D0I:10.13374/j.issm1001-053x.1982.01.007 北京钢铁学院学报 1982年第1期 迅速发展中的连续铸钢技术 徐宝升 摘 要 近几年来连续铸钢技术发展很快，特殊钢厂也己广泛采用，国外新建的小钢厂 几乎都是连铸的。本文介绍了连续铸钢生产中的儿种新工艺如冷中间罐、钢流保 护，电磁搅拌、压缩浇铸、多点娇直及铸坯浸水冷却等。对几种新型连铸机如离心 式、水平式、轮式、小间距多流方坯连铸机及一机多流连铸机等作了述評。还介绍 了铸坯的在线轧制、分条轧制及改型轧制等新的工艺流程。最后回顾了连续铸钢技 术的发展过程，提出了我国连铸技术工作者的任务。 一、连续铸钢技术现状 连续铸钢工艺的优越性已为举世所公认。近十年来，新建连铸机的台数及连铸坯的产量 都在迅猛地增加。浇铸的坯型及钢种也在不断地扩大。几个主要产钢国家1979年的连续铸坯 产量及其连铸比如表1所列(1)。 表1 连铸坯产量，百万吨 连铸比% 日本 58.1 52 美国 20.6 16.7 苏联 14.4 9.5 西德 17.9 39 意大利 11.2 46.4 近几年来还新建了一些全连铸的大型炼钢厂如：日本的大分厂有3座340吨转炉，5台双 流板坯连铸机，年产800万吨。苏联的新利别茨克厂有3座300吨转炉，5台双流板坯连铸机， 年产600万吨。法国的敦克尔刻厂有3座200吨转炉，3台双流板坯连铸机，年产400万吨。 近几年来还新建了一些大型连铸机，如日本水岛厂的大型板坯连铸机能浇铸310×2500 毫米的板坯。美国的大湖钢厂能够连铸240×2600毫米宽板坯。日本的水岛厂还能连铸400× 560毫米大方坯等。 近几年来，连续铸钢技术已经在特殊钢厂推广应用。例如美国Car pentes Technogy的 Reading钢厂能用连铸机浇铸60多个钢种，包括铁素体及奥氏体不锈钢、合金工具钢及部分 高速钢等〔2)〔3)。其铸坯尺寸有5,7,8.5时方坯，4×7,4×14及12×14时病坯，9.75时圆 坯等。后者是作自耗电极用的。为了保证铸坯的质量并能生产断面规格较多的钢坏，广采 用了半径为12米的弧形连铸机。 70
北 京 钢 铁 学 院 学 报 一 年第 期 迅速发展 中的连续铸钢技术 徐 宝 升 典 近 几 年 来连续铸钢技术 发展 很 快 ， 特殊 钢厂 也 己广 泛采用 ， 国外新建 的小钢厂 几 乎都是连 铸的 。 本 文介绍 了 连续铸钢生产 中 的几 种新工 艺 如 冷 中间罐 、 钢流 保 护 ， 电磁 搅拌 、 压 缩浇铸 、 多点矫 直及 铸坯 浸水冷却 等 。 对 几 种新型连铸机 如 离心 式 、 水平 式 、 轮 式 、 小 间距 多流 方坯 连铸机及 一 机 多流连 铸机 等作 了述 扦 。 还介 绍 了铸坯 的在线轧制 、 分 条轧制及 改型 轧制等新的工 艺流 程 。 最 后 回 顾 了连续铸钢技 术 的发展过 程 ， 提 出了我 国连铸技术 工 作者的任 务 。 一 、 连 续 铸钢技术 现状 连续 铸钢 工 艺 的优越性 巳为举 世所 公认 。 近十年来 ， 新建 连铸机 的 台数及 连铸坯 的产 量 都在迅猛地 增加 。 浇 铸 的坯型 及钢 种 也在不断地扩大 。 几个主 要产钢 国家 年 的连 续铸坯 产 量 及 其连 铸比如 表 所 列 〔 〕 。 表 连 铸坯产 量 ， 百万 吨 连 铸比 片任了月 一﹄ 口上甘二，乙匕甘八丹 一近 几年来还新建 了一些 全连铸 的 大型炼钢厂 如 日本 的大分厂 有 座 吨转炉 ， 台双 流板 坯 连 铸机 ， 年产 万 吨 。 苏联 的新利别茨 克厂 有 座 吨转炉 ， 台双 流板坯 连铸机 ， 年产 万 吨 。 法 国 的敦克尔刻厂 有 座 吨转炉 ， 台双 流板坯连铸机 ， 年产 万 吨 。 近 几年来 还新 建 了一些 大型 连铸机 ， 如 日本水 岛厂 的大型 板坯 连铸机 能 浇铸 毫米 的板坯 。 美 国 的大湖 钢厂 能够连 铸 。 。 毫米宽板坯 。 日本 的水 岛厂还 能 连铸 毫米大方坯 等 。 近 几年来 ， 连 续铸钢 技术 巳经 在特殊钢厂 推广应 用 。 例 如 美国 的 钢厂 能用 连 铸机浇铸 多个钢种 ， 包 括 铁素体及奥 氏体不 锈钢 、 合金 工具 钢 及部 分 高速钢 等 〔 〕 〔 〕 。 其铸坯 尺寸有 ， ， 时方坯， ， 又 选及 一 时 扁坯 ， 、 时 巨 坯等 。 后 者 是 作 自耗 电极用 的 。 为 了保 证铸坯 的质 量 并能生 产 断 面规 格较多 的钢坯 ， 二芝厂 采 用 了半径 为 米 的弧形 连铸机 。 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1982．01．007
国外新建的小钢厂几平都采用了全连铸工艺，而不再用开坯轧机。这里所说的小钢厂是 指年产5~50万吨的钢厂，其中也包括个别年产90万吨左右的钢厂。据1979年的统计资 料〔4)，在51个国家里有275个这样的小钢厂。在钢铁工业发达的国家如美国1971年有44家小 钢厂，到1977年增加到56家，年产钢1475万吨。日本1977年有37个小钢厂，年产钢1350万 吨。这些小钢厂都是用的小方坯连铸机，所以全世界的小方坯连铸机在连铸机总台数中占了 半数以上，其总流数则占了连铸机总流数的三分之二以上。这些小钢厂大都采用超高功率 3 电炉，用废钢或直接还原的海绵铁或球团作原料，用多流小方坯连铸机铸坯，川高速连续线 材或小型轧机轧材。由于采用了严格的科学管理制度，连铸机很少发生故障，有不少厂做到 全年无事故。连铸机整炉浇铸率达99%，多炉连浇的炉数也日益增多。 这些小钢厂以前主要是生产建筑用的钢筋，近年来逐渐转向生产高质量钢如热锻、冷锻 及汽车零件用钢等。它们多数都采用了真空处理，吹氩调温及炉外精炼等新工艺，进一步缩 短了冶炼时间，并提高了铸坯的质量。 