连续铸钢原理与工艺

钢的连续浇铸连续铸钢是用连铸机浇铸、冷却、切割而直接得到铸坯的工艺，它是连接炼钢和热轧的环节。

主要设备由钢包、中间包、结晶器、结晶振动装置、二次冷却和铸坯导向装置、拉坯矫直装置、切割、出坯装置等组成的。

1 、浇铸过程：将盛钢水的钢包吊到连铸机上部，钢水通过钢包底部的水口流到中间包，钢水进入结晶器内，钢水从四周逐步冷却凝固，温度下降，当钢水开始进入结晶器时，在结晶器下段用引锭杆塞住，当出结晶器时，有二次冷却装置靠许多喷头喷出雾壮水进行冷却。

在用夹紧辊拉出，完全凝固后，切割成板坯，送热轧厂。

设备：A 、钢包。

是用于盛放钢水并进行精炼的容器。

B 、中间包。

位于钢包与结晶器之间，起到稳流、减压、储钢、分流等作用。

它的容量为钢包的20 一40％。

C 、结晶器是连铸的“心脏”，钢水在结晶器内冷却初步凝固成一定厚度的铸坯外形，并被连续从结晶器下口拉出，进入二冷区。

D ，二次冷却。

铸坯出结晶器到完全凝固的过程称二次冷却，通过喷水或喷雾气冷却。

E ，拉坯矫直装置。

对板坯矫直。

F ，切割。

把板坯切割成规定的尺寸。

2 、薄板坯连铸连轧技术薄板坯连铸连轧是20 世界80 年代末开发成功的技术，特点是：A ，板坯厚度小。

厚度在20 一80mm ，冷却快。

B ，拉速快，一般在sm / min 。

C ，流程短。

传统的厚板坯一般是热送或冷却后送热轧板坯库，编组后进加热炉加热后再轧制，由于炼钢和热轧是二个独立的部门，生产不连续。

而薄板坯连铸连轧，是将连铸机与连轧机连成一条线，钢水由薄板坯连铸机生产一定规格的板坯，随即进入在线的加热炉进行少量的加热，即可进入连轧机轧制。

这样缩短了生产周期、减少设备投资。

但比表面积大，散热快，•缺陷的产生几率高。

主要工艺有：德国西马克（SMS ）的CSP （漏斗形结晶器）技术，德国德马克（MOH ）的ISp （平板直弧形结晶器）技术。

我国从西马克引进了CSp 生产线，分别在珠江钢厂、邯郸钢厂、包钢、唐钢、本钢的企业。

连续铸造1 基本原理、工艺特点及应用范围1.1 连续铸造的基本过程连续铸造是一种先进的铸造方法，其原理是将熔融的金属，不断浇入一种叫做结晶器的特殊金属型中，凝固（结壳）了的铸件，连续不断地从结晶器的另一端拉出，它可获得任意长或特定的长度的铸件。

连续铸锭的工艺过程如图1所示，在结晶器的下端插入引锭，形成结晶器的底，当浇入的金属液面达一定高度后，开动拉锭装置，使铸锭随引锭下降，上面不断浇入金属，下面连续拉出铸锭。

连续铸管的工艺与此相似，只是在结晶器的中央加——内结晶器，以形成铸管的内孔。

图1 连续铸锭示意图1-浇包 2-浇口杯 3-结晶器 4-铸锭 5-引锭1.2 连续铸造的特点和应用连续铸造在国内外已被广泛采用，例如连续铸锭（钢或有色金属锭），连续铸管等。

连续铸造和普遍铸造法比较有下述优点：1.由于金属被迅速冷却，结晶致密，组织均匀，机械性能较好；2.连续铸造时，铸件上没有浇注系统的冒口，故连续铸锭在轧制时不用切头去尾，节约了金属，提高了收得率；3.简化了工序，免除造型及其它工序，因而减轻了劳动强度；所需生产面积也大为减少；4.连续铸造生产易于实现机械化和自动化，铸锭时还能实现连铸连轧，大大提高了生产效率。

2 连续铸铁管连续铸管目前已成为我国生产铸铁管的主要方法。

铸铁管的品种有承插管（自来水管及煤气管），法兰管（农业排灌及工业用管）薄壁管及小直管等。

各种管的形状如图2所示。

图2 连续铸造结构图a-承插管 b-法兰管 c-薄壁管 d一小直管目前国内生产的连铸管内直径由30～1200mm；一般普通压力管出厂前要进行大于15atm的水压试验。

