水平連鑄指的是鋼水由水平方向注入水平放置的結晶器內，鑄坯凝固過程和在鑄機內運動直至到達冷床均呈水平狀態的連續鑄鋼類型。水平連鑄機的設備比弧形連鑄機輕高度低可在舊有廠房內安裝，從而大量節約工程造價特別適合於小鋼鐵廠的技術改造。
基本介紹
- 中文名：水平連鑄
- 外文名：Horizontal continuous casting
- 學科：冶金工程
- 優點：成本低
- 缺點：鑄機生產能力低
- 出現時間：19世紀中葉
介紹,發展簡史,工藝原理,工藝特點,
介紹
水平連鑄是國際上70 年代後期發展起來的新技術，它與常規的立式和弧形連鑄相比有許多優點：水平連鑄機的設備比弧形連鑄機輕高度低可在舊有廠房內安裝，從而大量節約工程造價特別適合於小鋼鐵廠的技術改造。
由於水平連鑄的結晶器成水平布置,鋼水在結晶器內的靜壓力低避免了鑄坯鼓肚,水平連鑄的中間罐和結晶器之間是密封連線的有效地防止了鋼流二次氧化；鑄坯清潔度高其夾雜含量一般僅為弧形坯的1/8 ~1/16,故鑄坯質量好,利於澆含易氧化元素的合金鋼等鋼種和小斷面優質鋼坯鑄坯；水平連鑄不需矯直,所以可澆注弧形連鑄機不能澆注的裂紋敏感的特殊鋼種。
水平連鑄機幾乎可以連鑄所有的特殊鋼高合金鋼和非鐵基合金.目前發展水平連鑄機的三大關鍵技術:即分離環、結晶器和拉坯機構已得到解決,影響水平連鑄坯質量的拉程冷隔缺陷和夾雜物聚集在上表面附近的問題,中心疏鬆、中心偏析等這些缺陷與立式、弧形連鑄機相比並不嚴重。現有的技術措施（中間包加熱控制鋼水溫度、結晶器及二冷段電磁攪拌、結晶器及二冷段的控制冷卻技術等）已能減輕這些缺陷對水平鑄坯的危害。為此水平連鑄機很早就受到了國內有關方面的重視。國內已有許多鋼廠用水平連鑄機生產圓管坯、方坯、矩形坯等。水平連鑄機繼立式立彎式和弧形連鑄機之後即將成為第四代連鑄機而廣泛發展起來，因此有資料稱它是連鑄機的未來。
發展簡史
水平連鑄技術的研究起始於19世紀中葉，到1930年該技術在一些國家用於澆鑄銅、鋁等有色金屬和鑄鐵。50年代開始，蘇聯、美國等開始對鋼的水平連鑄技術進行開發研究，中國在50年代後期也進行過試驗研究。60年代美國大眾汽車公司（General Motors、簡稱GM公司）開始做中間試驗，1977年德國古斯技術公司（Technica-Guss簡稱TG公司）引進GM公司的基本專利進行開發研究、取得成功。並有10多台水平連鑄機在世界各地的鋼廠投入使用。與此同時英國戴維（Davy-Loewy）公司與日本鋼管公司（NKK）共同開發研究，並在福山鋼鐵廠建設了工業生產鑄機。此外在70年代後期到80年代前期，聯邦德國的德馬克（Demag）公司、克虜伯（Krupp）公司、義大利的丹尼利（Danieli）公司和前蘇聯相繼發展了各有特色的水平連鑄機。中國於80年代曾引進TG公司的水平連鑄機及有關技術，與此同時馬鞍山鋼鐵公司鋼鐵研究所、北京鋼鐵研究總院與成都無縫鋼管廠合作，研究開發水平連鑄技術並建設了一批水平連鑄機共20餘台，主要澆鑄圓坯，做無縫鋼管坯料，但由於生產成本高，質量不穩定，至今多數鑄機處於停頓狀態。
工藝原理
水平連鑄機的各個工藝設備（中間罐、結晶器、鑄坯導向和二次冷卻裝置、拉坯機、輸送輥道，切割設備等）均沿車間地坪呈水平狀態布置在一條直線上。由於結晶器是水平放置，鋼水不能像立式連鑄或弧型連鑄那樣從上往下注入，所以中間罐與結晶器緊密地連線在一起，中間安有閘板，開始澆鋼時，閘板關閉，待中間罐接受鋼包注入的鋼水到達一定高度（超過結晶器斷面高度），才開始打開閘板讓鋼水流進結晶器，結晶器尾部有引錠桿將出口封住，待結晶器內充滿鋼水後，啟動拉坯機將初凝鑄坯拉出。
結晶器進口端安有分離環，造成鋼液與凝固初生坯殼的人工分離面。一般結晶器由兩段組成，第一段（與中間罐相連）是鈹青銅管外通冷卻水、第二段內壁是高純石墨材料，外部是間接水冷。隨後的二次冷卻段大都是空氣自然冷卻（因為結晶器很長），大斷面鑄坯也可用噴霧水冷。水平連鑄的拉坯方式是專門設計的“拉、停、推”動作，稱為拉坯曲線。拉坯機有雙輥或四輥夾持、用液壓伺服電機或力矩馬達驅動，也可用夾鉗方式由液壓傳動實現拉坯曲線的動作。鑄坯拉出，待完全凝固經剪下成定尺後由輥道輸送至冷床。
工藝特點
水平連鑄具有以下特點：
（1）連鑄機的高度很低，可以在低矮廠房或舊廠房內安置；
（2）適宜於澆鑄小斷面鑄坯，最小斷面可鑄出直徑為4mm的圓線，現有的水平連鑄機澆鑄斷面直徑大多是70～180mm，最大不超過300mm，生產板坯有一定困難；
（3）中間罐與結晶器密封連結，可避免鋼流二次氧化，有利於保持鋼水的純潔度；
（4）鑄坯在鑄機內沒有彎曲、矯直過程，可避免出現彎曲或矯直應力引起的裂紋缺陷；
（5）鑄機生產能力低，因為一個中間罐一般只能連線兩個流道，拉速較低，鑄坯斷面較小，作業率較低；
（6）鑄坯生產成本較高，輔助材料（分離環、石墨段結晶器等）價格高；
（7）適宜於澆高合金鋼、裂紋敏感性強的鋼種或難變形金屬；
（8）鑄機水平放置、鋼水靜壓力小，凝固過程中，鋼水補縮不力，鑄坯中心易出現縮孔。
