钢薄板）。

4．生产过程机械化和自动化程度高，改善劳动条件：①模注工作环境是最差、工艺最落后；②生产机械化解放了转炉的生产能力（如唐钢二钢1987年的连铸改造使产量增加）。

5．提高质量和扩大品种：①连铸技术和装备提高（电磁搅拌、保护浇注、液面自动控制等）使产品质量不断提高、可浇品种范围增加。

②除了沸腾钢以外，几乎所有的钢种都可以采用连铸生产。

★由于以上优点，降低了生产成本，提高了经济效益。

二．连铸机分类1．普通连铸机：是指技术成熟，在工业生产已经普遍采用的连铸机。

（主要讲述的内容）特殊连铸机：仍处于试验阶段，没有投入大规模工业化生产的连铸机。

2．按机型分类：立式、立弯式、弧形、椭圆形、水平式连铸机等。

目前最常用的是弧形连铸机－包括全弧形、直弧形和多点矫直连铸机。

3．按连铸坯断面形状：方坯、圆坯、矩形坯、板坯和异型坯等。

小方坯：7070~150150m m⨯⨯；大方坯：200200~450450m m⨯⨯宽厚比＝1 矩形坯：150100~400560m m⨯⨯宽厚比<3板坯：150600~3002640m m⨯⨯宽厚比>3 圆坯：80~450mmφφ4．按开发厂家：罗可普、康卡斯特、德马克等。

5．按浇注钢种：普钢连铸机和特钢连铸机。

目前，普钢连铸机正在向特钢连铸机发展。

三．连铸对钢水的要求1．成分合格：指钢水中化学成分符合标准要求，成分尽量控制在中限。

9.1连铸概述9.1.1连铸产生的背景（a）传统模铸工艺传统模铸工艺具有以下特点：（1）准备工作复杂（2）综合成材率低（3）能耗高（4）劳动强度高（5）生产率低（b）连铸工艺连铸是将液态钢用连铸机浇铸、冷凝、切割而直接得到铸坯的工艺。

它是连接炼钢和轧钢的中间环节，是炼钢生产的重要组成部分。

连铸工艺的优点1）连铸坯综合成材率高2）降低能耗3）简化工序，缩短流程4）扩大钢种，提高产品质量5）易于实现机械化和自动化连铸机的组成部分主要包括：钢包、钢包回转台、中间包、中间包车、结晶器、结晶器振动装置、二次冷却装置、拉矫装置、切割装置和铸坯运出等装置。

9.2连铸设备铸机分类及特点1）按铸机的外形结构可分为：立式连铸机立弯式连铸机弧形连铸机椭圆形连铸机水平连铸机2）按铸坯断面形状可分为：圆坯连铸机方坯式连铸机板坯连铸机异形坯形连铸机方板坯兼用连铸机立式连铸机：1）主要设备结晶器、二冷段和全凝固铸坯的剪切等。

2）优点主要设备均设置在同一垂直方向上，浇铸过程在垂直位置完成，因垂直段很长，有利于钢水中夹杂物上浮，铸坯各方向冷却条件较均匀，成分和夹杂物偏析较小。

并且铸坯在整个凝固过程中不受弯曲、矫直等变形作用，即使裂纹敏感性高的钢种也能顺利连铸。

3）缺点设备高度大，建设费用高，钢水静压力大，铸坯易鼓肚变形。

立弯式连铸机特点具有立式连铸机垂直浇铸和凝固的特点，在结晶器下方一定距离，即在铸坯全凝固或接近全凝固时定点进行弯曲，把铸坯顶弯90°，最后定点矫直，使铸坯沿水平方向出坯。

