连铸生产常识讲义解析
连铸讲义
五、工艺参数
浇注温度的确定
拉速确定
一冷确定
二冷确定
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1.浇注温度的确定
概 念： 指中间包钢水温度， 由合适的过热度+钢种的液 相线温度确定； 在一包钢水浇注1/4时 过热度最大，浇注结束时 最低。过热度高，拉速低 则漏钢危险增加，柱状晶 发达，中心偏析重；过热 度低，拉速高，漏钢几率 减少，中心偏析轻，夹杂 上浮困难。
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三、连铸生产工艺
上引锭杆
开 浇
启车拉矫
脱引锭杆
切 割
钢包更换
中间包更换 停 车
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1.上引锭杆
油缸驱动→引 锭杆放到中间轨道→ 送入拉矫机引锭杆经 二冷段→入结晶器上 100-150mm→ 反 向 至 结 晶 器 下 口 150mm 处 → 拉 矫 机 引锭杆夹紧定位→完 成安装操作.
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2.开 浇
精炼处理后钢水 →连铸回转台→加保 温盖→转至浇注工位 →中间包小车至浇注 工位→中间包基座下 降→水口与结晶器对 中→开大包水口→中 间包加保温剂→开中 间包滑动水口→实现 开浇
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3.启车拉矫
启 车:
从中间包开浇到拉矫机启 动 时 间 为 10-15s, 开 始 拉 坯 速 度为0.5m/min。2min后达正常 速度,之后根据钢水过热度调 整拉速,启动拉矫机同时结晶 器振动,二冷喷水;
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8.切割机
作 用： 根据要求将矫直 后的铸坯切割成定尺 或倍尺；
结
构：
主框架、切割小车、 切割枪、驱动系统和 供水系统组成。
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9.引锭杆存放装置
作 用： 引锭杆与铸坯脱离后， 应及时将引锭杆存放起来， 并在下次浇注前通过与拉 辊配合，将其送入结晶器； 结 构： 引锭杆由引锭杆头和 引锭杆本体组成；各节之 间由销轴联接；材质为高 强度合金钢。
第五讲：连铸
固加工技术和过程与质量系统控制技术等。
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定义 分类
发展
连铸机
工艺流程
设备
按结晶器是否移动可以分为两类：
一类是固定式结晶器的各种连铸机；另一类是同步运动式结晶 器的各种连铸机。 还可以按铸坯断面形状分为: 方坯连铸机、圆坯连铸机、板坯连铸机、异型连铸机、方/板
坯兼用型连铸机等。
按钢水的静压头可分为:高头型、低头型和超低头型连铸机等。
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模铸
目的
现状
浇铸方法
工艺
优缺点
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模铸
目的
现状
浇铸方法
工艺
优缺点