近几年来，板坯及大方坯的拉坯速度有了较大的提高。这是由于严格控制了钢水的温 度，进行低温浇铸，改进了铸机的结构，实现了压缩浇铸和多点矫直，增加了铸机的冶金长 度及提高了铸机的制造精度等综合的结果。因为板坯及大方坯的断面较大，所州的水口直径 较大，不易堵塞，所以能够在低温下进行浇铸，拉坯速度提高以后，也不易发生拉漏事故及 铸坯中心疏松现象。设计连铸机时常用下列公式来确定最高拉坯速度。 V=Ka+b ab米/分 式中a,b-一铸坯的宽和厚度，厘米， K一常数。 十年前取K=15~20,现在则取K=30~40。也就是说现在所用的拉坯速度比十年前提高了 将近一倍。 为了提高铸机的作业率，在铸机的结构设计，材质选用和易损件的快速拆换等各个方面 都作了很大的改进，例如采用了上装引锭杆、结晶器自动调究及二冷扇形段快速拆装等一系 列新的指施。提高铸机作业率及产量的有力措施是进行多炉连浇。日本川崎公司的Mizu5一 hima厂5号连铸机1980年三月创造了92.9%的作业率。 二、连铸生产中的几项新技术 1.中间罐朵用绝热衬板 近几年来使用绝热耐火板作为中间罐的内衬，可以不需烘烤到1200℃的高温直接在冷 状态下进行浇钢，所以人们把这种使用绝热板的中间罐叫做“冷中间罐”。使用“冷中间罐” 时，可以不用中间罐盖，而只在钢液面上加一层保护渣粉，就能起到保温！战少热摇射的作 用。当倒水与绝热板接触时，在绝热板的表面先形成一层不透气的烧结层，然后随温度梯度 继续向深度方向延仲、最后生成的烧结层深度约为10毫米。 用这种绝热板砌的中间罐必须继续使]，不能中途冷却。绝热板受热又冷却以后就会粉 化前报戍。内此它更适用于多炉连浇。“冷间罐”的优点是： (1)节省燃料。不需特设的中间罐桃烤站，节省工作面积。 (2)中间罐的保温性好，注入中间罐的钢水温度比用普通中间罐时可低5~10℃。 71
， ， 国外新建的小钢厂 几乎都 采用 了全连铸工 艺 ， 而不再用开坯轧机 。 这里所 说 的小钢厂 是 指年产 万吨 的钢厂 ， 其 中 也包 活个另 年 产 万 吨左 右 的 钢厂 。 据 年的 统计 资 料 〕 ， 在 个国家里 有 个这样 的小钢厂 。 在 钢 铁工业 发达 的国家如 美 国 年有 家小 钢厂 ， 到 年增加 到 家 ， 年产 钢 万 吨 。 日本 一 年有 个小 钢 厂 ， 年产 钢 万 吨 。 这 些 小钢 厂都是用 的小方坯 连 铸机 ， 所 以 全世 界的小方坯 连铸机在 连铸 机总 台数 中 占了 半数 以 上 ， 其 总 流数则 占了连铸机 总 流数 的三 分 之二 以 上 。 这些 小钢 厂 大都采 用 超 高 功率 电炉 ， 用 废钢 或直接还原 的海 绵铁或球 团作原料 ， 用 多流小方坯 连铸机铸坯 ， 川 高速 连续 线 材或小型 轧 机轧材 。 由于 采用 了严 格的科学管 理 制度 ， 连铸机很少发生 故 障 ， 有不 少 厂做到 全年无 事 故 。 连铸机整炉浇铸率达 ， 多炉连浇 的炉数也 日益 增多 。 这些 小钢厂 以 前主 要是生产建筑 用 的钢筋 ， 近 年来逐渐转向生产 高质 量钢如 热 锻 、 冷教 及 汽车零 件用 钢 等 。 它们 多数都采用 了真空 处理 ， 吹 氢调 温及炉外 精炼 等新 工 艺 ， 进一 步缩 短 了冶炼时 间 ， 并提 高了铸坯 的质 量 。 近 几 年来 ， 板坯 及 大方坯 的拉坯 速 度有了较大 的提 高 。 这 是 由 于 严 格控 制 了钢水 的温 度 ， 进 行低 温浇铸， 改进 了铸机 的结 构 ， 实现了压缩浇铸和多点矫直 ， 增加 了铸 机 的 冶金长 度 及提高 了铸 机 的 制造精度等综合 的结果 。 因为板坯 及 大方坯 的断 面较 大 ， 所用 的水 口 直径 较大 ， 不 易堵 塞 ， 所 以 能够 在低 温下进 行浇铸 ， 拉坯速 度提 高 以 后 ， 也 不 易发生 拉漏事故 及 铸坯 中心疏 松现 象 。 设 计 连铸机时 常用下列 公 式来 确定 最 高拉坯速 度 。 一 豁 米 分 式 中 ， 一铸坯 的宽 和厚 度 ， 厘米 － 常数 。 十年前取 二 听 现在 则取 。 。 也 就是说现在所用 的拉坯速 度 比 十年前提高 了 将近 一 倍 。 为 了提 高铸机 的作业率 ， 在铸 机 的结 构设计 ， 材质选 用 和 易损件 的快 速 拆 换 等 各个方 面 都作 了很 大的改进 ， 例如 采用 了上装 引锭杆 、 结 晶器 白动 调 宽 及二 冷扇形 段快 速 拆装 等一 系 列 新 的措 施 。 提高铸机作业 率 及产 量 的有力措 施 是进 行 多炉连 浇 。 日本 川 崎公 司 的 厂 号连铸 机 年 三月创造 了 的作业 率 。 二 、 连 铸生产 中的 几 项 新 技 术 中间罐 采 用绝 热 衬板 近 几 年来 使 用 绝热 耐火板作为 中问 罐 的 内衬 ， 可 以 不需烘 烤 到 ℃ 的 高 温山 直 接 在 冷 状态 下 进 行浇钢 ， 所以 人 们 把 这 种 使用 绝热 板 的 中间罐 叫做 “ 冷中间 罐 ” 。 使 川 “ 冷 中间堆” 时 ， 可 以 不 用 中间罐盖 ， 而只 在钢 液 面 上加 一层 保 护 渣粉 ， 就 能起到保 温 和减 少热 辐射 的作 用 。 当钢水 与 绝热 板接触 时 ， 在 绝热 板 的 表面 先形 成 一层 不 透气 的烧结层 ， 然 后 随 温度梯度 继 续 向深 度方 向延 仲 、 最 后 生成 的烧结层 深度 约为 毫米 。 用 这 种 绝热 板 砌 的 中间罐必 须继 续使 用 ， 不能 中途 冷却 。 绝热板 受热 又 冷 却 以 后 就会粉 化而报 废 。 囚 此 它 更适 用 于 多炉连 浇 。 “ 冷 中间 罐” 的优点是 了省燃 料 。 一 不需特 设 的 中间 罐 烘 烤站 ， 一 岁省 一 二作 面 积 。 中间罐 的 保温性好 ， 注入 中间罐 的 钢水 温度 比用 普通 中间 罐 时 一 可低 ℃
