连续铸钢定义和技术简介

1、连续铸钢定义和技术简介连续铸钢生产说课 本课程在钢铁生产过程中的地位连续铸钢生产学习领域课程标准 连续铸钢生产仿真操作 本课程学习方法本课程在钢铁生产过程中的地位又钢变成材的中间环节连续铸钢生产说课连续铸钢生产学 习 领 域 课 程 标 准连续铸钢生产说课连续铸钢生产仿真操作 国际钢铁大学模拟仿真软件： :/ 本课程学习方法 以设备为重点，关键掌握设备的工作原理、检查与维护；工艺操作结合仿真软件的操作来学习；产品（连铸坯）质量从炼钢、连铸生产过程综合分析解决。连续铸钢生产说课关键还是自主学习能力的提高目录 绪论1、连铸设备与操作2、钢液凝固的基本理论3、连铸操作工艺4、连铸坯质量控制5、典型钢

2、种的连铸绪论一、铸钢生产及分类二、连铸技术的发展概况三、连铸机的主要设备及分类四、连铸生产过程五、连续铸钢的优越性一、铸钢生产及分类1、钢的生产过程分两大环节2、铸钢生产分类绪论炼钢铸钢模 铸（钢锭模浇注）连 铸（连续铸钢）二、连铸技术的发展概况绪论提出：19世纪中叶，贝塞麦提出设想实现：1933年，容汉斯，结晶器振动装置应用：20世纪30年代，有色金属生产， 1950年，5t钢水连铸机二、连铸技术的发展概况绪论时间铸机铸坯连铸比新技术50年代工业应用立式单流方坯（断面小）0.34%60年代稳步发展立弯式，方坯、板坯弧形，旋转式圆坯，空心圆坯，工字型断面，全连铸厚板、带钢5.6%保护渣浇注、浸

3、入式水口、钢流保护70年代迅猛发展大型板坯（20万t以上），全连铸车间25.8%-33.8%结晶器在线调宽、带升降装置的盛钢桶回转台、多点矫直、压缩浇注、气水冷却、电磁搅拌、无氧化浇注、中间包冶金、上装引锭80年代完全成熟64.1%铸坯质量设计和控制、不精整轧制、热送、直轧、薄板坯（带）连铸90年代高效连铸近终形连铸高效连铸高质量；高产量；高效益；高可靠性；高机械化、自动化 连铸技术的发展阶段： 连铸发展现状在世界范围内连铸比每年4%的速度增长生产高质量连铸坯的技术和体制已经确立逐步实现连铸坯热送和直接轧制（降低能耗、缩短生产周期）薄板坯（带）连铸正在兴起紧凑式短流程“近终形薄板坯连铸+连轧”

4、近终形连铸near net shape continous castingCSP（compact strip production）紧凑式连铸连轧工艺技术（德国西马克）ISP（inline strip production）在线带钢生产工艺技术（德国德马克）CON-ROLL（continous casting and rolling）（奥钢联）FTSRQ（flexible thin slab rolling for quality）（意大利达利涅）TSP（tippins-samsung process）（美国蒂森、韩国三星重工）新技术：变截面结晶器，铸轧技术，电磁制动，结晶器液压振动，漏钢预报

5、，适应结晶器形状和浇注速度的浸入式水口、保护渣薄带钢连铸（试验）绪论三、连铸机的主要设备及分类1、连铸机主要设备 机械设备（液压、润滑）；“三电”设备（电气、仪表、计算机）；通讯设备；水道设备；起重机设备；运输车辆、能源介质设备（管网）；厂房设备（工艺钢结构）；基础设备；环保设备；外围设备。绪论1、连铸机主要设备 绪论机械设备钢水处理设备浇钢设备连铸机本体设备切割区域设备引锭杆收集及输送设备出坯辊道和后部精整设备中间罐及机械维修设备机电一体化构成连铸机2、连铸机组成盛钢桶运载装置：运载、支撑；浇注车、钢包回转台（快速更换，多炉连铸）中间包：钢包和结晶器之间用来接受钢液的过渡装置中间包运载装置：

6、支撑、运输、更换中间包；中间包车、中间包回转台结晶器：水冷钢模结晶器振动装置：上下往复运动二次冷却装置：喷水冷却装置+铸坯支撑装置拉坯矫直机 在浇注过程中克服铸坯与结晶器及二冷区的阻力，顺利地将铸坯拉出，并对弧形铸坯进行矫直。引锭装置：“活底”，引锭头+引锭杆切割装置：定尺长度铸坯运出装置：辊道、推钢机、冷床绪论3、连铸机的分类 （1）按结晶器运动方式分 （2）按连铸机结构外形 绪论连铸机结构外形立式立弯式弧形水平直结晶器多点弯曲形直结晶器弧形弧形多半径弧形3、连铸机的分类 绪论（3）铸坯断面形状和大小板坯圆坯异型坯方、板坯兼用薄板坯小方坯150150mm大方坯150150mm矩形坯：a/b3