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模铸
目的
现状
浇铸方法
工艺
优缺点
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模铸
目的
现状
浇铸方法
工艺
优缺点
上注法和下注法的选择
应根据钢种、钢锭大小、加工方法、对钢的质量 要求以及车间设备条件和作业面积等加以选择。 钢锭小而每炉浇注根数多者，需采用下注 生产大钢锭而且钢锭根数少，宜采用上注 对表面质量要求较严，如不锈钢、硅钢、 轧制薄板钢等宜采用下注
第五讲：连续铸钢
机械工程学院-李冬林
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模铸
目的
现状
浇铸方法
工艺
优缺点
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模铸
目的
现状
浇铸方法
工艺
优缺点
就是将合格的钢液浇注到钢锭模内使之凝固，形成 表面良好、内部纯净、均匀、致密的固体钢锭。 本质：钢水的热量传递给钢锭模，钢由液态（钢水） －－固态（钢锭）。
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模铸
目的
现状
浇铸方法
工艺
优缺点
近二十多年来，模铸所占比重不断下降，目前只占 到4~6%的水平，并且还有略微下降的趋势。但是对
连铸基础知识及提高连铸坯质量措施
连铸基础知识及提高连铸坯质量措施1.钢水由液体转变为固体的条件是什么?我们把一杯水(如20℃)放在-20℃的冷库里，当水的温度降到0℃时，杯子里就有晶体出现，此时是水和水的晶体共存，温度仍是0℃，只有当水完全结冰后，杯子整个温度下降到与冷库温度相同。
所以，把水开始结冰的温度叫凝固温度。
钢水的凝固结晶过程也同水一样，当温度降到凝固温度(1535℃)时，就有晶体出现。
由此可知，要实现液体转变为固体的过程，必须满足两个条件，即一定的过冷度和结晶核心。
所谓过冷度，就是实际温度低于凝固温度的度数。
如纯铁，只有过冷度达到295℃时，液体金属中许多体积很小、近程有序排列的原子集团才能形成胚胎晶核作为结晶核心而逐渐长大。
然而在实际生产中，把钢水浇到模子里，结晶所需的过冷度只有几度，这是因为：1)模子温度低，钢水温度高，模壁提供了冷却动力。
2)模型表面的凸凹不平，提供了“依托”，有利晶核形成。
3)钢水中悬浮的质点也可作为结晶核心。
2.钢水凝固过程中的收缩包括哪些?钢水由液态转变为固态，随着温度下降，收缩可分为： (1)液态收缩：由浇注温度降到液相线温度的收缩。
对于低碳钢一般为1％； (2)凝固收缩：液体完全变为固体的体积收缩。
对于钢一般为3～4％。
体积收缩会在钢锭中留下缩孔。
(3)固态收缩：从固相线温度冷却到室温的收缩。
一般为7～8％。
固态收缩表现为整个钢锭的线收缩，它与钢冷却过程的相变有关。
对钢锭产生裂纹有重要影响。
液体钢密度为7.0g/cm3，固体钢密度为7.8g/cm3，则液体变为固体收缩量为：((7.8-7.0)/7.0)×100％=11.4％，其中液态收缩量约1％,凝固收缩3～6％，固态收缩7～8％。
凝固时3～4％的体积收缩在钢锭中会留下缩孔，采用保护帽使缩孔集中在钢锭头部。
而连铸时钢水不断补充到液相，故连铸坯中无集中缩孔。
而带液芯的铸坯继续凝固时的线收缩对铸坯质量和生产安全性有重要影响。
