立式連鑄

立式連鑄指的是澆鑄和鑄坯凝固全部過程都是在垂直狀態中進行的連續鑄鋼類型。立式連鑄具有鑄坯的冷卻均勻，凝固組織對稱性好等特點。

基本介紹

• 中文名：立式連鑄概述  
• 外文名：vertical continuous casting
• 學科：冶金工程
• 類型：連鑄
• 優點：冷卻均勻，凝固組織對稱性好
• 出現時間：1933年

發展簡史

立式連鑄是最早用於工業生產的連鑄技術。1933年德國容漢斯(S.Junghans)發明結晶器振動技術，解決了由於初凝坯殼與結晶器粘連而引發的拉漏問題後，連鑄進入工業套用，50年代到60年代前期，世界各國相繼建設立式連鑄機，但是由於這種類型鑄機建設費用高、生產效率受高度的限制，加之連鑄技術尚不完善，所以發展速度緩慢。

世界上第一台工業試驗性立式連鑄機於1946年在英國的勞莫爾工廠(Low Maor)建成，澆鑄小斷面鑄坯。第一台工業生產用小方坯立式連鑄機於1952年在英國的巴路(Barro)鋼廠建成，第一台板坯連鑄機(半連續立式鑄機，板坯斷面為180mm×800mm)在前蘇聯紅十月鋼廠建成。

中國第一台工業試驗立式連鑄機於1956年在上海鋼鐵研究所建成。第一台工業生產型立式連鑄機於1958年建成於重慶第三鋼鐵廠，澆鑄斷面為170mm×250mm。1964年弧型連鑄機問世，立式連鑄機的建設多為弧型鑄機替代，但尚有少數立式鑄機仍在建設，甚至80年代還有新建立式連鑄機的，中國太原鋼鐵公司第三煉鋼廠即在1985年建設一台半連續澆鑄不鏽鋼、合金鋼的立式鑄機。立式鑄機大部分還在繼續發揮作用，但也有部分已經拆除或改建。立式連鑄機以前蘇聯擁有量最多，法國次之。

工藝原理

澆鑄和鑄坯凝固全部過程都是在垂直狀態中進行的連續鑄鋼|煉鐵類型。這種連鑄|軋鋼的中間罐、結晶器、二冷區、拉矯機、切割設備以及接受定尺鑄坯等一系列設備和操作均布置在一條垂直的中心線上(見圖1)。鋼水從中間罐注入結晶器後，初凝鑄坯經二冷區加速凝固，由拉坯機以設定的拉速拉出，經切割後，定尺鑄坯進入翻鋼斗中，翻斗接受鑄坯後將鑄坯放至水平狀態由輸送輥道運出(地坑式鑄機有提升機將鑄坯提至地坪面上後再由地面輥道輸出)，或者由翻鋼斗傾斜倒到斜式履帶運輸機，由履帶運輸機將鑄坯送到地面上由地面輥道輸出，再由拉鋼(或推鋼)機將鑄坯推到集中冷床上。

圖1 立式連鑄機示意圖

1—中間罐;2—結晶器;3—二冷區;4、5—拉坯機;6—切割設備;

7—翻鋼斗;8—坑下輸送輥道;9—提升機;10—地面輥道

工藝特點

立式連鑄主要工藝特點是：

(1)鋼液從中間罐注入直立的結晶器，鋼液中大顆粒夾雜物及部分小夾雜有可能上浮到表面，使用保護渣澆注時，夾雜可被保護渣吸收，而殘留在鑄坯內的夾雜物分布較均勻，不會出現弧型連鑄時鑄坯內夾雜物在內弧面積聚現象。

(2)鑄坯的冷卻均勻，凝固組織對稱性好。

(3)坯在凝固過程及在鑄機內不受彎曲、矯直等外力的作用，鑄坯內部不會有機械應力引起的裂紋缺陷，且由於鋼水靜壓力較大，易於凝固補縮，所以立式連鑄適宜於澆注合金鋼及裂紋敏感性高的鋼種。

但是立式連鑄設備總高度大，由於鑄坯在垂直狀態凝固，設備總高度還要隨澆鑄坯斷面的增加和拉速度的提高而增大，鑄坯定尺愈長鑄機高度愈大，一般立式鑄機的高度比弧型連鑄機的高度大兩倍，澆鑄同類型斷面鑄坯，弧型鑄機只有立式鑄機高度的1/3。

如大型板坯或方坯鑄機的高度(澆鑄平台到輸出輥道的上表面距離)在30m以上，一般較小斷面的立式鑄機高度也需20m左右，所以廠房高度很高或需將鑄機部分設備建在地坑中(中國唐山鋼廠一煉鋼車間的立式鑄機地坑深度為18m)。

因此立式連鑄的基建工程量大，廠房或地坑的建設費用高。此外鑄坯的運出較麻煩，一旦鑄造過程出現故障、鑄機只能停止工作。自20世紀60年代弧型連鑄機問世以來，立式連鑄機的建設基本上為弧型機替代。