连续铸造原理和连铸设备简介(PDF 28页)
连续铸造PPT课件
铸铁
第四节 薄板的连铸技术
铸钢液芯连铸连轧
优点：
大幅度节约能源 显著改变钢锭的质量 扩大连铸产品品种 节省轧制工艺和设备
铸钢液芯连铸连轧
钢锭液芯轧制与普通轧制 的区别：
➢ 变形在表面的凝固层， 内部钢液可以任意流动， 向各个方向等值传递压 力。
➢ 出现拉应力，可能导致 内裂纹，出现漏钢
➢ 部分抵消钢锭矫直过程 的拉应力，防止矫直裂 纹的形成
双带激冷连续铸造的工作原理
单带激冷连续铸造的工作原理
喷射沉积法带材连铸工作原理
反铸造法
O.C.C.连铸技术
O.C.C.连铸技术的原理与特点
原理：铸型加热 O.C.C.连铸技术的特点
➢得到完全单方向凝固的无限长的柱 状晶组织 ➢存在液相隔离，摩擦力小，牵引力 小，利于进行任意复杂形状截面型材 的连铸 ➢凸向液面，气体和杂质难以进入液 相 ➢缺陷少，组织致密，消除了横向晶 界，塑性加工性好
中间的固相对外层的 液相具有支撑作用。
凸出的凝固界面有利 于晶粒的淘汰。
温度太高或拉伸速度 太快、温度太低都不好。
凝固组织的形成
晶粒的淘汰速率 除了与晶粒的晶体学 取向有关外，还和凝 固界面的宏观形貌有 关。
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
S搅拌
引起两相区内枝晶的破碎，并进入液相区，促进等轴晶凝固组织的形成，细 化等轴晶粒。
F搅拌
促使枝晶骨架的位置调整和促使等轴晶的形成，防止中心偏析和V型偏析
第三节 其他合金的连铸技术
铝合金的连续铸造
凝固组织的控制
凝固组织的控制
连续铸造
连续铸造1 基本原理、工艺特点及应用范围1.1 连续铸造的基本过程连续铸造是一种先进的铸造方法，其原理是将熔融的金属，不断浇入一种叫做结晶器的特殊金属型中，凝固（结壳）了的铸件，连续不断地从结晶器的另一端拉出，它可获得任意长或特定的长度的铸件。
连续铸锭的工艺过程如图1所示，在结晶器的下端插入引锭，形成结晶器的底，当浇入的金属液面达一定高度后，开动拉锭装置，使铸锭随引锭下降，上面不断浇入金属，下面连续拉出铸锭。
连续铸管的工艺与此相似，只是在结晶器的中央加——内结晶器，以形成铸管的内孔。
图1 连续铸锭示意图1-浇包 2-浇口杯 3-结晶器 4-铸锭 5-引锭1.2 连续铸造的特点和应用连续铸造在国内外已被广泛采用，例如连续铸锭（钢或有色金属锭），连续铸管等。
连续铸造和普遍铸造法比较有下述优点：1.由于金属被迅速冷却，结晶致密，组织均匀，机械性能较好；2.连续铸造时，铸件上没有浇注系统的冒口，故连续铸锭在轧制时不用切头去尾，节约了金属，提高了收得率；3.简化了工序，免除造型及其它工序，因而减轻了劳动强度；所需生产面积也大为减少；4.连续铸造生产易于实现机械化和自动化，铸锭时还能实现连铸连轧，大大提高了生产效率。
2 连续铸铁管连续铸管目前已成为我国生产铸铁管的主要方法。
铸铁管的品种有承插管（自来水管及煤气管），法兰管（农业排灌及工业用管）薄壁管及小直管等。
各种管的形状如图2所示。
图2 连续铸造结构图a-承插管 b-法兰管 c-薄壁管 d一小直管目前国内生产的连铸管内直径由30～1200mm；一般普通压力管出厂前要进行大于15atm的水压试验。
连续铸管的方法是将铁水浇入内外结晶器之间的间隙中（间隙大小即铸管的壁厚）结晶器上下振动，从结晶器下方，下断地拉出管子。
