1、二. 连铸技术特征与发展历史2.1 世界连铸技术发展史2.2 我国连铸技术发展概况2.3 连铸设备分类2.4 各类铸机特点连铸目的是将钢水直接铸成接近最终产品尺寸的钢坯。连铸设备主要有：钢包、中间包、结晶器、结晶器振动装置、二冷系统和铸坯导向装置、拉坯矫直装置、切割装置、出坯装置等。依据浇注断面形状分类：板坯、方坯、圆坯和异型坯连铸等，铸机设备及工艺有一定差异。中间包连铸生产钢包大包回转台M-EMS抛光研磨设备结晶器S-EMS汽雾冷却区液相芯核减小F-EMS火焰切割机2.1 世界连铸技术发展史设想：钢水直接浇铸成接近最终产品尺寸的钢坯。连铸经过百年的实验室、工业实践。1960年在欧洲开始大规模
2、用于工业生产至今仍在改进、完善。1858年，第一个连铸机专利：Bessemer的对辊薄带铸机2.1.1 设想阶段 连续浇铸液体金属设想： 1840年：美，Sellers，铅管 1843年：美，赖尼 1846年：英，Bessemer，锡箔、铅板 现代连铸设备设想： 1886年，美，B.Atha 1887年，德，戴伦包括：水冷敞口结晶器，二冷段，引锭杆，夹辊，切割2.1.2 早期尝试阶段1866年，英，Bessemer研究对辊薄带连铸：采用一个底部敞开、垂直固定的厚壁铁结晶器并与中间包相连，施行间歇式拉坯；1887年，美，B.Atha，德国，达勒恩（R.M.Daelen）提出：水冷、底部敞口固定结
3、晶器连铸采用固定式水冷薄壁铜结晶器、施行连续拉坯、二次冷却，并带飞剪切割、引锭杆垂直存放装置。19201935年，连铸用于熔点低、传热快的有色金属：铜、铝合金。钢连铸实践困难原因：熔点高、热容大、导热系数小。凝固慢，易粘结，造成漏钢。1913年，瑞典，皮尔逊提出结晶器振动想法。1933年，德，S.Junghans容汉斯（连铸奠基人）：发明振动结晶器-连铸技术的里程碑，大幅降低了粘结、漏钢事故。关键：提高连铸机的浇铸能力。核心：提高浇铸速度。上世纪：40年代：设想试验50年代：连铸工业化60年代：弧形铸机，连铸发展70年代：常规连铸大发展（西方能源危机）80年代：常规连铸日趋成熟(直弧形铸机为代
4、表)90年代：近终形连铸(薄板坯连铸机)2.1.3 连铸技术发展阶段40年代：设想试验40年代，钢的连铸试验开发集中在欧洲和美国。连铸技术的里程碑：振动结晶器（德，S.Junghans）连铸的关键技术：“负滑脱”（英，Halliday）结晶器下振速度大于即时拉度，有效防止坯壳与结晶器粘结，是突破性的技术贡献。改善坯壳润滑、减轻粘结、焊合粘结损伤等优点，提高了浇铸速度（拉坯速度）。50年代：连铸工业化初期连铸设备大部分在特殊钢厂，设备主要设计者：容汉斯、罗西：立式机型。1951年，世界上第一台工业生产性连铸机：原苏联，红十月钢厂，立式半连续双流铸机。铸坯断面尺寸：180mm600mm。1952年
5、，英，巴路钢厂，双流立弯铸机。实现连续浇铸，生产铸坯为：50mm50mm 100mm100mm 小方坯。 1954年，加拿大阿特拉斯钢厂（Atlas），方 / 板 坯 兼 用 不 锈 钢 连 铸 机 ， 可 生 产 1 流168mm620mm板坯、2流150mm150mm方坯。 1959年原苏联，新列别茨克厂，建成宽板坯铸机。 1960年，新日铁，建造了世界上第一台不锈钢宽板坯连铸机，宽度为1050mm。 整个50年代，连续铸钢技术开始步入工业生产，制造40台连铸机，有25%是立弯式。产量有限：1960年的产量为115万吨，连铸比仅为0.34。60年代：弧形铸机，连铸发展1952年德国，欧.萨
