連鑄即為連續鑄鋼（Continuous Steel Casting）的簡稱。在鋼鐵廠生產各類鋼鐵產品過程中，使用鋼水凝固成型有兩種方法：傳統的模鑄法和連續鑄鋼法。而在二十世紀五十年代在歐美國家出現的連鑄技術是一項把鋼水直接澆注成形的先進技術。與傳統方法相比，連鑄技術具有大幅提高金屬收得率和鑄坯質量，節約能源等顯著優勢。
基本介紹
- 中文名：連鑄
- 外文名：Continuous casting
- 全稱：連續鑄鋼
- 套用行業：鋼鐵生產
連鑄工藝,發展歷史,連鑄課題,連鑄機械,中間罐,結晶器,引錠桿,主要問題,優越特性,製造方法,安全規程,
連鑄工藝
將裝有精煉好鋼水的鋼包運至迴轉台，迴轉台轉動到澆注位置後，將鋼水注入中間包，中間包再由水口將鋼水分配到各個結晶器中去。結晶器是連鑄機的核心設備之一，它使鑄件成形並迅速凝固結晶。拉矯機與結晶振動裝置共同作用，將結晶器內的鑄件拉出，經冷卻、電磁攪拌後，切割成一定長度的板坯。
連鑄自動化控制主要有連鑄機拉坯輥速度控制、結晶器振動頻率的控制、定長切割控制等控制技術。
連鑄坯從連鑄機下方拉出發展歷史
從二十世紀五十年代開始，連鑄這一項生產工藝開始在歐美國家的鋼鐵廠中，這種把液態鋼水經連鑄機直接鑄造成成型鋼鐵製品的工藝相比於傳統的先鑄造再軋制的工藝大大縮短了生產時間，提高了工作效率。到了八十年代，連鑄技術作為主導技術逐步完善，並在世界各地主要產鋼國得到大幅套用，到了九十年代初，世界各主要產鋼國已經實現了90%以上的連鑄比。中國則在改革開放後才真正開始了對國外連鑄技術的消化和移植；到九十年代國中國的連鑄比僅為30%。
連鑄課題
鑄鐵水平連鑄課題為國家“七五”攻關項目，鑄鐵經過水平連鑄方法生產的型材，無砂型鑄造經常出現的夾渣、縮松等缺陷，其表面平整，鑄坯尺寸精度高，無需表面粗加工，即可用於加工各種零件。特別是鑄鐵型材組織緻密，灰鑄鐵型材石墨細小強度高，球鐵型材石墨球細小園整，機械性能兼有高強度與高韌性結合的優點。國際上鑄鐵型材已廣泛運用到製造液壓閥體，高耐壓零件，齒輪、軸、柱塞、印刷機輥軸及紡織機零部件。在汽車、內燃機、液壓、工具機、紡織、印刷、製冷等行業有廣泛用途。
連鑄機械
連鑄機
連鑄機主要由中間罐、結晶器、振動機構、引錠桿、二次冷卻道、拉矯機和切割機組成。
連鑄機結構示意圖中間罐
是裝盛鋼水的部位，加熱成液態的鋼水首先裝在鋼包中，由天車拉運至中間包上方，並把鋼水倒入中間包中。中間包中的鋼水再經由管道進入結晶器。液態金屬的溫度可以隨合金大幅增加嚴格控制。
結晶器
結晶器是連鑄機的核心部件，連鑄生產的主體思想是把液態的鋼水直接鑄造成成型產品，結晶器就是把液態鋼水冷卻出固態鋼坯的部件，它是由一個內部不斷通冷卻水的金屬外殼組成，這個不斷輸送冷卻水的外殼把與之相接觸的鋼水冷卻成固態。另一方面，結晶器的形狀還決定了連鑄出的鋼坯外形，如果結晶器的橫截面是長方形，連鑄出的鋼坯將是薄板坯；而正方形形狀的結晶器橫截面拉出的鋼坯將是長條形，即方坯。
與結晶器相連的部件是振動機構，該機構在生產過程中通過不斷地振動帶動結晶器一同振動，排除液態金屬中的氣體，幫助凝結成固態外殼的鋼坯從下方拉出。
引錠桿
引錠桿在連鑄機剛開始生產時起拉動第一塊鋼坯的作用。在液態鋼水在結晶器中凝結之後，引錠桿將鋼坯從下方拉出，同時拉開連鑄生產的序幕。
在拉出鋼坯之後，第一個經過的區域是二次冷卻道，在二次冷卻道中向鋼坯噴射冷卻水，將鋼坯將逐漸從外表冷卻到中心，沿著輥道進入拉矯機。
拉矯機的作用是將連鑄坯拉直，以便於下一步工序的進行。
主要問題