(3)中间罐在浇铸结束时生成的残钢壳少，使钢水的成坯率可提高约0.4%。 (4)钢液传到中间罐壁的热量少，减少中间罐的变形。 (5)浇铸结束时由于罐内残钢壳薄而冷却后的绝热板又粉化变松，所以中间罐易于清 理，减少了中间罐的修砌时间。 2.钢流保护措施 为了防止钢流的氧化，减少铸坯的氧化夹杂，从盛钢桶到中间罐和从中间罐到结晶器的 钢流都采取了保护的措施。钢流保护装置有三种类型，第一类是伸入钢水中的伸入式水口， 第二类是惰性气体密封的保护罩，第三类是液化氮保护装置。浇铸小于120毫米的小方坯时， 伸入式水口及保护套管都较难伸入结晶器内，所以只能采用第三类保护措施。Concast公 司宣称〔5)：采用他们发展的液化氮保护装置时，能使低炭钢铸坯中的宏观夹杂物减少47%， 针孔减少61%。浇铸高炭钢铸坯时，宏观夹杂物可以减少61%，针孔可减少44%，由于结 晶器内钢液面上复盖着液化氨及氨气，使结晶器的润滑油烧损也减少了65%以上。浇铸120 毫米方坯时，每吨钢消耗4~6升液化氨。 采用液化氮保护流入结晶器的钢流时，其保护效果很好，但有其缺点，那就是会使铸坯 表面产生“冷重迭”，降低了铸坯的表面质量。产生这一缺陷的原因是液化氮的温度很低 (液化氮的气化点为一195℃)导致了结晶器中初凝的坯壳强烈过冷，使之迅速收缩而脱离 结晶器壁，新注入的钢水便填充了由此而产生的间隙，因而造成“冷重迭”。 3。电磁搅拌 电磁搅拌的作用是使铸坯液芯部分的钢水产生运动，改善液芯与坯壳之间的热交换情 况，降低二者之间的热梯度。并能把初生成的树枝晶苗打碎，促成等轴晶的发展，达到减少 偏析和疏松，提高铸坯质量的目的。电磁搅拌的另一优点是扩大了浇铸温度的范围，钢水在 中间罐内的过热温度可以提高20~50℃。这就可以使出钢温度有较大的波动范围，还可延长 浇铸时间而不出现水口冻结的事故。较高的浇铸温度可以使钢液内的夹杂物易于上浮，因而 提高了铸坯的纯诘度。经过电磁搅拌的连铸坯其内部组织均匀，在轧成钢材时可以用较小的 压缩比。 电磁搅拌器供电的频率和功率是根据搅拌器与铸坯液芯间的距离及铸坯断面的大小而确 定的。在板坯连铸机上，为了防止铸坯的鼓肚，二冷的夹辊不能不用，只能将搅拌器安装在内 弧的夹辊外面，该处的夹辊需用不锈钢作。这就要求搅拌器有较大的穿透力，所以常用1~3 赫兹的低频电流和较大的功率(400~800千伏安)。对方坯连铸机，搅拌器可以贴近铸坯， 可以采用较小的功率和较高的频率，大方坯连铸机可用15~25赫兹的频率，小方坯连铸机可 用35赫兹或工频其功率约为200~400千伏安〔6)。 电磁搅拌器可以安装在连铸机的任何位置，通常是装在结晶器下口2~3米处，也可以装 在结晶器处。为了减少结晶器壁的涡流损失，可以把结品器分成上下两部分，上部用铜制 造，下部用不锈钢制造。浇铸圆坯时，在结晶器上安装电磁搅拌器可以使结晶器内的钢液产 生旋转运动，形成抛物线形的钢液面，夹杂物聚集在凹面中心易于捞出。因旋转而产生的离 心力可使初凝的坯壳与结晶器壁有较好的接触，使坯壳厚度比较均匀。浇铸板坯和大方坯 时，结品器内钢液面上一般都有保护渣粉，若是在结晶器上安装电磁搅拌器时，为了不把保 护渣搅乱，只能采用直线电机类型的搅拌器。 电这搅拌器的电参数须结合铸坯断面及安装位置妥善选定，如选定不当，就会在液固相 交界处和进入搅拌区时生成“亮带”形负偏析。它是由于在狭小的区域内过大的加速钢液的 72
中间罐 在浇铸结 束时生成 的残钢壳少 ， 使 钢水 的成坯率可提高约 。 钢 液传到 中间罐 壁 的热 量少 ， 减少 中间罐 的变形 。 浇铸结束时 由于 罐 内残钢 壳薄而 冷却后 的绝热 板又 粉 化变松 ， 所以 中 间罐易于清 理 ， 减少 了中间罐 的修砌 时间 。 钢流保 护措施 为了防止钢流 的氧化 ， 减少铸坯 的氧化夹杂 ， 从盛 钢桶 到 中间罐 和从中间罐到结晶器 的 钢 流都采取 了保护 的措施 。 钢 流保护装置有三 种 类型 第一类是伸入钢水中的伸入 式水 口 第二类是惰性气体密封 的保 护罩， 第三类 是 液化氮保 护装 置 。 浇铸小于 毫米 的小方坯时 ， 伸入 式水 口 及保护套管都较 难伸入 结 晶器 内 ， 所以 只 能 采用 第三类保护措施 。 公 司 宣 称 〕 采用 他 们发展 的液 化氮保护装 置 时 ， 能使低炭 钢铸坯中的宏观 夹杂物减少 ， 针孔减少 。 浇铸 高炭钢铸坯 时 ， 宏 观 夹杂 物可以减少 ， 针孔可 减少 ， 由于结 晶器 内钢液面 上复盖着液化氮及 氮气 ， 使 结 晶器 的润滑油烧损 也 减少 了 以 上 。 浇铸 。 毫米方坯 时 ， 每 吨钢 消耗 升液化氮 。 采用 液化氮保 护流入结 晶器 的钢流 时 ， 其保 护效果 很好 ， 但有其缺点 ， 那 就是会使铸坯 表面产生 “ 冷重选 ” ， 降 低 了铸坯 的表面 质 量 。 产生这一 缺 陷的 原 因是液 化氮的温度很低 液化氮的气化点为 一 ℃ 导致 了 结 晶器 中初 凝 的坯 壳 强烈过 冷 ， 使 之迅速 收缩而脱 离 结 晶器 壁 ， 新 注入 的钢水便填充 了 由此 而产生 的间隙 ， 因而造成 “ 冷重 迭” 。 电磁搅拌 电磁搅拌 的作用 是 使 铸坯 液芯部 分 的 钢 水产生运动 ， 改善液芯与坯 壳之间 的热 交 换情 况 ， 降低 二者之 间的热梯度 。 并 能 把 初生成 的树枝 晶苗打 碎 ， 促成 等轴 晶 的发展 ， 达到减少 偏析和疏 松 ， 提高铸坯质量 的 目的 。 电磁搅拌的 另一 优点是扩大 了浇铸温度 的范围 ， 钢水在 中间罐 内的过 热 温度可 以 提高 ℃ 。 这就可 以 使 出钢 温度有较大 的波动 范 围 ， 还可延长 浇铸时间而不 出现 水 口 冻 结 的事故 。 