连铸三大件的生产与应用

连铸技术总结随着工业的不断发展，连铸技术已经成为了铸造行业中的一项核心技术。

其将液态金属直接浇注到铸模中进行凝固，以实现铸件的快速制造。

连铸技术具有高效率、高精度、高质量等特点，被广泛应用于航空、轨道交通、汽车、管道等领域。

本文将对连铸技术进行分析总结，从连铸设备、浇注过程和生产工艺等方面进行讲解。

一、连铸设备1.连铸机连铸机是连铸生产过程中最重要的设备。

其主要由铸模系统、浇注系统、卸模系统、铸坯传动系统、自动控制系统和液压系统等部分组成。

连铸机的种类较多，包括直接液压连铸机、机械式连铸机、液压机械式连铸机和弯管式连铸机等。

其性能主要取决于流程控制、维护保养和质量监控等方面。

连铸机质量的好坏直接决定了连铸生产线的效率和产品质量的高低。

2.冷却设备冷却设备是连铸过程中至关重要的组成部分。

其作用是使铸坯的温度快速下降并达到所需的机械性能和物理性能。

目前，常用的冷却设备包括带式冷却机、盖式冷却器和水冷却器等。

其中，带式冷却机是目前最常用的冷却设备之一。

其通过铸坯在带式机上的快速传输和喷雾冷却，实现了高效的冷却效果，得到了广泛的应用。

二、浇注过程连铸技术的浇注过程是直接将高温液态金属浇注到铸模中，然后经过一系列的冷却处理后，获得具有一定形状和机械性能的铸造品。

其整个过程包括供料、浇注、冷却和卸模等环节。

其中，浇注环节是最为重要的一环，其直接决定了铸造品的质量和尺寸精度。

在浇注过程中，连铸设备的优劣和流程控制的稳定性对铸造品的性能有着重要的影响。

如果连铸设备的维护保养不当，或者流程控制存在失误，都会导致铸造品的不良品率增高。

三、生产工艺生产工艺是连铸技术的核心之一，它包括铸模设计、长料制备、浇注、冷却和卸模等环节。

铸模设计是铸造品质量的重要保证之一，铸模的设计直接影响了铸造件的表面质量和内部质量。

长料制备对铸造品的机械性能、化学性能和物理性能也有着重要的影响。

在生产过程中，连铸技术还需要定期进行检修和维护保养，如清洗连铸机和冷却系统等，以确保设备的稳定运转。

三大件使用注意事项通则：连铸用铝碳质三大件为等静压成型产品，属于碳结合的脆性材料，所以使用安装都要轻拿轻放。

存放于干燥区域，有条件的应（特别是南方潮湿地方）存放在温度大于50℃的干燥房内。

防潮包装打开要尽快使用。

长水口：1、首次可以不经烘烤即可使用。

再次使用必须在温度不低于1000℃情况下使用。

浇次之间尽量缩短时间，减少温降。

如果间隔时间长，则需采取适当保温措施。

2、长水口安装时最好要使用配套的耐火纤维密封垫，以减少与钢包下水口连接处吸入空气。

该密封处通常应有氩封。

3、更换钢包时，应对与钢包下水口连接处的冷钢等残留物进行氧气清洗。

以利于好的密封效果。

但清洗时要避免过度清洗，否则会损害密封面和水口颈部内侧，造成吸入空气和颈部穿孔。

4、长水口插入钢包深度以150mm-250mm为好。

过浅会卷渣和空气。

过深对中间包低部不利。

塞棒、中间包水口：1、安装金属杆紧固螺母时用力不宜过大否则会损害连接处塞棒内部结构强度。

安装在中间包内时要垂直。

2、使用前需经烘烤。

烘烤在常温到600℃以下不少于40分钟，在600-800℃由于防氧化涂层没有熔化，所以要尽快提升到800℃以上，烘烤温度不宜高于1200℃。

总烘烤时间不低于90分钟。

3、使用中要对塞棒中孔吹气冷却，保持钢连接的强度。

浸入式水口：1、使用前需经烘烤。

烘烤温度1000-1100℃为宜。

烘烤时间不低于60分钟。

在线烘烤，烘烤是应有纤维毯包裹改善烘烤效果。

2、安装时，中间包水口下部要保持整洁，不得有冷钢。

否则影响使用效果。

既因吸气影响钢水质量也影响水口使用寿命。

3、使用时，直通水口插入钢水深度为80-150mm。

侧孔水口插入钢水深度为220-300mm，视具体情况而定。

国内连铸“三大件”（长水口、浸入式水口、塞棒）市场四强、现存问题及发展长水口：连铸时，长水口用来连接钢包与中间包，其作用是在钢水浇注过程中隔断空气，避免钢水的二次氧化及氮气的吸入、防止钢水飞溅及卷渣。