具有立式连铸机夹杂物上浮条件好的特点，又比立式连铸机高度低，为其高度的四分之三。

弧形连铸机特点结晶器呈弧形，设备高度低、钢水静压力相对较小，减少内裂和偏析。

非金属夹杂物向内弧聚集，夹杂物分布不匀。

带液芯单点矫直中心区产生裂纹缺陷，采用多点矫直，使总的应变分散，固液界面的变形率降低。

水平连铸机特点拉坯时结晶器不振动、拉坯机拉—反推—停呈周期性运动，在水平位置凝固成形，不受弯曲矫直，有利于防止裂纹；进入结晶器钢水中的夹杂物完全无上浮机会。

钢铁冶金概论—连铸引言钢铁冶金是现代工业的重要组成部分。

而连铸作为钢铁冶金中的一个重要工艺，被广泛应用于钢铁生产过程中。

本文将介绍钢铁冶金的概念以及连铸工艺的基本原理、应用和优势。

1. 钢铁冶金概述钢铁冶金是通过物理和化学的方法，将铁矿石转化为铁和钢的过程。

它是现代工业领域中最重要的基础材料之一，广泛应用于建筑、制造业、交通运输等领域。

钢铁冶金过程主要包括炼铁和炼钢两个阶段。

炼铁是将铁矿石经过还原而转化为铁的过程，主要包括矿石的炼制、高炉冶炼等工艺。

而炼钢是通过将生铁中的杂质去除，并添加适量的合金元素，使其成为具有特定性能的钢材。

2. 连铸工艺连铸工艺是炼钢中的一个重要环节，它是将熔炼好的钢液直接浇铸成连续铸坯的过程。

与传统的铸造相比，连铸具有快捷、高效、经济的特点。

在连铸过程中，钢液通过水冷铜模连续浇铸成连续铸坯。

连铸可以分为直接连铸和间接连铸两种方式。

直接连铸是指钢液从炼钢炉直接流入连铸机进行浇铸，而间接连铸是指钢液从炼钢炉先经过连铸钢包，然后再流入连铸机进行浇铸。

3. 连铸工艺的优势连铸工艺相比传统的铸造工艺具有很多优势。

•高效：连铸工艺可以实现连续生产，提高生产率。

•资源节约：连铸过程中不需要经过凝固、升温等环节，节约能源和材料。

•品质稳定：连铸工艺可以减少钢液的氧化和夹杂物的存在，提高钢材的质量。

•加工性能好：连铸的连续铸坯尺寸均匀，便于后续加工操作。

4. 连铸工艺的应用连铸工艺广泛应用于钢铁冶金生产中，尤其在大型钢铁企业中得到了广泛的应用。

在钢铁生产的初级阶段，连铸可以直接将钢液浇铸成连续铸坯，减少转运环节和能源消耗。

在钢铁后续加工的工艺中，连铸得到了广泛的应用，可以将连续铸坯切割成所需尺寸的板坯、方坯、圆坯等。

此外，连铸还可以用于特殊材料的生产，如不锈钢、合金钢等。

结论连铸作为钢铁冶金中的重要工艺，在钢铁生产中发挥着重要的作用。

它具有高效、资源节约、品质稳定、加工性能好等优势，并广泛应用于钢铁冶金生产中。

连铸技术在钢铁冶炼中的应用研究随着现代工业的快速发展，钢铁冶炼技术也在不断创新和发展。

其中，连铸技术的应用已成为钢铁生产中的不可或缺的一部分。

本文将围绕连铸技术在钢铁冶炼中的应用进行详细探讨。

一、连铸技术的概述连铸技术是指在钢铁冶炼过程中，将熔融的钢水经过流动状态下的定量控制，使其在连续铸模上凝固成一定尺寸的坯料。

连铸技术的应用可以有效地提高钢铁生产的效率和质量。

目前，连铸技术主要分为垂直连铸和水平连铸两种。

垂直连铸是指将钢水经过鼓风喷嘴和降温器，在自由落体条件下进入连铸机，流淌至铸模内凝固成坯料的工艺过程。

水平连铸则是将钢水从连铸机的铸包反复引出并进行急速冷却，使其凝固成坯料的不间断流水式生产过程。

二、连铸技术在钢铁冶炼中的应用1. 提高产品质量钢铁生产中，连铸技术的应用可以使钢坯的凝固过程得到正确控制，从而保证钢坯的内部结构均匀、无夹杂、无裂纹等缺陷，提高了产品的质量和机械性能，同时也降低了制品的损耗和节省了成本，达到了高效低耗的生产目标。