较高的浇铸 温度可以使钢液 内的夹杂物 易于 上浮 ， 因而 提高 了铸坯 的纯洁度 。 经过 电磁搅拌 的连铸坯其 内部组织均匀 ， 在轧成 钢材时可 以用 较小 的 压缩 比 。 电磁搅拌器 供 电的频率 和 功率 是根据 搅拌器 与铸坯液芯 间 的距 离及铸坯断 面 的大小而确 定 的 。 在板 坯 连铸机上 ， 为 了防止铸坯 的鼓肚 ， 二冷 的夹辊不 能不用 ， 只 能将搅拌器安装在 内 弧 的夹 辊外 面 ， 该处 的夹 辊需用不 锈钢作 。 这 就要 求搅拌 器有较大 的穿透力 ， 所以 常用 赫 兹 的低 频 电流 和 较大 的功率 千伏安 。 对方坯 连铸机 ， 搅拌器可 以 贴近 铸坯 ， 可 以 采用 较小 的功率 和 较高 的频率 ， 大方 坯 连铸机可用 赫 兹 的频率 ， 小 方坯 连铸机可 用 赫 兹或工频其 功率 约为 千伏安 〕 。 电磁搅拌器 可 以 安装在连 铸机 的任何位 置 ， 通 常是装在 结 晶 器 下 口 米处 ， 也可 以装 在 结 晶器 处 。 为 了减少 结 晶器 壁 的 涡 流 损 失 ， 可 以 把结 晶器 分成 上下 两 部分 ， 上部用铜 制 造 ， 下部用 不 锈钢制造 。 浇铸圆坯 时 ， 在 结 晶器 上安装 电磁搅拌器 可以 使结 品器 内的钢液产 生旋转运 动 ， 形 成抛 物线形 的钢 液面 ， 夹 杂 物聚集在 凹面 中心 易于 捞出 。 因旋转而产生 的离 心力可使 初 凝 的坯壳与结 晶 器 壁有较好 的接触 ， 使坯 壳厚 度 比较均匀 。 浇铸板坯 和大方坯 时 ， 结 晶 器 内钢液面 上一般都有保 护 渣粉 ， 若 是在 结 晶器 上安装 电磁搅拌器 时 ， 为 了不 把保 护 渣搅 乱 ， 只 能采 用直 线 电机类型 的搅拌 器 。 电滋搅拌 器 的 电参数须 结合铸坯 断 面 及 安装 位 置妥善选定 ， 如选定 不 当 ， 就 会在 液 固 相 交 界 处 和进 入 搅拌区 时生成 “ 壳带 ” 形 负偏析 。 它是 由于在 狭小 的 区 域 内过 大 的加 速 钢 液 的
流动所致。，钢液流动愈缓和，则此亮带愈轻徽。要抑制亮带的产生，就要适当扩大搅拌的面 积，防止电磁场的集中。 4.压绵浇铸、多点弯曲及多点矫直 (1)关于多点弯曲和多点矫直 铸坯的弯曲或矫直、都是使铸坯的曲率半径发生变化，其物理性质是一样的。这里所讨 论的是指带有液芯的铸坯被弯曲或被矫直的问题。用立弯式连铸机进行浇铸时，铸坯须先经 弯曲，然后又被矫直。现代化的高速弧形连铸机，其铸坯也是在带有液芯时被矫直的。由于 坯壳在液固相交界处（简称两相区）比较脆弱，在弯曲或矫直时所产生的延伸率如果超过一 定数值就会产生裂纹，造成内部缺陷。为此，采取了多点弯曲或多点矫直的措施。 铸坯只通过三个作用辊进行弯曲或矫直时，叫做一点弯曲或矫直，它使铸坯形成一个半 径为R的曲率。其两相区坯壳的延伸举为： (D-28),.1 Ei= 2 XR 式中：)一钢坯以度， 8一坯壳厚度。 铸坯通过三个以上的作用辊，使之按递增或递减的顺序产生多个不同的曲率半径R:时， 叫做多点弯曲或矫直。两相区的坯壳通过每一弯曲或矫直点时产生的延伸率为： c,'=(D-2 2 2x(RR) 式中R,,R-1,R:-2-一按顺序递减的各个半径。 两相区允许的延伸*随所铸的钢种而定。对于高炭钢，高强度钢及合金钢取ε，'为0.1%。 对低炭钢取e,'为0.2~0.4%。 两相区的坯壳承受弯曲或矫直力时，还会产生蠕变，其变形量大致是和蠕变时间的平方 根成正比的。进行多点弯曲或矫直时，同时也就延长了蠕变时间，起到了辅助弯曲或矫直的 作用。日本住友金属工业的鹿岛厂在一台半径为5.8米的弧形连铸机上，采用了5点矫直，成 功地浇出了厚度为300毫米的板坯〔7)。 (2)关于压缩浇铸 压缩浇铸工艺也是为了使两相区坯壳在弯曲或矫直时其延伸率不超过允许值的措施。美 国钢铁公司首先在他们的立弯式连铸机上采用了这一措施。他们在连铸机的二冷区内，设置 了上、中、下三组用直流电机驱动的夹辊，用递减的速度向下拉坯，这样就使每两组驱动辊 之间的铸坯产生一定的纵向压应力，用以抵消一部分该处还壳在被弯曲时所产生的拉应力及 延伸变形。 压缩浇铸的原理同样可以应用在弧形连铸机的矫直区内。 把多点弯曲或矫直和压缩浇铸结合起来，可以进一步提高拉坯速度，改善铸坯质量。在 新设计的大型连铸机上都采用了这两种措施。 5.连续铸还的浸水冷却 旧的板坯连铸车间，一般是使铸坯在冷床上进行空冷或喷水冷却。所需厂房及输送辊道 等设备的投资较多。考虑到在连铸的板坯中除了少数特殊钢需要进行级冷以外，其余绝大多 数钢种都可进行急冷。所以近几年来发展了板坯浸水冷却的工艺。其流程如下： 在连铸机输出辊道旁边设有冷却水池，池内有很多排桩式冷却架，从连铸机送来的热板 73
流 动所致 。 钢液流动愈缓 和 ， 则此 亮带 愈轻微 。 要 抑 制亮带 的产生 ， 就要适 当扩大搅拌 的面 积 ， 防止 电磁场 的集中 。 压 编浇幼 、 多点奇曲及 多点矫直 关于 多点弯 曲和多点矫直 铸坯 的弯 曲或矫直 、 都是使 铸坯 的 曲率半径 发 生 变化 ， 其物理性质是一样 的 。 这里 所讨 论 的是 指带有液 芯 的铸坯 被弯 曲或被矫 直 的 问题 。 用立弯式 连铸机进 行 浇铸 时 ， 铸坯 须 先经 弯 曲 ， 然 后 又 被矫直 。 现代 化 的高速 弧形 连铸机 ， 其铸坯 也是 在带有液 芯 时被矫直 的 。 由于 坯 壳在液 固相交 界处 简称两 相 区 比较脆弱 ， 在 弯 曲或矫直 时所产生 的延 伸率如果 超过一 定数值 就会产 生裂 纹 ， 造成 内部缺 陷 。 为此 ， 采 取 了多点弯 曲或多点矫 直 的措施 。 铸坯只 通过 三个作用 辊进行弯 曲或矫直 时 ， 叫做一点弯 曲或矫直 ， 它使 铸坯形 成一个半 径为 的 曲率 。 