连续铸管的方法是将铁水浇入内外结晶器之间的间隙中（间隙大小即铸管的壁厚）结晶器上下振动，从结晶器下方，下断地拉出管子。

在拉管过程中，管子通过结晶器下口时，必须有一定厚度的凝固层（图3），使能承受拉力、和内部铁水的压力，否则将会造成拉漏的现象。

上述这些工艺要求，都应由连续铸管机加以实现。

连铸原理与工艺一、课程说明课程编号：050122Z10课程名称：连铸原理与工艺/ The Principle and Technology of Continuous Casting课程类别：专业选修课学时/学分：32 /2先修课程：冶金原理；冶金设备；钢铁冶金学适用专业：冶金工程教材、教学参考书：1. 蔡开科. 连续铸钢原理与工艺. 北京: 冶金工业出版社, 20022．史宸兴主编. 实用连铸冶金技术. 北京: 冶金工业出版社, 19983．蔡开科主编. 连铸坯质量控制. 北京: 冶金工业出版社, 20104．熊毅刚主编. 现代钢铁工业技术-板坯连铸. 北京: 冶金工业出版社, 1994 5．朱苗勇主编. 现代冶金学（钢铁冶金卷）. 北京: 冶金工业出版社, 2005 6．黄希祜编. 钢铁冶金原理. 北京: 冶金工业出版社, 2002二、课程设置的目的意义连铸原理与工艺是建立在冶金原理、传输原理和冶金设备基础之上，是针对钢铁冶金最关的键环节-连铸过程的相关理论和工艺的全面阐述，是培养冶金工程专业高级技术人员的核心专业课程。

通过本课程的学习，使学生了解国内外连续铸钢的发展，连铸机型和结构特征，连铸工艺参数的设计原理，连铸钢水质量控制，连铸操作工艺，中间包冶金，连铸保护浇注，结晶器冶金，连铸坯凝固与传热，连铸二次冷却控制，连铸坯质量控制，连铸保护渣和覆盖剂等，为从事炼钢和连铸生产、设计、科研打下基础。

三、课程的基本要求知识要求：了解国内外连续铸钢的发展概况；连续铸钢的优越性；传统连铸技术的发展与新的连铸技术的开发；连铸机机型分类；各种连铸机的特点；小方坯、板坯、圆坯、大方坯连铸机的结构特征；连铸机机型选择原则；以及连铸机型的确定等。

能力要求：熟练掌握连铸工艺参数的设计原理，包括连铸机生产能力，连铸机产量计算，铸坯断面，连铸机流数，浇注时间，准备时间，准备时间，铸机的弧形半径，冶金长度，拉速设计，中间包容积，中间包内腔主要尺寸，中间包内腔主要尺寸，结晶器的结构，结晶器主要尺寸计算，结晶器冷却水量，二冷区水量及各段水量分配，水口设计等的定义、设计原理和优化标准。

课程结构第一章绪论和连铸生产概述一、连续铸钢工艺流程简述二、连铸与模铸的比较三、连铸生产正常化应具备的基本条件四、连续铸钢生产发展概况五、连续铸钢特点六、连铸机分类七、各类连铸机特点比较小结:第一章绪论和连铸生产概述一、连续铸钢工艺流程简述连续铸钢：把（一炉或多炉）高温钢水连续不断地浇铸成具有一定断面形状和一定尺寸规格铸坯的生产工艺过程。

工艺流程特点：铸坯能直接轧制成各种钢材构成：主体设备：浇注设备、LD、回转台、TD及小车、MD及振动装置、二次冷却支导装置、拉矫装置、切割装置等等。

一台连铸机组成：1）盛钢桶（盛钢桶支撑设备）2）中间包（中间包小车）3）结晶器（结晶器振动装置）4）二次冷却装置5）拉坯(娇直)装置6）切割装置（去毛刺装置）（喷印装置）7）铸坯运出装置等。

图1-1 带有直线段多半径弧形连铸机1-盛钢桶；2-中间包；3-结晶器；4-二次冷却；5-拉矫装置；6-切割装置；7-运胚和检验装置二、连铸和模铸的比较1）模铸工艺流程简述模铸：按炉将盛在盛钢桶内的钢水注入到具有一定形状和尺寸的钢锭模中铸成钢锭的浇注工艺。

