新编连续铸钢手册 01第一篇 总论
第一篇总论
1. 连续浇铸的历史沿革
连续铸钢技术与钢锭模浇铸相比具有节省能源显著，提高钢水收得率，可实现机械化自动化操作，节省人力、降低劳动强度。由于诸多优点，连续铸钢技术在世界上得到广泛应用。但是连续浇铸从提出到世界上第一台工业生产用连铸机建成（1950年），其发展历程走了100余年。自从生产性连续铸钢机出现至今有50余年，这50余年中连续铸钢（以下简称连铸）技术发展很快，机型的变化，工艺、设备的改进，品种质量的发展提高，检测、自控的不断进入，计算机的介入使连铸技术有飞速发展。总体技术的发展，连铸生产效率不断提高，从单炉浇铸到多炉连浇，从铸坯冷送到热送、直装、直轧，已实现连铸连轧。现今正在向半无头、无头轧制方向迈进。
追溯连铸技术发展的进程，大致可以分为以下几个阶段。
1.1 世界连续浇铸技术的发展经历
1.1.1连续浇铸方法的提出
最早提出将液态金属连续浇铸成形的设想可追溯到19世纪40年代，1840年美国的塞勒斯（G.. E. Sellers），1843年莱恩（J. Laing）以及1846年英国的贝赛麦（H. Bessemer）提出了各种连续浇铸有色金属的方法，贝赛麦获得用双辊法浇铸可锻铸铁的专利（1856年），在20世纪30年代以前连续浇铸只是在有色金属中应用，例如低熔点金属铅、锌，也有用于浇铝、铜的。
现在连铸的雏形是由德国人德伦（R. M. Daelen）提出的，用敞口（上、下口敞开）结晶器，外有水冷却，结晶器下部有喷水二次冷却、引锭装置、夹持辊、切断设备等组合。由于结晶器是固定不动的、浇钢时出现坯壳与结晶器壁黏结、无法正常连铸，1933年被称为现代连铸之父的容汉斯（S. Junghans）和罗西提出结晶器振动技术[1]，使连铸走入生产成为可能。
在20世纪30年代至50年代，连续铸钢设备（连铸机）并未定形，各种专利技术都在试验，各色各样的连铸方法在竞争，在较量。当时立式连铸机并未被确定并公认是最佳的，各国都尝试各种浇铸方式如：倾斜式连铸机、水平式连铸机、轮带式、固定结晶器、随动型结晶器，间歇式拉坯不一而足。
以下重点介绍几种在20世纪30～40年代较为有影响的连铸法。
1.1.1.1 倾斜式连续铸钢机
前苏联高尔达宾（M. F. Goldobin）于1938年提出履带式倾斜浇铸法[2]（参见图1-1）。该铸机的结晶器由上下二条带凹槽履带组合而成，浇铸时凝固铸坯随结晶器一起运动，这种随动结晶器于铸坯同步运动，因之可实现高拉速而无黏结漏钢事故，此设备曾在前苏联库兹涅茨克/康拜因公司浇铸100mm×100mm方坯，而后在莫斯科的苏比莫托公司和布罗斯基城
的贝兹斯基厂实验。经过较长时间试验，但因结晶器整体性能差，铸坯出结晶器时履带运动情况不好、铸坯表面有横裂，纵向有毛刺和凸肩、运转时履带有振动等原因，虽然作了很长时间的试验，最终未能转入正常生产。以后有人提出倾斜式连铸机（参见图1-2），该连铸机是将高尔达宾铸机的履带结晶器换成倾斜放置的水冷铜结晶器，铸机主体与地坪呈30度角，因之铸机高度较低，该铸机可以不建高架厂房，不用挖很深地坑。有一定的吸引力，在原苏联和我国首钢试验厂、大连钢厂曾建成类似的试验机组作过较长时间的试验，后因为铸坯上层及皮下有大量的大夹杂物积聚，严重影响质量而于20世纪60年代中期才停止试验。
图1-1 M. Φ. 高尔达宾式连续铸钢机示意图
图1-2 倾斜式连铸机示意图
1.1.1.2 水平连铸机
水平连铸技术早在19世纪30年代就有人研究开发用于浇铸有色金属铝、铜、铸铁等。20世纪50年代，苏联、英国、美国对其进行研究，美国G. M. (General Motors)在20世纪60年代开始做中间试验，到1977年德国T. G.公司(Technica Guss)买G. M. 公司专利进行再开发，并成功地用于钢生产[3]。20世纪70～80年代水平连铸曾受到各国的关注，日本、德国、苏联、中国等投入大量科研力量，并在生产中得到应用，但因其浇铸断面小、生产规模小、效率低，不适应大规模生产，生产成本较高等问题而没能发挥其效能。
此外，美国哈兹莱脱法（Hazelett）用两条运动的钢带作结晶器，并在美国的伯利垣公司(Bethlenenn Steel)、美国钢公司和日本的住友川崎厂作过试验。哈兹莱脱法在20世纪30～40年代曾用于浇铸有色金属，是可行的。
1.1.2 立式连铸机进入钢生产领域（20世纪50年代）
由德国人德伦提出立式连铸机的雏形和S. 容汉斯的结晶器振动技术组合。在1933年容汉斯在德国建成一台浇铸黄铜的立式连铸机，并取得成功。1943年容汉斯又建了一台浇钢的试验机组，第二次世界大战结束，世界各主要工业国都对连铸技术进行研究，在1946～1947年间，第一批连续铸钢试验装置分别建于美国的巴布考克和威尔考克斯公司（Babcock & Wilcox）、英国的劳莫尔公司（Low Maor）、日本尼崎钢管厂，以后奥地利的布雷坦费尔德钢厂、英国钢铁学会（BISRA）和美国阿·勒德隆（Alleghenyludlum）钢公司都建设了试验设备。在此基础上，第一台生产型立式连续铸钢机于1950年在德国曼内斯曼（Mannesman）建成。随后，1951年原苏联红十月冶金厂建成一台浇铸不锈钢的立式半连续铸机，往后英国巴路厂（Barrow）、加拿大阿特拉斯厂都建造立式连铸机，中国也于1958年在重庆第三钢铁厂建成一台工业生产用双流矩形坯立式连铸机，当时德国、苏联是建设立式连铸机的积极者。
立弯式连铸机
立式连铸机总体高度大，铸坯剪断和出坯运输不便。因此，德国迪林根冶金公司和奥地利的本泰勒厂等研究提出立弯式连铸机，在铸坯完全凝固后再弯曲呈水平方向出坯，但连铸机总高度减低不多，而铸机体积并不小，因此，立弯式连铸机并未取得预想的发展。
1.1.3 弧形连铸机的问世和发展（20世纪60年代）
弧形连铸机的出现弥补了立式连铸机的不足。1963年德国曼内斯曼建成一台200mm×200mm断面的弧形连铸机，同年瑞士的冯·莫斯厂由康卡斯特（Concast）设计的弧形连铸机投入热试。1964年曼内斯曼迪林根厂建成的大型板坯（2100mm宽）弧形连铸机投产，同年中国重庆第三钢铁厂自行设计、制造的一台板坯（1500mm）宽弧形连铸机投入热试车，很快弧形连铸机得到人们青睐，并具备大力发展广为采用的基本条件，因之在70
年代以后，弧形连铸机所占比例不断提高，建设立式连铸机的已很少，表1-1所示70年代到80年代连铸机占比例情况。
表1-1 20世纪70年代到80年代各类铸机占比例％
年份立式连铸机％立弯式％弧形、直弧形％水平％1970 28 17 54 ～1
1976 16 17 66 ～1
1983 15 6 78 ～1
1.1.4 连铸技术迅速进入大生产、技术进步快（20世纪70年代）
进入20世纪70年代，世界发生能源危机，传统的钢铁生产工艺流程是钢水浇成钢锭，经初轧开坯、再轧制成材，其间有二次加热、二次轧制过程，小型材可能还有第三次加热轧制过程，工艺流程长，能量消耗巨大。用连铸坯可以一次轧制成材，节省了初轧、开坯工序，节省能源可观，而且缩短工序时间，弧形连铸机的诞生，为连铸建设与生产提供了方便，因此，连铸技术得到迅速发展，尤其是能源匮乏的日本，连铸技术发展极为迅速，连铸比从1970年的5.6％上升到1980年的59.5％，其他工业发达国也都迅速发展连铸。连铸比上升最快的是日本国，其次是意大利、法国和德国，美国、前苏联，连铸坯产量平均每年增加100万t 以上（参见表1-2）。
表1-2 世界主要工业国1970－1980年间连铸坯产量与连铸比上升情况
随着连铸技术被广泛采用，工艺不断进步、设备性能提高与完善和自控技术随之介入与
技术发展，例：迴转台臂能升降、板坯结晶器在线调宽、上装引锭杆，适应高拉速的二冷导辊制成密排小辊径分节支撑、连续矫直等等。工艺上，重视钢水质量，与精炼措施相结合，开发中间包冶金技术、二冷实现动态控制；检测与自动控制项目如：钢流下渣检测、结晶器液面自动控制、漏钢预报、铸坯质量控制模型等被广为采用。到1980年，全世界已建成铸机一千多台（据统计为1020台），有一大批大型炼钢厂实现全连铸，这些工厂的年生产能力都在200万t以上（参看表1-3）。
表1-3 20世纪70年代大型转炉炼钢厂实现全连铸工厂
国别工厂名投产
年份
机型铸机数流铸坯断面mm
转炉
数量×吨位
年产量
万t
美国麦克劳斯公司特
伦顿厂
1969 弧形 4 双流230×（910~1524）5×110t 240
法国敦刻尔克厂二转
炉车间
1972 弧形 3 双流250×1650 3×200t
400
日本新日铁大分厂1972 弧形 5 双流300×2200 2×300t
1×340t
800
德国莱茵豪森厂1975 弧形 2 双流(200～300)×(800～1650) 3×300t 350
新里宾斯克厂一
转炉
1966 立式 6 双流(175～280)×(935～1820) 3×160t 400
新里宾斯克厂二
转炉1970 立式 5 双流(25～350)×(1200～2200) 2×300t 400
原苏联
新图拉钢铁厂1971～
1975
立式 6 4流130×130 2×130t
220
1.1.5 连铸技术全面高速发展时期（20世纪80年代～90年代）
由于连铸技术在生产上广泛被采用，连铸技术倍受重视，连铸装备、工艺及相关技术全
面高速发展，新技术层出不穷。
生产工艺流程采用炼钢－精炼－连铸的优化组合，中间包冶金受到高度重视。中间包容
量扩大(参见表1-4)，包内钢液深度由60年代的300～400mm增长到800～1200mm。
表1-4 中间包平均容量的变化（单位：吨）
年份板坯连铸大方坯连铸小方坯连铸
1975 16 12 4
1984 23 16 5 90年代 30～50 20～30 15～25
最大容量80 40 30 注：中间包容量与铸流多少有关，表中数据只说明一种趋势。
结晶器的变化：板坯结晶器普遍采用在线调宽、方坯结晶器注重内型的构造，如钻石型、凸型、抛物线锥度型替代以往的单锥、双锥度结晶器，结晶器可快速吊装更换与对中、液压振动技术。
为提高铸坯质量，提高拉坯速度，防止板坯鼓肚，板坯二冷区普遍采用气－水喷雾替代水喷嘴，二冷导辊改用多支点分节辊、小辊径密排布置、多点矫直、多点弯曲、流道辊缝收缩或轻压下、动态轻压下。日本方坯采用锻压办法提高铸坯中心部位质量。其中有些技术在90年代被提出或尚未广泛被采用，直到90年代末或21世纪初才被广泛采用。
检测自控项目扩展和使用面广，如：钢流下渣检测、结晶器液面自动控制、二冷动态控制、铸坯定尺优化切割、漏钢预报、铸坯质量在线判定和控制、无缺陷坯生产技术。计算机的介入不仅为自动控制提供了方便，并为监测、数据收集分析、前后工序的联系，建立生产过程控制系统，包括冶炼、连铸、轧钢一体化以及质量保证体系在内的过程控制系统。