在拉管过程中，管子通过结晶器下口时，必须有一定厚度的凝固层（图3），使能承受拉力、和内部铁水的压力，否则将会造成拉漏的现象。
上述这些工艺要求，都应由连续铸管机加以实现。
连续铸造技术详解-精
单晶连 续铸造
1．溶液 2．冷却水 3．铸型 4．冷却水喷嘴 5．铸锭 6．气孔 7．电炉丝 8．加热铸型 9．液体膜 10．单晶铸锭
铝合金的连铸
铝合金的连铸
铝合金的连铸
铝合金的连铸
铜合金的连铸
金属间化合物的连铸
铸铁的连铸
10 9
8 7 65 4 3
2
1
1．引导杆 2．启动棒 3．石墨结晶器 4．水冷却器
Compact strip production
Inline strip production
漏斗形结晶器
塞棒
中间包座砖 中间包钢板
立
浸入式水口
弯
宽面平行铜板
式Hale Waihona Puke 垂直部分结晶
器
弧形部分，结晶 器中心R＝5m
空心圆管坯的连铸
单晶连铸
普通连铸和单晶连铸凝固方式的比较
普通连 续铸造
连铸机种类
➢立式连铸 ➢立弯式连铸机 ➢弧形连铸机 ➢水平连铸机
立式连铸（垂直连铸）
立式连铸
立式连铸
在结晶器的下端插入引
锭，形成结晶器的底，
当浇入的金属液面达一
定高度后，开动拉锭装
置，使铸锭随引锭下降，
上面不断浇入金属，下
面连续拉出铸锭。
连续铸锭示意图 1-浇包 2-浇口杯 3-结晶器 4-铸锭 5-引锭
立式连铸
将铁水浇入内外结 晶器之间的间隙中 （间隙大小即铸管 的壁厚）结晶器上 下振动，从结晶器 下方，下断地拉出 管子。
连续铸管凝固示意图
1-内结晶器 2-未凝固层 3-凝固层 4-转动浇杯 5-外结晶器
连续铸管机示意图
1－内结晶器支架 2－转动 浇杯 3－内结晶器 4－浇 杯流槽 5－外结晶器 6－ 承口铁芯 7－铁水包 8－ 振动装置 9－铁管 10－重 锤 11－承口底盘 12－升 降盘 13－导轨 14－电机
第四章-连续铸造
2 优缺点：
（1）铸件迅速冷却，其结晶细，组织较致密。连续浇注、 结晶的过程又会使铸件在整个长度上的组织均匀。 （2） 因无浇冒口，可节省金属消耗。 （3）生产工序简单；生产过程易于机械化，自动化，生产 效率高。 （4） 如把连续铸造获得的高温铸锭，立即进行轧制加工， 则可省去一般轧制前对铸锭的加热工序，故可大大地节省能 源，还可提高生产效率。 （5） 应用范围有一定局限性，只能生产断面不变的长铸 件。
2.1工艺过程 : 卧式连续铸 绽机上，结晶器轴线水平布置，在其型腔部 位是一石墨衬套。结晶器一端与保温炉相连，故液体金属可自 动地充填结晶器型腔。 铸锭的拔出是脉冲 式的，即拔出一定 长度后，稍停，再 拨，如此周而复地 进行。铸锭的拔出 速度由夹辊的转数 控制，当铸锭达到 一定长度时，飞锯 架以与铸锭相同的 速度往右移动，同 时飞锯进刀将铸锭 切断。 图1-4-27 卧式连续铸锭过程示意图
2.2 特点: 卧式连续铸锭厂房高度较低，机器均设在地面上，可 • 节省基建投资， 。 结构简单，易于维修， • 于液体金属可由保温炉直接进入结晶器，可防止产生 • 氧化、夹杂。 不足之处是所需车间面积较大。 •
2.3 应用: 这种方法常用于生产紫铜锭、铜合金锭、 铝合金锭及铸铁坯件等。铸锭的直径由几十毫米至500毫 米。也可用于生产中空厚壁管、板材及线材等。一台机器 的年产量可达数千吨。
第四章 连续铸造
一．连续铸造的实质、特点及 应用范围