7、方坯带坯带坯：40-80mm薄带坯：25mm极薄带坯3mm(0.15-0.3mm)绪论3、连铸机的分类 一台连铸机：共用一个钢包同时浇注一流或多流铸坯的一套连铸设备。（多机组、单机组）机组：在一台连铸机中具有独立的传动系统和工作系统，当它机出事故时仍可照常工作的一套连铸设备。流数：同时能浇注铸坯的总根数。4、各种连铸机的特点（1）立式连铸机特点：结晶器、二冷段和全凝固铸坯的剪切等均设置在同一垂直方向上优点：有利于钢水中夹杂物的上浮，铸坯各方向冷却条件较均匀，成分和夹杂物偏析较小。能连铸裂纹敏感性高的钢种。缺点：设备高，钢水静压力大，设备较笨重，基建费用高绪论4、各种连铸机的特点（2）立弯式连铸

8、机（过渡机型）特点：适用于浇注断面较小的铸坯优点：具有立式连铸机垂直浇注和凝固的特点，高度是立式的四分之三，水平出坯，铸坯定尺长度不受限制，铸坯的运送也较方便。缺点：铸坯在顶弯和矫直点内部应力较大，当铸坯变形率超过允许限度时容易产生内部裂纹。 4、各种连铸机的特点（3）弧形连铸机 弧形结晶器弧形连铸机 特点：弧形结晶器和二冷段夹辊均配置在四分之一圆弧段上，铸坯在垂直中心线切点位置被矫直，然后切割成定尺，从水平方向出坯。铸机的高度基本上等于圆弧半径（通常把连铸机的外弧半径称作连铸机的圆弧半径），为立式连铸机高度的三分之一。优点：设备较轻，安装和维护方便，基本建设投资较低；没有附加的弯曲变形，坯壳

9、承受钢水静压力小，铸坯不易产生鼓肚和内裂。缺点：非金属夹杂物的上浮条件不好，有向铸坯内弧侧聚集的倾向，铸坯内部夹杂物分布不均。 4、各种连铸机的特点直结晶器弧形连铸机特点：钢水在直结晶器和二冷直线段凝固，多用来浇注板坯。优点：有利于非金属夹杂物的上浮，防止夹杂物向内弧侧的富集，改善铸坯质量。缺点：比弧形结晶器的铸机高，设备较复杂；铸坯在凝固过程中受弯曲和矫直两次变形，产生裂纹的可能性增加。新技术：多点弯曲、多点矫直、压缩浇注4、各种连铸机的特点（4）椭圆形连铸机（多圆弧半径，超低头连铸机）特点：从结晶器向下圆弧半径逐渐变大，结晶器和二冷段夹辊布置在四分之一椭圆弧上。优点：高度有所降低缺点：在结

10、晶器内的夹杂物几乎没有机会上浮，浇注优质钢种时，钢水必须充分净化；设备安装、维护均较复杂。4、各种连铸机的特点（5）水平连铸机（中间包、结晶器、二冷段、拉坯机和切割设备均布置在水平位置上）目的：最大限度地降低铸机高度4、各种连铸机的特点（6）旋转式连铸机（立式旋转离心连铸机）圆坯（无缝钢管坯） 在浇注过程中结晶器、二冷段和拉坯机与铸坯一起绕垂直中心线旋转。特点：中间包钢水用弯曲长水口，注流从旋转切线方向上偏心注入在结晶器半径三分之一弯月面处；结晶器和钢液同时旋转产生的离心力，使初生坯壳紧贴着结晶器，从而改善一次冷却，有利于初生坯壳形成和组织细化；旋转形成的凹液面，使夹杂(渣)聚集在钢水表面的中

11、心，便于清除，改善钢的纯净度和表面质量。铸坯在旋转过程中凝固，钢水冲击凝固中的柱状晶，扩大铸坯的等轴晶区，减轻中心疏松。铸坯旋转同时向下拉出，表面振动痕迹轻。 4、各种连铸机的特点（7）轮带式连铸机结晶器=冷却钢带+铸造轮（轮缘为槽形） 特点：钢水从中间包注入弧形结晶器内形成坯壳，坯壳随铸造轮转动的同时继续冷却和凝固，当铸造轮转过900时，将铸坯送出结晶器。优点：结晶器与凝固壳之间无相对滑动，结晶器不用振动；能得到无振痕的表面光滑的铸坯，可以实现连铸连轧；可以实现高拉速。四、连铸生产过程绪论四、连铸生产过程通过盛钢桶运载装置，把装有钢水的盛钢桶，运送到连铸机上方经盛钢桶底部的流钢孔把钢水注入到