其 两相 区坯 壳 的延 伸率为 。 ‘ 二 一 各 一 一 一 浪 式 中 － 钢坯 厚度， 乙－ 坯壳厚 度 。 铸坯 通过 三个 以 上 的作用 辊 ， 使 之 按 递 增 或 递减 的顺 序产 生多个不 同 的 曲率半径 ‘ 时 ， 叫做多点弯 曲或矫 直 。 两 相 区 的坯 壳通 过每 一弯 曲或矫直 点 时产生 的延 伸率为 一 己 一 了 一 一 毛 ‘ 一 ‘ 式 中 ‘ ， 、 一 ， ‘ － 按顺 序 递减 的各个半径 。 两 相 区 允许 的延 伸率 随所铸 的钢种 而定 。 对 于 高炭 钢 ， 高强度钢 及 合金钢取 。 “ 为 。 对低 炭钢 取 。 “ 为 。 两 柑区 的坯 壳承 受弯 曲或矫直 力时 ， 还会产 生蠕变 ， 其 变形量大致是 和蠕变时 间 的 平方 根成 正 比 的 。 进 行多点弯 曲或矫直 时 ， 同时也就延长 了蠕变 时 间 ， 起到 了辅助弯 曲或矫 直 的 作用 。 日本 住友金属工业 的鹿 岛厂在一 台半径为 米 的弧形连铸机上 ， 采用 了 点矫直 ， 成 功地浇 出 了厚 度为 毫米的板坯 〔 〕 。 关于压 缩 浇铸 压 缩 浇铸工 艺 也是 为 了使 两 相 区坯 壳在弯 曲或矫直 时 其延伸率不超过 允 许值 的措施 。 美 国钢铁公 司首先在他 们 的立弯式 连铸机 上采用 了这一措施 。 他 们 在连铸机 的二 冷 区 内 ， 设 置 了上 、 中 、 下三 组用直 流 电机驱动 的夹辊 ， 用 递减 的速 度 向下 拉坯 ， 这样就 使每两 组驱 动辊 之 间 的铸坯产生一定 的纵 向压应 力 ， 用 以 抵 消一部分该 处坯壳在被弯 曲时所产生 的拉应 力及 延 伸 变形 。 压 缩浇铸 的原 理 同样可 以 应 用 在 弧形 连铸机 的矫直 区 内 。 把多点弯 曲或矫直 和压缩 浇铸结 合起来 ， 可 以 进 一步提高拉坯 速 度 ， 改善铸坯 质 量 。 在 新 设计 的大型 连 铸机 上都采用 了这 两种措施 。 连续铸坯 的及 水冷却 旧 的板坯 连铸 车间 ， 一般是使铸坯 在冷床 上进 行 空 冷 或喷 水冷却 。 所需厂 房 及输送 辊道 等 设备 的投 资较 多 。 考虑 到在 连铸 的板坯 中除 了少数特 殊 钢 需要 进 行缓 冷 以 外 ， 其余 绝大多 数钢种 都可进 行急 冷 。 所 以 近 几年来发展 了板坯 浸 水 冷却 的工 艺 。 其 流程 如下 在连铸机输 出辊道旁 边设 有冷却水 池 ， 池 内有很多排桩 式 冷却架 ， 从 连铸机送来 的热板
坯在输出辊道上用翻钢机将板坯翻转90°，然后用过跨钳式吊车把侧边向上的板坯吊起并横 移到冷却池内的桩式支架上，浸在水中进行冷却。冷却水的深度比铸坯上表面高约400毫米， 铸坯下表面水深至少1米。钳式吊车卸下板坯以后，就近又把池内已冷却的板坯吊回到输出 辊道上，输送到精整跨间或板坯库去。如此循环吊运，使钳式吊车没有空行程。 浸水冷却的板坯，板型平直，不会变形，表面的氧化铁皮也因水淬而剥落下来，使得铸 坯表面清洁，为下一步的检验及精整工序创造了良好的条件。 以美国大湖钢厂为例〔8)，他们用一台弧形连铸机浇铸240×2600毫米板坯，采用上述的 浸水冷却工艺。铸坯在冷却池内停留30分钟就冷却了。连铸机的生产能力为350吨/小时，如 果使铸坯在冷床上冷却，就需要4000米2面积，如果喷水冷却，则需3000米面积，采用浸水 冷却只用500米2就够了。由于浸水冷却时间短，铸坯氧化损失也小，其氧化铁皮的重量仅为 板坯重量的0.11~0.13%。冷却池的存水量为757米3，水的循环量为45.4米3/分。 三、几种新型的连铸机 1.高心连铸机 离心连铸机也叫旋转连铸机。它是一种立式装置。连铸机的主体从切割装置以上部分都 是围绕垂直轴心作旋转运动。钢水从偏离结晶器中心的切线方向注入，由于铸机旋转所产生 的离心力就使钢水及初凝成的薄壳与结晶器壁有较密切的接触，改善了凝固条件，同时又使 钢水形成凹面，把夹杂物聚集在中心，易于捞出。用这种设备铸出的圆坯，其内部及表面质 量都很好。可以用它直接穿孔并轧成优质无缝钢管。这种离心连铸机的缺点是结构比较复 杂，使用及维护都比较麻烦。 2.水平连铸机 早在半个多世纪以前，人们就用水平连铸机浇铸有色金属了。用来成功地浇出钢坯还是 近几年才做到的。 水平式连续铸钢机的技术关键在于结晶器 中间罐水口 与中间罐联接处的耐火材料。英国Davy- 结品器 Loewy公司首先采用了如图1所示的氮化硅隔 离环，才使这种水平铸钢机宣告成功。日本钢 管公司于1977年购买了英国的专利、设计了新 一代的水平连铸机，于1978年投入工业生 产。〔9〕〔10) 水平连铸机的结晶器是和中间罐一起作拉 一停一推的周期运动的。停—一推运动的 化硅隔离环 耐火泥 周期时间为1~1.1秒，其中停的时间为0.8秒。 图1水平连铸结晶器 采用这种振动方式可以避免拉断坯壳。目前浇 铸的铸坯断面为70~150毫米圆坯及95毫米方坯，浇铸速度为1~3.5米/分，最高可达4米/分。 低、中炭钢，低合金钢，轴承钢及不锈钢等都试浇过。所用的氨化硅隔离环必须与结晶器装 配得非常精密，一个附离环可浇钢坯300米，约重30吨。为了提高隔离环的韧性，在配料制作 时加入了5~15%氨化湖。 水平连铸机的优点是设备高度小，可以安装在地面上，不需很高的厂房及很高的操作平 台，基建投资省，维修方便。由于中间罐和结晶器形成一个封闭系统，钢流不会氧化，所以 74