由于钢水在长水口内迅速通过，因此要求长水口具有良好的耐热震性、抗钢水冲击性和抗渣蚀性能。

长水口的材质主要有熔融石英质和Al2O3-C质、ZrO2-C质。

熔融石英质水口价格低廉，但抗钢水冲蚀性能和抗中间包覆盖剂、熔渣的侵蚀性能较差；Al2O3-C质水口使用寿命长，对钢种的适应性强；而含ZrO2质水口价格较高，一般仅在渣线部位应用ZrO2-C材料。

浸入式水口：中间包钢水到结晶器由浸入式水口连接，它可控制钢水的流动状态和注入速度，防止钢水二次氧化和结晶器保护渣卷入钢水，促进夹杂物上浮，并使结晶器内铸坯断面热流分布均匀等功能。

浸入式水口渣线要求抗保护渣侵蚀性能优异，而本体则要求耐热震、抗冲刷且能防止Al2O3附着阻塞水口。

因此，浸入式水口本体材料采用Al2O3-C材质，渣线部位用ZrO2-C材质。

为解决特殊钢种需要又研发了各种材质的浸入式水口。

比如：ZrO2-CaO-C系、无碳Al2O3-SiO2系、MgO-CaO-C系等浸入式水口能有效解决浇铸低碳铝镇静钢过程中水口絮瘤堵塞；适用于高氧钢的MA-C质浸入式水口；为适应板坯连铸浸入式水口快换技术的发展，研发了高耐磨性、高抗氧化性、低碳的Al2O3-C板面材料。

塞棒：从中间包到结晶器的钢水流量由整体塞棒控制，还可用塞棒向钢水中喷吹氩气等惰性气体。

因其要控制开浇和停浇，所以塞棒头部必须抗冲刷、与浸入式水口能很好配合，同时渣线还必须具有较好的抗侵蚀性能来抵抗中间包钢渣的侵蚀。

塞棒的材质主要是Al2O3-C质。

为保证塞棒在使用过程中的可靠性及长时间控流效果，棒头一般采用低碳材质，碳的质量分数一般不高于15%，以保证材料具有优良的抗钢水冲蚀性能；而棒身一般采用高碳材质，碳的质量分数一般不低于26%，渣线处采用MgO-C或ZrO2-C材质，以增强塞棒的整体抗侵蚀性能。

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。

第35卷第2期2013年4月四川冶金Si ch uan M et al l ur gyV01．35N o．2A pr．，2013文章编号：1001--5108(2013)02删l—05攀成钢圆坯连铸“三大件"的生产与应用谢长清(攀钢集团金山耐火材料股份有限公司，四川德阳618000)【摘要】根据攀钢连铸“三大件”生产线的设备情况，针对攀成钢圆坯连铸“三大件”的使用条件，选择了不同的材质进行研究。

以板状刚玉、白刚玉、俚一氧化铝微粉、98大结晶电熔镁砂和天然鳞片状石墨等为原料制备了圆坯连铸生产线，用“三大件”一长水口、整体塞棒和浸入式水口，在现场进行了使用试验。

结果表明：所生产的圆坯连铸“三大件”性能完全满足使用要求，烘烤时无氧化和剥落；在实际连铸生产条件下，圆坯连铸“三大件”稳定地实现了12炉连浇，为相关的连铸“三大件”生产提供了良好的基础。

【关键词】连铸“三大件”圆坯连铸应用【中图分类号】T F341TQ l75【文献标识码】BPR O D U C T I O N A N DA I'PI L I C A T I O N O F T H R E E M A I N PR O D U C T S F O R R O U N D B L O O M C O N T烈U O U SC A S T I N G I N PA N C H E N G G A N GX i e C hangqi ng(Pangang G r o up Ji m ha n Refr a ct or y Co．，Lt d，D e ya ng618000，Siehuan，C hi na)[A bst r act]The di f fer ent m at er i al s of t hr ee m ai n pr oduc t s f or Panchenggang r ound bl oom cont i nuouscast i n g and r ol l i ng w e r e st udi ed ac cor di ng t o i t s appl i cat i o n condi t i ons and t he e qui pm ent s of Panggang t hr ee m ai n pr oduc t s f or cont i nuous cast i ng．t hr ee m ai n pr oduc t s f or cont i nuous cast i ng w e r e m anuf a ct ur ed w i t h s l ab c or undum、w hi t e cor undum、O t·A1203pow d er、98％bi g crys t al l i ze f used m a gnesi t e and nat ur a l s cal e gr aphi t e as m ai n s t art i ng m at er i al ac cor di ng t o t he appl i cat i o n r equi r e m e nt s．E xpe r i m e nt r es ul t s how s t hat t he t hr ee m ai n pr oduc t s f or cont i nuous cast i ng m a de of st udi ed m at er i al s I M e ca pabl e t o c as t s t eel w i t h12l adl e s equences i n r ound bl oom cont i nuous cas t i ng．The r es ul t pr ovi des a bet t er basi s f orf ur t her pr oduce．[K ey w or ds]t hr ee m ai n pr oduct s f or cont i nuous cast i ng，r ound bl oom cont i nuous cas t i ng，ap pl i cat i on1前言长期以来，连铸耐火材料的优劣制约着连铸生产技术的发展。