12、中间包内打开中间包塞棒(或滑动水口)后，钢水流入到下口用引锭杆头堵塞并能上下振动的结晶器中钢液沿结晶器周边冷凝成坯壳当结晶器下端出口处坯壳有一定厚度时，带有液心并和引锭装置连在一起的铸坯在拉坯机驱动下，离开结晶器沿着由弧形排列的夹辊支撑下移。同时，铸坯被二次冷却装置进一步冷却并继续凝固进入拉矫机后脱去引锭装置，铸坯在全部凝固或带有液心状态下被矫直在水平位置被切割成定尺长度，由运坯装置运送到规定地点绪论绪论五、连续铸钢的优越性简化生产工序，缩短工艺流程提高综合成材率 连铸比每提高10%，综合成材率提高0.8-1.5%降低能耗 直接节能开坯工艺；间接节能提高成坯率和成材率连铸产品的均一性高，质量好

13、 模铸锭：凝固时间长，元素偏析显著；头、尾化学成分差别大 连铸坯：断面小、冷却速度大、树枝晶间距、，偏析程度轻，沿长度方向化学成分均匀易于实现机械化、自动化连铸钢种扩大，产品质量提高（沸腾钢不连铸，有代用品种）占地面积小，生产周期快，吨坯成本低布置作业作业：1、连铸机包括哪些设备，有哪几种机型？2、弧形连铸机有哪些特点？3、什么是连铸机的台数、机组数、和流数？第一部分、连铸设备与操作钢包、钢包运载设备及其操作中间包、中间包运载设备及其操作结晶器及结晶器振动装置 二次冷却装置及设备维护拉坯矫直装置及拉矫操作引锭装置及引锭操作铸坯切割装置及操作铸坯输出装置及铸坯表面处理1、钢包、钢包运载设备及其操

14、作钢包及其操作一、钢包的作用及功能钢包除具有盛装、运载、精炼、浇注钢水等功能外，还具有倾翻、倒渣和落地放置的功能。钢包及其操作二、钢包容量的确定 钢包的容量应与炼钢炉的最大出钢量相匹配。三、钢包形状的确定 1、钢包的直径和高度之比 2、锥度 3、钢包外形四、钢包的结构1、钢包本体钢包本体外壳加强筋耳轴溢渣口注钢口透气口倾翻装置支座氩气配管钢包结构钢包长水口钢包长水口的作用： 防止钢流二次氧化，防止钢流飞溅及敞开浇注的卷渣，减少中间包钢水温降。钢包长水口的材质： 熔融石英质 铝碳质钢包长水口安装机构 组成：由立柱、支承臂、长水口夹持器、手柄和惰性气体连接装置等组成 类型 手动 半自动 全自动 钢

15、包烘烤装置钢包烘烤装置的作用：去除包衬中的水分，提高耐冲刷、耐侵蚀性能；提高钢包耐火衬的使用温度。钢包烘烤装置的类型：立式卧式钢包运载设备及其操作铸锭车或钢包固定支架 适用：旧厂房改造、单炉浇注浇注车 形式：门式、半门式 多炉连浇钢包回转台多炉连浇 钢包回转台双臂单独升降式钢包回转台形式： 双臂摇摆式回转台 可单独回转和升降；两臂相对位置可变，转角360度；便于钢包和中间包使用长水口和浸入式水口实现保护浇注。 多功能回转台 吹氩调节钢水温度、钢包加盖保温、钢包倾翻优点：速度快，占地小；有利于提高铸机拉速和铸坯质量；安全2、中间包及其运载设备 中间包是钢水包和结晶器之间用来接受钢水的过渡装置。2

16、.1 中间包中间包的作用稳定钢流（减小钢流对结晶器中坯壳的冲刷）保证钢水温度均匀及非金属夹杂物分离上浮（钢液在中间包内有合理的流场和适当长的停留时间）分流钢水（多流连铸机）换包时衔接（多炉连浇）减压、稳流、去渣、贮钢、分流和中间包冶金等功能2.1.2 中间包的主要参数1、中间包容量 中间包的容量主要根据钢包容量、铸坯断面尺寸、中间包流数、浇注速度、多炉连浇时更换钢包的时间、钢水在中间包的停留时间等因素来确定。 中间包容量应与存贮钢液量相匹配，可用以下公式来确定： Q=DB(1+ 2+ 3)C2.1.2 中间包的主要参数2、中间包高度 中间包的高度主要取决于钢水在中间包内的深度要求，一般中间包要

17、求中间包钢流不起漩涡，不卷渣；有利于夹杂物的上浮；钢液面至中间包上口之间应留100200mm的安全距离。2.1.2 中间包的主要参数3、中间包的宽度 中间包的宽度可根据中间包应存放的钢水量来确定。4、中间包的长度 中间包的长度主要取决于中间包的水口位置距离，单流连铸机的中间包长度取决于钢包水口位置与中间包水口位置之间的距离，多流连铸机则与连铸机的流数、水口间距有关。2.1.2 中间包的主要参数5、中间包内壁斜度 中间包内壁有一定斜度，其作用是有利于清理中间包内的残钢、残渣，一般为10%20%。6、中间包水口直径及水口间距 中间包水口直径应根据连铸机的最大拉速所需要的钢流量来确定。 水口间距是多