雖然高度的自動化有助於生產出無收縮鑄件，但如果液態金屬事先不除盡雜質，在鑄造過程中會出現問題。氧化是液態金屬雜質的主要來源，氣體、礦渣或不溶合金也可能捲入液態金屬。為防止氧化，金屬儘量與大氣隔離。在中間包，任何夾雜物包括氣泡，其他礦渣或氧化物，或不溶合金也可能被夾雜在渣層。
一個主要的連鑄問題是連鑄坯的斷裂。如果凝固的金屬外殼過薄，有可能導致鋼坯在拉出一定長度後下方的金屬將上方正在凝結的金屬拉斷，導致鋼水泄露，進而破壞其他機器而發生事故。通常情況下，斷裂是由於過高的拉出速度，使凝固的外殼沒有足夠時間來產生所要求的厚度；也有可能是拉出的金屬溫度仍然過高，這意味著最終凝固時間大大低於矯直輥和地方鏈斷裂整頓期間，由於套用的壓力。阿突破，也可能發生，如造成撕裂。如果傳入的金屬過熱，可以通過減慢拉出速度來防止斷裂。
另一個可能出現的問題是碳化物，鋼鐵與溶解氧反應也可能產生碳化物。由於金屬是液態，這種碳化反應是非常的快，同時產生大量高溫氣體，如果是在中間包或者結晶器中發生碳化反應，氧元素還會反應生成氧化矽或氧化鋁，如果產生過多的氧化矽或氧化鋁將有可能堵塞中間包與結晶器中間的連線管，進而導致破壞生產。
優越特性
連鑄技術的迅速發展是當代鋼鐵工業發展的一個非常引人注目的動向，連鑄之所以發展迅速，主要是它與傳統的鋼錠模澆鑄相比具有較大的技術經濟優越性，主要表現在以下幾個方面。
（1）簡化生產工序
由於連鑄可以省去初軋開坯工序，不僅節約了均熱爐加熱的能耗，而且也縮短了從鋼水到成坯的周期時間。近年來連鑄的主要發展之一是澆鑄接近成品斷面尺寸鑄坯的趨勢，這將更會簡化軋鋼的工序。
（2）提高金屬的收得率
採用鋼錠模澆鑄從鋼水到成坯的收得率大約是84～88%，而連鑄約為95～96%，因此採用連鑄工藝可節約金屬7～12%，這是一個相當可觀的數字。日本鋼鐵工業在世界上之所以有競爭力，其重要原因之一就是在鋼鐵工業中大規模採用連鑄。從1985年起日本全國的連鑄比已超過90%。對於成本昂貴的特殊鋼，不鏽鋼，採用連鑄法進行澆鑄，其經濟價值就更大。我國的武漢鋼鐵公司第二煉鋼廠用連鑄代替模鑄後，每噸鋼坯成本降低約l70元，按年產量800萬噸計算，每年可收益約13.5億元。由此可見，提高金屬收得率，簡化生產工序將會獲得可觀的經濟效益。
（3）節約能量消耗
據有關資料介紹，生產1噸連鑄坯比模鑄開坯省能627～1046KJ，相當於21.4～35.7kg標準煤，再加上提高成材率所節約的能耗大於100kg標準煤。按我國能耗水平測算，每噸連鑄坯綜合節能約為130kg標準煤。
（4）改善勞動條件，易於實現自動化
連鑄的機械化和自動化程度比較高，連鑄過程已實現計算機自動控制，使操作工人從笨重的體力勞動中解放出來。近年來，隨著科學技術的發展，自動化水平的提高，電子計算機也用於連鑄生產的控制，除澆鋼開澆操作外，全部都由計算機控制。例如我國寶鋼的板坯連鑄機，其整個生產系統採用5台PFU一1500型計算機進行線上控制，具有切割長度計算，壓縮澆鑄控制、電磁攪拌設定、結晶器線上調寬、質量管理、二冷水控制、過程數據收集、鑄坯、跟蹤、精整作業線選擇、火焰清理、鑄坯列印標號和稱重及各種報表列印等3l項控制功能。
（5）鑄坯質量好
由於連鑄冷卻速度快、連續拉坯、澆鑄條件可控、穩定，因此鑄坯內部組織均勻、緻密、 偏析少、性能也穩定。用連鑄坯軋成的板材，橫向性能優於模鑄，深沖性能也好，其他性能指標也優於模鑄。近年來採用連鑄已能生產表面無缺陷的鑄坯，直接熱送軋成鋼材。
連續鑄鋼是一項系統工程，涉及煉鋼，軋鋼，耐火材料，能源，備品備件，生產組織管理等一系列的工序。多年的生產實踐證明：只有樹立“連鑄為中心，煉鋼為基礎，設備為保證”的思想，才能較好地掌握現代連鑄技術，連鑄工藝的採用，改變了傳統的工藝要求、操作習慣和時間節奏。這就要求操作者和技術人員加強學習，更新知識，以適應連鑄新技術的發展，做好技術培訓工作。
