我国冶金企业连铸设备的制造与发展

685 编辑：中冶有色技术网来源：韩文杰李男

2024-03-06 13:20:48

[摘要]连铸是实现我国钢铁工业现代化的重点项目之一。因此大力宣传和普及连铸技术知识是十分必要的。本文简要介绍了我国现有的连铸设备，并着重叙述了国内连铸设备制造情况，以及对今后连铸设备制造的设想。

[关键词]连铸设备连铸机生产连铸技术

中图分类号：F861 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）19-0161-01

随着钢铁冶金技术的不断发展，就目前钢铁形势而言，我国大多数国有大型钢铁企业落后的炼钢工艺都得到了有效改善，连铸等生产工序也随之有了突飞猛进的发展，这就要求我们进一步统筹全局，做好设备的管理和维护。

在炼钢的整个工艺过程中，连铸生产是轧钢生产的前道工序，也是炼钢生产中的重要环节。在现代冶金企业中，连铸生产对炼钢生产的重要性越来越凸显，一般来说，连铸生产工艺主要包括钢包→中间包→结晶器→二次冷却→拉坯矫直→切割→辊道输送→推钢机→铸坯。在某种程度上而言，连铸技术的发展和应用对于钢铁企业来说是十分重要的，它改变了以往炼钢车间的生产流程，使车间生产更为自动化和连续化，信息技术也有了广泛应用，使生产质量大幅提高。另外，随着连铸技术的迅速发展，对于冶金行业内的其它行业起到了推動和促进作用，对于企业产品结构调整和组织结构优化发挥了重要作用。

1.我国连铸技术的发展状况

连铸即为连续铸钢（英文，Continuous Steel Casting）的简称。在钢铁厂生产各类钢铁产品过程中，使用钢水凝固成型有两种方法：传统的模铸法和连续铸钢法。而在二十世纪五十年代在欧美国家出现的连铸技术是一项把钢水直接浇注成形的先进技术。与传统方法相比，连铸技术具有大幅提高金属收得率和铸坯质量，节约能源等显著优势。从二十世纪五十年代开始，连铸这一项生产工艺开始在欧美国家的钢铁厂中，这种把液态钢水经连铸机直接铸造成成型钢铁制品的工艺相比于传统的先铸造再轧制的工艺大大缩短了生产时间，提高了工作效率。到了八十年代，连铸技术作为主导技术逐步完善，并在世界各地主要产钢国得到大幅应用，到了九十年代初，世界各主要产钢国已经实现了90%以上的连铸比。中国则在改革开放后才真正开始了对国外连铸技术的消化和移植,到九十年代初中国的连铸比仅为30%。连铸技术在我国今年来一直作为国家级重点课题项目研究，就近年来发展趋势看，主要问题存在于高度的自动化有助于生产出无收缩铸件，但如果液态金属事先不除尽杂质，在铸造过程中会出现问题。氧化是液态金属杂质的主要来源，气体、矿渣或不溶合金也可能卷入液态金属。为防止氧化，金属尽量与大气隔离。在中间包，任何夹杂物包括气泡，其他矿渣或氧化物，或不溶合金也可能被夹杂在渣层。目前国际上铸铁型材已广泛运用到制造液压阀体，高耐压零件，齿轮、轴、柱塞、印刷机辊轴及纺织机零部件。在汽车、内燃机、液压、机床、纺织、印刷、制冷等行业有广泛用途。

2. 连铸技术

2.1 连铸工艺的优点

连铸的生产过程是个连续动态的过程，钢液将潜热和显热释放出来，凝固成有规则的铸坯形式。钢在这种过程中完成由液态向固态的转变过程，这一过程较为复杂，钢内部的热量、动量和质量，在传输过程中发生了一定的相变过程，通过应力和外力作用产生形变过程，这一过程相互影响，往耦合进行。同传统的模铸—初轧开坯的工艺相比，连铸工艺有其自身的工艺特点：