连铸技术的进步与高速发展是相辅相成的，1980年世界连铸比为29.9％，1990年连铸比达64.1％，2000年连铸比达到86%。工业发达国家连铸比超过90％的有40个以上（参阅表1-5）。另外，已实现全连铸的国家有20多个。
连铸替代钢锭已是必然，初轧开坯工序也在逐渐停产、消失，最早废除初轧的是日本福山厂，于1979年停止该厂的一号初轧机。
连铸技术的进步在生产技术经济指标有显著的提高和改善。连铸机生产能力逐步上升（参见表1-6）。
表1-5 世界各主要工业国家历年连铸比 (%)
△估计值*德国连铸比在1990年以前均为联邦德国的数据
表1-6 铸机生产能力逐年提高状况
1.1.6 20世纪90年代及21世纪连铸的技术进步与发展
A）高效连铸技术的发展
连铸技术的进步为连铸机实现高效率创造了条件，高拉速、高作业率、低漏钢率、铸坯无缺陷率等指标均得到提高，一些工厂的连铸生产效率全面上升。
表1-7列示国外板坯铸机高效的情况。
表1-7 国外板坯连铸机高效指标
年份工厂名连铸坯尺寸
mm
拉速
m/min
作业率
%
漏钢率
％
年产量
万t
1988 日本住友鹿岛厂3号连铸机 270×1450 >2.0
>90
<0.02
>300
1985 日本钢管公司福山厂5号连铸机[5]220×(700～1650) 2.2～2.593 <0.02 >300
1995 美国阿姆科阿什兰厂 240×(900～2040) 2.0
>90
<0.05
200
1992 美国钢公司格拉尼厂 220×(900～2040) 1.65 90
<0.05
160
1991 德国克虏伯公司莱茵豪森厂 260×(850～1650) 1.6
>85
<0.03
>200
日本福山厂6号连铸机 220×1200
3.0
>80
<0.02
>230
美国钢公司蒙·互利厂 (210～250)×(700～1650) 2.0 >90 <0.05 260
1990 日本大分厂4号连铸机 2.0
>90
<0.05
380 千叶3号连铸机 260×1600
2.0
>90
<0.05
名古屋2号连铸机 250×1200
2.2
>90
<0.05
2004 日本加古川厂 3.5
高效连铸在方坯连铸上也取得很大成功，方坯实现高效的主要措施是用抛物线形锥度、钻石形、凸面形等替代传统的单锥度结晶器，提高振动精度，改进二冷制度等。连铸方坯拉
速提高的状况参看表1-8，圆坯连铸高效厂列示表1-9。
表1-8 方坯连铸高效（高拉速）状况 工厂名 铸坯断面 （mm ）
原拉速 M/min
高拉速 M/min 作业率 % 溢漏率 % 年流量 万t/流 康卡斯特(Concast)[6]
150×150 2.0
3.5 德马克(Demag)[7] 130×130 3.0
4.3
首钢三炼 120×120 2.4 3.6～4.0＞85 0.44 西班牙轧钢公司 130×130
3.0
97
0.4
14
韩国浦项 160×160 2.0 85 ＜0.5 10 济 钢 150×150 1.6 2.4 ＞85 ＜1.0 12 广州钢厂 150×150 1.8 2.4～2.8＞85 ＜1.0 15 奥钢联（西班牙）
130×130
3.3
神户[8] 135×135 4.3 鲁尔奥特Ruhrort [9]
130×130
3.5
表1-9 圆坯连铸高效状况
工厂名
圆坯直径
mm
拉速 m/min
作业率%
溢漏率 %
年产量 万t
德国曼内斯曼胡金根厂1号连铸机 177/220 3.5 90 ＜0.5 140 德国曼内斯曼胡金根厂2号连铸机 177/220/310/430
2.5
90
＜0.5 120
日本住友和歌山厂[10] 187/335 2.7 85 ＜0.5 60
连铸高效不仅表现在高拉速和高作业率，同时连铸记录不断创新。1974年12月川崎水岛创连浇166炉，浇铸时间148.1h ，浇铸32582 t ， 1979年美国国家钢铁公司大湖厂创一次连浇212炉历经156.2h ，浇钢49936 t ，2002年美国阿什兰厂创板坯单炉连浇1851炉记录，2003年12月~2004年2月美国AK 钢公司连浇时间达两个月，浇钢1354炉，浇钢量30万t ，总长45000M [11]。中国安阳钢铁公司一炼轧厂于2007年1月创连浇13天，浇钢51641t 的记录。
据国际组织调查统计，世界各国连浇炉数的平均值也是成倍增长。
B ）连铸技术的重大革命—近终形连铸连轧（薄板坯连铸连轧、薄带坯连铸）工艺的出现与应用
进入20世纪80年代，近终形（接近最终成品断面形状）连铸引起人们莫大关注。德国、奥地利、意大利、英国、法国、日本……等主要工业国都投入力量开展研究开发，近终形连铸技术是当时最受人关注的。薄板坯连铸连轧和薄带连铸是当前近终形连铸中的重点，从专利文献上可查到上百篇各种形式的专利。其中薄板坯连铸连轧（TSCR）工艺率先取得成功，并用于工业生产，最先投入工业生产的是德国施罗曼西马格SMS（Schoolmann Siemag）开发的用漏斗形结晶器浇铸厚度为50mm的薄板坯连铸连轧工艺CSP（Compact Strip Production），该工艺于1985年10月在德国Buschutten厂做工业试验，1987年美国纽柯(Nucor)公司在克劳福兹维尔厂（Crawfordsville）率先建设生产线，并于1989年7月投入热试，收效良好。随后CSP工艺生产线在世界上许多国家推广应用。
继SMS公司宣布CSP成功后，德国曼纳斯曼德马克（MDH）宣布ISP试验成功（Inline Strip Production），并且在意大利阿维迪公司建设于1992年1月投产（现今SMS与MDH合并）。
意大利丹尼立（Danieli）公司研究开发的FTSC薄板坯连铸连轧，采用H2结晶器（高效、高质量），该生产线在加拿大阿尔戈马厂于1997年10月投产。
奥地利的（Controll）中薄板坯连铸连轧工艺近似于传统板坯连铸，板坯结晶器厚度90～130 mm，在二冷区将铸坯压薄，其结晶器厚度大，有利于钢流场分布和夹杂物上浮等。
日本住友金属的薄板坯连铸连轧的专利技术称为QSP，在1997年，在美国Trico和北极星投产，至2007年全世界已有29个国家共建54条TSCR生产线。共计铸机86流，生产能力9000多万t，见附表（1-10）。
表1-10 世界各国薄板坯连铸连轧生产线和年产能统计（截至2007年）[12]
生产线条数
国家
CSP ISP FTSR QSP CONROLL TSP其他合计年生产能力
，万t
铸机流数
美国8 2 1 2 13 1962.5 18 德国 1 1 240 2 意大利 2 1 3 280 3 韩国 1 2 3 600 6 中国7 3 3 13 3280 28 其他10 4 3 1 3 21 2830 29 总计29 7 6 3 4 2 3 54 9192.5 86
薄带连铸技术（Strip Casting）早在150多年前由贝塞麦提出的双辊法浇铸薄带，到20世纪80年代，作为近终形连铸技术的开发，倍受冶金界重视，法、意、德、英、澳大利亚、美、韩国、中国等研究机构、大专院校钢铁公司都投入很大的研究力量，对双辊连铸薄带的研究作出了很大努力。薄带连铸进入工业化试验的有：欧洲的EUROSTRIP，由法国的西诺公司、德国的帝森－克虏伯集团、意大利AST公司，后来奥地利的奥钢联加入在意大利的托尼
（Terni）厂试验，浇铸不锈钢、硅钢、碳钢，薄带尺寸2～5mm×1400 mm。澳大利亚的M工程，是BHP和日本IHI公司联合开发研究，从1994年建成一台可生产厚2 mm、宽1900 mm 的薄带铸机，美国纽柯（Nucor）应用M工程的研究成果在印第安纳州建设生产性试验工厂，钢包容量100 t，薄带尺寸为0.7～2.0mm×2000 mm，该生产线由纽柯、澳大利亚的BHP和日本IHI合资建造。据报道纽柯准备在布莱瑟维尔厂新建第二条CAStrip生产线，计划于2007年中期投产。日本的新日铁与三菱重工、中国上海钢研所、东北大学、宝钢都先后开展此项研究，并取得较好成绩。
英国戴维（Davy）与韩国浦项（POSCO）于1989年合作开发双棍薄带，厚2～6 mm，宽350 mm，浇铸不锈钢、碳钢。
日本三菱重工与新日铁从1985年合作开发双辊薄带连铸技术，目前已建成较完备的自控系统。浇铸薄带厚度1.6～5 mm，宽800～1330 mm不锈钢带。
中国上海钢研所也作了较长时间的实验室热试工作，取得了可喜的成绩。
薄带连铸技术研究虽然世界多国都对此做出很大努力，但是商业运作还尚待时日，它的开发成功与进入商业化对冶金工业可能产生较大的影响。
C）新技术开发与应用
（ⅰ）工艺优化连铸工艺优化与钢铁生产流程优化密切相关，现代铁水预处理、粗炼、精炼、连铸、热送（装）、连轧已成一体，尤其是在薄板坯连铸—连轧工艺流程中已紧密相联，不可分割，工艺流程的优化组合，已产生重大影响，并对连铸生产扩大品种，提高钢质量及生产流程合理配置，提高生产效率有重要意义。
（ⅱ）品种钢扩大工艺流程优化使连铸生产品种不断扩大，高品位钢可在连铸上生产，例：高牌号硅钢，高牌号钢管线钢（X80-X120），各种牌号的不锈钢……等等。特别明显的表现在薄板坯连铸连轧生产线由当时开发投产时只能浇铸碳钢到现在都在关注硅钢（高牌号硅钢）、不锈钢、微合金化高强度钢，例：高牌号管线钢、汽车用钢……等。中国薄板坯连铸现已生产钢种近40个牌号。
（ⅲ）新技术开发及相关技术的介入
z电磁技术的应用
电磁搅拌已普遍应用，电磁阻尼在板坯结晶器上应用，尤其在薄板坯结晶器上应用普遍。日本最近提出超导磁体控制结晶器内钢流的技术，可大幅度降低结晶器内液面的流速和下降流速度。
z电磁离心旋转中间包内钢液
日本提出的此方案旨在促使中间包内钢液温度均匀，减少钢中夹杂物。可能成为中间包冶金技术中的有效措施。
z动态轻压下技术
消除或减轻铸坯内部疏松、缩孔、偏析等缺陷。早在20世纪80年代就有人提出用锻压、
软压下（轻压下）、辊缝收缩等办法，或者用电磁搅拌的措施，由于这些措施不能适应不同钢种、不同拉速、不同工艺条件而受到一定的限制，20世纪90年代有人提出动态轻压下技术，此办法可以适应不同钢种、工艺条件的变化（如拉速的变动、铸温的波动、二冷参数的改变等）。动态轻压下技术最早被芬兰的Rautaruukki厂采用，以后韩国的浦项（POSCO）、美国Bethehemsteel、日本NKK等厂都相继用于生产，国内攀钢、武钢、包钢、南钢、杭钢、梅钢等厂也都采用此技术（轻压下技术详细状况可参考本手册第五章设备篇）。
z液压振动