（1）簡化生產工序
由於連鑄可以省去初軋開坯工序，不僅節約了均熱爐加熱的能耗，而且也縮短了從鋼水到成坯的周期時間。近年來連鑄的主要發展之一是澆鑄接近成品斷面尺寸鑄坯的趨勢，這將更會簡化軋鋼的工序。
（2）提高金屬的收得率
採用鋼錠模澆鑄從鋼水到成坯的收得率大約是84～88%，而連鑄約為95～96%，因此採用連鑄工藝可節約金屬7～12%，這是一個相當可觀的數字。日本鋼鐵工業在世界上之所以有競爭力，其重要原因之一就是在鋼鐵工業中大規模採用連鑄。從1985年起日本全國的連鑄比已超過90%。對於成本昂貴的特殊鋼，不鏽鋼，採用連鑄法進行澆鑄，其經濟價值就更大。我國的武漢鋼鐵公司第二煉鋼廠用連鑄代替模鑄後，每噸鋼坯成本降低約l70元，按年產量800萬噸計算，每年可收益約13.5億元。由此可見，提高金屬收得率，簡化生產工序將會獲得可觀的經濟效益。
（3）節約能量消耗
據有關資料介紹，生產1噸連鑄坯比模鑄開坯省能627～1046KJ，相當於21.4～35.7kg標準煤，再加上提高成材率所節約的能耗大於100kg標準煤。按我國能耗水平測算，每噸連鑄坯綜合節能約為130kg標準煤。
（4）改善勞動條件，易於實現自動化
連鑄的機械化和自動化程度比較高，連鑄過程已實現計算機自動控制，使操作工人從笨重的體力勞動中解放出來。近年來，隨著科學技術的發展，自動化水平的提高，電子計算機也用於連鑄生產的控制，除澆鋼開澆操作外，全部都由計算機控制。例如我國寶鋼的板坯連鑄機，其整個生產系統採用5台PFU一1500型計算機進行線上控制，具有切割長度計算，壓縮澆鑄控制、電磁攪拌設定、結晶器線上調寬、質量管理、二冷水控制、過程數據收集、鑄坯、跟蹤、精整作業線選擇、火焰清理、鑄坯列印標號和稱重及各種報表列印等3l項控制功能。
（5）鑄坯質量好
由於連鑄冷卻速度快、連續拉坯、澆鑄條件可控、穩定，因此鑄坯內部組織均勻、緻密、 偏析少、性能也穩定。用連鑄坯軋成的板材，橫向性能優於模鑄，深沖性能也好，其他性能指標也優於模鑄。近年來採用連鑄已能生產表面無缺陷的鑄坯，直接熱送軋成鋼材。
連續鑄鋼是一項系統工程，涉及煉鋼，軋鋼，耐火材料，能源，備品備件，生產組織管理等一系列的工序。多年的生產實踐證明：只有樹立“連鑄為中心，煉鋼為基礎，設備為保證”的思想，才能較好地掌握現代連鑄技術，連鑄工藝的採用，改變了傳統的工藝要求、操作習慣和時間節奏。這就要求操作者和技術人員加強學習，更新知識，以適應連鑄新技術的發展，做好技術培訓工作。
製造方法
1、Al－Pb合金－鋼背軸瓦材料的水平連鑄複合方法
3、把鋼連鑄成方坯和初軋坯的結晶器
4、把液體金屬引入金屬連鑄模具的噴嘴
5、板坯連鑄電磁攪拌輥
6、板坯連鑄機的結晶器銅板上電鍍鎳鐵合金的工
7、板坯連鑄機結晶器銅板上電鍍鎳－鐵合金的方法
8、板坯連鑄機切割車同步器
9、板坯連鑄結晶器窄邊銅板
10、板坯連鑄結晶器中的電磁攪拌裝置
11、板坯連鑄浸入式水口線上快速更換裝置
12、板坯連鑄拉矯輥
13、板坯連鑄拉矯機
14、半連鑄鑄態球鐵管制造方法
15、包覆連鑄產品的生產方法和設備
16、包含外表面上的金屬鍍層的銅或銅合金冷卻壁的金屬連鑄結晶器部件以及鍍層的方法
17、包晶體鋼連鑄法
18、保持連鑄拉速與結晶器振動頻率相匹配的方法
19、表面無裂紋連鑄坯和用該鑄坯的非調質高張力鋼材的製法
20、表面質量極好的奧氏體不鏽鋼帶的雙輥連鑄方法以及利用該方法所獲得的帶材
21、薄板還連鑄用浸入式水口及其製造方法
22、薄板連鑄用結晶器用粉末
23、薄板坯、帶坯或小方坯連鑄裝置
24、薄板坯連鑄保護渣及製造方法