因此结晶器应保持一定的倒锥度，二次冷却区支承辊的辊缝从上到下应符合铸坯线收缩的规律。
连铸知识概述技师教程(二)
第九章连铸知识概述9.1 连铸简介连铸即连续铸钢，就是将钢包内注入中间包，减压、稳压后不断地通过水冷结晶器，凝成坯壳后从结晶器下方出口连续拉出，经气雾/喷水冷却，全部凝固后切成定尺坯料的铸造工艺。
连铸成上启下的作用，其将合格的钢水转变定尺钢坯，为轧钢提供原料。
9.1.1 连铸原理金属凝固：在一定过冷度和结晶核心存在的条件下，液态中无规则的原子集团转变为按一定规则排列的固体结晶体的过程。
凝固需要两条件：过冷度、有结晶核心（形核粒子）。
过冷度越大，形核粒子越多，结晶过程越易进行。
连铸过程的热量传输：要将钢水的显热（从浇注温度到凝固点温度需放出的热量）和结晶潜热（在凝固点由液态转变为固态须放出的热量）释放到冷却介质中去。
热量的传导方式：传导、对流、辐射三中传热方式。
连铸工艺中的传热也就是以上三种方式。
9.1.2 连续铸钢的发展历史最早提出连续铸钢：1886年美国炼钢工程师B·Atha和1887年德国工程师R·M·Dlaelm。
并进行相关的工业性试验。
20世纪40年代试验开发。
20世纪50年代，连续铸钢开始步入工业生产。
20世纪60年代，弧形连铸机问世。
20世纪80年代，连续铸钢技术已经成熟，并得到大规模的应用。
马钢84年分别在二钢、三钢各建设1台小方坯连铸机起步，经过近18年的发展，三个炼钢厂实行了全连铸，现在马钢四个炼钢厂连铸坯产量达到1500万吨规模。
9.1.3 连铸坯质量9.1.3.1 铸坯质量表面急冷层：细等轴晶，中间枝状晶（比较发达）、中心等轴晶。
连铸坯轧出的钢材：屈服强度、抗拉强度、冲击韧性与模铸锭经开坯、轧制的钢材相当，甚至略有提高。
随着结晶器、结晶末端电磁搅拌、连铸坯轻压下技术的应用，连铸能生产几乎所有的钢种。
9.1.3.2连铸坯的压缩比对一般要求的板带材，连铸坯的压缩比4~6就可满足。
对特殊要求的板带材和表面缺陷敏感的钢种，连铸坯的压缩比要相应提高。
在保证一定压缩比的情况下，满足钢材性能要求，连铸坯的厚度减小，可减少轧制道次，提高轧制生产率，节约能源。
连铸工艺知识点总结
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。
连铸基础知识培训
连铸时，钢液注入结晶器后，与结晶器铜壁接触的钢液层受到水冷铜壁的激烈冷却而形成极大的过冷度。由于钢液与结晶器表面的接触，非自发形核也多，而且此时传热没有明确的方向性，在这中情况下，钢液表面层晶核生成的速度远大于晶核长大的速度，在与结晶器壁接触的钢液表面，形成了由细小等轴晶组成的激冷层。
150*150断面水条的对中示意图为：
二冷喷嘴到引锭杆表面距离
内弧
外弧
侧弧
水嘴喷射角度
二段
107
137
92
75
三段
127
157
112
70
四段
127
157
112
70
二冷比水量如0.7L/Kg理解为1Kg钢冷却需要二冷水量为0.7L
液相线温度计算、矫直温度选择：
液相线温度：钢水的结晶温度；过热度：超出液相线温度的温度
连铸作业区拉钢工岗位培训讲义
连铸岗位人员培训
一、连铸主要技术参数
连铸机全称：R10m五机五流全弧形合金钢连铸机
连铸机半径：10米，全弧形（合金钢要求连铸机半径R≥40D）
流间距*流数：1350mm*5流
冶金长度：29.8m(结晶器液面到最后一对拉矫辊之间的距离)，全凝固矫直长度：15.28m（到拉矫机长度）
回转方向：正常 顺逆时针 ±180