用液压系统替代电机驱动可实现各种振动方式（正弦、非正弦），可调整各种波形，增大负滑脱时间、不增加正滑脱时间，减小铸坯与结晶器壁的摩擦力或振频振幅，根据需要随意调节，实现高频率、小振幅、减小振痕深度，提高铸坯表面质量。20世纪90年代和进入21世纪该技术逐渐得到推广应用，方坯、板坯、薄板坯连铸机上都已有应用。
z结晶器铜壁涂层技术的发展
为提高结晶器铜壁内层的耐磨性，最早在铜壁上镀Cr，以后改为先镀Ni后镀Cr，以防镀层容易剥落，Ni/Cr层可提高结晶器使用寿命，但也有剥落的问题。改进的Ni-Fe合金镀层后发展Ni-Co合金镀层可使结晶器的使用寿命由几百炉次延长到2000-3000炉次。
21世纪国外又有新的报道用陶瓷全覆层，CASTCOAT陶瓷覆盖层可使结晶器使用寿命是传统结晶器的两倍，由于覆盖层摩擦系数小，黏结拉漏报警次数减少。据报道蒂赛德厂全部使用陶瓷覆盖结晶器，奥托昆普设菲尔德厂计划将结晶器全部换用Castcoat结晶器[13]。
z中间包加热
浇铸过程在中间包内对钢水加热，可降低出钢温度和保持浇铸过程钢水温度稳定，等离子弧加热仍有许多工厂在应用，例日本新日铁开发双枪式等离子加热，NS-plasmaⅡ可有效控制钢温。其他欧洲国家也在使用等离子加热装置。
日本开发的感应加热常有报道，新日铁八幡厂开发的双通道隧道式感应加热，此设备占地面积大，国内有人准备开发蝶形通道加热装置[14]。
z大断面铸坯的建设
为增大压缩比，提高钢材性能与质量，许多厂都为此而建大断面铸机，例：日本加古川2号C.C铸坯断面为380mm×600mm（R15M）。
韩国世亚钢铁集团Kunsan特殊钢厂为提高特殊钢的质量，新建大方坯断面为390×510mm （R16.5M），于2005年9月投产。
我国大冶钢厂于2001年建成大方坯350mm×470mm（R16.0M）为提高和稳定轴承钢性能。
攀枝花钢铁公司于2004年建成360mm×450mm（R16.0M）大方坯连铸机。
据新日铁快报：名古屋生产特厚板板坯最大厚度达600mm（常用为245~400mm），坯宽900~2360mm。
我国舞阳正建300mm×2500mm宽厚板铸机。
D）连铸技术的展望
至今世界连铸比已达90％，工业发达国连铸比均在98％左右。全连铸国家已达28个，其中除土耳其以外其余27个国家的连铸坯产量均在1000万t/a以下，因此产钢大国的连铸比可能在99％~98％之间。连铸技术的发展在装置、工艺、机型等各方面都有飞跃的进步，同时连铸技术已经延伸，上至冶炼，下游与轧钢衔接，从原料到成品钢材的生产流程已成为一个统一体。
z连铸钢品种质量
今后连铸技术的发展与钢的品种开发和质量的进一步提高是永恒的主题，根据生产钢品种质量要求，组织好生产流程的组合优化是非常重要的环节。
经多年研究，连铸产品品种已无障碍，但仍有新的品种等待开发，薄板坯连铸的品种开发正在努力，如硅钢、不锈钢。品种钢质量近20年很大提高，而且许多高品级钢的质量超过以往，正在研究开发的超细晶粒钢、超纯净钢也有成绩。连铸工艺过程的负过热度浇铸、半凝固态轧制将可能逐步进入工业生产行列。钢水负过热度浇注技术在20世纪80年代芬兰冶金研究中心曾研究向中间包内喷铁粉降低钢水过热度[21]，比利时试验零过热度浇铸，最近美国Rensselaer工艺学院Cramb教授提出过冷度浇注，实验室钢的过冷度可达180℃。
z无头连铸连轧技术
意大利Udine公司的ABS（Aciaierie Bertoli safau）厂，从2004年8月建成一条由丹尼立（Danieli）提供的无头连铸连轧新工艺（ECR），用于生产特殊钢和工业长材。该工艺可实现从钢水到最终成品不间断生产，使特殊钢生产成本分别节省40美元/t和20美元/t。该厂生产上具有高度灵活性和全自动化生产技术，降低生产成本。在生产高质量特殊钢棒材、线材领域堪称是新一代生产工厂。据报道最近阿尔维迪和西门子建设无头轧制（连铸—连轧）生产线，由奥钢联提供建造世界上第一条阿尔维迪ESP（带钢无头轧制生产线）。该生产线（ISP-ECR）的构想是：ISP生产70mm厚薄板坯，经粗轧后坯厚10mm→感应加热→5机架连轧。连铸拉速达8M/min，精轧出口速度12.5M/S[15]。
此外，薄板坯连铸连轧生产线已在朝无头、半无头轧制方向努力，国内包钢已经进行半无头轧制试验。
z薄带连铸技术已接近商业化，但是双辊薄带连铸技术的前景不会象薄板坯连铸连轧那样火热。第一，薄带薄板的用量只占钢产量的百分之十几；第二，不可能由薄带连铸生产所有薄板的产品；第三，薄带连铸生产规模及产品质量、生产成本等问题尚待核实。
1.2 中国连铸技术的发展
中国连铸技术的研究与应用起步不晚，由于种种原因我国连铸技术在较长时间内发展缓慢，与日本、德国等工业发达国家形成了很大差距。直到20世纪80年代中后期总结了近30年发展连铸的经验教训，调整认识狠抓连铸技术的发展与应用。提出了“以连铸为中心，炼钢为基础，设备为保证”的生产技术方针，从20世纪90年代开始，连铸技术得到快速发展，并
成为中国钢铁生产突破模铸生产“瓶颈”、加快淘汰平炉、实现流程优化和跨越式发展的关键。从1993年起，连铸坯年增长量一直超过钢的年增长量，连铸生产已成为钢产量高速增长的决定因素。1996年连铸比首次突破50%，2000年连铸比突破80％，连铸坯产量突破亿吨（达到10522.4万t），2003年铸坯年产量超过2亿t，创年增铸坯产量4187万t的世界记录，2004年铸坯产量达26096万t，连铸比达到95.66%，再创年增铸坯5296万t的历史记录（参见表1-11）。进入新世纪后，中国不但产量增长迅速，铸坯质量满足了包括高附加值产品在内的各类钢材的需要，而且在装备国产化方面有了更大的进步，至今连铸机设计及制造均能立足国内。近终形的薄（中薄）板坯连铸技术的发展更加突出，到2007年，中国已有13条薄（中薄）板坯连铸连轧生产线投产，生产能力达3280万t/年，至2006年生产热轧卷2435.8万t[11]，成为世界上近终形连铸生产能力和产量第一位的国家。其次异形坯（工字形坯）连铸也在国内得到很大发展，马钢、莱钢等厂都建成工字坯连铸，生产工字钢供大型建筑用。50年来中国连铸生产的发展大致经历了研究开发与产业化、缓慢发展、加快铸机建设、高速发展和新世纪跨越式发展的五个阶段。
表1-11 中国连铸机建设与生产的主要指标
年份台数（台）/设计
能力（万t）连铸
比%
连铸坯产
量万t
年份台数（台）/设计能
力（万t）
连铸
比%
连铸坯产
量万t
1958 1/5 198337/564.5 9.0 358.5 1959 1/5 198441/599.5 10.6 460.2 1960 2/10 0.02 198548/667 10.8 501.89 1961 2/10 198665/983 11.89
622.45 1962 2/10 0.0907 198774/1112.5 12.97 724.0 1963 2/10 1.2127 198890/1444 14.73 872.0 1964 3/15 2.383 1989112/2201 16.37
1004.0 1965 5/61 2.932 1990122/2520 22.42
1480.65 1966 6/66 3.0 1991130/2638 26.67 1882 1967 7/76 1992147/3077.5 30.0 2428 1968 7/76 1993174/— 34.4
3060 1969 7/76 1994209/— 40.3
3670.64 1970 9/93 1995427/5294 47.1 4377 1971 9/93 1.4 30 1996447/6000 53.3 5392.9 1972 10/115.5 2.2 50 1997362/10297 60.7 6508 1973 13/153 2.5 65 1998366/— 68.8 7730 1974 13/153 3.0 70 1999356/14048.5 78.3 9600 1975 13/153 3.5 86.517 2000386/14196.5 85.73 10610 1976 13/153 4.0 75.64 2001—— 89.44 13360 1977 13/153 3.9 85.0 2002551/29204 93.7 16790 1978 21/312 3.5 111.0 2003654/35493 95.40 21211.2 1979 25/397 4.4 147.85 2004684/40592.75 96.03 26196.8 1980 25/397 6.2 229.63 2005765/43943.75 95.7※ 34049.1 1981 27/422 7.1 254 2006996/— 98.5 41470.8 1982 33/507.5 7.94 274.9
1.2.1 中国连铸技术发展的历史进程
1.2.1.1研究开发与产业化阶段（1954～1967年）
我国是研究、应用连续铸钢技术较早的国家之一，50年代中期便开始了探索性的研究，在机型、设备结构、工艺操作等方面做了不少工作。
1956年重工业部钢铁工业综合研究所，用简单的装置进行了80mm圆坯的半连续铸钢实验。
1957年在上海钢铁公司中心试验室，由吴大珂设计，建成了一台高架立式方坯连续铸钢机。这是我国第一台工业试验的连续铸钢机，试浇了75mm×180mm铸坯。
我国最早用于工业生产的立式连续铸钢机有2台，都是地坑式。一台是由徐宝升教授负责设计二机二流，配合30t平炉，浇铸175mm×250mm铸坯，1958年底在重钢三厂建成投产。另一台是由北京黑色冶金设计院（今北京钢铁设计研究总院）设计的，一机一流，配合5吨转炉，浇铸200mm×200mm及150mm×150mm方坯，1960年在唐山钢厂建成投产。
1959~1962年间，我国科技人员在重钢三厂、唐山钢厂的立式连铸机上进行了大量的试验，研究了不同钢种的连铸工艺，试验了浇铸温度、拉坯速度、冷却强度等工艺因素对铸坯质量与轧材性能的影响，研究了连续铸钢的基本理论，总结分析了连续铸钢的经济效果，为我国研究和发展连续铸钢技术积累了经验，培养了人才。
在此期间，除了用立式连铸机进行生产以外，许多单位还对其他机型，如倾斜式连铸机、水平连铸机、轮式连铸机及弧形连铸机进行了试验研究。
弧形连续铸钢机的诞生
立式连铸机有很多优点，但是整个装置过于高大，铸坯的定尺长度作业率及生产效率受到限制。为了降低设备高度，北京钢院（今北京科技大学）徐宝升教授提出采用弧形结晶器的设想。1959年他在重钢三厂用一个结晶轮和一块弧形结晶块组成的装置进行了试验。1960年在北京钢院附属钢厂建成一台简易的试验用弧形连续铸钢机，浇出了200mm×200mm方坯。为了进行工业生产性试验，1962年北京钢铁学院和重钢三厂合作设计，由重钢三厂制造设备，与1964年6月24日在该厂建成投产了一台圆弧半径为6m，厚150mm，宽为1700mm的板坯、方坯两用弧形连续铸钢机。这是世界上最早的工业用弧形连续铸钢机之一[16]。