坯在输出辊道 上用 翻 钢 机将板坯 翻转 “ ， 然后用过 跨 钳式 吊车把 侧边 向上 的板坯 吊起并横 移到 冷却池 内的桩 式 支架 上 ， 浸在 水 中进 行冷却 。 冷却水 的深度比铸坯 上表面 高约 。毫米 ， 铸坯下 表面 水深 至少 米 。 钳 式 吊车卸下板坯 以后 ， 就近 又 把池内巳冷却 的板坯吊 回到输 出 辊道上 ， 输送 到 情整 跨间 或板坯库去 。 如 此循环 吊运 ， 使 钳式 吊车没有空 行程 。 浸水冷却 的板坯 ， 板型 平直 ， 不 会变形 ， 表面 的氧化铁皮也 因水淬而剥 落下来 ， 使得铸 坯 表面 清洁 ， 为下 一 步 的检验及 精整工 序 创造 了 良好 的条 件 。 以 美 国大湖 钢厂 为例 〔 〕 ， 他 们用一 台弧形连铸机浇铸 毫米板坯 ， 采用 上述 的 浸水 冷却工 艺 。 铸坯在 冷却 池 内停 留 分 钟就 冷却 了 。 连铸机 的生产 能力为 。 吨 小 时 ， 如 果使铸坯 在冷床上冷却 ， 就需要 米 忿 面积 ， 如果 喷水冷却 ， 则 需 。 。米 名 面积 ， 采用 浸水 冷却只 用 米 “ 就够 了 。 由于浸水冷却时间短 ， 铸坯 氧化损失也小 ， 其 氧 化铁皮 的重 量仅 为 板坯重 量 的 。 冷却 池 的存水量为 米 ， ‘ 水 的循环 量为 米 “ 分 。 三 、 几 种新型 的连 铸机 离心连 铸机 离心 连铸机也 叫旋转连铸机 。 它是一种立式装置 。 连铸机 的主 体从 切 割装 置 以 上部分 都 是 围绕垂直 轴心 作旋 转运 动 。 钢水从偏 离结晶器 中心 的切线 方 向注入 ， 由于铸 机旋 转所产生 的 离心力就使钢 水及初 凝成 的薄壳与结 晶 器壁有较密切 的接触 ， 改善 了凝 固条件 ， 同时又使 钢水形成 凹 面 ， 把 夹杂物聚集在 中心 ， 易于 捞出 。 用 这种 设 备 铸 出 的圆坯 ， 翔勺部及 表面质 量都很好 。 可 以 用 它直接 穿孔 并轧成 优质无缝钢 管 。 这种 离 心连 铸机 的缺 点是 结构 比 较复 杂 ， 使 用 及维护 都 比较麻 烦 。 水平连 铸机 早 在半个多世纪 以 前 ， 人 们就用 水平连铸机浇铸有 色金 属 了 。 用来成 功地浇出钢坯还 是 近几年才做到 的 。 水平式 连 续铸钢机 的技 术关键在于 结 晶器 与 中间 罐联接 处 的耐 火 材 料 。 英 国 公 司首先采 用 了如图 所示 的氮化硅隔 离环 ， 才使 这 种水平铸 钢机宣 告成 功 。 日本钢 管 公司于 年购 买 了英 国的专利 、 设计 了新 一代 的 水平 连铸 机 ， 于 年投入 工业 生 产 。 〔 〕 〔 〕 水平连 铸机的结晶 器是 和 中间罐一起作拉 － 停－ 推 的周 期运动 的 。 停－ 推运动 的 周 期 时 间为 秒 ， 其 中停的时间为 秒 。 采用 这种 振 动方式 可以避 免拉断坯 壳 。 目前浇 铸 的铸坯断 面为 毫米圆坯及 毫米方坯 ， 结 晶 器 中间 旅 水 口 让 一 图 水平连铸结晶器 浇铸速 度为 米 分 ， 最 高 可 达 米 分 。 低 、 中炭钢 ， 低 合 金钢 ， 轴承钢 及 不 锈钢 等都试 浇过 。 所用 的 氮化硅 隔 离环必 须 与 结 晶器装 配得 非 常精密 ， 一 个隔 离环 可浇 钢坯 米 ， 约 重 。 吨 。 为了提 高隔 离环的韧性 ， 在配料 制 作 时加入 了 氮化硼 。 水平 连铸机 的 优点 是 没备 高度小 ， 可 以 安装 在地 面 上 ， 不 需很高 的厂房及 很高 的 操 作 平 台 ， 基建投 资省 ， 维修方 便 。 由于 中间 罐 和 结 晶 器形 成 一个封 闭系统 ， 钢流不会氧 化 ， 所 以
铸坯中的氧化夹杂物只是普通连铸坯的33%左右。对于易氧化的某些合金钢种，这一优点较 为突出。由于结晶器紧接于中间罐上，所以不需要进行钢流的调节，因而能够很方使地浇出 小断面的铸坯，所以这种铸机更适用于小型钢厂。 水平连铸机的缺点是结晶器的润滑问题不好解决。为此，日尔住友金属工业在他们发展 的水平连铸机上采用了一种在结品器铜壁上镀一层含有丙体润滑剂氟化石盥的镍〔11)，使之 起到润滑的作用。他们还采用了氨化卿作联接中间罐与结晶器的隔管。氮化刚具有较好的 耐热冲击性，有较好的润滑性而且可以进行加工成较精确的装配件。用这种水平连铸机可以 浇铸中147~324毫米的不锈钢及高合金钢坯，用来制造无缝钢管。 3.轮式连续铸钢机 AA88888888 双百用严 图2 轮式连铸机的主体是一个带有结晶槽 的轮子，轮缘的一部分被金属带包围着， 结品轮 铸坯 形成一部分封闭的腔体。液体金属就在这 部分腔体内结品凝固。随着轮子的旋转， 已凝成的钢坯被连续推送出来。 早在1949年，意大利的Properzi 金属带 就发明了如图2所示的轮式连铸机，用来 浇铸有色金属〔12)。我国现在也有这样的 设备用来生产铝线。 美国Sou1 h Wire公司1953年买 了意大利的专利并发展成如图3所示的轮 式连铸机，并在铸机后面安装了连续线材 轧机，进行在线轧制。他们把这种连铸连轧 图3 75
铸坯 中的氧化夹杂物只 是普通 连铸坏 的 左右 。 对于 易 氧 化的某 些 台金 钢种 ， 这一 优点较 为突出 。 由于 结 晶器紧接于 中间罐上 ， 所 以 不需要 进 行钢 流 的 调节 ， 因而 能够 很 方便 地浇 出 ， 、 田丁四 口功馅矛之注三， 月 匕凡〕乙 个尸七寸 似 夕屯廷王灯 、 当 兰钊习 。 水 平连铸机 的缺点 是 结 晶 器的 润 滑问题 不 好解 决 。 为此 ， 水住友金 属 工 业 在他 们发展 的 水 平连铸机 上采用 了一种 在 结 品 器 铜 壁 上镀一层 含有 固体 润 沿 剂氟化石墨 的镍 〔 〕 ， 使 之 起到 润 滑 的作用 。 他们 还采用 了氮化硼 作联 接 中问 罐与 结 晶 器 的 隔 离管 。 氮 化硼 共有较 好 的 耐热 冲击 性 ， 有 较好 的 润 常 任 且 ” 以 近 仃 儿从 权 悄’期划 衣 ‘划了 。 ” ” 思 ， ’ “ 、 ‘ 拔 呵 以 “ ’ ‘ 浇铸小 毫米的不 诱 钢及高合金 钢 坯 ， 用 来 制造无 缝钢 管 。 轮 式 连 续铸钢机 图 轮式连铸机 的主体是一 个带有结 晶槽 的轮子 ， 轮缘 的一部分被金 属带 包 围着 ， 形成 一部分封 闭 的腔 体 。 液 体 金 属 就在 这 部分 腔体内结 晶凝 固 。 随 着轮 子 的旋 转 ， 巳凝 成 的钢 坯被 连 续推送 出来 。 早 在 年 ， 意 大 利 的 就 发 明 了如 图 所示 的轮式 连 铸机 ， 用 来 浇 铸有色金属 〔 〕 。 我 国现在 也有这样 的 设备用 来生 产 铝 线 。 关 国 公 司 年 买 了意 大利 的 专利 并发 展 成如 图 所示 的 轮 式 连铸 机 ， 并在 铸 机后 面安装 了连 续 线材 轧机 ， 进 行在线轧制 。 他 们 把这种连铸 连轧 结 品 轮 铸 坯 金属带 图