18、流连铸机特有的技术参数，根据结晶器及连铸机传动系统的布置要求来确定。中间包的形状要求：钢包注点与中间包水口距离不小于500mm（减少钢水在注入时产生涡流）钢包注点至各水口的距离相等尽量减少散热面积。中间包的结构 中间包的结构包体（刚性好）：壳体+耐火衬耐火衬：绝热层（石棉板、保温砖砌筑；轻质浇注料浇注）永久层（粘土砖砌筑；浇注料整体浇注成形）工作层（高铝砖、镁质砖；硅质绝热板SiO2,碳素钢、普通低合金钢、碳素结构钢；镁质绝热板MgO，特殊钢；镁橄榄石质绝热板）包盖（保温）：钢包注孔、塞棒孔、中间包加热孔塞棒（p34)水口 (p33) 大容量的中间包内设有挡渣墙和矮挡墙，用于隔离钢包注流对中间

19、包钢液的扰动，使中间包钢液流场更趋合理，有利于钢液中非金属夹杂物的分离和上浮。中间包中贮存的钢水，应能保证正常浇注5min。2.1.5 中间包钢水流量控制方式1、塞棒式 监视结晶器内钢液面，用塞棒控制钢水量 2.1.5 中间包钢水流量控制方式2、定径水口式 锆质定径水口小方坯连铸机 钢水流量主要由中间包内钢液面高度和水口直径控制；单位时间内钢水流量与水口直径和中间包液面高度成正比。 2.1.5 中间包钢水流量控制方式3、滑动水口式 调节水口开度控制钢水流量 优点：安全，不易漏钢；适于长时间连续浇注；能实现自控。2.2 中间包车 中间包运载工具，在中间包烘烤位置与结晶器之间行走，一台两车，快速更

20、换中间包，实现多炉连浇。2.2 中间包车中间包车的结构：车体：钢板框架结构；刚性好，便与连铸操作和观察走行机构：高速档15-30m/min快速刚换中间包；低速档（微调）1 m/min中间包水口与结晶器对中横向微调装置：修正中间包水口的中心线与结晶器厚度方向上的中心线的偏差蜗轮蜗杆减速机小方坯，手动；大方坯、板坯，马达驱动升降装置：装卸浸入式水口保持中间包两边升降同步连续自动称量（压力传感器）长水口安装装置：将钢包长水口安装在钢包滑动水口上（车架上）电缆拖引装置溢流槽：钢包水口发生事故事故钢包定径水口连铸的中间包摆动流槽水平摆动中间包冶金 当前对钢产品质量的要求变得更加严格。中间包不仅仅只是生产

21、中的一个容器，而且在纯净钢的生产中发挥着重要作用。 70年代认识到改变中间包形状和加大中间包容积可以达到延长钢液的停留时间，提高夹杂物去除率的目的；安装挡渣墙，控制钢液的流动，实现夹杂物有效碰撞、长大和上浮。80年代发明了多孔导流挡墙和中间包过滤器。 在防止钢水被污染的技术开发中，最近已有实质性的进展。借助先进的中间包设计和操作如中间包加热，热周转操作，惰性气氛喷吹，预熔型中间包渣，活性钙内壁，中间包喂丝，以及中间包夹杂物行为的数学模拟等，中间包在纯净钢生产中的作用体现得越来越重要。 在现代连铸的应用和发展过程中，中间包的作用显得越来越重要，其内涵在被不断扩大，从而形成一个独特的领域中间包冶金

22、。中间包冶金的功能净化功能挡渣墙、吹氩、陶瓷过滤器调温功能加小块废钢、喷吹铁粉成分微调喂丝（铝、钡、硼等包芯线）精炼功能双层保护渣、喂钙丝（改变Al2O3夹杂形式）加热功能感应加热、等离子加热中间包钢液流动形态控制 挡渣墙和挡渣坝的作用： 中间包精炼技术中间包吹氩目的：增强搅拌促进夹杂物上浮；形成液面保护层；改善钢液流动状况中间包钢液喂线目的：把高熔点的串簇状的Al2O3转变为低熔点的球形铝酸钙作用：改善钢液流动性，防止水口阻塞方式：螺旋式（直径250mm，螺距100mm），30m/min双层覆盖渣碳化稻壳绝热保温、隔绝空气、防止钢液二次氧化CaO-CaF2-MgO系混合渣液渣吸附上浮夹杂物中