国内外的实践表明，弧形连续铸钢机的出现，极大地促进了连铸铸钢工业化的进程，至今弧形连铸机仍是占主导地位的机型。
60年代中、后期，天津、北京、上海、重庆先后建成投产立弯、弧形（包括直结晶器弧形、全弧形）连铸机。倾斜式连铸机因铸坯上表面质量与工艺稳定性的问题很难解决，始终
未能产业化而放弃试验。水平连铸机也曾涉足试验。石钢（今首都钢铁公司，简称首钢）立弯式连铸机在生产三年并进行了包括热轧硅钢、轴承钢、中碳结构钢等多品种试验，首先开发了国内铜管结晶器，钴60结晶器液面自控、二冷与切割自控等技术。这一时期中国连铸生产的主要机型是立式和弧形。值得一提的是重钢、唐钢立式铸机一直生产了约40年，直到20世纪末才拆除，虽然受到与其匹配的平炉、侧吹转炉在生产效率与钢水质量方面的不利影响，但它们的生产效率、质量合格率和漏钢率等技术经济指标，一直处在全国各台铸机的先进甚至领先水平上，说明我国最早的一批连铸技术与装备的基础是十分良好的。
这个阶段，徐宝升教授领导的实验小组还进行了世界上唯一的由弧形连铸机生产的板坯115mm×550mm与行星轧机联合试验。另外进行了独创的轮带式同步结晶器浇铸20mm×200mm的薄带，因“文化大革命”重庆地区动乱被迫停止。
1.2.1.2连铸发展的相持阶段（1967～1982）
这一时期，中国钢铁工业生产波动很大，15年中有4年钢产量下滑，连铸比在1978年出现下滑。1979年以前，国内连铸生产以小方坯为主。国内自行设计制造建设的几台板坯连铸机因板坯表面纵裂缺陷严重而陷于被动状态，阻碍了连铸生产发展。1973年一机部和冶金部联合组织全国16个科研、设计、大专院校数十名工程技术人员和生产一线的工人，在上钢一厂的板坯连铸机上共同进行攻关，第一次使用浸入式水口保护渣浇注工艺，使板坯的合格率由78%上升到98%以上，同时生产的船板被江南制造厂用于制造万吨轮船上。1973年，冶金部与机械工业部曾联合发文，共同设计制造了板坯与方坯连铸机样机，在全国试点，迅速推广应用，但鉴于当时的环境，样机制造拖延，试点厂的应用就更拖期日久。如上钢五厂的一台样机1978年才投产，首钢样机1977年到货后也一直未能进行安装，未能起到示范和促进发展的作用。1979年武钢二炼从联邦德国引进了R10m弧形板坯铸机，起到了一定的示范作用，但15年的徘徊不前，使我国连铸生产与欧、日等发达国家相比大大地落后。
1.2.1.3加快铸机建设和连铸生产较快发展的新阶段（1983～1989年）
改革开放推动中国经济快速增长，钢铁工业的发展速度也大大加快。在意识到“模铸”的瓶颈作用和面对转炉生产效率大幅度提高的形势，钢铁行业领导和广大技术人员，愈来愈认识到了发展连铸生产的重要性。这个阶段中几个重大事件对连铸生产发展起到了很好的推动作用。
——在1982年3月昆明钢铁厂从联邦德国引进R5.25M三机三流小方坯连铸机，浇铸断面为70mm、90mm、120mm、150mm2[18]，经几年消化吸收创新，自主设计制造了R6m小方坯铸机28台，主要在当时的地方中小钢铁企业中掀起了一个中小转炉配小方坯连铸生产长材
产品的技改与建设热潮。
20世纪80年代我国又引进瑞士Concast（R8M）、意大利的丹尼利、康梯纽、奥地利的奥钢联和美国ROKOP小方坯铸机和德马克超低头板坯连铸机，对我国连铸生产起到了一定的促进作用。
1982年中国金属学会为发展连铸技术、便于进行连铸技术的学术交流，成立了连续铸钢委员会，同年8月在昆明召开了第一次全国连续铸钢学术会议，大会提出“组织起来，为迅速发展我国连续铸钢而奋斗”，并印刷了“1982年连续铸钢学术会议论文选集”。此后连铸技术交流及学术研究蓬勃发展。
——1983年，冶金部领导在全国连续铸钢学术年会上提出“连铸是实现5个战略目标的最关键的技术，最重要的措施”。“要把连铸作为发展钢铁工业一项重大技术政策”[17]。在国内掀起了连铸技术研究开发的新高潮。已建成的铸机也开展了以提高生产效率为主要内容的攻关研究。首钢二炼钢的设计和建设在大型钢厂中第一个明确了全连铸的方向，武钢二炼钢1985年4月建成了中国第一个全连铸炼钢厂。
——1988年冶金工业部在北京召开第一次全国连铸生产工作会议（1971年、1972年冶金部曾二次在上海召开连铸生产经验总结会但效果甚微，以后如1983年以后，冶金部也曾不定期召开连铸生产工作会议但是力度不大），总结了三十年来连铸发展的经验和教训，提出了“以连铸为中心，炼钢为基础，设备为保证”的连铸生产技术方针，明确了前工序为后工序服务的理念，指导钢铁企业从单纯重视铸机建设到认真抓好炼钢、保持设备完好，优化上下工序衔接匹配，有力地促进连铸生产快速发展。1988年和1989年，连铸比都增长1.6个百分点以上，年增铸坯超过110万t，提高了全行业加快发展连铸的信心。
这一阶段铸机建设速度很快，连铸技术攻关在产品、质量、工艺、装备等相关技术方面都有成果，此后十余年，冶金部每年都召开连铸工作会议与努力落实贯彻连铸生产技术方针的各项措施为我国连铸技术与生产高速发展奠定了基础。
1.2.1.4 中国连铸生产高速发展的阶段（1990～2000年）
在此期间，连铸技术发展可分二个方面。1，常规连铸生产，技术高速发展；2，近终形连铸技术的开发与引进生产线建设。
1）常规连铸的发展
1988年第一次全国连铸工作会议之后，从1990～1997年，每年召开一次全国连铸工作会议。进一步明确发展连铸生产是推动钢铁工业结构优化的重大战略措施；发展连铸生产必须实现炼钢－炉外处理－连铸的系统优化；在联合企业中从炼铁到轧钢，完善各工序的衔接匹
配；优化连铸技术；发展高效连铸技术，近终形连铸技术的开发研究与产业化等，并针对不同阶段提出重点发展的各项措施，如连铸机建设，连铸比的提高，各项技术经济指标的提高与落实都有细致缜密的安排。在行业共同努力下保证了中国连铸生产在20世纪90年代实现了高速增长，迅速接近了发达国家连铸比的水平。
20世纪90年代连铸技术的发展基本上可划分为以下几个阶段：
——重点解决铸机达产问题（1990~1992）
1990年全国达到设计能力的连铸机仅有34台，占铸机总数的31%[19]。这个时期主要制定了《连铸工程设计若干规范》，从设计上注意了设备与工艺参数的优化，断面合理选择及与轧机匹配等问题；还制定了《连铸设备维护与检修的十项基本原则》，从设计与设备工作上认真贯彻了连铸生产技术方针。
z强调“以连铸为中心，炼钢为基础，设备为保证”的连铸生产技术方针，不仅适用于炼钢厂的工艺与生产组织，而且贯彻于钢铁生产流程的全过程，相关技术的国产化，立足国内，提高产品质量，保障供给。形成了钢厂全流程各环节、相关技术与装备，全面贯彻以连铸为中心的技术方针，为铸机达产奠定了基础。
z组织连铸机达产达效攻关，注重装备及其备件的国产化，迅速在一批企业和项目上取得了突破。这个时期，冶金工业部组织设计院和设备制造厂，集中改造35台R5.25m德马克型小方坯连铸机为R6m小方坯连铸机，为连铸机实现达产作出了重要贡献。
z扩充延伸“炉外处理技术”概念，从钢水精炼到铁水预处理、中间包冶金等方面，对加快铸机达产发挥了积极作用。
z告别达产，国内连铸机纷纷宣告达到设计年产量。到1992年底，基本上解决了困扰行业十多年的铸机达产问题，1992年成为我国连铸达产年。一批新投产的铸机，在短短几天就实现达产或当月实现月达产。1990～1992年，连铸比年均增加4.75个百分点，赶上了世界发达国家连铸发展连铸比年增长最快时期的水平。
——推进发展全连铸生产体制的时期（1993～1995年）
在1985年武钢二炼钢实现了全连铸，之后，1992年全国炼钢连铸生产技术会议上，提出了实现全连铸生产，推动发展炼钢－炉外处理－连铸“三位一体”组合优化等技术进步目标和措施，优化和稳定了连铸生产组织与工艺规程，组织一批有条件的钢厂，坚决向武钢二炼钢学习，率先实现全连铸生产，并有计划地重点支持了一批钢厂全连铸车间的改造与建设，加速了全连铸工厂的建设。
在此期间还推进了改进国产机型的设计，优化炉－机匹配与生产组织，对耐火材料，保
铸钢件生产工艺中造型工艺的要点分析与总结
铸钢件生产工艺中造型工艺的要点分析与总结 造型工艺要点： （一）基本原则： 1、质量要求高的面或主要加工面应放在下面。 2、大平面应放在下面。 3、薄壁部分应放在下面。 4、厚大部分应放在上面。 5、应尽量减少砂芯的数量。 6、应尽量采用平直的分型面。 （二）基本要求： 1、木模：要求轮廓完整，无裂纹、无破损、无残缺，表面光洁，尺寸符合铸造工艺图纸要求，并经常进行尺寸校验。 2、砂箱：砂箱的尺寸大小应根据木模规格确定，大、中型砂箱应焊接箱筋。 3、浇注系统：根据铸件的结构特点的工艺要求，选择适宜的浇注系统，通常采用顶注式、底注式。 （1）浇注系统设置基本原则：浇口、冒口安放位置合理，大小适宜不妨碍铸件收缩，便于排气、落砂和清理，应使铸型尺寸尽量减少，简化造型操作，节省型砂用量和降低劳动强度。
（2）内浇道位置的注意事项。 1）内浇道不应设在铸件重要部位。 2）应使金属液流至型腔各部位的距离最短。 3）应不使金属液正面冲击铸型和砂芯。 4）应使金属液能均匀分散，快速地充满型腔。 5）不要正对铸型中的冷铁和芯撑。 4、冒口 （1）冒口设置基本原则： 1)根据铸件的结构和工艺要求正确选择冒口的形状、大小和安放位置。 2)根据冒口的有效补缩范围合理地确定冒口数量。 （2）冒口设置基本要求： 1)对于壁厚不均匀的铸件，每个热节部位都必须设置冒口。 2）应尽量设置在铸件被补缩部位的顶部或近旁。 3）当铸件在不同高度上有热节需要补缩时，可设置多个冒口，但各冒口的补缩区必须隔开。4）冒口最好不设置在铸件重要的或受力较大的部位。 5）应尽量使内浇道通过冒口。 6）冒口应尽量不设置在铸件应力集中处。
铸钢件的制作方案
