第四章-连续铸造
《连续铸钢》课件
有色金属行业
连续铸钢也可用于生产 铜、铝等有色金属材料
。
机械制造行业
连续铸钢生产的钢材可 用于制造各种机械零件
和设备。
其他领域
连续铸钢还可应用于建 筑、石油、化工、航空
航天等领域。
02
连续铸钢工艺流程
钢水的准备
总结词
钢水准备是连续铸钢工艺流程的起始环节，其目的是确保钢 水具备合适的化学成分和温度，为后续工艺提供稳定的基础 。
智能化控制
通过智能化控制技术实现生产过程的 自动化和智能化，提高产品质量和降 低能耗。
拓展应用领域与市场
总结词
新材料领域
随着工业领域的发展和需求的不断变化， 连续铸钢技术的应用领域和市场也在不断 拓展。
连续铸钢技术在制造高性能、高强度材料 方面具有优势，可应用于航空航天、汽车 、高铁等领域。
新工艺领域
结晶器的选择与维护
总结词
结晶器是连续铸钢工艺中的重要设备，其选择和维护对铸坯的质量和连铸机的稳 定运行至关重要。
详细描述
根据铸坯的规格和材质，选择合适的结晶器材质和结构。同时，为确保结晶器的 使用寿命和减小能耗，需定期对结晶器进行维护和保养，如清洗、涂层保护和更 换等。
二次冷却工艺
总结词
二次冷却工艺是连续铸钢工艺中的关键环节之一，其目的是控制铸坯的冷却速度，进而影响铸坯的组织结构和机 械性能。
优化设备维护方案
制定科学合理的设备维护和保养方案，降低 维护成本。
提高操作人员素质
加强操作人员的培训和技能提升，提高操作 水平和应对能力。
灵活应对市场需求
加强市场调研和预测，灵活调整生产和销售 策略，应对市场需求波动。
04
连续铸钢的未来发展
连续铸造技术简介
连续铸造技术简介一、啥是连续铸造技术呢？哎呀，这连续铸造技术啊，就像是一场金属的魔法秀。
想象一下，金属就像一群听话的小士兵，排着队，一个接一个地从一个特殊的设备里出来，最后就变成了我们想要的形状。
它可不是那种传统的铸造方法，一块一块来的，它可是连续不断地生产呢。
这技术啊，就像是一条生产金属的小河流，不停地流淌着金属制品。
二、连续铸造技术的原理这里面的原理其实还挺有趣的。
简单来说呢，就是把液态的金属，像把融化的巧克力（当然啦，这只是打个比方，金属可不能吃哦），通过一个特制的模具，然后在特定的冷却条件下，让它慢慢地凝固。
这个过程中，要控制好很多因素呢，比如说温度啊，流动的速度啊之类的。
就像你做蛋糕的时候，要控制好烤箱的温度和搅拌面糊的速度一样，这样才能做出一个完美的蛋糕，在连续铸造技术里，这样才能得到质量好的金属制品。
三、连续铸造技术的优点这连续铸造技术的优点可多啦。
首先呢，它的生产效率特别高，就像一个超级勤快的小蜜蜂，不停地工作。
不像传统铸造，生产一个产品要等好久，它可以连续不断地生产出好多产品。
而且啊，生产出来的产品质量还很稳定呢。
就像你每次去同一家店买奶茶，味道总是一样的好喝。
还有哦，它可以节省很多材料，不会造成太多的浪费，这就很环保啦，就像我们现在倡导的垃圾分类一样，都是为了保护我们的地球家园呢。
四、连续铸造技术的应用领域这个技术的应用那可广泛啦。
在建筑领域，那些长长的钢梁啊，有可能就是用连续铸造技术生产出来的。
在汽车制造方面，很多汽车的零部件也是靠这个技术呢。
还有在机械制造领域，各种机器的零件，也经常用到连续铸造技术。
可以说，只要是需要金属制品的地方，都有可能看到连续铸造技术的身影，它就像一个无处不在的小助手，默默地为各个行业做贡献呢。
五、连续铸造技术的发展历程这个技术啊，可不是突然冒出来的。
它经过了很长时间的发展呢。
最开始的时候，可能技术还比较简单，生产出来的产品也没有现在这么好。
但是随着科学家和工程师们不断地研究和改进，它就变得越来越厉害了。
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
连续铸造及其与轧制的衔接工艺
连续铸造及其与轧制的衔接工艺1. 引言连续铸造是一种现代化的铸造工艺，它与传统的间歇铸造相比具有更高的生产效率和质量控制能力。
随着工业技术的发展，连续铸造在轧制过程中的应用也越来越广泛。
本文将介绍连续铸造的基本原理和与轧制的衔接工艺。
2. 连续铸造的原理连续铸造是通过在连铸机上连续铸造金属坯料，将熔融金属倒入预先制备好的连续浇注铸模中，经过一系列冷却和凝固过程，最终形成所需的连续坯料。
连续铸造具有以下几个主要特点：•产量高：连续铸造可以实现连续、自动化生产，生产效率高于传统的间歇铸造。
•质量可控：由于冷却和凝固过程的控制，连续铸造可以获得均匀的结晶组织，从而提高材料的力学性能和物理性能。