图4 机组，命名为SCR机组〔13)〔14)。浇铸铝材时使用了铜结晶轮，浇铸铜材时采用了钢结晶轮。 结晶轮及金属带都是从外面喷水进行冷却。 作者于1967年设计了一台轮式铸钢机如图4所示。它的结品轮及钢带都采川了密闭的冷却 系统，结晶轮的冷却水压为2公斤/厘米2，金属带的冷却水压为1公斤/厘米2。我们把这种装 置定名为解放式连铸机。由重钢三厂制造并装在该厂的炼钢车间，进行了初步试验，铸出了 质量很好的50×280毫米扁坯。由于文化大革命的动乱，试验没有继续进行下去。 日本日立制作所于1978年试验成功了-一种轮式铸钢机(15)〔16)，如图5所示。它的结构 与我们设计的解放式铸钢机基本相似。结晶轮用AgCuB合金制造，金属带是低炭钢质。浇 铸100×120/140毫米铸坯时，轮径为2440毫米，最大拉坯速度为10米/分。浇铸130×160/190 毫米铸坯时，轮径为3000毫米，最大拉坯速度为5米/分。结晶槽内的钢液面用Y射线检测并 自动控制。在结晶槽内的凝固系数为25。铸出的钢坯进行在线轧制，成为小型的钢材或线 材。他们把这种连铸机叫做同步回转铸机。 4.小间距多流小方坯连铸机 随着炼钢设备的大型化，新建的小方坯连铸机，有90%以上是多流的，其中有半数以上 是4流以上的。现有多流小方坯连铸机各流的间距为900~1200毫米。不但占用较大的厂房 面积，还须采川很长的中间罐。长中间罐两端的钢水温度比中部钢水温度有时低10~20℃， 76
瓤 二二二二竺二二竺 ， 加‘ ‘ ‘ 嘴 机组 ， 命名为 机组 〔 〕 〔 〕 。 浇铸铝材时使用 了铜 结 晶轮 浇铸铜材时采用 了钢结 晶轮 。 结 晶轮及金属带 都是从外 面 喷 水进行 冷却 。 作 者于 年设计 了一 台轮 式铸钢 机如 图 所示 。 它 的结 晶轮及 钢带 都采 月厂密 闭 的冷 却 系 统 ， 结 晶 轮 的冷却水压为 公斤 厘 米 “ ， 金 属 带 的冷却 水压 为 公斤 厘米 。 我们把这种装 置 定 名为解放式 连铸机 。 由重钢 三厂 制造 并装 在该厂 的炼钢车间 ， 进 行 了初步试 验 ， 铸 出 了 质量很好 的 毫米扁坯 。 由于 文 化大 革命的动乱 ， 试 验没有继 续进行下去 。 日本 日立 制 作所于 年试 验成 功 了一种 轮 式 铸钢机 〔 〕 〔 〕 ， 如 图 所示 。 它 的结构 与我们设 计 的解放 式铸钢机基 本相似 。 结 晶轮用 合 金制造 ， 金 属带是低 炭钢质 。 浇 铸 毫米铸坯时 ， 轮径 为 毫米 ， 最 大拉坯速 度为 米 分 。 浇铸 毫米铸坯时 ， 轮径 为 毫米 ， 最 大拉坯速度为 米 分 。 结 晶槽 内的钢 液 面用 丫射 线检 测 并 自动控 制 。 在结 晶槽 内的凝 固系数为 。 铸出 的钢坯进 行 在线轧制 ， 成 为 小型 的钢 材 或线 材 。 他 们把这种连铸机 叫做 同步 回转铸机 。 小 间距 多流小方 坯连 铸机 随着炼钢设备 的大 型 化 ， 新建 的小方坯连 铸机 ， 有 以 上是多流 的 ， 其 中有半数以 上 是 流 以 上 的 。 现有多 流 小方 坯 连铸 机 各流 的间距 为 毫米 。 不但 占用 较大的厂 房 面积 ， 还 须 采川 很长 的 中间 罐 。 长 中间 罐 两端 的钢 水 温度 比 中部 钢水温度有时低 ℃
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曰 曰 ’ 一 函七二二若二」二二户 少 － ‘产一花二二巨 怡 汇 ’ 呈 口 司 ， 」 年 尸一 曰侧 叭，州 ‘ 一 、 门尸卜 一 一 口厅 习 ‘ ‘ 止一 一 厂 ’ 一
致使两端的水口容易冻结，而中间的铸坯又容易漏钢。此外，由于长中间罐的热膨胀量大， 也会造成水口对中的误差。最近日本国光钢厂与石川岛播磨厂共同发展了一种小间距多流 小方坯连铸机〔17)，其各流间距只有300~350毫米。采用了一套传动齿轮和一根曲柄轴带动 各个结晶器的振动机构。曲柄轴的各个曲柄作了相互平衡的安排。各流的拉矫机安装在一个 机架内，通过同一轴心的各个空心辊子进行单独的驱动。切坏的液压剪也装在一个构架内， 但能单独进行切坯。采用这种小间距多流连铸机可以节省30%的厂房面积。水口冻结的事故 也有所减少。 5.一机多流孤形连铸机 在一台弧形连铸机上同时浇铸3流或4流大方坯，是我国于1964及1967年首创并试验成 功的〔18)。图6是三流大方坯所用的三联结晶器。图7是4流大方坯所用的四联结晶器给油系 统图。这两台弧形连铸机分别装在重钢三厂和重钢公司的大平炉车间，进行工业生产。 在一台立式连铸机上同时浇铸两流方坯，在国外早已试验过。但在一台弧形连铸机上同 时浇铸3~4流方坯，在国外尚无先例。日本住友金属最近才发展了用一台弧形连铸机同时浇 铸两流大方坯或圆坯的技术〔19)。 人们曾担心一机多流浇铸时不容易使各流的浇铸速度互相协调，浇铸中断的事故将会增 多。但重钢公司的实践经验证明采用一机四流浇铸，在操作上并无特殊困难。