铸钢件的制作方案 一. 概述 xxX主体育场并非简单构筑物，其中的铸钢件要求尺寸精度高且加工制作难度大，其既为一件精密的机械零件，又是一件精美的艺术品。 在xxX主体育场铸钢件的设计、模型制造、铸造、加工及质检等过程中，始终贯彻下述原则：我们在设计、生产制作过程中，认真执行相关国家、行业及特定验收标准。严格控制每一生产过程，确保提供外型尺寸符合图纸要求；化学成分、机械性能达到设计要求；铸钢件内外质量满足检测要求的高品质铸钢件。 xxX主体育场铸钢件是集计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测量(CAM)及先进的铸造凝固模拟分析技术（CAE）为一体的高科技产品。 本内容详细介绍xxX主体育场铸钢件在设计、制作过程各个环节：难点及解决方案；铸钢件主要结构形式；制作工艺流程；铸钢件制作；质量控制；检验标准。 二. 关键点、难点及解决方案 （一）铸钢件的关键点 关键点：xxX主体育场铸钢件结构形式需要满足下列要求： 首先：铸钢件保证原设计的外部造型及整体受力要求。 其次：铸钢件保证尺寸精度及表面粗制度的设计要求。 最后：铸钢件内部结构符合铸造工艺的要求。 解决方案：针对以上铸钢件的关键点，利用三维造型软件、有限元受力分析软件、计算机凝固模拟分析软件相互协调，在原设计的基础上深化设计满足上述要求的铸钢件结构形式（铸钢件三维实体模型）。 （二）铸钢件的难点 难点：由于xxX主体育场铸钢件的特点种类多、数量多、分枝多，导致大量的模型制作工作量。如何解决模型制作在满足设计的结构形式的前提下保证工期的要求是本工程的难点。 解决方案：针对以上铸钢件的难点。利用三维造型软件。
铸钢件生产工艺要求及质量标准
铸钢件生产工艺要求及质量标准 一、混砂工艺标准 （一）材料要求： 1、造型砂：符合GB9442-88 、JB435-63细粒砂要求，一般选用二氧化硅含量较高的天然砂或石英砂，原砂粒度根据铸件大小及壁厚确定，原砂的含泥质量分数应小于2%，原砂中的水份必须严格控制，且一般应进行烘干。 2、水玻璃：水玻璃模应根据铸件大小来确定。 （1）小砂型（芯）为加速硬化采用选用M=2.7—3.2的高模数水玻璃。 （2）中型砂型（芯）可选用M=2.3—2.6的水玻璃。 （3）生产周期长的大型砂型（芯）选用M=2.0—2.2的低模数水玻璃。 （二）混制比例（质量分数%） 造型砂/水玻璃=100：6～8 （三）混制时间：一般情况下混制5分钟，室温或水玻璃密度较大时可适当延长混砂时间。 （四）混制后要求：混制好的造型砂要求无块状或团状，流动性较好。 二、造型工艺要点： （一）基本原则： 1、质量要求高的面或主要加工面应放在下面。
2、大平面应放在下面。 3、薄壁部分应放在下面。 4、厚大部分应放在上面。 5、应尽量减少砂芯的数量。 6、应尽量采用平直的分型面。 （二）基本要求： 1、木模：要求轮廓完整，无裂纹、无破损、无残缺，表面光洁，尺寸符合铸造工艺图纸要求，并经常进行尺寸校验。 2、砂箱：砂箱的尺寸大小应根据木模规格确定，大、中型砂箱应焊接箱筋。 3、浇注系统：根据铸件的结构特点的工艺要求，选择适宜的浇注系统，通常采用顶注式、底注式。 （1）浇注系统设置基本原则：浇口、冒口安放位置合理，大小适宜不妨碍铸件收缩，便于排气、落砂和清理，应使铸型尺寸尽量减少，简化造型操作，节省型砂用量和降低劳动强度。 （2）内浇道位置的注意事项。 1）内浇道不应设在铸件重要部位。 2）应使金属液流至型腔各部位的距离最短。 3）应不使金属液正面冲击铸型和砂芯。 4）应使金属液能均匀分散，快速地充满型腔。 5）不要正对铸型中的冷铁和芯撑。 4、冒口 （1）冒口设置基本原则：
铸造生产的工艺流程
铸造生产的工艺流程 铸造生产是一个复杂的多工序组合的工艺过程，它包括以下主要工序： 1）生产工艺准备，根据要生产的零件图、生产批量和交货期限，制定生产工艺方案和工艺文件，绘制铸造工艺图； 2）生产准备，包括准备熔化用材料、造型制芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备； 3）造型与制芯； 4）熔化与浇注； 5）落砂清理与铸件检验等主要工序。 成形原理 铸造生产是将金属加热熔化，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中，在重力或外力（压力、离心力、电磁力等）的作用下充满型腔，冷却并凝固成铸件（或零件）的一种金属成形方法。
图1 铸造成形过程 铸件一般作为毛坯经切削加工成为零件。但也有许多铸件无需切削加工就能满足零件的设计精度和表面粗糙度要求，直接作为零件使用。 型砂的性能及组成 1、型砂的性能 型砂（含芯砂）的主要性能要求有强度、透气性、耐火度、退让性、流动性、紧实率和溃散性等。 2、型砂的组成 型砂由原砂、粘接剂和附加物组成。铸造用原砂要求含泥量少、颗粒均匀、形状为圆形和多角形的海砂、河砂或山砂等。铸造用粘接剂有粘土（普通粘土和膨润土）、水玻璃砂、树脂、合脂油和植物油等，分别称为粘土砂，水玻璃砂、树脂砂、合脂油砂和植物油砂等。为了进一步提高型（芯）砂的某些性能，往往要在型（芯）砂中加入一些附加物，如煤粉、锯末、纸浆等。型砂结构，如图2所示。 图2 型砂结构示意图 工艺特点 铸造是生产零件毛坯的主要方法之一，尤其对于有些脆性金属或合金材料（如各种铸铁件、有色合金铸件等）的零件毛坯，铸造几乎是唯一的加工方法。与其它加工方法相比，铸造工艺具有以下特点： 1）铸件可以不受金属材料、尺寸大小和重量的限制。铸件材料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金和各种特殊合金材料；铸件可以小至几克，大到数百吨；铸件壁厚可以从0．5毫米到1米左右；铸件长度可以从几毫米到十几米。 2）铸造可以生产各种形状复杂的毛坯，特别适用于生产具有复杂内腔的零件毛坯，如各种箱体、缸体、叶片、叶轮等。 3）铸件的形状和大小可以与零件很接近，既节约金属材料，又省切削加工工时。4）铸件一般使用的原材料来源广、铸件成本低。 5）铸造工艺灵活，生产率高，既可以手工生产，也可以机械化生产。 铸件的手工造型
技术质量指标铸钢件生产工艺分析
1、生产工艺流程 模具、芯骨、工装、夹具、专用检测器具、专用加工设备 原辅材料、备品、备件 检验 检验冶炼造型 浇注 铸件待冷却铸件出型清砂铸件清理铸件热处理铸件毛坯精整机加工 发运 包装 油漆 抛丸 检验 检验 检验 检验 检验 检验检验 检验检验检验
2、产品主要成份、性能、技术质量指标 （1）材质要求具体化学成份为（%）：C 0.17～0.23；Si≤0.60；Mn 1.0～1.50；P≤0.020；S≤0. 015；Cr≤0. 30；Mo≤0. 15；Ni≤0.40；Al≤0.020 ; Re0.2～0.35(加入量) （2）机械性能要求 屈服强度≥230Mpa 抗拉强度≥450Mpa 延伸率≥22% 冲击功≥40J 1）按GB11352标准要求随炉提取试样，每一个炉号制备二组试样，其中一组备查。 2）为确保具有良好的焊接性能，节点铸件碳当量控制在CE≤0.42。 3）铸件表面质量符合设计要求，表面粗糙度达到GB6060.1标准要求。 4）铸件的探伤要求,按GB7233探伤, 采用6㎜探测头,管口焊 缝区域150mm以内范围超声波100%探伤，质量等级为Ⅱ级, 其余外表面10%超声波探伤，质量等级为IV级。不可超声波 探伤部位采用GB9444磁粉表面探伤，质量等级为III级。 5）节点的外形尺寸符合图样要求，管口外径尺寸公差按负偏差 控制。 6）热处理按照Q/32182HQA05-2002标准要求,铸件进行正火处 理(920±20℃，出炉空冷,加640±20℃回火处理)。 7）涂装处理要求：表面采用抛丸或喷砂除锈，除锈等级Sa2.5
级，随即涂水性无机富锌底漆，厚度50μm，环氧云铁中间漆 2×30μm。 3、铸造工艺参数 （1）加工余量按照GB/T11350-89，CT12H/J级。 （2）模样线收缩率2.0% 铸件毛坯尺寸偏差符合GB6414-86中CT12要求。 4、铸造工艺说明 （1）为保证叉管与杆件相交处质量，考虑尽可能将支管水平放置，分二箱造型，在铸件上平面分型，整体分两半实模。 （2）冒口采用标准保温冒口套Φ400×h600，5件， （3）型砂：铸型和泥芯均采用树脂砂，表面涂锆英粉涂料二遍，用煤油喷枪辅助烘干。 （4）铸件毛重约6000㎏，浇冒口约重3000kg，工艺出品率 66.7%。
铸钢件通用焊接工艺
铸钢件通用焊接工艺 编制： 审核： 批准： 湖南湘船重工有限公司 2014年11月1日
铸钢件通用焊接工艺 1.编制目的及适用范围 1.1编制目的 为规范船体结构工程现场铸钢件的焊接质量，特编制此通用焊接工艺。 1.2 适用范围 本工艺适用于公司建造所有船舶的铸钢件现场焊接施工。 2.焊接方法的选择 2.1平焊、横焊、立焊采用焊条电弧焊打底，CO2焊填充； 2.2仰焊采用焊条电弧焊打底、填充。 3.焊接材料的选择 3.1焊条电弧焊采用E5015（J507）焊条，φ3.2、φ4； 3.2 CO2焊采用ER50-6实芯焊丝，φ1.2。 4.焊前准备 4.1焊条在使用前必须按规定烘焙，E5015焊条的烘焙温度为350℃。烘焙1小时后冷却到150℃保温，随用随取，领取的焊条应放入保温筒内。 4.2不得使用药皮脱落或焊芯生锈的变质焊条、锈蚀或折弯的焊丝。 4.3二氧化碳气体的纯度必须大于99.7%，含水率小于等于0.005％，瓶装气体必须留1Mpa气体压力，不得用尽。 4.4焊前，焊缝坡口及附近50mm范围内清除净油、锈等污物。 4.5施焊前，复查组装质量，定位焊质量和焊接部位的清理情况，如不符合要求，修正合格后方可施焊。 4.6焊条电弧焊现场风速不大于8m/s、气体保护焊现场风速不大于2m/s，当超过规定风速时应设防风装置。 4.7焊接前，检查各焊接设备是否出于正常运行状态。 4.8检查坡口尺寸是否达到要求。 4.9焊工必须持证上岗。
5.焊接工艺 5.1焊接工艺参数的选择 （1）立焊：焊条电弧焊打底，CO2焊填充； （2）横焊：SMAW打底，GMAW填充； （3）仰焊：SMAW打底，SMAW填充 5.2 预热与后热 （1）预热铸钢件与异种钢施焊前应进行焊前预热，采用2~3把烘枪进行火焰预热。预热温度为170℃。待温度降至150℃时方可进行焊接。 （2）后热焊接结束后，用烘枪对焊缝进行后热处理。后热温度为200℃，之后采用50mm的保温棉对焊缝后热处理部分进行包裹，缓冷至室温。 5.3焊接坡口：所有对接缝位置均按照设计图纸开全焊透坡口 5.4焊接工艺措施 5.4.1焊接层间温度应控制在200～250℃； 5.4.2打底焊接时，采用手工电弧焊多层多道焊接，每层焊缝高度约为焊条直径，当焊道宽度大于20mm时方可以进行二氧化碳气体保护焊； 5.4.3焊接前应将每个铸钢件焊缝的真实坡口形式记录备案， 5.4.4铸钢件与异种钢接头的焊接，应按厚板焊接的有关工艺规定进行施焊
炼钢连铸工艺流程介绍