1 ．连续铸造的实质
连续铸造是将液体金属连续地浇入 到通水强制冷却的金属型〔即结晶器〕 中；又不断地从金属型的另一端连续 地拉出已凝固或具有一定结壳厚度的 铸件。当铸件从金属型中拉出达到一 定长度时，可以在不间断浇注的情况 下，将铸件切断；也可以在铸件达到 一定长度时，停止浇注，以获得一定 长度的铸件。有时人们把最后一种连 续铸造法称为半连续铸造。
连铸机工作原理
连铸机工作原理
连铸机是一种用来制造连续铸造的设备。
它的工作原理是将熔化的金属逐渐注入到连续流动的冷却铸型中，形成连续的坯料。
首先，连铸机的中间区域有一条上下移动的铸模或铸带。
当金属熔炉中的金属液状物质达到所需温度后，将被倒入连续流动的桶中。
这个桶通常是由铜质制成的，具有良好的导热性能，可以快速冷却金属。
当金属液注入桶中时，由于桶底板的连续移动，金属液也随之流动。
由于桶底板的高温和金属液的热量传导，金属逐渐凝固并形成一块连接在一起的连续坯料。
这个坯料被不断拉伸并移动到下一个工序。
在连铸机的上游位置，通常有一个气体喷嘴或其他形式的冷却设备来提供冷却效果。
这样可以确保金属坯料在移动过程中保持一定的温度和形状。
喷嘴喷出的气体可以帮助稳定金属的凝固速度，并避免出现坯料变形等问题。
连铸机的整个过程是连续进行的，能够快速高效地制造大量的金属坯料。
这些坯料可以进一步加工成所需的轧制材料或其他类型的产品。
连铸机在金属加工和制造行业中扮演着重要的角色，提高了生产效率和产品质量。
连续铸造原理和连铸设备简介
连续铸造原理和连铸设备简介连续铸造设备主要包括连铸机、送丝装置、拉拔机、冷却设备等组成。
连铸机是整个连续铸造线的核心设备，它包括浇注部分和凝固部分。
浇注部分通过浇注头将熔化金属浇注到冷却结晶器中，使得熔化金属得到成型。
凝固部分则是通过在凝固过程中对金属坯料进行冷却处理，使得金属坯料在不断移动的过程中逐渐凝固成型。
送丝装置和拉拔机是用来控制金属坯料的尺寸和形状的关键装置。
送丝装置通过控制坯料的拉丝速度和张力，使得坯料能够在凝固过程中得到适当的形状和尺寸。
拉拔机则是用来拉拔和整形坯料，从而使得金属坯料得到精确的尺寸和形状。
最后，冷却设备是用来对金属坯料进行冷却处理的设备。
通过控制冷却设备的参数，可以使得坯料在凝固过程中能够得到适当的温度和结晶结构，从而保证产品质量。
总的来说，连续铸造设备通过不断地控制和调整熔炼金属的流动和凝固过程，使得金属坯料能够在连续铸造过程中得到高质量的产品。
这种生产方式不仅提高了生产效率，降低了能耗成本，还能够获得更加均匀的产品质量，因此在金属加工行业得到了广泛的应用。
很高兴继续介绍连续铸造的相关内容。
连续铸造设备是现代工业领域中一个重要的技术装备，它广泛应用于钢铁、铝合金、铜合金等金属材料的生产中。
通过连续铸造设备，工厂可以实现高效、精确的生产过程，满足市场对于高质量金属坯料的需求。
在连续铸造的过程中，关键的一环是冷却设备。
冷却设备的设计和操作对于金属坯料的凝固过程至关重要。
凝固速率的控制能够对金属晶粒的尺寸和分布进行调节，进而对产品的力学性能和内部组织进行精确控制。
冷却设备的设计也需要考虑如何降低能耗和提高运行效率，同时保证产品质量。
一些先进的连续铸造设备还配备了智能控制系统，可以实时监测和调整坯料的凝固过程，从而提高产量和坯料质量。
与传统的间歇铸造相比，连续铸造设备具有很高的生产率和效率。
通过连续铸造，金属坯料可以实现自动化和连续化的生产过程，降低了生产周期和人工成本。