事故 逆时针 360
钢包盖升降行程：407mm
钢包盖旋转角度：89.8
大包回转台带有液压回转做为回转台的备用旋转系统
中间包车：
中间包工作容量：32吨，溢流容量：35吨
中间包工作液面高度：865mm，溢流液面高度：965mm
中间包车最大载重量 70吨 轨距4800mm
连铸连轧知识点
连铸连轧知识点一、连铸工艺的发展连铸是钢铁生产中重要的工艺环节，其发展历程与钢铁工业的整体发展密切相关。
自20世纪50年代初连铸技术诞生以来，它一直是提高钢铁生产效率和降低成本的重要手段。
随着科技的进步和环保要求的提高，连铸工艺也在不断发展和改进。
二、连铸工艺的基本原理连铸是一种连续铸造的工艺，其基本原理是将熔融的钢水通过结晶器冷却并形成凝固的铸坯，然后将铸坯连续地从结晶器中拉出，通过轧机进行轧制，最终得到所需的钢材。
三、连铸工艺的特点1、高效性：连铸工艺可以实现连续生产，提高生产效率，降低能耗。
2、节能性：相比传统的模铸工艺，连铸工艺可以节约能源，降低生产成本。
3、灵活性：连铸工艺可以根据市场需求生产不同规格、不同种类的钢材。
4、环保性：连铸工艺可以减少废弃物的产生，降低环境污染。
四、连铸工艺的应用范围连铸工艺广泛应用于各种钢铁产品的生产，包括板材、带材、型材、管材等。
随着技术的发展，连铸工艺也逐渐应用于有色金属、稀有金属等领域。
五、连铸工艺的未来发展方向随着科技的不断发展，连铸工艺的未来发展方向主要集中在以下几个方面：1、智能化：利用先进的自动化技术和智能化设备，提高生产过程的自动化水平和生产效率。
2、绿色化：进一步降低能耗和废弃物排放，实现生产过程的环保和可持续发展。
3、高效化：研发更高效的连铸技术，提高生产速度和产品质量。
薄板坯连铸连轧轧制区组织模拟薄板坯连铸连轧是一种高效、节能的钢材生产工艺，具有较高的生产效率和产品质量。
在轧制过程中，钢材的组织形态和性能特点对产品的质量和使用性能具有重要影响。
因此，薄板坯连铸连轧轧制区组织模拟成为了一个备受的研究领域。
通过组织模拟，可以深入了解轧制过程中材料的组织变化和性能特点，为工艺优化和产品性能提升提供理论支持和实践指导。
薄板坯连铸连轧轧制区背景及基础概念薄板坯连铸连轧是指将液态钢水倒入薄板坯连铸机中进行连续铸造，然后将连铸坯送入轧机进行连续轧制。
连铸基础知识---钢包
连铸设备的基础知识介绍连铸设备: 1钢包-2中间包-3结晶器-4结晶器振动装置-5二次冷却设备-6拉坯矫直设备-7铸坯导向设备-8切割设备-9出坯设备凡是共用一个钢包同时浇铸一流或多流铸坯的一套设备就是一台连铸机。
一台连铸机可以有多个机组（机组是指拥有独立的传动系统和工作系统的连铸设备）。
连铸机流数是指同时浇铸的铸坯数量。
一、钢包1钢包又叫钢水包或大包。
其作用是盛放、运载钢水及部分熔渣, 在浇铸过程中可以通过开启水口的大小来控制钢流量, 还可以用于炉外精炼, 通过炉外精炼可以使钢水的温度调整精度, 成分控制命中率及钢水纯净度进一步提高。
故钢包的作用可以简洁的总结为:盛放、运载、精炼、浇铸钢水, 还具有倾翻, 倒渣落地放置等作用。
二、钢包容量的确定钢包容量与炼钢炉的最大岀钢量相匹配, 另外考虑到岀钢量的波动留有10%的余量和一定的炉渣量（大型钢包炉渣量为金属量的3%~5%而小型钢包的渣量是金属的5%~10%）。
除此之外, 钢包上口还应该留有200mm以上的净空, 为了更好的用于炉外精炼要留出更大的空间。
三、钢包的形状确定（1）钢包是截面为圆形的桶状容器, 其形状与尺寸应该满足以下条件:钢包的直径与高度比。