23、间包过滤技术 陶瓷泡沫过滤器 过滤器的原理机械分离（小于50m）过滤器的材质微孔结构材料（莫来石、氧化铝、稳定氧化锆、氧化钙等） 过滤器在与钢液的长时间接触中能承受热应力及机械应力的作用 不与钢液和渣子发生化学反应 能有效去除夹杂物，不妨碍钢液流通中间包加热技术 中间包钢水温度的变化 不利影响：稳定中间包钢液温度中间包加热方法感应加热 结构简单，加热速度快、热效率高、成本低、操作方便等离子加热 等离子枪安装在注流冲击区或两挡墙之间，热效率60-70%中间包冶金的最新技术 H型中间包 离心流中间包 中间包吹氩 去夹杂的陶瓷过滤器 电磁流控制2.4 中间包烘烤装置一、中间包烘烤装置的作用 提高中间

24、包内衬的温度；去除其中的水分，减少中间包内钢水的温降和热损耗。二、中间包烘烤装置 中间包烘烤视频 3. 结晶器 强制水冷的无底钢锭模 要求：导热性好；结构刚性好；较好的耐磨性和较高的寿命；振动平稳；足够高的强度和硬度，保证内腔尺寸稳定。3.1 结晶器的材质 内壁材料 工作温度200-500，良好的机械性能和导热性紫铜硬化铜合金（银、铬、锆）内壁工作面镀铬（镍-铬）处理作用：提高结晶器使用寿命；防止坯壳形成星状裂纹3.2 结晶器的形式和结构 根据拉坯方向断面内壁的线型 直结晶器立式、立弯式、弧形（改善非金属夹杂物在铸坯上的分布，多点弯曲） 弧形结晶器弧形、椭圆形按铸坯断面形状 方坯、板坯、矩形坯

25、、圆坯、异形断面结晶器按结构形式 整体式早期立式连铸机用整块锻造或铸造铜加工而成 优点：刚性大，不易变形，寿命较长 缺点：制造成本高，维护困难 套管式中小断面铸坯，尤其小方坯 组成：无缝弧形铜管、钢质外套、足辊 优点：结构简单，易于制造和维护组合式 由四块复合板壁（一块铜板内壁和一块钢板外壳 用螺栓及蝶形弹簧联结而成）组装而成 。 结晶器的使用寿命：从开始使用到报废这段时间内浇注的炉数或浇注的连铸坯数量。 3.3 可调宽度结晶器（在线调整） 1、L式宽度调整 结晶器窄面壁板分成上、下两段，在宽度调整时，铸坯宽度方向有L台阶。调整步骤：钢水停止浇注，液面降到下半部结晶器，停止拉坯和结晶器振动窄面

26、上半部调宽(或调窄)继续浇注使钢液面恢复到上半部结晶器正常位置调宽(或调窄)下半部结晶器窄面与上半部位置对齐，恢复拉坯和振动 缺点：在宽度调整时需要短时间中断浇注，改变宽度的那段铸坯将报废2、Y式宽度调整“无极变” 通过改变结晶器窄面锥度强制铸坯变形。多级结晶器 高拉速的方坯连铸机第一级：800mm，管式或组合式第二级：300mm，四块铜板 3.4 结晶器的设计参数 1、结晶器的断面尺寸 根据冷坯的公称断面尺寸确定，一般结晶器的断面应比铸坯的公称断面约大13左右（大断面取上限，小断面取下限）。3.4 结晶器的设计参数2、结晶器长度 根据铸坯出结晶器时应有的坯壳厚度来确定 铸坯出结晶器时的坯壳厚

27、度应大于或等于8-15mm(小方坯取下限，大板坯取上限)。 结晶器内钢液面的波动以及应用保护渣浇注等，结晶器实际长度：L=L+(80-120)mm， L结晶器有效长度 一般，500-1200mm； 较多：700mm； 高速浇注，900mm3、结晶器的锥度倒锥度下口断面比上口断面略小经验：方坯，0.4-0.8%；板坯，0.5-1.0%结晶器的倒锥度是一个十分重要的参数：如倒锥度过小，坯壳会过早的脱离结晶器内壁形成气隙，影响结晶器的冷却效果，致使坯壳过薄，出现鼓肚变形，甚至拉漏。过大，会使铸坯与结晶器的摩擦阻力增加，加速结晶器内壁，特别是下口的磨损。3.4 结晶器的设计参数3.4 结晶器的设计参数

28、4、结晶器的水缝面积 钢水在结晶器内形成坯壳时所放出的热量主要由冷却水带走。合理地确定结晶器的水缝面积是非常重要的。冷却强度：单位时间内单位面积的铸坯被带走的热量。冷却强度越大，钢液凝固越快，可适当提高拉速影响因素：结晶器内壁的导热性能，冷却水的流速和流量5、结晶器的润滑 作用： 防止初生坯壳与结晶器壁的粘结，减少内壁间的摩擦阻力； 改善热传导从而改善铸坯表面质量； 延长结晶器的使用寿命。机理：部分燃烧挥发（200左右），大部分形成油膜（）3.4 结晶器的设计参数菜籽油：芥酸含量高，灰分少粘度适中，燃烧点高，火焰明亮，价廉结晶器保护渣的作用作用： 防止钢水的二次氧化； 防止钢液表面热量的散失；