连铸工艺流程介绍 将高温钢水浇注到一个个的钢锭模内，而是将高温钢水连续不断地浇到一个或几个用强制水冷带有“活底” （叫引锭头）的铜模内（叫结晶 器），钢水很快与“活底”凝结在一起，待钢水凝固成一定厚度的坯壳后，就从铜模的下端拉出“活底”，这样已凝固成一定厚度的铸坯就会连续地从水冷结晶器内被拉出来，在二次冷却区继续喷水冷却。带有液芯的铸坯，一边走一边凝固，直到完全凝固。待铸坯完全凝固后，用氧气切割机或剪切机把铸坯切成一定尺寸的钢坯。这种把高温钢水直接浇注成钢坯的新工艺，就叫连续铸钢。 【导读】：转炉生产出来的钢水经过精炼炉精炼以后，需要将钢水铸造成不同类型、不同规格的钢坯。连铸工段就是将精炼后的钢水连续铸造成钢坯的生产工序，主要设备包括回转台、中间包，结晶器、拉矫机等。本专题将详细介绍转炉（以及电炉）炼钢生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。由于时间的仓促和编辑水平有限，专题中难免出现遗漏或错误的地方，欢迎大家补充指正。 连铸的目的: 将钢水铸造成钢坯。 将装有精炼好钢水的钢包运至回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间包，中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中去。结晶器是连铸机的核心设备之一，它使铸件成形并迅速凝固结晶。拉矫机与结晶振动装置共同作用，将结晶器内的铸件拉出，经冷却、电磁搅拌后，切割成一定长度的板坯。 连铸钢水的准备 一、连铸钢水的温度要求： 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。
铸钢件生产工艺技术
铸钢件生产工艺技术 铸钢件是用铸造方法获得的金属物件，即把熔炼好的液态金属，用浇注、压射、吸入或其他方法注入预先预备好的铸型中，冷却后经落砂、清理(见铸件清理)和后处理(见铸件后处理)，所得到的具有一定外形，尺寸和性能的物件。对于强度、塑性和韧性要求更高的机器零件，需要采用铸钢件。铸钢件的产量仅次于铸铁，约占铸件总产量的15%。 一、按照化学成分，铸钢可分为碳素铸钢和合金铸钢两大类。其中以碳素铸钢应用最广，占铸钢总产量的80%以上。 1、碳素铸钢一般的，低碳钢ZG15的熔点较高、铸造性能差，仅用于制造电机零件或渗碳零件；中碳钢ZG25～ZG45，具有高于各类铸铁的综合性能，即强度高、有优良的塑性和韧性，因此适于制造形状复杂、强度和韧性要求高的零件，如火车车轮、锻锤机架和砧座、轧辊和高压阀门等，是碳素铸钢中应用最多的一类；高碳钢ZG55的熔点低，其铸造性能较中碳钢的好，但其塑性和韧性较差，仅用于制造少数的耐磨件。 2、合金铸钢根据合金元素总量的多少，合金铸钢可分为两低合金钢和高合金钢大类。 1）低合金铸钢，我国主要应用锰系、锰硅系及铬系等。如ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1等。用来制造齿轮、水压机工作缸和水轮机转子等零件，而ZG40Cr1常用来制造高强度齿轮和高强度轴等重要受力零件。 2）高合金铸钢，具有耐磨、耐热或耐腐蚀等特殊性能。如高锰钢ZGMn13，是一种抗磨钢，主要用于制造在干磨擦工作条件下使用的零件，如挖掘机的抓斗前壁和抓斗齿、拖拉机和坦克的履带等；铬镍不锈钢ZG1Cr18Ni9和铬不锈钢ZG1Cr13和ZGCr28等，对硝酸的耐腐蚀性很高，主要用于制造化工、石油、化纤和食品等设备上的零件。 二、铸钢的铸造工艺特点铸钢的机械性能比铸铁高，但其铸造性能却比铸铁差。因为铸钢的熔点较高，钢液易氧化、钢水的流动性差、收缩大，其体收缩率为10～14%，线收缩为1.8～2.5%。为防止铸钢件产生浇不足、冷隔、缩孔和缩松、裂纹及粘砂等缺陷，必须采取比铸铁复杂的工艺措施： 1、由于钢液的流动性差，为防止铸钢件产生冷隔和浇不足，铸钢件的壁厚不能小于8mm；浇注系统的结构力求简单、且截面尺寸比铸铁的大；采用干铸型或热铸型；适当提高浇注温度，一般为1520°～1600℃，因为浇注温度高，钢水的过热度大、保持液态的时间长，流动性可得到改善。但是浇温过高，会引起晶粒粗大、热裂、气孔和粘砂等缺陷。因此一般小型、薄壁及形状复杂的铸件，其浇注温度约为钢的熔点温度+150℃；大型、
铸造生产过程控制程序
铸造生产过程控制程序 1.目的 为使产品铸件的整个生产过程的质量、环境、职业健康安全处于受控状态。 2.适用范围 铸造车间所生产的本公司铸件的生产全过程。 3.职责 3.1车间主任负责各工序的生产管理，组织贯彻实施质量管理、环境管理、职业健康安全管理各控制程序，对铸件生产中的质量、环境、职业健康安全负责。 3.2车间计划调度员根据公司生产技术部下达的生产指令安排组织生产活动。3.3车间技术组负责编制工艺文件，并对工艺文件的正确性、完整性、适用性负责。 3.4车间安全员负责车间生产的环境管理和职业健康安全管理的日常工作。 3.5各班组长对本班组的产品质量、生产作业计划及进度、环境管理、职业健康安全管理的完成情况负责。 4.工作程序 4.1过程准备 4.1.1车间计划调度员按照生产技术部下发的项目计划编制各班组的生产计划，及时下发到各班组，完成调度指令兑现率，准备好各种工装器具及原材料。 4.1.2车间生产所需各种工装器具及原材料放在有明显标识的指定区域，由车间统一管理。 4.1.3车间技术组由专人负责管理图纸和技术资料，进行分类、标识、定址存放，建立文件资料目录及管理规定。
4.1.4技术组的技术人员根据当月车间生产计划准备技术资料、图纸，并保证这些资料正确、清晰、完整、有效。 4.1.5原料、辅料和工艺装备上场前有关人员应检验其是否符合规定要求，检验结果应记录并明确标识。 4.1.6车间设备员要做好设备的日常管理和检查，其结果应记录备案。 4.1.7操作者上岗前应经过培训，培训合格后持证上岗，特殊过程（熔炼、浇注、造型、焊接、热处理、机动车司机）必须经过专门培训，考试结果记录备案。 4.2过程控制 4.2.1图纸资料的控制 4.2.1.1车间技术组负责图纸、技术文件的收发、归档、管理和更改。 4.2.1.2车间技术组签收图纸、资料后，加盖本车间专用标记章，填写《收图登记》，分类放置。 4.2.1.3车间技术组收到改图通知后，按要求更改，保证零件图、工艺图、工装图的有效性，做出更改标识并通知到相关技术人员。车间技术组对车间图纸、资料的正确性、完整性负责，保证在生产过程中使用的图纸资料为有效版本。 4.2.1.4归口本部门管理的定型产品工艺改进、工装设计及新增零件的工艺、工装设计、履行审核、批准手续。 4.2.1.5车间的图纸、资料一律不外借，外部门人员借用需经主管主任批准，并填写《借阅登记》，当日归还，特殊情况当日不能归还的，需经车间主任签字批准限期归还。 4.2.2工艺设计控制 4.2.2.1车间技术组负责铸件铸造工艺的编制,并对其正确性、适用性负责，主管技术人员校对、审核、标准化后，主管主任签字批准，并正确执行冶炼工艺。
铸钢件常见热管理方案计划工艺标准
铸钢件常见热处理 按加热和冷却条件不同，铸钢件的主要热处理方式有：退火(工艺代号：5111)、正火(工艺代号：5121)、均匀化处理、淬火(工艺代号：5131)、回火(工艺代号：5141)、固溶处理(工艺代号：5171)、沉淀硬化、消除应力处理及除氢处理。 1．退火(工艺代号：5111) 退火是将铸钢件加热到Ac3以上20～30℃，保温一定时间，冷却的热处理工艺。退火的目的是为消除铸造组织中的柱状晶、粗等轴晶、魏氏组织和树枝状偏析，以改善铸钢力学性能。碳钢退火后的组织：亚共析铸钢为铁素体和珠光体，共析铸钢为珠光体，过共析铸钢为珠光体和碳化物。适用于所有牌号的铸钢件。图11—4为几种退火处理工艺的加热规范示意图。表ll—1为铸钢件常用退火工艺类型及其应用。 2．正火(工艺代号：5121) 正火是将铸钢件目口热到Ac3温度以上30～50℃保温，使之完全奥氏体化，然后在静止空气中冷却的热处理工艺。图11—5为碳钢的正火温度范围示意图。正火的目的是细化钢的组织，使其具有所需的力学性能，也司作为以后热处理的预备处理。正火与退火工艺的区别有两个：其一是正火加热温度要偏高些；其二是正火冷却较快些。经正火的铸钢强度稍高于退火铸
钢，其珠光体组织较细。一般工程用碳钢及部分厚大、形状复杂的合金钢铸件多采用正火处理。 正火可消除共析铸钢和过共析铸钢件中的网状碳化物，以利于球化退火；可作为中碳钢以及合金结构钢淬火前的预备处理，以细化晶粒和均匀组织，从而减少铸件在淬火时产生的缺陷。 3．淬火(工艺代号：5131) 淬火是将铸钢件加热到奥氏体化后(Ac。或Ac＆#8226;以上)，保持一定时间后以适当方式冷却，获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。常见的有水冷淬火、油冷淬火和空冷淬火等。铸钢件淬火后应及时进行回火处理，以消除淬火应力及获得所需综合力学性能。图11—6为淬火回火工艺示意图。 铸钢件淬火工艺的主要参数： (1)淬火温度：淬火温度取决于铸钢的化学成分和相应的临界温度点。图11—7为铸钢件淬火工艺温度范围示意图。原则上，亚共析铸钢淬火温度为Ac。以上20～30℃，常称之为完全淬火。共析及过共析铸钢在Ac。以上30～50℃淬火，即所谓亚临界淬火或两相区淬火。这种淬火也可用于亚共析钢，所获得的组织较一般淬火的细，适用于低合金铸钢件韧化处理。 (2)淬火介质：淬火的目的是得到完全的马氏体组织。为此，铸件淬火时的冷却速率必须大于铸钢的临界冷却速率。否则不能获得马氏体组织及其相应的性能。但冷却速率过高易于导致铸件变形或开裂。为了同时满足上述要求，应根据铸件的材质选用适当的淬火
大型铸钢件工艺