连铸工艺与设备连铸的工艺流程与设备
2.2.8 结晶器和足辊
1) 功能 结晶器使钢水生成带液芯的坯壳。足辊起托住坯壳， 并按规定的半径导向坯壳。 2) 位置 插在振动台上结晶器的支承壳座中。
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2.2.9 二冷固定扇形段
RH
RVc/K2 铸坯越厚，拉速Vc越快，铸机半径R就越大，铸机 半径R与凝固系数平方成反比。 ❖对高拉速连铸机，铸机半径相当大，为了减小铸机 半径，而采用带液芯多点矫直。
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❖ 铸机圆弧半径指铸坯外弧曲率半径，是确定弧形连 铸机总高度重要参数，标志所能浇铸铸坯厚度范围 的参数。如果圆弧半径选得过小，矫直时铸坯内弧 面变形太大容易开裂。可用经验公式确定基本圆弧 半径即连铸机最小圆弧半径：
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2.2.15 火焰切割机系统
采用气动夹钳使切割机与铸坯同步行走，电机驱 动切割小车行走，直流调速电机驱动，水冷切枪进 行切割，此系统还有火焰自动调节系统和切割时的 喷铁粉装置。在切割不锈钢时配置喷铁粉装置，可 以切割钢坯(包括不锈钢)。 ❖厚度大于50mm的厚钢板一般采用火焰切割，也 叫氧气切割。
R cD
R—连铸机圆弧半径，D—铸坯厚度； c—系数，一般中小型铸坯取30~36；对大型板坯 及合金钢，取40以上。国外，普通钢取33~35，优质 钢取42~45。
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2.2.22 液相深度
液相深度L液是指铸坯从结晶器液面开始到铸坯 中心液相凝固终了的长度，也称为液芯长度。
浇铸前引锭头和部分过渡件进入结晶器形成结晶器可活动的内底浇铸开始后钢水凝固与引锭头凝结在一起由拉矫机牵引着引锭杆把铸坯连续地从结晶器拉出直到引锭头通过拉矫机后方与铸坯分离进入引锭杆存放装置
连续铸轧机的工作原理及各主要参数
连续铸轧机的工作原理及各主要参数嘿，朋友！咱今儿来聊聊连续铸轧机这神奇的家伙，说说它的工作原理还有那些重要的参数。
先来说说这工作原理，你就把连续铸轧机想象成一个超级大厨在制作美食。
金属材料就像是大厨手里的食材，通过不断加热和挤压，就像是大厨在揉面、擀面一样，让金属从液态逐渐变成固态，而且还能变成我们想要的形状和厚度。
这个过程可不简单，就好像大厨要掌握好火候、力度和时间，才能做出美味的食物一样，连续铸轧机也得精准地控制各种条件，才能生产出优质的金属板材。
那这连续铸轧机里都有啥关键参数呢？比如说铸轧速度，这就好比跑步的速度，太快了容易摔跤，太慢了又没效率。
铸轧速度要是不合适，生产出来的金属板材质量可就没法保证啦，不是表面不光滑，就是内部有缺陷，这可不行！再说说铸轧温度，这温度可太重要啦！温度太高，金属就像化了的冰淇淋，太软不好成型；温度太低，又像冻住的冰块，根本没法加工。
所以得找到那个恰到好处的温度，就像给宝宝洗澡，水温得刚刚好，宝宝才舒服。
还有铸轧力，这就像是给金属材料施加的压力，压力小了，金属不能很好地结合在一起；压力大了，又可能把金属压坏了。
这可真得把握好分寸，就像你抱女朋友，太用力会弄疼她，太轻了又显得不贴心。