29、 吸收钢水中上浮的夹杂物； 液渣层随坯壳下移，形成熔渣薄膜起润滑作用。6、结晶器振动装置 沿铸机半径作近似圆弧的上下往复振动 。结晶器振动的目的：是防止初生坯壳与结晶器之间粘结而被拉裂。作用：使内壁获得良好的润滑条件，减少摩擦力，防止钢水与结晶器内壁的粘结；发生粘结时，强制脱膜；坯壳被拉断，振动使坯壳愈合；改善铸坯的表面质量3.4 结晶器的设计参数、结晶器振动装置（1）振动方式运动速度的变化规律1）同步振动（云岗式振动）特点：结晶器在下降时与铸坯同步运动，然后再以三倍的拉速上升缺点：由于下降转为上升阶段的加速度很大，会引起较大的冲击力，影响振动的平稳性及铸坯质量2）负滑动振动（梯速振动）负滑动

30、：结晶器下降振动速度大于拉坯速度时，铸坯做与拉坯方向相反的运动。特点：结晶器先以比拉速稍高的速度下降一段时间，再以较高速度上升。优点： 有利于强制脱模和断裂坯壳的压合； 结晶器在上升和下降过程中都有一段稳定运动的时间，对坯壳的生长有利。 负滑动时间是整个周期的60%左右3）正弦振动特点：铸坯与结晶器之间时刻都存在相对运动优点：震动过程中速度变化平缓、无冲击；有效实现负滑动，适当提高拉速；易于改变震动频率和振幅，高频率小振幅以改善铸坯质量；结构简单（2）结晶器的振动参数 1）振幅与频率的关系振动周期（T，s）：结晶器上下震动一次的时间。频率（f）：结晶器每分钟振动的次数。 0-150次/分钟40

31、0次/分钟；频率高，结晶器与坯壳间的相对滑动量大，有利于强制脱模，防止粘结和提高铸坯表面质量振幅（S，mm）：结晶器从水平位置运动到最高或最低位置所移动的距离。 0-25mm2-4mm；振幅小，钢液面波动小，浇注时易控制，铸坯表面较光滑，且能减少拉裂正弦振动：小方批，f =75-240次/分钟，S =3mm，=20-40%（负滑动率）板坯，f =49-120（400）次/分钟，=20-40%、结晶器振动装置2）负滑动时间：正弦振动（）3）振动参数对铸坯质量的影响振动频率提高，振痕深度减小；振幅提高，振痕深度增大负滑动时间越长，振痕深度越深；裂纹增加负滑动时间越长，横向裂纹指数越高（3）振动装置

32、的结构形式及特点 1）差动齿轮式振动机构R61700、R10.32300板坯连铸机优点：准确实现结晶器的弧线运动；快速更换2）四连杆式振动机构（双遥杆式、双短臂式）大型板坯、小方坯连铸机小方坯内弧布置；板坯外弧布置3）偏心轮式振动机构（正弦振动）优点：平稳缺点：结构复杂4.二次冷却装置二次冷却装置的作用 直接喷水冷却铸坯，加速铸坯凝固通过夹辊和侧导辊支撑和导向带有液心的铸坯，防止并限制铸坯发生鼓肚、变形和漏钢事故导向和支撑引锭杆完成铸坯的顶弯（直弧形连铸机）小方坯连铸机的二次冷却装置 小方坯连铸机由于浇注断面较小，冷却快，钢水静压力小，铸坯出结晶器时坯壳已可以支承自身，鼓肚(见鼓肚与菱变)倾向

33、小，导向装置只设置少量辊子用 于引锭杆的导向。断面较大的方坯连铸机在结晶器之下设置了一段四面夹持的辊子，对大方坯夹持和导向。 4.二次冷却装置管式结构4对夹辊、5对侧导辊、12块导板、14个喷水环.板坯连铸机的二次冷却装置 板坯连铸机铸坯导向段板坯浇注面大，故其导向段结构比较复杂。为了防止板坯鼓肚变形，铸坯导向装置由一系列密排的夹持辊组成，这些辊子从上到下辊径逐渐 增大，辊间距也逐渐增大。为提高辊子的刚度和强度，在浇注较宽板坯需要较长的辊身时，需将辊子分成23节，中间加支撑，这样的辊子称为分节辊。为便于检 修，由几组辊子组成一个整体结构，称为扇形段。根据不同的区域和不同的作用，又将扇形段分为支