特点：钢锭需经过初轧机轧制成钢坯，然后再进一步轧制成各种钢材。

2）连铸和模铸生产工艺比较图连铸具有的优越性：提高综合成材率；降低能耗；连铸产品的均一性高、质量好；易于实现机械化自动化。

三、连铸生产正常化应具备的基本条件完好的设备状态－实现连铸生产正常化的根本保证；完善的炼钢工艺－是连铸生产正常化的基础；科学的管理－是保证连铸生产的连续性和稳定性；高水平的人员素质－是搞好连铸生产的重要条件；同步发展新工艺新技术－满足连铸生产发展的需要。

四、连续铸钢生产发展概况五、连续铸钢特点（1）简化了钢坯生产的工艺流程，节省大量投资，省去了模铸工艺中脱模、整模、均热及初轧等工作。

（2）提高了金属收得率和成材率。

（3）提高了钢坯质量。

（4）改善了劳动强度，提高了劳动生产率，而且有助于铸钢生产的连续化和自动化。

连铸工艺知识点总结一、概述连铸是指在一台设备上同时进行浇铸和凝固过程的一种工艺。

它可以大幅度提高生产效率，减少材料浪费，提高产品质量。

在现代工业中，连铸工艺已经被广泛应用于钢铁、铝、铜等金属的生产中，成为了重要的生产工艺之一。

二、连铸的原理连铸的基本原理是利用连铸机，在一个连续的过程中，将金属液直接浇注至坯料模具中，然后通过顺序凝固、切割、堆垛等工序，最终产生坯料产品。

整个连铸过程中，金属液会先经过结晶器的处理，实现坯料的凝固，在这个过程中，还会进行一系列的拉伸、抽拉和冷却等操作，使得坯料的形状和尺寸得以控制和稳定。

三、连铸的优势1. 提高生产效率：相对于传统浇铸工艺，连铸可以大幅度提高生产效率。

因为它可以在同一个设备上连续进行浇铸和凝固过程，减少了生产过程中的空闲时间，从而实现了生产效率的提升。

2. 减少材料浪费：连铸工艺可以减少金属的二次加工过程，大大减少了金属的浪费，减少了材料的消耗，同时也减少了对环境的污染。

3. 提高产品质量：由于连铸工艺可以控制金属的凝固过程，使得坯料的材料结构更加均匀，从而提高了产品的质量。

4. 节省能源：相对于传统的浇铸工艺，连铸工艺可以在生产过程中更好地利用能源，降低能源的消耗。

四、连铸的工艺流程1. 铸坯模具的准备：连铸的第一步是准备好适用于连铸工艺的铸坯模具，通常采用的是一种特殊的铸坯模具，可以确保坯料的形状和尺寸的准确度。

2. 结晶器处理：在连铸的过程中，金属液会通过结晶器进行处理，实现坯料的凝固。

3. 拉伸、抽拉和冷却：在结晶器处理完后，金属液会经过一系列的拉伸、抽拉和冷却等操作，以控制坯料的形状和尺寸。

4. 切割和堆垛：最后，坯料会被切割为所需的尺寸，然后进行堆垛，完成整个连铸工艺的过程。

五、连铸的应用领域1. 钢铁生产：连铸工艺在钢铁生产中得到了广泛的应用，可以高效地生产出各种规格的钢铁坯料。

2. 铝合金生产：在铝合金生产中，连铸工艺可以提高产品质量，降低生产成本。

连续铸钢的具体流程为连续铸钢的具体流程为：钢水不断地通过水冷结晶器，凝成硬壳后从结晶器下方出口连续拉出，经喷水冷却，全部凝固后切成坯料的铸造工艺过程。

如果连铸生产薄板坯，那么还可以进入连铸连轧工艺进行进一步的加工。

连铸机主要由中间罐、结晶器、振动机构、引锭杆、二次冷却道、拉矫机和切割机组成。

钢水温度过高的危害：①出结晶器坯壳薄，容易漏钢；②耐火材料侵蚀加快，易导致铸流失控，降低浇铸安全性；③增加非金属夹杂，影响板坯内在质量；④铸坯柱状晶发达；⑤中心偏析加重，易产生中心线裂纹钢水温度过低的危害：①容易发生水口堵塞，浇铸中断；②连铸表面容易产生结疱、夹渣、裂纹等缺陷；③非金属夹杂不易上浮，影响铸坯内在质量。