•节省能源：连续铸造的过程中可以充分利用余热和余能，提高能源利用效率。
3. 轧制与连续铸造的衔接工艺在连续铸造生产的金属坯料经过冷却和凝固后，需要进行进一步的加工，其中轧制是最常用的一种加工方式。
轧制是利用辊轧机将金属坯料进行塑性变形，最终得到所需的板材、型材或管材。
轧制与连续铸造的衔接工艺主要包括以下几个步骤：3.1 金属坯料的预热在连续铸造后的金属坯料中，由于冷却和凝固过程的影响，金属坯料温度较低，不利于轧制操作。
因此，需要对金属坯料进行预热处理，将其温度提高到适合轧制的范围。
3.2 理化性能测试在进行轧制前，需要对金属坯料进行理化性能测试，以确保其符合轧制要求。
测试项目包括金属材料的化学成分、力学性能和物理性能等。
3.3 轧制机的调试轧制机是进行轧制操作的关键设备，调试工作包括辊轧机的调整和辊轧力的设定，以保证轧制过程中金属坯料的塑性变形符合要求。
3.4 轧制过程的控制轧制过程中，需要对金属坯料的温度、厚度、宽度等进行实时监控和控制。
一般采用自动控制系统，通过传感器和控制算法，对轧制参数进行调整，以实现所需的轧制结果。
3.5 轧制后的检验和修整轧制后的金属板材、型材或管材需要进行质量检验，包括外观质量、尺寸精度和力学性能等。
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。
连续铸造技术与应用
金属的凝固与结晶
凝固过程
金属在冷却过程中，从液态逐渐转变 为固态，发生相变和组织转变，需要 控制冷却速度和温度梯度，以获得理 想的组织和性能。
结晶过程
金属结晶过程中，原子或分子的排列 方式发生变化，形成晶格结构和晶体 形态，对金属的力学性能和物理性能 产生影响。
铸坯的形状与尺寸
铸坯形状
根据产品需求和工艺要求，铸坯的形状和尺寸需要进行合理的设计和控制，以 满足后续加工和使用的需求。
有色金属行业
在有色金属行业中，连续铸造技术主 要用于铜、铝、锌等金属的加工和生 产。
通过连续铸造技术，可以生产出各种 规格的有色金属材料，如铜板、铜管 、铝型材等，广泛应用于电力、建筑 、交通等领域。
非金属材料行业
非金属材料行业是连续铸造技术的重要应用领域之一，主要用于生产玻璃纤维、 玻璃钢管、陶瓷管等非金属材料。
安全管理
企业重视安全生产管理，制定了一系列安全操作规程和应急预案， 确保生产过程的安全可靠。
生产线的经济效益与社会效益
经济效益
该生产线采用连续铸造技术，提高了生产效率和产品质量，降低了能耗和生产成本，为 企业带来了显著的经济效益。
社会效益
该生产线的建设符合国家产业政策和环保要求，能够推动钢铁行业的转型升级和绿色发 展，同时为社会提供了高质量的钢材产品，满足了市场需求。
市场接受度有限
虽然连续铸造技术具有很多优势，但由于其 成本较高、技术难度较大，市场接受度有限 。
D
未来发展趋势与展望
技术创新
智能化发展
未来将继续推动连续铸造技术的创新，提 高产品质量和降低生产成本。
随着智能化技术的不断发展，未来连续铸 造技术将更加智能化，实现自动化生产和 智能化管理。
第四章 铸件结构与工艺设计
铸件结构设计 砂型铸造工艺设计 铸造工艺设计实例
第一节 铸件结构设计
铸件结构不仅会直接影响到铸件的力学性 能、尺寸精度、重量要求和其它使用性能， 同时，对铸造生产过程也有很大影响。 所谓铸造工艺性良好的铸件结构，应该是 铸件的使用性能容易保证，生产过程及所 使用的工艺装备简单，生产成本低。 铸件结构要素与铸造合金的种类、铸件的 大小、铸造方法及生产条件密切相关。
（压铸）便于取出铸件的设计
熔模铸件平面上的工艺孔和工艺肋
2.铸件的组合设计 2.铸件的组合设计
因工艺的局限而无法整铸的结构，应采用组合设计。
铸钢底座的铸焊
组合床身铸件
a)砂型铸件改为b)组合压铸件 a)砂型铸件改为b)组合压铸件
第二节 砂型铸造工艺设计
1) 2) 3) 4)
砂型铸造工艺具体设计内容包括： 选择铸件的浇注位置和分型面； 确定工艺参数(机械加工余量、起模斜度、铸造圆 角、收缩量等)； 确定型芯的数量、芯头形状及尺寸； 确定浇冒口、冷铁等的形状、尺寸及在铸型中的 布置等。 然后将工艺设计的内容(工艺方案)用工艺符号或文 字在零件图上表示出来，即构成了铸造工艺图。
冒口 上 中 上 下
中 下 放收缩率1% 放收缩率1% 余量：上面>侧面> 余量：上面>侧面>下面 单件小批 手工三箱造型 大批量
外 型 芯 块
两箱机器造型
第三节 铸造工艺设计实例
例1：支架零件铸造工艺设计