6、波尔提出弧形连铸机的概念。1964年4月，奥地利，百禄钢厂，第一台弧形连铸机。1964年6月，北科大徐宝陞教授设计，重钢三厂，投产200mm200mm方坯弧形铸机。采用弧形连铸，铸机高度降低，持续稳定的多炉连浇、效率优势明显，降低了投资成本，促进了连铸发展。 60年代末，全球铸机总数已达200多台，总的设备能力近5000万t/a, 连铸钢的产量2600万t/a（质量因素）。70年代：常规连铸大发展1973年1974年第一次能源危机1979年第二次能源危机推动连铸的飞速发展。1970年代开始，日本后来居上、并率先推出直弧形板坯铸机、改善了板坯的内部质量。1980年，日本连铸机数量达156台，连比
7、例超过60、超越欧洲。1980年全世界连铸钢产量已逾2亿吨，相当于1970年产量的8倍。80年代：常规连铸日趋成熟企业：Concast、奥钢联/VAI、西马克/SMS、达涅利/Danieli等，大型专业化连铸设计公司：直弧形板坯铸机推广。新技术推动连铸坯质量、生产效率稳步提高1）炉外精炼； 2）中包冶金；3）结晶器冶金；4）保护渣新技术； 5）扇形段整体更换技术；6）分节密排辊技术；7）结晶器自动调宽、8）漏钢预报、9）电磁搅拌等90年代：近终形连铸特征：近终形薄板坯连铸、热装热送、常规板坯方坯高效连铸、动态远程辊缝调节。薄带铸轧、高清洁度连铸、中包加热与低过热度浇铸、连铸过程质量控制。New
8、 SlabCastersSlab Caster RevampsDirect Link PlantsNear Net Shape CastingPerfection of Operating Practiseand AutomationFirst linkCapacity and Quality IncreaseCurvedmold VerticalmoldMarket IntroductionVerticalCCMSolid core bending01002003004005006001960 1970 1980 1990 2000Diversificationof Direct Link
9、Plantsi i i ii i l世界著名连铸机制造企业钢研院中国VAI 奥钢联Voestalpine AG奥地利三菱日本康梯纽意大利Danieli达涅利意大利Concast康卡斯特瑞士罗科普美国SMS Demag德马克德国机型（公司名）国别2.2 我国连铸技术发展概况 5060年代：研究实验，生产实践 1957年：上海钢铁公司，吴大柯，设计第一台工业实验连铸机，75mm180mm。 1958年：北科大徐宝陞教授，重钢三厂，设计第一台双流立式连铸机。 1960年，黑色研究设计院，唐钢，单流立式小方坯连铸机。 1964年6月24日，北科大徐宝陞教授，重钢三厂，第一台方坯/板坯兼用弧形连铸机。
10、1965年，吴大柯，上纲三厂，4流弧形连铸机，145mm270mm。 至1978年，我国自行设计连铸机20台，连铸比3.4 世界400台，连铸比20.870年代末开始引进技术 1978年，武钢二厂，联邦德国，三台单流弧形3台。 1987年，首钢二厂，瑞士康卡斯特，两台8流小方坯弧形连铸。（1993年制作7台） 1988年，上钢三厂、太钢，奥地利，不锈钢板坯连铸机。 1989年，宝钢、鞍钢，日本，双流大型板坯连铸机。 1996年，武钢三厂，西班牙，双流板坯连铸机。 至2004年，共引进11台近终形薄板连铸机。 连铸产业政策： 1983年，冶金部提出“钢铁工业以发展连铸为中心提高成材率措施”的战略