15.3浸入式水口、长水口、整体塞棒15.3.1长水口、整体塞棒、浸入式水口概述连铸用长水口、整体塞棒、浸入式水口（以下简称连铸三大件）是连铸工艺中非常重要的功能耐火材料。

如图15-1中所示，它们的作用是将钢包、中间包、结晶器三位一体地连接起来，控流和导流钢液，防止钢水二次氧化，实现连续铸造工艺。

长水口又称保护套管，安装于盛钢桶下方与滑动水口装置的下水口相连，连接钢包和中间包，起着导流、防止钢水氧化和飞溅的作用；整体塞棒在连铸工艺中之作用起到控制钢水从中间包到结晶器流量；浸入式水口是连铸过程中最关键的耐火功能部件，它安装在中间包和结晶器之间，是钢水从中间包输送到结晶器的通道，既要保护钢水不发生二次氧化，防止氮溶入或渣混入钢水及防止钢水飞溅，又要保证钢液在结晶器里有一个合理的流场和温度场分布。

根据它们所承受的使用条件和需要满足的使用要求，长水口、整体塞棒、浸入式水口采用抗热震性优异的含碳耐火材料，在关键工作部位，如渣线、塞棒棒头等采用高抗侵蚀性的含碳材料。

表15-16中列出了连铸三大件产品的基本组成和性能指标的参考范围。

连铸三大件的结构、形状、尺寸依连铸机不同而有所区别。

表15-16 连铸用长水口、整体塞棒、浸入式水口组成和性能指标的参考范围项目化学组成w/% 体积密度/g。

cm-3显气孔率/%耐压强度/MPa抗折强度/MPa AL2O3ZrO2+C a OMgO C+SiC长水口40-65 25-35 2.2-2.6 12-20 20-30 6-10整体塞棒本体45-60 20-30 2.3-2.6 15-20 20-35 8-10 棒头1 60-75 15-25 2.5-2.7 10-18 20-35 6-10 棒头2 65-85 10-20 2.5-2.8 10-18 15-25 5-8浸入式水口本体40-60 20-30 2.2-2.5 15-20 20-30 6-10 渣线70-85 15-25 3.4-3.8 15-20 18-25 6-1015.3.2 连铸三大件生产工艺连铸三大件虽然功能不同，但有着相同或相似的材质、结构特点、使用条件、性能要求等，因而在生产中采用几乎完全相同的工艺。

连铸“三大件”发展现状姓名：徐腾腾班级：无机非金属材料工程（卓越）1101 学号：201102128116 摘要：整体塞棒、长水口（大包长水口）和浸入式水口（中包所用水口），称为连铸“三大件”。

连铸“三大件”在炼钢生产中处于十分重要的位置，主要起到保护浇注和控流的作用，他们质量的好坏对于连铸乃至整个钢厂生产的连续性与稳定性有重要的意义。

其材质主要是铝碳质，以氧化铝和炭素为原料，大多数情况下还加入添加剂，如SiC、单质Si等，用沥青或树脂等有机结合剂粘结而成的碳复合耐火材料。

成型方法采用等静压成型。

本文主要从连铸“三大件”的原材料、生产过程、应用及在使用中出现的问题分析其发展现状。

关键词：连铸三大件发展现状 Al2O3－C1 前言进入2000年以后, 随着连铸技术的日臻成熟,高效连铸技术已成为钢铁行业发展重点。

高效连铸技术是以高拉速为核心,以高质量连铸坯无缺陷生产为基础,实现高连浇率、高作业率连铸的系统技术。

连铸速度的提高、连浇时间的延长,通过保护浇铸水口的钢水流速流量也显著提高, 因此对连铸用耐材提出了更高的要求。

连铸过程中所用的整体塞棒、长水口和浸入式水口在生产技术、产品品种、质量水平方面，正逐步追赶纾解先进水平，取代某些进口产品，以满足我国炼铁生产发展的需要。

延长连铸“三大件”的寿命是需求方最大的要求，由其所处环境和组成考虑，主要提高他们对渣液的抗侵蚀能力和高温抗氧化性。

本文简述我国连铸“三大件”的原料、生产过程、应用的发展现状；解决其存在的寿命低、成本高、生产复杂的问题。

通过对其从原料到成品和所处环境的分析，以及与国外产品的对比，选择最合理的成分组成和成型方式，提高性价比。

从而减少钢铁生产成本，促进钢铁工业的发展。

2 连铸“三大件”使用环境连铸“三大件”在连铸系统中所使用的位置如图：2.1 塞棒塞棒的功能主要是用于中间包开闭,除能自动控制中间包至结晶器的钢水流量外,还可通过塞棒的吹氩孔,向中间包吹入氩气和其它惰性气体,塞棒还具有控制钢流和净化的功能。