钢包容量一定时, 为了减少散热损失和有利于夹杂物的上浮应该尽量减小钢包的内表面面积, 故钢包平均内径与高的比值为0.9~1.1。
四、锥度。
为了在浇铸后方便倒出残留的钢液, 钢渣以及取出包底凝固块, 一般的钢包内部都设计成上大下小带有一定锥度, 钢包壁应该有10%~15%的倒锥度。
大型钢包底应该向水口方向倾斜3%~5%。
五、(3)钢包外形。
为了有利于钢液中气体的排出, 夹杂物的上浮, 减少浇铸时钢液的冲击, 钢包外形不能做成细高形, 尽量做成矮胖型。
六、钢包结构1.钢包本体（1）外壳。
支座和氩气配管等, 外壳是钢包的主体构架, 由钢板焊接而成, 外壳有一定数量的排气孔, 可以排除耐火材料中的湿气。
（2）加强箍。
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连铸工艺流程
E．连铸坯在二冷区经拉矫装置弯曲矫直，成 水平状态达切割机 F．连铸坯经切割机切割成需要的定尺 G．连铸坯去除切割毛刺 H．连铸坯印坯号 I．连铸坯热送或下线
鞍钢连铸概况
• 炼钢总厂
➢ 一工区 ➢ 二工区 ➢ 三工区 ➢ 四工区
• 鲅鱼圈 • 鞍凌
1 连铸机参数及设备组成 2.连铸用钢水的准备 3.连铸原理：结晶与传热 4.连铸操作工艺 5.连铸坯质量 6.连铸技术发展
4.连铸操作工艺
4.3保护浇注及保护渣
• 二次氧化：在浇钢过程中，钢液与空气、耐 材、炉渣的相互作用
• 保护渣：防止二次氧化，绝热保温，吸收夹杂， 润滑，控制传热
5.连铸坯质量
• 指合格产品所允许的铸坯缺陷的严重程度。
• 评价连铸坯质量是从以下几方面： ◆ 纯净度：主要决定于钢水进结晶器前的处理过程 ◆ 表面质量：主要决定于钢水在结晶器的凝固过程 ◆ 内部质量：主要决定于铸坯在二冷区的凝固冷却过 程和铸坯支撑系统 ◆ 外观质量 ：主要决定于铸坯冷却的均匀性
1.1 连铸参数
• 型式及优缺点比较：
➢ 立式 ➢ 立弯式 ➢ 弧形 ➢ 超低头椭圆形 ➢ 水平式
比较：
机型
全弧形
直弧形
优点
1．高度低，受铸坯断面影响 小，设备重量较轻，投资费用 低，设备的安装和维护方便
2．钢水静压力相对较小，可 减少因鼓肚变形而产生的内裂 和偏析，有利于提高拉速和改 善铸坯的质量
4.连铸操作工艺
4.1操作过程及工艺制度
• 浇注前的准备 • 正常浇注操作:起苗，注温、拉速的控制 • 脱引锭、切割及停浇操作
4.连铸操作工艺
4.2操作事故
• 漏钢：开浇漏钢，注中漏钢，粘结漏钢 • 水口堵塞：
1）钢水温度过低，水口结冷钢 2）连铸铝镇静钢或钢中[Als]高时，产生 高熔点Al2O3附积于水口内壁堵死。
5.2 连铸坯的表面质量 • 表面缺陷：
1.2 连铸机设备
• 结晶器
作用：形成足够厚度的均匀坯壳 决定铸坯的形状尺寸 对铸坯的表面质量起决定性作用
结晶器振动
负滑脱能焊合微裂纹并强制脱模，再结合保护渣的 润滑作用，有效防止粘结
1.2 连铸机设备
• 二冷装置
– 对铸坯进行支承导向 – 进一步冷却，使铸坯完全凝固 – 弯曲矫直铸坯 – 对铸坯内部质量和铸机生产率起决定作用
连铸及优越性
• 连铸是把高温钢水直接地连续不断地浇铸成钢坯 的方法。
• 优点：A、简化工艺流程； B、提高金属收得率； C、降低能耗； D、劳动条件好，易于实现自动化 E、铸坯质量好，连铸钢种不断扩大。
连铸工艺流程