大型铸钢件工艺设计的关键技术 武汉钢铁重工集团铸钢车间孙凡 摘要：简要介绍大型铸钢件的铸造工艺设计的铸件的工艺性分析、铸造工艺方案选择、铸造工艺参数的选定、铸件成形的控制、铸件的热处理技术、铸造工艺装备的设计、铸件的后处理技术及计算机数值模拟技术等关键技术。 1 零件的工艺性研究 铸造工艺设计时，首先要仔细地阅读和研究铸件的制造或采购技术条件、质量要求。如探伤要求，表面质量要求，机械性能要求，特殊热处理要求等，其次，要研究零件的结构特点，如质量要求高的表面或主要的加工面，主要的尺寸公差要求等，再次，研究材料化学成分，特别是铸造合金中含碳量，合金元素含量作用和机理。这些对下一步的工艺设计有直接影响。需格外重视，做好零件的工艺性研究，能为工艺设计奠定良好的开端。 1.1 材料的工艺性分析 在大型铸件的制造中，材料的物理性能和机械性能，对工艺参数的选定、浇冒口和冷铁设置、热处理技术、铸件的后处理技术等都有重大影响。深入了解铸造合金中含碳量，合金元素含量对铸态组织形态的影响，对力学性能的影响，了解材料的凝固方式，收缩倾向，冒口补缩效果，了解材料的热导率，热应力倾向等，对工艺设计有重要意义。 在砂型条件下，随着合金中碳的质量分数量增加，结晶温度范围扩大。低碳钢为逐层凝固方式，中碳钢为中间凝固方式，高碳钢为体积凝固方式凝固，但改变冷却条件，可以改变结晶温度范围，从而改变合金的凝固方式。由于凝固方式的不同，窄结晶温度范围的合金，容易形成细小的晶粒组织，补缩性好，热烈倾向小；反之，宽结晶温度范围的合金，容易形成粗大的晶粒组织，补缩性差，热烈倾向大。因此，高碳钢的厚大部位，要采取强制冷却工艺缩小结晶温度范围，改善晶粒组织。合金中的碳、锰、铬等元素的含量增加，可以提高强度，提高淬透性，却降低导热性，直接影响铸件各部位冷却、加热的温度差，因此，合金钢较容易造成高的残余应力。工艺上要减少各部位浇注后冷却、热处理加热的温度差。合金在相变时，各种组织组成相的比体积不同，会产生相变应力，其中，马氏体的比体积最大，马氏体相变最容易产生较大的相变应力。碳、锰、铬等淬透性元素含量高的合金钢，冷割冒口时极易产生裂纹，原因就是导热性差热应力大，产生马氏体转变导致相变应力大，必须热割冒口， 1.2 铸件结构的工艺性分析 对于需要铸造的零件，必须检查它的结构是否符合铸造工艺的基本要求。因为有时对铸件的结构，作很小的改动，并不影响铸件的使用性能, 但却大大地简化了铸造工艺，有利于提高铸件质量。在铸造生产中, 对铸件结构的基本要求有以下几点：铸件的壁厚应大于铸件允许的最小壁厚，以免产生浇不足等缺陷。
连铸工艺
连铸： 转炉生产出来的钢水经过精炼炉精炼以后，需要将钢水铸造成不同类型、不同规格的钢坯。连铸工段就是将精炼后的钢水连续铸造成钢坯的生产工序，主要设备包括回转台、中间包，结晶器、拉矫机等。 连铸的工艺流程: 将装有精炼好钢水的钢包运至回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间包，中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中去。结晶器是连铸机的核心设备之一，它使铸件成形并迅速凝固结晶。拉矫机与结晶振动装置共同作用，将结晶器内的铸件拉出，经冷却、电磁搅拌后，切割成一定长度的板坯。 连铸自动化控制主要有连铸机拉坯辊速度控制、结晶器振动频率的控制、定长切割控制等控制技术。 连铸的主要工艺设备介绍:
钢包回转台 钢包回转台：设在连铸机浇铸位置上方用于运载钢包过跨和支承钢包进行浇铸的设备。由底座、回转臂、驱动装置、回转支撑、事故驱动控制系统、润滑系统和锚固件6部分组成。 单臂钢包回转台：由底座、立柱、上转臂、上转臂驱动装置、下转臂、下转臂驱动装置组成。 蝶形钢包回转台：由底座、升降液压缸、回转架、钢包支座、回转臂、平行连杆、驱动装置、防护板组成。 钢包回转台是连铸机的关键设备之一，起着连接上下两道工序的重要作用。钢包回转台的回转情况基本上包括两侧无钢包、单侧有钢包、两侧有钢包三种情况，而单个钢包重量已超过140吨。三种情况下，钢包回转台受力有很大不同，但无论在何种情况下，都要保证钢包回转台的旋转平稳，定位准确，起停时要尽可能减小对机械部分的冲击，为减少中间包液面波动和温降，要缩短旋转时间。因此，我们在变频器的容量选择上，留有余地，即比电机功率加大一级。同时利用变频器的s曲线加速功能，通过调整s曲线保证加、减速曲线平滑快速，减少对减速机的冲击，再通过PLC判断变速限位、停止限位实现旋转过程中高、低速自动变换及到位停车，同时满足了对旋转时间和平稳运行的要求。 顺时针，逆时针，旋转
铸钢件生产中清理环节的注意事项和要求
铸钢件生产中清理环节的注意事项和要求 一般情况下，铸钢件生产工艺流程可分为混砂工艺、造型工艺、钢液的熔炼工艺、浇注工艺、铸钢件清理、铸钢件退火热处理、铸钢件质量验收标准七个环节，每个环节在铸钢件生产整个流程中都意义重大，企业应该积极督促员工按照各个环节的要求和标准执行操作，力保万无一失。 铸钢件清理环节是继浇注工艺后的一个环节，其在整个工艺流程中虽然并非技术要求最高、难度最大的环节，但是是不可或缺的步骤，企业应该重视并严格按照标准要求员工做到落实。 铸钢件清理注意事项及其要求： 铸钢件在未完全凝固前，不能搬动铸件，也不准在600℃以上喷水强冷。铸件一般经自然冷却2-3小时后进行清件。 （一）工作流程 清理铸件表面、型腔废砂→气割铸件浇口、冒口、毛刺→再次清理铸件残砂→焊补铸件→打磨铸件→质量验收 （二）操作方法及质量标准 1、准备工作
按照要求佩戴好劳保用品，并对工作环境进行安全确认；准备好所用机器设备和工具，并认真检查，确保机器设备、工具完好，能正常、安全运行和使用。 2、正常操作 （1）利用风镐或水清砂机进行铸件废砂清理。 （2）铸件废砂清理完毕，按照《气割安全技术操作规程》操作割枪，切割铸件浇口、冒口、飞边、毛刺。 （3）铸件切割完毕，符合要求。按照《电焊工安全技术操作规程》操作电焊机，对铸件残缺部位进行焊补，确保铸件完整。 （4）焊补完毕，复合工艺要求。利用砂轮机对铸件切割、焊补等部位进行打磨处理，保证切割部位和焊补部位光洁、平整。 （5）打磨完毕，进行验收，准备热处理 以上是铸钢件生产中清理环节的注意事项和要求，由于铸钢件清理紧随浇注环节之后，清理前一定要等铸钢件完全凝固并且要冷却2-3小时后方可进行，降低清理中员工高温受伤风险和铸件未完全凝固带来的铸钢件缺陷风险。
连续铸钢工艺word文档良心出品
连续铸钢工艺 1 、弧形连铸机有哪此特点？ 立式和立弯式连铸机的结晶器都是直的， 而弧形连铸机采用的是具有某一曲率 半径的弧形结 晶器， 其结晶器、 二次冷却装置都布置在某一半径的一个圆的四分之一弧度上。 铸坯在结晶 器内凝固时就已弯曲，带液芯的铸坯从结晶器拉出来，沿着弧形轨道运行，继续喷水冷却， 在四分之一圆弧处 完成凝固，然后矫直并拉出送至切割站。 弧形连铸机的高度仅为三分之一，建设费用低，钢水静压力小，铸坯在辊间的鼓肚小， 铸坯 质量好；加长机身也比较容易，故可高速浇注，生产率高。弧形连铸机的缺点是：因铸坯弯 曲矫直，容易引起 内部裂纹；铸坯内夹杂物分布不均匀， 内弧侧存在夹杂物的集聚；设备较 为复杂，维修也较困难。 弧形连铸机虽有缺点， 但由于在设备和工艺上的技术进步， 仍然是世界各国钢厂采用最多的 一种机型。 2、 什么叫负滑脱？ 当结晶器下振的速度大于拉坯速度时， 铸坯对结晶器的相对运动为向上， 即逆着拉坯方向的 运动，这种运动 称负滑脱或称负滑动。 3、 结晶器振动频率用什么数学模型控制？ 对正弦式振动负滑脱率 ￡ v % Vmi-结晶器振动平均速度 m/min ; V —拉坯速度m/min 。 结晶器振动速度vm 可用下式表示 Vm=( n fh/1000 )X sin2 n f 式中：h —振幅mm 由上式可求得结晶器振动的平均速度 Vm=2fh 将Vm 代入负滑脱率式中即可求得振动频率 f 在连铸机中 ￡ v 皆取定值， 那么频率与拉速便成线性关系， 用这个关系式来控制随拉速变化 而变化的振动 频率， 这个公式就是用负滑脱率控制振动频率的数学模型， 这个模型广泛应用 于国内外连铸生产中。 4、如何减小铸坯振痕？ 为了防止拉漏， 减小结晶器阻力，采取了结晶器振动技术，但是由于结晶器振动， 在铸坯表 面产生了横向痕 迹，此痕迹称振痕，振痕为沟状，其间距 h=v/f ，其中V 为拉坯速度，f 为 振动频率。 研究表明， 振痕处易形成裂纹和成份的偏析， 随着振痕深度的加深而加重。 因此减小振痕深 度是改善铸坯 表面质量极为有效的措施。 振痕深度与结晶器振动负滑脱时间有关， 负滑脱时间越短， 振痕深度就越浅。 负滑脱时间又 与结晶器振动 频率和振幅有关，它可用下式表示： tm= ￡ V= 式中： 式中 f 振动频率， l/min ；
铸钢件工艺
模具、芯骨、工装、夹具、专用检测器具、专用加工设备 原辅材料、备品、备件 检验 检验冶炼造型 浇注 铸件待冷却铸件出型清砂铸件清理铸件热处理铸件毛坯精整机加工 发运 包装 油漆 抛丸 检验 检验 检验 检验 检验 检验检验 检验检验检验
2、产品主要成份、性能、技术质量指标 （1）材质要求具体化学成份为（%）：C 0.17～0.23；Si≤0.60；Mn 1.0～1.50；P≤0.020；S≤0. 015；Cr≤0. 30；Mo≤0. 15；Ni≤0.40；Al≤0.020 ; Re0.2～0.35(加入量) （2）机械性能要求 屈服强度≥230Mpa 抗拉强度≥450Mpa 延伸率≥22% 冲击功≥40J 1）按GB11352标准要求随炉提取试样，每一个炉号制备二组试样，其中一组备查。 2）为确保具有良好的焊接性能，节点铸件碳当量控制在CE≤0.42。 3）铸件表面质量符合设计要求，表面粗糙度达到GB6060.1标准要求。 4）铸件的探伤要求,按GB7233探伤, 采用6㎜探测头,管口焊 缝区域150mm以内范围超声波100%探伤，质量等级为Ⅱ级, 其余外表面10%超声波探伤，质量等级为IV级。不可超声波 探伤部位采用GB9444磁粉表面探伤，质量等级为III级。 5）节点的外形尺寸符合图样要求，管口外径尺寸公差按负偏差 控制。 6）热处理按照Q/32182HQA05-2002标准要求,铸件进行正火处 理(920±20℃，出炉空冷,加640±20℃回火处理)。 7）涂装处理要求：表面采用抛丸或喷砂除锈，除锈等级Sa2.5
级，随即涂水性无机富锌底漆，厚度50μm，环氧云铁中间漆 2×30μm。 3、铸造工艺参数 （1）加工余量按照GB/T11350-89，CT12H/J级。 （2）模样线收缩率2.0% 铸件毛坯尺寸偏差符合GB6414-86中CT12要求。 4、铸造工艺说明 （1）为保证叉管与杆件相交处质量，考虑尽可能将支管水平放置，分二箱造型，在铸件上平面分型，整体分两半实模。 （2）冒口采用标准保温冒口套Φ400×h600，5件， （3）型砂：铸型和泥芯均采用树脂砂，表面涂锆英粉涂料二遍，用煤油喷枪辅助烘干。 （4）铸件毛重约6000㎏，浇冒口约重3000kg，工艺出品率 66.7%。
铸钢件生产工序作业指导书
铸钢件 生产工序作业指导书
目录 1、木模操作工艺守则 (1) 2、铸钢砂型(芯)干燥、配模工艺守则 (3) 3、炉墙打结和烘烤工艺守则 (4) 4、钢水包和浇注操作工艺守则 (7) 5、铸钢件清理、切割工艺守则 (8) 6、合金钢、碳素钢铸件热处理工艺守则 (10) 7、电弧炉熔炼碳素钢、中低合金钢操作规程 (13) 7、电弧炉熔炼CF8、CF8M系列不锈钢操作规程 (15) 8、铸钢件补焊规程 (18) 9、碱性中频感应电炉炉衬捣制工艺守则 (21) 10、核电阀门奥氏体不锈钢铸件技术条件 (23) 11、核电阀门碳素钢铸件技术条件 (28) 12、核电阀门铸钢件的目测检验 (33) 13、树脂砂配制工艺守则 (34) 11、树脂砂旧砂再生工艺守则 (36) 12、树脂砂造型（制芯） (37) 13、铸钢砂型(芯)干燥配模工艺守则 (39) 14、铸钢件开箱落砂工艺守则 (41) 15、铸造用原材料的技术条件 (41) 16、中频感应电炉熔炼碳钢、低合金钢、不锈钢操作工艺守则 (57) 17、酯硬化水玻璃自硬砂工艺守则 (60) 18、铸钢件芯骨准备工艺守则 (62) 19、铸造工艺评定规程 (64) 20、高温受压件用合金钢铸件技术条件 (57)