材料为HT200，单件、小批量生产工作时承受中等 静载荷，试进行铸造工艺设计。
1.零件结构分析： 零件结构分析： 零件结构分析 筒壁过厚，转角处未采用圆角。修改后的结 构如图b）所示。 选择铸造方法及造型方法： 2.选择铸造方法及造型方法： 3.选择浇注位置和分型面
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。
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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。
三．连续铸铁管的工艺特点： 1.特点:
我国比较普遍地采用连 续铸管的生产工艺。与离心 铸造相比，它具有技术要求 较低，设备简单的优点；但 铁管的质量较离心铸造差。
适用范围: 铸铁管的直径为100-1300 毫米，长为5-10米 连续铸造铁管可用作上下水 管及煤气管道等。
图1-4-28 连续铸造铸铁管的工艺过程
图1-4-27 卧式连续铸锭过程示意图
图1-4-26 立式连续铸锭 过程示意图
1.立式连续铸锭 1.1 工艺过程 立式连续铸锭示意图如图1-4-26 所示。结晶器的轴线垂直而立，它常 用导热性较大的紫铜或铜合金制成， 结晶器内部通以冷却水。浇注开始前， 先把引锭上提，封住结晶器下口，液 体金属逐渐浇入结晶器中，待结晶器 内金属液上升至一定高度时；结晶器 下部的金属已凝固到一定的硬壳厚度。 这时，引锭便开始下移，并从结晶器 中拉出已凝固的铸件。此时，在结晶 器上部仍继续以一定的速度浇铸金属， 以保持结晶器内金属自由表面的高度。
图1-4-26 立式连续铸锭 过程示意图
1.2 拉出铸锭的阻力及克服阻力的措施
凝固铸锭自型中拔出时会遇到的阻力，克服阻力 的措施：
结晶器在工作时作一定频率和振幅的上下振动
沿结晶器内壁刷油，油燃烧后，在晶器内壁上形成
的煤烟可起一定的润滑作用
1.3.铸锭的冷却
结晶器内金属的散热方向为向四周和向下， 故在结晶器的上部和中心所形成如图所示的液 穴。 液穴大小的影响因素： 铸锭拔出的速度越大，液穴也越长 向铸锭下部的散热条件越差， 液穴也越长。 液穴对铸件质量和铸造生产的影响 太长的液穴会使铸锭中心部位形成缩孔， 漏钢 减小液穴的的措施： 常在结器的下面安装喷水装置作为二次冷却 区，使刚从结晶器中拉出的铸锭在结晶器外经 受水的激冷。
图1-4-26 立式连续铸锭
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。
图1-4-26 立式连续铸锭
1.4 应用 这种连续铸锭法常用来生产钢锭。目前一般连续铸 锭机每年的产量可达一百多万吨。 铝合金、铜合金锭材的连续铸造也常用这种方法。 但一般只采用半连续铸造法。
1.5立式连续铸锭法特点 立式连续铸锭法所需车间面积小，但常要求有较 高的厂房，机器结构也较复杂。
2.卧式连续铸锭
2 .连铸铸铁管结晶器特点:
结晶器由内外两个部分组成。
铸铁管承口的外形由外结晶器下部做成相应形状形成，
内腔用型芯（砂芯或拼合铸铁芯）形成。型芯安装在底盘上。 内、外结晶器的下部为逐渐缩小的锥形。 结晶器通水冷却。 结晶器需作上下振动，并在结晶器工作表面涂油。 结晶器锥形的作用: 避免铸铁管收缩时紧抱住内结晶器，使拔管发生困难。 避免铸铁管与外结晶器内表面之间存在较大间隙，导致铸铁
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。
3.应用
用连续铸造法可以浇注钢、铁、铜合金、铝合金、 镁合金等断面形状不变的长铸件，如铸锭、板坯、棒坯， 管子和其它形状均匀的长铸件。有时，铸件的端面形状 也可与主体有所不同
二. 连续铸锭的工艺特点
根据结晶器轴线在空间的布置特点， 基本上可把连续铸锭方法分为两种类型： （1）立式连续铸锭； （2）卧式连续铸锭。
表1-4-3 连续铸造铸铁管的有关 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
管的冷却速度降低。
3.连续铸管的工艺过程:
浇注前，承口底盘上 升，封住结晶器底部。浇 注时，铁水经由带有小孔 的环形旋转浇杯均匀地进 入结晶器空腔。当下部铸 铁管已凝固一定高度时， 即可进行拔管。此时，承 口底盘下降，不断将凝固 的部份铸铁管拔出，而铁 水按相应的浇注速度进入 结晶器直至结束。
图1-4-28 连续铸造铸铁管的工艺过程