11、决策。 提出以“以连铸为中心、炼钢为基础、设备为保障”的技术指导方针，推进全连铸的发展方向，促进了我国连铸大发展。 以质量求生存、以品种求发展、节能降耗环保，淘汰落后产能。 2000年，12849万t，84.81 2001年，15163万t，89.68 2002年，18225万t，92.41 2003年，22234万t，95.35 2004年，27245万t，96.03。现在98。我国钢产量和连铸比2.3 连铸设备分类铸机机型与分类：按铸坯断面形状分类当前主要分类方法，能明了地反映钢厂生产的产品种类。按铸机高度分类（钢水静压头）按结晶器状态分类2.3.1按铸坯断面形状对铸机分类板坯连铸机（包括
12、薄板坯、中厚板坯）方坯连铸机（包括矩形坯，其中还可分为小方坯、大方坯铸机）圆坯连铸机（小、大圆坯）异型坯连铸机（主要指H型坯）方/板坯兼用型连铸机（更换结晶器等实现）方/圆坯兼用型连铸机（更换结晶器等实现）薄带铸机（对辊薄带、履带式薄带连铸，发展中）2.3.2 按铸机高度分类（钢水静压头）1立式连铸机；2立弯式连铸机；3直结晶器多点弯曲连铸机4直结晶器弧形连铸机；5弧形连铸机；6多半径弧形（椭圆形）连铸机；7水平式连铸机2.3.3 按结晶器状态对铸机分类按结晶器是否移动可以分为两类：一当前主流固定式结晶器（包括固定振动结晶器）的各种连铸机，如立式连铸机、立弯式连铸机、弧形连铸机、椭圆形连铸机、
13、水平式连铸机等；同步运动式结晶器，新型近终型连铸机：结晶器与铸坯同步移动，铸坯与结晶器壁间无相对运动，适合于生产接近成品钢材尺寸的小断面或薄断面的铸坯（多为带坯、也见有异型坯）。如双辊式连铸机、双带式连铸机、单辊式连铸机、单带式连铸机，轮带式连铸机等。见示意图1双辊式连铸机；2单辊式连铸机3双带式连铸机；4单带式连铸机；5轮带式连铸机等。同步运动结晶器连铸机机型示意图2.4 各类铸机的优缺点2.4.1 立式连铸机2.4.2 立弯式连铸机2.4.3 弧形铸机2.4.4 直弧形铸机2.4.5 椭圆形连铸机（超低头铸机）2.4.6 水平连铸机优缺点是相对的：从生产铸坯的质量保证和铸机的生产效率来评价
14、。从钢厂投资成本、适用范围的可扩展性等来评价。2.4.1 立式连铸机50年代-60年代的主要机型。立式连铸机从中间罐到切割装置等主要设备均布置在垂直中心线上，整个机身竖立在车间地平面以上或使用深地坑。立式连铸机：钢液在垂直的结晶器和二次冷却段冷却凝固，钢液中非金属夹杂物易于上浮，铸坯四面冷却均匀，铸坯在运行过程中不受弯曲矫直应力作用，产生裂纹的可能性小，铸坯质量好，适于优质钢、合金钢和对裂纹敏感钢种的浇铸。缺点：高度大、厂房高度要求高，或用地坑，多炉连续浇铸切割困难。早期立式铸机特征：1钢水包；2中间包；3导向辊；4结晶器；5拉坯制动辊；6铸坯切割装置；7移坯、出坯运输装置2.4.2 立弯式连铸机立弯式连铸机是连铸技术发展过程的过渡机型，在立式连铸机基础上发展起来，有利钢水夹杂物上浮。相同：上部与立式连铸机完全相同。不同：待铸坯全部凝固后，装置将铸坯顶弯90o，在水平方向切割坯，适用于断面不大的铸坯浇铸。缺点：铸机高度较高，固态芯弯曲、矫直，拉速难以提高。