2. 增加生产效率连铸技术的应用，可以使得钢水从熔炉到钢坯的转化成为可以一次连续完成的生产过程，大幅提高了生产效率。

另外，连铸机的生产速度也得到了快速提升，能够适应现代高速钢铁生产的需要。

3. 降低能耗和环保节能相较于传统的熔池铸造工艺，连铸技术使用的熔炼投入物量，比如氧化物、石灰石等，可以被大大降低，降低了能耗，同时也减少了工业污染物的排放，有利于环保。

4. 应用技术不断创新随着现代连铸技术的不断创新，如超压连铸技术、超声振动技术、电磁复合表面处理技术等，以及材料科学和计算机技术的应用，连铸技术开启了更多可能性，为钢铁冶炼的发展注入了新的活力。

三、连铸技术的适用范围目前连铸技术的应用范围已经广泛，不仅适用于钢铁工业，也应用于有色金属、合金铸造及陶瓷材料的制造。

其中，特别是在大型钢企中的广泛应用和发展。

四、未来发展趋势随着社会的不断发展和人们生活水平的提高，对钢材产品的质量和机械性能要求也越来越高，而连铸技术的应用，可以帮助实现这些目标。

钢铁冶金概论连铸工艺钢铁冶金是指通过冶炼和加工，将铁矿石中的铁元素提取出来制成钢材的过程。

而连铸工艺则是钢铁冶金过程中的一种关键工艺，通过连铸工艺可以将熔融的钢水直接铸造成连续铸坯，提高钢材生产的效率和质量。

连铸工艺的基本原理是将融化的钢水通过连续铸造机的浇注系统，注入到连续铸坯结晶器中。

结晶器内部有多个水冷铜管，通过外部供水维持一定的冷却速度，使钢水在管道内快速凝固形成连续的铸坯。

在连铸过程中，可以根据需要调整浇注速度和结晶器冷却水的温度，以控制铸坯的形状和质量。

与传统的分段铸造工艺相比，连铸工艺具有以下优势：1.提高生产效率：连铸工艺可以实现连续生产，不需要停机换模，大大缩短了钢材的生产周期。

同时，连铸工艺还可以根据需要调整铸坯的宽度和厚度，适应不同尺寸和规格的钢材生产需求。

2.提高产品质量：连铸工艺可以减少钢水在冷却过程中的非均匀凝固，降低了拉伸应力，从而减少了铸坯的开裂和缺陷。

此外，连铸工艺还可以通过在线测温、测速和涂演技术，实时监控和控制铸坯的温度和形貌，提高铸坯的表面质量和内部结构。

3.降低能耗和环保：连铸工艺不需要炼钢坯间的加热和冷却过程，大大节约了能源和有害气体的排放。

同时，连铸工艺可以通过废渣和气体的循环利用，减少了冶炼过程中的废物产生和环境污染。

然而，连铸工艺也存在着一些挑战和难点。

首先，连铸过程中铸坯的温度分布不均匀，容易产生温度梯度应力和表皮裂纹。

其次，连铸工艺对设备和技术要求较高，需要配备高效的材料输送系统、快速冷却系统和在线监测系统。

此外，连铸工艺还需要进行精细化建模和仿真分析，以优化铸坯的形状和质量。

总的来说，连铸工艺是钢铁冶金中的重要工艺，可以提高钢材的生产效率和质量，降低能耗和环保。

随着工艺和设备的不断升级，连铸工艺在钢铁冶金中的应用前景将更加广阔。