木模操作工艺守则 1 范围 本标准规定了树脂砂、水玻璃砂铸造用木制模样和芯盒的技术要求、验收规则、修改、标志、保管与报废。 本标准适用于厂内制作和外单位提供树脂砂、水玻璃砂铸造用木制模样和芯盒。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB 153-1995 针叶树锯材树种、尺寸、公差分等 GB 4817-1995 阔叶树锯材树种、尺寸、公差分等 JB/T 5105-91 铸件模样起模斜度 JB/T 7699-95 铸造用木制模样和芯盒技术条件 3 木模材料 3.1 木模工作表面材料一律采用红松(或高于红松)制作。结构材料允许采用不易变形的高强度木材制作，但不应低于GB153.1和GB153.2或GB4817.1和GB4817.2中规定的三等木材。 3.2 制造模样和芯盒的木材应干燥，且存放期不应少于20天。 3.3 木材的含水率宜在8%～16%范围内。 3.4 树心材料必须按树心剖开，但用于制作浇冒口时除外。 4 木模制作 4.1 木模制作依据铸造工艺图样，按JB/T7699-95中的二级木模要求进行施工。 4.2 按工艺加工木模，必须划出中心线，打样板图，分型面用铁定位销，同时在木模的适当部位设置起模装置。起模装置必须牢固可靠、起模平稳。 4.3 工艺上未注明拔模斜度（包括冒口），应按JB/T5105-91的规定进行。 4.4 凡用骨胶胶合时,必须用圆钉加固，部件装配时应用螺钉或螺栓连接。 4.5 板材拼合时，纹理应交叉，同一平面上钉子应错开分布，钉子之间距离按JB/T7699-95中的有关规定，钉子长度伸入第二层薄板的深度为薄板厚度的2/3以上。 4.6 外模固定在型板上。 4.7 冒口做出起模装置，暗冒口顶部按工艺做出自来气压泥芯，明冒口按工艺要求做出浇注高度记号。 4.8 按工艺要求位置做出出气孔圆凸台，并在上面钉出φ6×12mm铝出气管。 4.9 型板上按工艺要求钉出芯头出气槽。 4.10 木模上放冷铁处嵌磁条。 4.11 木模和芯盒工作表面应光滑，型板上的金属定位销移动范围小于0.3mm. 4.12 模样和芯盒上的外圆角均须按图样要求做出。 4.13 本厂木模用于树脂砂造型，除有特殊要求外，一律以不涂漆方式提供。
连铸工艺试题试题
试题 一、填空题 1、连铸对钢水的基本要求（钢水温度）（钢水纯净度）（钢水的成分）（钢水的可浇性）。 2、结晶器振动机构采用（高频率）、（小振幅）的振动方式以减少振痕深度，提高铸坯表面质量。 3、中间包是钢包与结晶器之间的中间储存容器，它有（储钢）、（稳流）、（分流）、（缓冲）、（分渣）的作用，是实现多炉连浇的基础。 4、当结晶器（下振的）速度大于（拉坯）速度时，铸坯对结晶器的相对运动为向上，即逆着拉坯方向的运动，这种运动称负滑脱或负滑动。 5、拉矫机的作用有（拉坯）、（矫直）、（送引锭）。 6、连铸小方坯低倍组织是由（边缘等轴晶）、（柱状晶）、（中心等轴晶）三部分组成。 7、结晶器中保护渣的三层结构为（液渣层）、（烧结层）、（粉渣层） 8、我厂新区有4台连铸机，其中5、7、8#机为（小方坯）连铸机；6#机为（异型坯）连铸机。 9、我厂6#机结晶器铜板长（700）mm，流间距为（1800）mm; 5#机结晶器铜管长（1000）mm，流间距为（1300）mm; 7#机结晶器铜管长（900）mm，流间距为（1250）mm; 8#机结晶器铜管长（1000）mm，流间距为（1250）mm; 10、连铸坯质量缺陷主要有（裂纹）、（夹杂）、（皮下气泡）、（脱方）、
（划痕）等。 11、大包保护浇注的主要目的是为了避免(二次氧化)。 12、(结晶器)被称为连铸机的心脏。 13、连铸坯的内部缺陷主要有(中心疏松、缩孔、中心裂纹、中间裂纹、皮下裂纹、皮下气泡、中心偏析、夹渣)等。 14、提高连铸钢水纯净度的主要措施有：炼钢(提供纯净钢水)，采用钢水(炉外精炼处理)和(连铸保护浇铸)。 15、镇静钢的连铸坯内部结构可分为(表面等轴晶)带,( 柱状晶)带及(中心等轴晶)带。 16、工业用钢按化学成分一般分为(碳素钢)和(合金钢)二大类。 17、炉外精炼的主要功能是：调整（温度、成分)，去除钢中(夹杂和气体)。 18、采用轻压下技术主要是改善铸坯的(中心偏析)。 19、当小方坯横截面上两个对角线长度不相等时称为(脱方)。 20、纵裂缺陷属于(表面)缺陷。 21、铸坯中的偏析是指铸坯(化学成份)和(气体及夹杂)的分布不均匀，而通常是指(化学成份)的不均匀分布。 22、产品的技术标准，按照其制定权限和使用的范围可分为(国家标准)、(行业标准)、企业标准等。 23、钢水中的磷是一种有害元素，它可使钢产生(冷脆)。 24、钢水中的硫是一种有害元素，它可使钢产生(热脆)。 25、影响钢水流动性的主要因素是(温度)、(成分)和(钢中夹杂物)。
连续铸钢原理与工艺练习1
一、填空 1、钢水凝固成形有两种方法：传统的_________和__________。模铸法，连续铸钢法 2、连铸机对铸坯质量的影响主要有两个方面，一是________________，二是铸坯的_____________。铸坯裂纹和中心偏析，纯净度 3、连铸机流数的确定有两种方法，一是计算法，二是__________。（诺漠图法） 4、根据最大拉速确定的液相穴深度为__________。（冶金长度） 5、确定浇注成功的炉数时，一般一炉钢水至少有________浇成铸坯才能算做该炉浇注成功。（2/3） 二、判断 1、立弯式连铸机主要适用于大断面铸坯的浇铸。( )错(小) 2、连续铸钢可以提高金属收得率，但不能降低能源消耗。( )错(能) 3、多点矫直弧形连铸机的铸坯带液芯矫直，不产生内部裂纹，有利于提高拉速。（）对 4、连铸坯收得率与断面大小有关，铸坯断面小收得率高些。错（低） 5、液相穴深度与铸坯厚度、拉坯速度和冷却强度有关。铸坯越厚，液相穴深度越长，连铸机越长。（）对 三、名词解释 1、连铸：也就是使钢水不断通过水冷结晶器凝成硬壳后从结晶器下方出口拉出，经喷水冷却，全部凝固后切成坯料的铸造工艺。 2、溢漏率：是指在某一段时间内连铸机发生溢漏钢的流数占该段时间内该铸机浇注总流数的百分比。 3、连铸机的流数：1台连铸机能同时浇注铸坯的总根数。 4、液相穴深度：是指从结晶器液面开始到铸坯中心液相凝固终了的长度，也称为液心长度。 四、简答题 1、连铸机机型的选择原则是什么？ 1）满足钢种和断面规格的要求 2）满足铸坯质量要求 3）节省建设投资 2、中间包有什么作用？ 1）减少钢水静压力，使钢流平稳，减少钢流对结晶器内钢液的冲击和搅动；2）钢水在中间包内停留时，使非金属夹杂物有机会上浮； 3）在多流连铸机上，可以通过中间包将钢水分配到每个结晶器； 4）在多炉连浇时，中间包可以存储一定数量的钢水，保证更换钢包时继续浇铸。 3、何谓连铸坯的金属收得率？为什么连铸坯金属收得率小于1？ 连铸坯金属收得率是合格连铸坯产量与浇注连铸坯钢水总量的比值。 在连铸过程中，从钢水到合格铸坯有各种金属损失，如钢包的残钢、中间包的残钢、铸坯的切头切尾、氧化铁皮和因缺陷而报废的铸坯等，所以连铸坯金属收得率小于1。 五、论述题 1、试述连续铸钢的优越性 （1）简化了工序，缩短了流程 省去了脱模、整模、钢锭均热、初轧开坯等工序。由此可节省基建投资费用
连续铸钢基本概念
连续铸钢基本概念（1） 发表日期：2007-5-19 阅读次数：705 1.什么是钢水的浇注作业? 钢的生产过程主要分为炼钢和浇注两大环节。浇注作业就是将成分合格的钢水铸成适合于轧钢和锻压加工所需要的一定形状的固体。 把钢水凝固铸成固体有两种工艺方法：一种是钢锭模浇注法，一种是连续铸钢法。后者可以将炼钢炉炼好的钢水直接浇注成板坯、扁坯、方坯和圆坯等钢坯，再将钢坯供给各种轧钢机，生产各种规格的钢材。 浇注作业是衔接炼钢和轧钢之间的一项特殊作业。它的特殊性表现为把钢水转变为固体的凝固过程。当钢水一旦凝固成固体后，在以后的轧钢过程中就不能对质量有本质上的改进了。因此，浇注作业对产品质量和成本有重大影响，必须予以特别重视。要精心操作，不出废品，保证质量。否则将“前功尽弃”。 2.什么叫连续铸钢? 连续铸钢与普通模铸不同，它不是将高温钢水浇注到一个个的钢锭模内，而是将高温钢水连续不断地浇到一个或几个用强制水冷带有“活底”(叫引锭头)的铜模内(叫结晶器)，钢水很快与“活底”凝结在一起，待钢水凝固成一定厚度的坯壳后，就从铜模的下端拉出“活底”，这样已凝固成一定厚度的铸坯就会连续地从水冷结晶器内被拉出来，在二次冷却区继续喷水冷却。带有液芯的铸坯，一边走一边凝固，直到完全凝固。待铸坯完全凝固后，用氧气切割机或剪切机把铸坯切成一定尺寸的钢坯。这种把高温钢水直接浇注成钢坯的新工艺，就叫连续铸钢。它的出现从根本上改变了一个世纪以来占统治地位的钢锭一初轧工艺。 3.连续铸钢有哪些优越性? —简化了生产钢坯的工艺流程，节省大量投资。省去了模铸工艺中脱模、整模，以及均热和初轧开坯等中间工序。基建投资和操作费用可节省40%，占地面积减少50%,设备费用减少70%,耐火材料消耗减少15％。 —提高了金属收得率和成材率。连铸从根本上消除了模铸中注管和汤道的残钢损失，提高了钢水的收得率。同时省去了钢锭的保温帽，不需要切除钢坯的头部，成材率可提高10～15％。如100t钢水用钢锭模浇注，只可以得到86t钢坯。而同样数量的钢水，如果用连铸，去除浇注损失、火焰切割损失和氧化损失。可以得到95t钢坯。就是说年产100万t钢,采用连铸比模铸每年可以多生产9万t钢坯。可见其经济效益是相当可观的。 —极大地改善了劳动条件，机械化、自动化程度高。模铸工段的环境恶劣。劳动笨重，工作条件差，是炼钢生产过程中最落后的一个工序。特别是转炉炼钢技术的发展，铸锭与炼钢生产之间不相适应的矛盾日益突出，往往是炉后工序跟不上。成为提高产量的限制环节。采用连铸，机械化和自动化水平高，甩掉了笨重的体力劳动，节省了劳动力。为提高生产率创造了有利条件。 —大大节约能量消耗。采用连铸，省去了钢锭均热炉加热的燃料消耗，可使能量消耗减少二分之一到四分之一。据统计，生产一吨合格钢坯，连铸比模铸节能400～1200MJ，相当于节省重油10～30kg。如考虑采用连铸后金属收得率的提高，炼钢厂每生产一吨钢坯平均节能为1800～2600MJ。 4.连铸机分类方法有哪些?