（1）连铸的生产极其简化了生产工艺流程，原有的模铸工艺从脱模、整模、钢锭均热到开坯，极大的增加了生产投资，据有关报道，采用连铸工艺进行生产，可减少 30%占地面积，可节省40%操作费用，可节省40%基建投资，可减少15%耐火材料的消耗。

（2）在很多程度上提高了金属的收得率，一方面，连铸生产中使得钢坯的切头切尾损失大幅度降低,另一方面，通过连铸生产其产品更容易接近最终产品，不再使用原有模铸工艺中的加热开坯环节，将金属损失进一步减少，有效地提高了金属的收得率。

（3）有效地使生产过程中的能耗降低，避免了钢锭开坯加热过程中的燃料消耗，总体减少消耗接近一半。

（4）提高了生产过程中的自动化控制及机械化控制水平，提高了劳动生产率，为现代化企业升级改造创造条件。

2.2 主要工艺参数

连铸机的主要工艺参数决定了产品规格和设备性能，同时也是机械设计和设备选型的重要依据，现将主要工艺参数介绍如下：

（1）铸坯断面，是确定连铸机功能要求与机型选择的重要参考数据，我们不但要结合炼钢炉的容量大小和连铸机的生产能力，同时要兼顾到轧钢机的规格同连铸坯断面之间的联系，以保证生产出合格质量产品的同时保证其断面最小最经济。

（2）拉速：在连铸机生产过程中，拉速（m/mim）或注速（kg/min·流）是衡量连铸机生产能力的重要标志，也是生产过程中，操作人员的主要控制参数，其速度受到铸坯质量（内裂、偏析）、安全浇注（防止漏钢）、设备条件（冶金长度等多重因素影响。

（3）冶金长度，就是我们日常所说的铸坯的液心长度。通常在最大拉速并且浇注最厚连铸坯过程中，钢液从结晶器液面位置到全部凝固完全的距离。它是影响弧形连铸机半径和二次冷却区长度最为重要的工艺参数。

（4）弧形连铸机的半径，指的是外弧半径。它是影响铸坯厚度和设备高度的重要参数。

（5）铸机流数：在钢包容量固定的前提下，一旦拉速、铸坯断面、浇注时间确定后，可以计算出铸机流数，进一步协调连铸和冶炼的匹配关系。

3.薄带连续铸轧

薄板坯连续铸轧是将热轧同薄板坯铸造联系在一起进行，也就是金属凝体在连铸机生产过程中通过结晶器使金属凝体凝固成薄板坯，之后的工序为通过连轧机最终轧成板材，实际上轧钢和铸造是两种独立的工序。薄板坯连续铸轧工艺从本质上将传统的钢材生产方法进行改变，避免了热轧、粗轧、连铸及相关的加热切头等相关工序，直接将金属液体凝固成型，将轧制和铸造过程结合在一起，极大的缩短了工艺流程，有效地减少了能源消耗，降低了生产成本。

4. 对发展我国高效连铸技术的看法

第一，要保证炼钢生产的稳定性和节奏性。为实现高效快节奏的连铸生产，炼钢部门不但要供应稳定，而且要保证供应钢水温度合适、成分稳定。原因主要在于钢铁与溶解氧反应也可能产生碳化物。由于金属是液态，这种碳化反应是非常的快，同时产生大量高温气体，如果是在中间包或者结晶器中发生碳化反应，氧元素还会反应生成氧化硅或氧化铝，如果产生过多的氧化硅或氧化铝将有可能堵塞中间包与结晶器中间的连接管，进而导致破坏生产。第二，对炉机配合给予高度重视。对于新建项目，要充分考虑到炼钢与连铸车间的炉机配合情况。而对于旧连铸机改造来说，炉机配合更为重要，将原有的连铸机台数多，小容量炼钢炉多的情况，改造为高效连铸机，要求加强钢水分配与调度，适当取舍部分连铸机，已达到合理生产的目的，取得切切实实的经济利益。

参考文献

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