虽然高度的自动化有助于生产出无收缩铸件，但如果液态金属事先不除尽杂质，在铸造过程中会出现问题。

氧化是液态金属杂质的主要来源，气体、矿渣或不溶合金也可能卷入液态金属。

为防止氧化，金属尽量与大气隔离。

在中间包，任何夹杂物包括气泡，其他矿渣或氧化物，或不溶合金也可能被夹杂在渣层。

一个主要的连铸问题是连铸坯的断裂。

如果凝固的金属外壳过薄，有可能导致钢坯在拉出一定长度后下方的金属将上方正在凝结的金属拉断，导致钢水泄露，进而破坏其他机器而发生事故。

通常情况下，断裂是由于过高的拉出速度，使凝固的外壳没有足够时间来产生所要求的厚度；也有可能是拉出的金属温度仍然过高，这意味着最终凝固时间大大低于矫直辊和地方链断裂整顿期间，由于应用的压力。

阿突破，也可能发生，如造成撕裂。

如果传入的金属过热，可以通过减慢拉出速度来防止断裂。

另一个可能出现的问题是碳化物，钢铁与溶解氧反应也可能产生碳化物。

由于金属是液态，这种碳化反应是非常的快，同时产生大量高温气体，如果是在中间包或者结晶器中发生碳化反应，氧元素还会反应生成氧化硅或氧化铝，如果产生过多的氧化硅或氧化铝将有可能堵塞中间包与结晶器中间的连接管，进而导致破坏生产。

优越特性：简化生产工序连铸可以省去初轧开坯工序，不仅节约了均热炉加热的能耗，而且也缩短了从钢水到成坯的周期时间提高金属的收得率采用钢锭模浇铸从钢水到成坯的收得率大约是84～88%，而连铸约为95～96%，因此采用连铸工艺可节约金属7～12%，这是一个相当可观的数字。

连续铸造原理和连铸设备简介连续铸造设备主要包括连铸机、送丝装置、拉拔机、冷却设备等组成。

连铸机是整个连续铸造线的核心设备，它包括浇注部分和凝固部分。

浇注部分通过浇注头将熔化金属浇注到冷却结晶器中，使得熔化金属得到成型。

凝固部分则是通过在凝固过程中对金属坯料进行冷却处理，使得金属坯料在不断移动的过程中逐渐凝固成型。

送丝装置和拉拔机是用来控制金属坯料的尺寸和形状的关键装置。

送丝装置通过控制坯料的拉丝速度和张力，使得坯料能够在凝固过程中得到适当的形状和尺寸。

拉拔机则是用来拉拔和整形坯料，从而使得金属坯料得到精确的尺寸和形状。

最后，冷却设备是用来对金属坯料进行冷却处理的设备。

通过控制冷却设备的参数，可以使得坯料在凝固过程中能够得到适当的温度和结晶结构，从而保证产品质量。

总的来说，连续铸造设备通过不断地控制和调整熔炼金属的流动和凝固过程，使得金属坯料能够在连续铸造过程中得到高质量的产品。

这种生产方式不仅提高了生产效率，降低了能耗成本，还能够获得更加均匀的产品质量，因此在金属加工行业得到了广泛的应用。

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连续铸造设备是现代工业领域中一个重要的技术装备，它广泛应用于钢铁、铝合金、铜合金等金属材料的生产中。

通过连续铸造设备，工厂可以实现高效、精确的生产过程，满足市场对于高质量金属坯料的需求。

在连续铸造的过程中，关键的一环是冷却设备。

冷却设备的设计和操作对于金属坯料的凝固过程至关重要。

凝固速率的控制能够对金属晶粒的尺寸和分布进行调节，进而对产品的力学性能和内部组织进行精确控制。

冷却设备的设计也需要考虑如何降低能耗和提高运行效率，同时保证产品质量。

一些先进的连续铸造设备还配备了智能控制系统，可以实时监测和调整坯料的凝固过程，从而提高产量和坯料质量。

与传统的间歇铸造相比，连续铸造设备具有很高的生产率和效率。

通过连续铸造，金属坯料可以实现自动化和连续化的生产过程，降低了生产周期和人工成本。