还有铸轧辊的直径和辊缝，这直径大小和辊缝宽窄就像是给金属材料准备的“模具”。
模具不合适，做出来的东西能好吗？直径太小或者辊缝太宽太窄，都会影响到最终产品的质量和尺寸。
你说这连续铸轧机是不是很神奇？它的工作原理和各个主要参数就像是一场精密的舞蹈，每个环节都得配合得恰到好处，才能跳出精彩的“金属之舞”。
咱们在使用和操作连续铸轧机的时候，可一定要把这些参数都搞清楚，拿捏到位，这样才能生产出高质量的金属产品，为咱们的工业生产添砖加瓦呀！。
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宽度可调结晶器
�小辊密排 �二冷宽向无级调节
扇形段装置
扇形段更换装置
中间包预热
中间包车 自动加渣 引锭杆系统
液压振动
结晶器液面控制 幅切气雾冷却
扇型段轻压下
一连铸概况
一次火焰切割机
一次火焰切割机
去毛刺机
去毛刺机
喷印机
铸坯管理辊道 精整区辊道
推钢机/堆垛机
局部清理机
手清
宽厚板厂
2050热轧
外供
宝钢连铸采用的新技术
2＃－8＃扇形段：280 min 9＃－14＃扇形段：220min 15＃－17＃扇形段：150min 单流驱动电机总功率：209KW
300t转炉
一连铸概况
中间包预热
中间包车 自动加渣 引锭杆系统
液压振动
结晶器液面控制 幅切气雾冷却
扇型段轻压下
LF/RH/KIP/CAS 钢包回转台 中间包
宽度可调结晶器
连续铸造原理和连铸设备简介
宝钢股份炼钢厂
连续铸造原理
一连铸概况
一连铸现装备三台二机二流大型板坯连铸机，2010年实现 年产合格铸坯750万吨。从钢包回转台接受钢水一直到把板坯送 到与轧钢厂的交接点为止的整个连铸过程，已经实现了由计算 机全程控制。
连铸主要工艺
钢包到达 回转台
钢包开浇 流入中间包
炼钢厂连铸设备简介
炼钢厂连铸设备简介
中间包
参数 走行形式
铸机
升降形式
水口形式
SN快换 机构
拖链形式
等离子 设备
长水口 机械手
中间包 形式
中间包 额定 容量
称量 精度
1CC
电机－减 速机
涡轮千斤顶
塞棒＋滑 动水口
无
下置式
无 机械式 长方形 68t ±300kg
2CC
电机－减 速机
涡轮千斤顶
塞棒＋滑 动水口
无
下置式
无 机械式 长方形 68t ±300kg
3CC
电机－减 速机
涡轮千斤顶
塞棒＋滑 动水口
模型不完善
夹杂物
性能不合 VZ、Ll、Ar波动
操作不稳定
不能满足市场 铸坯质量下降
纯净度差
稳定性差
提出改进措施
连铸设备流程
炼钢厂连铸设备简介
炼钢厂连铸设备简介
大包回转台
大包回转台的作用是将盛满钢水的钢包回转至浇钢位置，准备进行浇注，同时 将浇完钢水的空包回转至原盛接钢水的位置，准备吊走。
其具有钢包升降承载、回转、定位、称量等功能。
小辊密排
通过增加单位长 度内的辊子对数 减小辊子直径， 使辊间距缩小， 以此达到小铸坯 鼓肚量的目的；
轻压下技术
该技术能通过对板坯 凝固末端施加均匀外 力，形成一定的压下 量，以减轻甚至消除 板坯中心偏析和中心 裂纹；
二冷宽向无级调节
3#机在0-8#扇形段设 置了喷淋宽度可调装 置，防止在经过2-7 区喷淋区时产生角部 过冷现象；
一连铸概况
一连铸概况
2#连铸机综合改造