25、薄板坯連鑄結晶器
26、薄板坯連鑄連軋的方法及設備
27、薄板坯連鑄楔形結晶器
28、薄板坯連鑄用浸入式水口
29、薄板坯連鑄用浸漬噴嘴
30、薄板坯連鑄用特種水口
31、薄帶連鑄方法及裝置
32、薄帶連鑄結晶輥冷卻水槽堵頭
33、薄帶連鑄用結晶輥
34、薄帶連鑄用異形布流器
35、薄帶坯水平連鑄機
36、薄帶鑄片連鑄方法及裝置
37、薄鋼板連鑄機的側壁
38、薄金屬產品的連鑄方法及實現該方法的設備
39、薄型金屬產品的連鑄方法及設備
40、步進槽式連鑄機
41、採用帶坯連鑄生產（110）[001]晶粒取向電工鋼的方法
42、採用兩個水口進行板坯連鑄的方法及裝置
43、測定數據以便自動運轉連鑄機的方法和裝置
44、長形產品的連鑄方法和相應的連鑄生產線
45、超薄板坯專用連鑄結晶器保護渣及其生產工藝
46、超低碳鋼用連鑄保護渣
47、超低頭連鑄機的矯直輥列布置形狀
48、垂直連鑄裝置
49、大方坯和板坯連鑄機的一種快速連線更換定位裝置
50、大管徑銅管坯上引連鑄機
51、大口徑銅管連鑄工藝
52、帶材連鑄
53、帶材連鑄設備
54、帶鋼連鑄的方法
55、帶鋼連鑄的方法及裝置
56、帶鋼連鑄機的引出頭
57、帶坯連鑄設備
58、帶式連鑄機的改進的冷卻襯墊裝置
59、帶有多功能攪拌器的連鑄生產線
60、帶有鋼坯儲存和定序的中厚鋼坯連鑄機和多爐加工作業線
61、帶有後置爐子、粗軋機和一個精軋機列的連鑄機
62、帶直通式結晶器和鑄坯導輥裝置的板坯連鑄設備
63、電熱法礦冶連鑄工藝
64、調節用於金屬且特別是鋼材的連鑄設備的一個或多個輥道段的方法和裝置
65、調整金屬連鑄模構件的銅或銅合金外表面的方法
66、調整連鑄機注口位置的方法和設備
67、調整連鑄坯支承元件位置的調整裝置和連鑄坯導軌
68、斷面小於90方連鑄機的結晶器
69、對輥連鑄脹緊密封式結晶輥
70、多功能組合式連鑄管結晶器
71、方坯連鑄電磁攪拌器
72、方坯連鑄機鑄坯導向噴水裝置
73、方坯連鑄結晶器用振動裝置
74、防止連鑄件的帶邊緣區的不希望的冷卻的方法和裝置
75、非均等分瓣體軟接觸電磁連鑄結晶器
76、非均等縫隙軟接觸電磁連鑄結晶器
77、分瓣式水套電磁軟接觸連鑄結晶器
78、封閉金屬帶材雙輥連鑄機鑄腔的側壁和配有該側壁的連鑄機
79、複合式電磁連鑄結晶器
80、複合式連鑄長水口
81、改進的連鑄生產無氧銅桿的設備
82、改善連鑄板坯表面質量的方法
83、鋼帶的立式連鑄的方法
84、鋼的連鑄方法
85、鋼的連鑄用鑄型粉末
86、鋼的連鑄鑄件的製造方法
87、鋼連鑄用的鑄型保護粉料以及鋼的連鑄方法
88、鋼坯、板坯或薄板坯的連鑄方法和裝置
89、鋼坯的連鑄法和用於該方法的鑄模
90、鋼坯連鑄機自適應導向機構
91、鋼坯連鑄中間罐蓋
92、高保溫、快速定位連鑄鋼液容器
93、高耐磨連鑄結晶器
94、高速連鑄設備的運行方法及其實施系統
95、高溫連鑄坯表面缺陷渦流檢測裝置
96、高壓水平連鑄法及其設備
97、鉻鋯銅質連鑄結晶器銅板熔鑄成型工藝
99、管式連鑄結晶器
100、管式連鑄結晶器水套
安全規程
1、巡查維護和修理工作，必須在停澆時完成。
2、維護和修理工作，電器系統必須切斷開關，懸掛禁止操作牌，以防他人合閘。
3、澆注時禁止進行冷床區域的調整、維護和修理工作。
4、冷床有任何動作時，禁止進入冷床擺梁區域。
5、進入冷床區域之前和走出床區域之後，必須同控制室聯繫，建立聯繫確認信號。
6、對冷床的巡查、維護和修理必須在設備停止時進行。
7、調整、維護、修理冷床時，相鄰設備必須斷開，並確保防止其合閘。
8、吊運冷床部件時，對吊索具必須檢查確認，準確指揮吊運。
