连铸连轧生产技术讲义(概论)

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1、连铸连轧生产技术主讲人：张晓明东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室1概论1.1连铸技术的发展概况1.2厚板坯连铸与轧制的衔接模式1.3连铸坯热装及直接轧制技术的发展概况1.4薄板坯连铸连轧技术的发展概况1.5带钢直接连铸技术的发展概况1.1连铸技术的发展概况有相对滑动－固定振动式结晶器无相对滑动－移动式结晶器连铸的概念所谓连铸是将钢水连续注入水冷结晶器中，凝固成硬壳后从结晶器出口连续拉出或送出，经喷水冷却，完全凝固后切成坯料或直送轧制的铸造工艺。连铸的方法根据铸坯与结晶器器壁间是否有相对运动可以分为：金

2、属连续浇铸思想的启蒙阶段连铸技术发展的四个阶段第一阶段(1840～1930年)1840年美国人塞勒斯（Sellers）获得连续铸铅的专利；1856年英国人贝塞麦(HenryBessemer)提出了采用双辊连铸机浇铸出了金属锡箔、铅板和玻璃板，并获专利；1887年德国人戴伦（R.M.Daelen）提出了与现代连铸机相似的连铸设备的建议，在其开发的设备中已包括了上下敞开的结晶器、液态金属注入、二次冷却段、引锭杆和铸坯切割装置等。第二阶段(1940～1949年)1943年德国人永汉斯（S.Junghans）建成了第

3、一台试验连铸机，提出了振动水冷结晶器、浸入式水口、结晶器保护剂等技术，取得工业规模的成功，奠定了现代连铸机结构的基础，结晶器振动成为连铸机的标准操作。图1-2S.Junghans专利原理1—中间包；2—保护剂加入装置；3—进水口；4—结晶器；5—铸坯；6—拉辊；7—出水口；8—压缩机；9—钢包；10—振动机构连铸特征技术的开发阶段第三阶段(1950～1976年)传统连铸技术成熟阶段应用于工业生产5000多项专利代表性的技术弧形连铸机钢包回转台浸入式水口浇注结晶器保护渣电磁搅拌渐进弯曲矫直结晶器在线调宽中包塞棒

4、控制特点是连铸比不断上升，连铸生产效率不断提高（表现为铸机作业率、浇铸速率、拉坯速度、连浇炉数等主要指标的不断提高），浇铸品种逐渐扩大，生产成本大大降低。第四阶段(20世纪80～90年代)传统连铸技术的优化发展阶段1990年－59.5%，2001年－85.4%大多数国家的连铸比都在95％以上钢铁产品总量1900年－全球粗钢产量约3000×104ｔ2001年－超过8×108ｔ钢的连铸比传统钢铁生产流程20世纪90年代以来近终形连铸高效连铸电磁连铸紧凑化连续化高度自动化通常是指以高拉速为核心，以高质量、无缺陷铸坯

5、生产为基础，实现高连浇率、高作业率的连铸技术。高效连铸概念日本：最高板坯铸速：3.2m/min;月产量：20~45万吨;连浇炉数：超过100炉，最高达10000炉；作业率达92％。提高拉速措施：结晶器优化技术；结晶器液面波动检测控制技术；结晶器振动技术；结晶器保护渣技术；铸坯出结晶器后的支撑技术；二冷强化冷却技术；铸坯矫直技术；过程自动化控制技术。如果说提高拉速是小方坯连铸机高效化的核心，那么板坯连铸机高效化的核心就是提高连铸机作业率。目前提高连铸机作业率的技术主要有：（1）多炉连浇技术：异钢种多炉连浇；快速

6、更换长水口；在线调宽；中间包热循环使用技术；防止浸入式水口堵塞技术。（2）连铸机设备长寿命技术：长寿命结晶器，每次镀层的浇钢量为20～30万t；长寿命的扇形段，上部扇形段每次维修的浇钢量100万t，下部扇形段每次维修的浇钢量300～400万t。（3）防漏钢的稳定化操作技术：结晶器防漏钢预报系统；结晶器漏钢报警系统；结晶器热状态运行检测系统。（4）缩短非浇注时间维护操作技术：上装引锭杆；扇形段自动调宽和调厚技术；铸机设备的快速更换技术；采用各种自动检测装置；连铸机设备自动控制水平。提高板坯连铸机设备坚固性、可靠

7、性和自动化水平，达到长时间的无故障在线作业，是提高板坯连铸机作业率水平的关键。连铸坯的质量逐年提高，连铸坯的质量包括：铸坯洁净度（钢中非金属夹杂物数量，类型，尺寸，分布，形态）；铸坯表面缺陷（纵裂纹，横裂纹，星形裂纹，夹渣）；铸坯内部缺陷（中间裂纹，角部裂纹，中心线裂纹，疏松，缩孔，偏析）。连铸坯质量控制战略是：铸坯洁净度决定于钢水进入结晶器之前的各工序；铸坯表面质量决定于钢水在结晶器的凝固过程；铸坯内部质量决定于钢水在二冷区的凝固过程。连铸过程控制钢洁净度主要对策有：保护浇注；中间包冶金技术，钢水流动控制；

8、中间包材质碱性化（碱性复盖剂，碱性包衬）；中间包电磁离心分离技术；中间包热循环操作技术；中间包的稳定浇注技术；防止下渣和卷渣技术；结晶器流动控制技术；结晶器EMBR技术。铸坯表面质量好坏是热送热装和直接轧制的前提条件。铸坯表面缺陷的产生主要决定于钢水在结晶器的凝固过程。要清除铸坯表面缺陷，应采用以下技术：结晶器钢液面稳定性控制；结晶器振动技术；结晶器内凝固坯壳生长均匀性控制技术；结晶器钢液流动状况合