2＃连铸机经过16年的生产运行，于2005年4月24日开始停机综合 改造，至2005年6月20日，一次投产成功。改造后的铸机年生产能力 上升到265万吨，新增结晶器电磁搅拌、自动开浇终浇、结晶器液压 振动、扇形段轻压下、外弧三段式内弧无级二冷幅切喷淋等装备和技 术，优化和改造了结晶器在线高速调宽装置、多点弯曲多点矫直、小 辊密排、自动脱锭等，装备水平得到整体提高。
钢水注入 结晶器
凝固成型
弯曲、矫直
火焰切割 去毛刺、喷印
机清、手清
送轧钢厂
1#和2#连铸机主要设备规格参数
投产时间 机型
流数 流间距 冶金长度 弯曲点 矫直点 铸机半径 引锭杆装入方法 板坯长度 板坯宽度 板坯厚度 最大浇铸速度 生产能力 中间包平均浇铸炉数
CAST平均浇铸炉数
作业率 热送率
1989年 垂直弯曲型(V.L.=2550mm)
2CC改造后
结晶器液压振动装置
振动波形：正弦波与非正弦波垂直运动 振幅：±1－±6mm 振动频率：30－300cpm 振动能力：频率 ×振幅≤1800cpm mm 步进缸：ø 300/ ø 260-300mm 振动控制：全数字控制
扇形段
每流17扇形段（seg） 1＃扇形段5对辊子；2－3＃扇形段6对辊子； 5－6＃扇形段6对轻压下辊子； 7＃扇形段7对轻压下辊子； 8＃扇形段7对轻压下辊子； 9－14＃扇形段8对轻压下辊子； 15－17＃扇形段5对辊子（未改造）。 扇形段更换时间：1＃扇形段：300min
升降： 宝钢分公司共有6台大型板坯连铸机，其中，1CC、2CC连铸机采用机械升 降形式，即利用蜗轮蜗杆形式进行升降；3CC、4CC 、 5CC、6CC均采用蝶式大 包回转台形式，用液压升降的形式进行升降，其机械上采用四连杆形式，确保钢包 保持水平升降。
称量：通过装在钢包座架上的传感器实现钢包的称量。 事故旋转：采用气动（液压）马达实现事故状态下的回转功能。 下渣检测：通过内置于钢包水口处的线圈进行下渣量的检测以判定是否关 闭滑动水口。
2.1%、容器钢板5.9%，耐候钢板、工程机械及磨具钢板7.5%， 2050向：X4.2-X70管线钢9.6%、造船钢板2.2%、结构钢1.7%、耐候钢
2.0%、汽车用钢3.0%、锅炉及压力容器用钢0.9%。
产品质量状况
内部质量缺陷 表面质量缺陷
偏析
分层 内裂
针孔 翘皮
角横裂
夹渣
边裂
纵裂
[P]、[S]、 [O、] [N]
结晶器振动
3#机结晶器振动采用 短杆连接液压驱动方 式，精度高，由于一 个液压缸驱动，因此 无同步问题。振动形 式可分为正弦和非正 弦。
宝钢连铸新技术
小辊密排和轻压下的主要功能
中心偏析
由于鼓肚造成 浓缩钢液的运动
由于凝固收缩造成 浓缩钢液的运动
小辊密排
轻压下
厚板连铸机典型钢种
� 设计产能230万吨，其中185.5万吨供厚板轧机，44.5万吨供2050热轧 � 主要生产： 厚板向：X50-X100管线钢16.8%、造船板25.3%、结构钢23%、锅炉钢板
2 6.1m 39.39m
5 4 9.55m 上装 5.8m,8.0m～12m 900～1930mm 210,230,250mm 1.8m/min 400万吨/年 7
16
92.73% 67%
一连铸概况
宝钢1#、2#连铸机系统所应用的技术
�双臂回转台 �钢包下渣检测技术 �全过程保护浇铸 �大容量(容量:60t,深度:1.2m) �结晶器液位自动控制 �漏钢预报系统 �在线调宽、调锥，轻夹紧 �高频小振幅 �气-雾冷却 �多点弯曲和矫直 �电磁搅拌 �压缩铸造 �二冷计算机动态控制 �计算机质量制定系统 �计算机最佳切割长度控制