连续铸造设备

1、材料成型设备机电系课程的地位、目的和任务本课程涵盖了连铸、轧制、锻压、挤压与拉拔、焊接、塑料成型设备的主要内容,以成型方法为主线,以各种类型主体设备为重点,吸收了本领域的一些最新研究成果,全面阐述了各种成型设备的结构特点,参数选择,强度、变形计算、工(模)具调整及质量控制。本课程在拓宽知识面的基础上,强调基本概念,注重理论与实际应用的结合,在保证设备结构选型、主要零部件强度计算等教学要求的前提下,着重突出设备的主要参数选择。铸造主要分为：连续铸造（投资大）半连续铸造模铸连续铸造：整个铸造过程连续化，无生产间 隔；主要应 用于钢材、铜材、铝材锭坯的生产。半连续铸造：整个铸造过程半连续化，一个生

2、产周期到下一个周期有一个时间间隔；主要生产大型铜、铝锭坯。第一部分 连续铸造设备连续铸造过程简图1.1 连续铸造的分类（1）按台、机、流分：Z表示浇铸钢包数-台 X表示驱动系统数-机 Y表示铸坯流数-流 称Z台X机Y流（2）按结晶器类型分：固定或随动式连铸。（3）按连铸机型分：立式、立弯式、直结晶器 立弯式、结晶器弧形、全 弧形连铸、水平连铸等。（4）按铸坯的弯曲矫直方式分： 单点、多点矫直连铸；连续弯矫连铸；渐渐 矫直连铸 。（5）按铸造材料分： 连铸钢、铸铝、铸铜、铸镁等。(6）按浇铸断面分： 板坯、带坯、圆坯小方坯、大方坯连铸等(7） 按铸坯厚度分： 150mm 常规板坯； 90-150

3、mm 中厚板坯； 40-70(90)mm 薄板坯； 25mm 带坯； 10mm 薄带坯； 3mm 极薄带坯； 目前连铸极薄带坯可达0.15-0.3mm。(8）按是否近终成型分： 传统连铸、近终连铸1.2传统连续铸造设备1.2.1传统连铸的一般过程（P2）立式连铸的特点：（1）铸造过程中，锭坯在竖直方向运动，除本身自重 外，不受其它外力，不需矫直。（2）冷却条件相同，故横断面组织均匀。（3）机身很高，钢水静压力大，锭坯易鼓。（4）由于高度的原因，所以投资大，锭坯长度也受限。 弧形连铸的特点：（1）机身高度低，约为立式的1/3。（2）水平出锭坯，长度不受限，有利于高速浇铸。（3）组织易产生偏析。（

4、4）设备的弧度制造、安装等较为麻烦。 水平连铸的特点：（1）机身高度低，高度=3m。（2）锭坯在运动过程中没有弯曲，故裂纹较少。（3）结构简单、投资少。（4）产量低，一般浇铸小断面锭坯，如薄带等。主要包括：钢包中间包 钢包：转运钢水及进行浇铸 钢包内衬长时间与高温钢水 接触，合适的耐火材料很重要1.2.2浇铸设备中间包：钢包与中转包的中转容器作用：1、减小钢水静压力，使其平稳注入 结晶器。2、减小钢水冲击引起的飞溅或紊 流，净化钢水。3、多流连铸，中间包分流。4、存储钢水，保证连续生产。5、实现某些合金元素的添加，即中间包冶金。结晶器是铸造的模具。一般由铜或石墨块制成。结晶器作用：金属液体初步

5、凝固成壳的模具。（外表面成壳，铸坯内部可能还是液体，所以还需要二次冷却）结晶器材料的要求：较好的导热性、刚性、不易变形，内表面要耐磨损等 断面形状分：直形结晶器立式、立弯式、直弧形连铸机弧形结晶器全弧形和椭圆形连铸机按结构分：管式结晶器小方坯、圆坯、矩形坯组合式结晶器大方坯、板坯等1.2.3结晶器及振动机构管式结晶器结构：P7，图1-10组合式结晶器结构： P8，图1-121.2.3.2 结晶器的振动机构振动机构的作用：强制脱模减少磨擦提高锭坯表面质量 细化晶粒目前主要连铸机上的振动机构主要有： 短壁四连杆振动机构主要用于方坯连铸机 四偏心轮式振动机构主要用于板坯连铸机1.2.4 二次冷却系统

6、 从结晶器出来的铸坯虽已形成，但其坯壳一般只有10-30mm厚。由于内部的热量很难及时散发出来，而钢水的静压力会对坯壳产生力的作用而使坯壳变形。另一方面也可大大提高生产效率。 二次冷却是对离开结晶器后的铸坯进行继续冷却至完全凝固成固态的金属的过程。 二次冷却系统：支撑导向设备、喷水管路、基础底座。1.2.5 拉坯矫直装置： 对于弧形或水平连铸机，当铸坯拉坯后还必须矫直。 拉坯矫直装置包括引锭杆、拉坯矫直机。 矫直方法：一点拉矫、多点拉矫、连续矫直、 压缩矫直等。1.2.6 切割装置：对铸坯进行定尺。1.2.7 辊道及后步工序：热送、冷却、精整、出坯等连铸连轧Continuous Casting

7、 and Direct Rolling （CC-DR）：是指将高温无缺陷的铸坯无需清理和再加热，而直接轧制成材的工艺。特点：近终成形，工艺简单、设备减少、生产线短、省去粗轧及部分精轧、生产周期缩短、节约能源、成材率平均提高10%以上。典型的连铸连轧工艺：紧凑式热带生产工艺（Compact Strip Production, CSP）在线热带生产工艺（Inline Strip Production, ISP） 生产高质量产品的灵活薄板坯轧制工艺（Flexible Thin Slab Caster, FTSC） 1.3 连铸连轧1.4 连续铸轧 将熔融金属由高温陶瓷导入内部通有冷却水的旋转两轧辊的辊缝间，直接以轧辊作为结晶器，一边凝固一边轧制，直接获得20mm以下至几mm的薄带坯。 特点：后续加工中不必进行热轧,大量节约能源。 主要有： 轮带式铸轧机、双带式铸轧机、双辊式铸轧机 连续铸轧系统主