34、撑导向段、弧形导向段、矫直段和水平段。 4.二次冷却装置支撑导向段通称扇形段O段，是紧随结晶器之下的一组辊段，通常与振动装置的主要部件组成快速更换台，可以整体吊装，线外检修。 弧形导向段是引导扇形O段来的板坯并进行拉坯，对板坯连续喷水冷却并引导和夹送引锭杆。这一段弧形半径固定，由多个扇形段组成，称为扇形段1段、2 段段。每个扇形段有47组辊子。各个扇形段尽量做成一样，使其具有互换性。为了夹送引锭杆和拉坯，从某个扇形段开始就设置驱动辊。 矫直段在弧形导向段之下。铸坯在这一段中被单点、多点矫直或连续矫直，一般由12个扇形段组成，其称谓沿称扇形段段。每个扇形段也有47对辊子。结 构形式与弧形导向段类

35、似，但该段中各个扇形段不能互换。水平段在矫直段之后。经过矫直的板坯还未完全凝固，在该段还需支承和导向。水平段的长度根据冶金长 度而定，其结构也类似于弧形导向段。 扇形段快速更换二冷装置的方法 小车侧向更换扇形段50-60min导槽提运扇形段普遍摆动臂更换扇形段4.二次冷却装置夹辊 在铸机曲率半径方向，沿铸坯上下水平位置的若干对导辊，起支撑和导向作用.4.6 二冷装置中的冷却水喷嘴 理想的喷嘴能使冷却水充分雾化，有较高喷射速度，覆盖面积大，分布均匀冷却速率取决于小水滴穿透蒸汽界面的能力（Leydenfrost效应）二次冷却喷雾法分为水喷雾冷却和气水喷雾冷却（加入压缩空气）气水雾化喷嘴是一种高效喷

36、嘴喷嘴的布置以实现铸坯各部分冷却均匀为原则。5.拉坯矫直机 5.1 小方坯五辊拉矫装置 特点：布置在水平段上，第一对拉矫辊的下辊表面与连铸机弧形段相切；通过上辊来调节上下辊之间的距离.五辊拉矫机l一底座；2一机架；3一辊子；4一压下装置；5传动装置5.2 板坯多辊拉矫装置 特点： 多辊拉坯，多点矫直，多辊驱动，小直径密排拉辊 5.3 多点矫直 带液相多点矫直技术，避免拉坯速度提高后冶金长度增加 多点矫直是把集中在一点的大幅度变形分散到若干点去 逐步变形，使每一点的变形率不致超过允许的极跟。中间要用若干过渡半径R1 R2 R3Rn顺序分步达到目标。总的矫直变形率是R0Rn一点矫直时的变形率的总和

37、。在带液相矫直时，铸坯在两相区界面 处坯壳的强度和允许的变形率极低。采用多点矫直可以把集中一点的应变量分散到多个点完成，将矫直点韵变形率控制在允许范围之内；消除了铸坯产生内裂的可能 性，可以实现带液芯矫直。 5.4 连续矫直（20世纪80年代初） 超低头板坯、大方坯 原理：在矫直区内有许多自动对中的平衡辊，利用定距块使辊缝保持恒定，弯曲力由四个固定点承受。5.5 渐进矫直 以恒定的低应变速率矫直铸坯5.6 压缩浇注板坯连铸机 提高拉速，实行液心拉矫而减少内裂 原理：铸坯在矫直区内处于压缩状态下矫直，减少甚至消除铸坯在矫直过程中所产生的拉应力6.引锭装置 组成：引锭头、引锭杆和引锭杆的存放装置作

38、用：开浇前，引锭头作为结晶器的“活底”堵住结晶器下口，使钢水在其头部凝固，通过拉矫机从结晶器拉出铸坯。根据结构形式分为挠性和刚性；按安装方式分为下装和上装。6.引锭装置一、挠性引锭杆（链式） 最早、简单弧形连铸机 每节弧形链板的外弧半径都应等于连铸机的曲率半径。 6.引锭装置二、刚性引锭杆 平稳、占空间大小方坯连铸机 6.引锭装置三、上装引锭杆（提高作业率，缩短辅助时间 ）从连铸机上端，经结晶器送入小车式/引锭杆摆动式/引锭杆导入式6.引锭装置四、引锭头 引绽头的材质一般为耐热铬钼铸钢既要与铸坯连接牢固，又要易与铸坯脱开。（1）引锭头的结构形式 燕尾槽式引锭头 加工成T型或F型引锭钩，并放入适

39、量冷料，注入结晶器的钢水与引锭钩相连，脱锭时，引锭钩从燕尾槽内脱出。与铸坯脱开时，操作人员需把销轴拆卸。钩头式引锭头 引锭装置的头部加工成钩子形。 注入结晶器的钢水凝固后，与引锭头之间成为挂钩式联接；脱锭时引锭头与铸坯之间会自动脱开。引锭头断面尺寸 引锭头断面一般小于所拉铸坯的断面尺寸，引锭头的尺寸随铸坯断面尺寸而变化。厚度一般比结晶器的下口小5mm，宽度比结晶器的下口小10-20mm。 更换新断面时，只换引锭头，而不换引锭杆身和过渡件。7、铸坯切割设备 铸坯切割7.1 火焰切割 火焰切割铸坯越厚，成本越低 。优点：投资少，设备质量小；切口比较平整，切缝质量好，不受铸坯温度和断面大小限制缺点：