A．钢水由钢包回转台支撑的钢包经长水口流 入中间包 B．钢水由中间包经浸入式水口流入结晶器 C．钢水在结晶器内受到水冷铜壁的冷却， 形成坯壳 D．带有液心的连铸坯进入二冷区，在二冷 水的冷却下继续凝固
坯切断，用于小断面【CSP采用】 火焰切割：不受断面限制【 ASP采用】
2.连铸钢水质量控制
2.1连铸钢水温度控制 合格、高温、均匀、稳定
2.2连铸钢水成分控制 合格、 稳定、抗裂纹敏感、可浇性
2.3连铸钢水纯净度控制 洁净、防二次氧化
3.结晶与传热
3.1钢液的结晶
结晶：钢从液态转变为固态的过程，也称为凝固 • 结晶的必要条件:过冷度 • 晶核形成和长大 • 结晶后的晶粒大小
• 中间包及其支撑装置
中间包作用
(1)降低钢水静压力，稳定钢水液面； (2)储存钢水，为多炉连浇创造条件； (3)可使钢水分流，实现多流浇铸； (4) 去除杂质，达到净化钢水的目的。
中间包车
1.2 连铸机设备
• 保护浇注设备
（1）长水口 （2）浸入式水口
• 注流控制机构①塞棒来自②滑板（滑动水口） ③定径水口
5.连铸坯质量
5.1 连铸坯的纯净度
• 纯净度与产品质量 • 夹杂物与机型 • 夹杂物来源 • 提高钢纯净度的措施
5.连铸坯质量
5.2 连铸坯的表面质量 表面缺陷的影响因素
（1）坯壳的形成过程 （2）结晶器的振动参数选择 （3）保护渣性能 （4）浸入式水口结构 （5）钢液面的稳定性
5.连铸坯质量
➢ 扇形段（机架） ➢ 气水喷嘴
1.2 连铸机设备
• 拉矫装置
➢ 拉矫机——由带驱动拉坯和矫直机构的一个夹 辊机组组成，同时完成拉坯、矫直两道工序
➢ 引锭装置——包括引锭杆、脱引锭装置、引锭 杆存放装置，共同完成开浇引坯
1.2 连铸机设备
• 切割装置
1、切割装置的作用： 通过切割小车与铸坯的同步或飞剪，按下道工 序要求在线把矫直后的铸坯切成定尺或倍尺 2、切割方式： 剪切：机械或液压飞剪，利用飞剪片运动把铸
➢台数：共用一个钢包回转台，同时浇铸 一流或多流的一套连铸设备为一台
➢机数：对一台铸机而言，具有的独立传动 工作系统的机组数
➢流数：对一台铸机同时浇铸铸坯的总根数
1.2 连铸机设备
• 钢包及其支撑装置
钢包 ：（1）盛接、运送、浇注钢液 （2）※直接用作精炼容器
钢包回转台：蝶式摇摆回转台 异跨运输
1.2 连铸机设备
1．钢水在直结晶器及其下部 的直线段凝固，有利于钢水中 夹杂物上浮及钢液中夹杂物的 均匀分布，铸坯质量好
2．多点矫直分散矫直应力， 可实现带液芯矫直，而不产生 内部裂纹，有利于提高拉速 3．MD制造方便，振动准确
缺点
钢水在凝固过程中，非金属夹 杂物有向内弧聚集的倾向，易 造成铸坯内部夹杂物分布不均 匀，钢水必须炉外精炼;夹杂 要求严的钢种必须选大的圆弧 半径
带液芯弯曲，铸坯外弧侧坯壳 受拉伸应力大，两相区容易造 成裂纹缺陷（高强度钢角横 裂），必须采用多点弯曲，多 点矫直；高度增加，鼓肚增大
1.1 连铸参数
• 主要工艺参数包括：
生产能力
铸坯断面
流数
圆弧半径
液相穴深度 拉速
重要性：参数 铸机特征 铸机性能,
尺寸 铸机的运行状态
• 台数. 机数. 流数
3.结晶与传热
3.2 连铸坯凝固传热
钢水凝固放出的热量:过热、潜热、显热 • 连铸机的三个冷却区作用 • 结晶器凝固传热:只沿水平方向散热，形成坯壳 • 二冷区凝固传热：分阶段
3.结晶与传热
3.3 连铸坯凝固结构与控制
• 连铸坯凝固结构 表面激冷层、柱状晶区、中心等轴晶区
• 凝固结构的控制 理想的凝固组织：由均匀而致密的等轴晶组成 电磁搅拌