40、时间长，切口处有金属消耗（1-1.5%），对环境有污染用途：板坯、圆坯、大方坯、厚200mm以上铸坯 燃料：氧气、乙炔、丙炔、天然气、焦炉煤气。7.2 机械剪切 特点：速度快，无金属消耗，安全可靠，定尺精度高缺点：设备重，投资高用途：小方坯连铸机设备：剪切机（飞剪）7.2 机械剪切分类:8、 铸坯输出装置一、输送辊道二、铸坯的横移及冷却装置（移钢机、冷床）三、铸坯表面清理装置 火焰清理机、氧-乙炔手工割炬、手提砂轮机、风铲等。 辊距小于最短的定尺铸坯长度的一半 打号：涂料；焊丝（铝丝、铜丝、三氧化二铝丝），电弧熔化喷射9、电磁搅拌技术（EMS） 1952年试验，20世纪70年代发展对象：断面较

41、大的铸坯（大方坯、大板坯）、质量要求较高的钢种、易出现质量问题的钢种作用：提高连铸坯质量（去除夹杂物、消除皮下气泡、减轻中心偏析、提高铸坯的等轴晶率）原理：当磁场以一定速度切割钢液时，钢液产生感应电流，载流钢液与磁场相互作用产生电磁力，从而驱动钢液运动。分类： 特点：能量无接触转换；磁场可人为控制（钢水流动方向和形态可控制）；改善质量，扩大连铸品种。9.1 结晶器电磁搅拌 9.1 结晶器电磁搅拌一、 特点 安装位置适当偏下防止旋转钢流将结晶器表面浮渣卷入钢中 低频电流保证足够电磁力穿透结晶器壁 旋转搅拌9.1 结晶器电磁搅拌二、作用 促进气体和夹杂物的上浮（钢水运动可清除凝固壳表层区及皮下的气

42、泡和夹杂物） 均匀钢水温度，减少钢水过热（钢水运动有利于过热度的降低，可适当提高钢水过热度，有利于去除夹杂物，提高铸坯清洁度） 增加等轴晶晶核（钢水运动可把树枝晶打碎，增加等轴晶核心，改善铸坯内部结构） 结晶器钢-渣界面经常更新，有利于保护渣吸收上浮的夹杂物。9.2 二次冷却区电磁搅拌 一、形式 平面搅拌器； 辊式搅拌器（支撑铸坯、搅拌） 二、位置 凝固壳厚度为铸坯厚度1/4-1/3液芯长度区域（二冷区铸坯柱状晶“搭桥”之前） 小方坯：结晶器下口1.34m处（旋转搅拌） 大方坯、板坯：结晶器下口9-10m处（直线搅拌、旋转搅拌）间歇式搅拌技术正转-停止-反转防止在钢中产生负偏析白亮带9.2 二

43、次冷却区电磁搅拌三、作用 获得中心宽大的等轴晶带，使晶粒细化，减少中心疏松、缩孔（打碎液芯穴内树枝晶搭桥）和中心偏析（碎支晶片作为等轴晶核心，扩大铸坯中心等轴晶区），使夹杂物在横断面上分布均匀（促使铸坯液相穴内夹杂物上浮，减轻内弧夹杂物聚集），从而使铸坯内部质量得到改善。9.3 凝固末端电磁搅拌 一、位置： 连铸坯凝固末端，根据液芯长度计算具体安装位置（液相穴长度的3/4处）二、 作用（高碳钢效果尤其明显） 获得中心宽大的等轴晶带（液相穴末端区域的富集溶质的液体分散在周围区域），消除或减少中心疏松和中心偏析。 9.4 结晶器电磁制动（EMB、E-MBR） 一、 解决的技术问题 从浸入式水口侧孔

44、流出来钢液，速度较大，流到结晶器窄面，与窄面凝固壳相碰后分成两股流动，一股向结晶器表面流动，一股沿凝固壳前沿向下流动，把夹杂物带入液相穴深部而上浮困难；流股冲刷凝固壳增加了角裂和漏钢的危险性；宽面中部弯月面钢水不活跃易于冻结。 结晶器内向下的流股将夹杂物带入铸坯液相穴深处难于上浮；热中心下移易造成坯壳重熔和发生角裂，水口外壁附近钢液容易凝结，保护渣不能均匀流动等。二、用途 生产板坯、复合连铸坯 板坯 在板坯结晶器两个宽面处外加两个恒定磁场，从水口侧孔吐出的注流，以相当大的速度垂直切割磁场，在钢水中产生一个方向与注流方向相反的电磁力，使注流减弱并分散开，在结晶器引起搅拌运动，活跃结晶器钢-渣界面。 复合