他们用一台大 型板坯连铸机同时浇铸三条300毫米或四条250毫米大方坯，生产一直比较正常。其漏钢率并 不高于国内单机单流浇铸的连铸机。这种一机多流、板坯及方坯两用的弧形连铸机，对于钢 产量不大而又同时需要板坯和大方坯的钢厂尤为适宜。不言而喻，这种一机多流连铸机比同 规格的小间距多流方坯连铸机在占地面积及设备投资方面都较节省。 四、连续铸坯的在线轧制分条轧制及改型轧制 从提高连铸机的生产能力、提高作业率、减少备件类型和数量，均衡生产和便于管理的 各方面着想，最好用一种连铸机浇铸一种断面的铸坯，来满足各个轧钢车间所用各种钢坯的 需要。还要求在可能条件下把连铸坯在线轧制成材。为此，发展了连续铸坯的在线轧制、分 条轧制及改型轧制等新的工艺措施。 1.连续铸还的在线轧制 连续铸坯可以在线粗轧成较小的钢坯，也可以在线一道轧制成材。 把连续铸坯进行在线粗轧时，可以把轧机装在铸机的出坯辊道上，铸坯经过轧制以后再 切成定尺长度。也可以把轧机装在单独的作业线上，先把铸出的钢坯切成定尺以后再进行轧 制。前一流程的优点是铸坯中存在的缩孔及微小内裂等缺陷经过粗轧可以焊合起来，经过剪 切时不会深入氧化，同时还减少祖轧坯的切头损失，使收得率有所提高。其缺点是每台铸机 需要一套轧机，基建投资多，轧机的能力也不能充分发挥。轧机经常在低速下轧制，轧辊容 易热裂。后一种在线粗轧流程的优缺点与前一种流程正好相反。表2列出了几个铸坯在线粗 轧的实例〔20〕。 在线轧制所用的轧钢机，除了通用的平辊及立辊轧机以外，近几年来还采用了高效率的 单机架大压下量锻压设备如连续精锻机、摆锻机及行星轧机等〔21)。 奥地利GFM公司新发展的连续精锻机在一个机架内装了两重共四组锻锤，铸坯通过精 锻机后可有8~10倍的延伸。最近GFM公司与Krupp公司合作，发展了一种连锻连轧机 78
致使两端的水口 容易冻结 ， 而 中间 的铸 坯又 容易漏钢 。 此外 ， 由于长 中间罐 的热膨 胀量大 ， 也会造成 水 口 对 中的误 差 。 最近 日本 国光钢厂 与石川 岛播磨 厂共同发展 了 一种 小间距多流 小方 坯连铸机 〔 〕 ， 其 各流 间距只 有 毫 米 。 采用 了一套传动齿轮和一根 曲柄 轴带动 各个结 晶 器 的振动 机构 。 曲柄 轴 的 各个 曲柄作 了相 互 平衡 的安排 。 各流 的拉矫机安装在一个 机架 内 ， 通 过 同一 轴心 的 各个空心辊子进 行单独 的驱 动 。 切 坏 的液压 剪也装在一个构架 内 ， 但 能 单独进 行切 坯 。 采用 这种 小 间距 多流连铸机可 以 节 省 的厂 房面积 。 水 口 冻结 的事故 也有所减少 。 一 机 多流弧形连 铸机 在一 台弧形 连铸机 上 同时浇铸 流 或 流大方坯 ， 是我 国于 及 年首创并试 验成 功 的 〔 〕 。 图 是 三 流 大方坯所用 的三 联 结晶 器 。 图 是 流大方坯所用 的四 联 结晶器 给 油系 统 图 。 这两 台弧形连铸 机分 别装在重 钢 三厂 和 垂钢 公司 的大平炉车间 ， 进 行工业 生产 。 在一 台立 式连铸 机上 同 时浇铸 两流 方 坯 ， 在 国外 早 已试 验过 。 但 在一 台弧形 连铸机 上 同 时浇铸 流方坯 ， 在 国外 尚无 先例 。 日木住友 金 属最近才发 展 了用一 台弧形连铸机 同时浇 铸 两 流大方坯 或圆坯 的技术 〕 。 人们 曾担心一机多流浇铸 时不 容 易使 各流 的浇铸速度互 相协调 ， 浇铸 中断 的事故将会增 多 。 但 重钢公 司 的实践经 验证 明采用一机 四 流 浇铸 ， 在 操作 上并无 特殊 困难 。 他 们用 一 台大 型板坯连铸机同时浇铸三 条 毫米或四 条 毫米大方坯 ， 生 产 一直 比较正 常 。 其漏钢率 并 不 高于 国内单机 单流 浇铸 的连铸机 。 这 种一机多流 、 板 坯及 方坯 两用 的弧 形 连铸机 ， 对于钢 产 量不大 而又 同时 需要板坯 和大 方坯 的钢厂 尤 为适 宜 。 不 言 而 喻 ， 这种 一 机多流连 铸机 比 同 规 格的小间距 多 流方坯 连铸 机在 占地面 积 及设 备投 资方面 都较节 省 。 四 、 连 续 铸坯 的在线 轧 制分 条级 二 制及改型 轧 制 从提高连铸机 的生产 能 力 、 提 高作业 率 、 减少 备 件类型 和数 量 ， 均 衡生 产 和 便于 管理 的 各方面 着想 ， 最 好用 一种 连 铸机浇铸一种 断面 的铸坯 ， 来 满足 各个轧钢车间所用 各种钢 坯 的 需要 。 还 要求在可能 条件下 把连铸坯在 线轧制成材 。 为此 ， 发展 了连 续铸坯 的在 线轧制 、 分 条轧 制及 改 型轧 制 等新 的工艺措施 。 连 续铸坯 的在 线轧制 连 续铸坯可 以 在 线粗轧成 较小的钢 坯 ， 也可 以在 线一道轧制 成 材 。 把 连续铸坯进 行在 线粗轧 时 ， 可 以 把轧 机装在 铸机 的出坯辊道 上 ， 铸 坯经 过 轧 制 以后再 切成定 尺长 度 。 也可 以 把轧机装在单独 的作业 线 上 ， 先把铸 出 的钢坯 切 成定 尺 以 后再进行轧 制 。 前一 流程 的优点是铸坯 中存在 的缩孔 及微小内裂 等缺 陷经 过 粗轧可以 焊 合起来 ， 经过 剪 切 时不会深入 氧 化 ， 同时还 减少 粗轧 坯 的切头 损 失 ， 使 收得率有所提 高 。 其 缺点是每 台铸机 需要 一套轧机 ， 基建 投 资多 ， 轧机 的能 力 也不能充 分发挥 。 轧 机经 常在低 速下轧 制 ， 轧辊容 易热裂 。 后 一种在 线 粗轧 流 程 的优缺 点 与 前一种 流 程 正 好 相反 。 表 列 出 了几个铸坯在 线 粗 轧 的实例 〕 。 在 线轧制所用 的轧钢 机 ， 除 了通 用 的平辊 及立辊轧 机 以 外 ， 近 几年来还 采用 了高效率 的 单机 架大压 下 量 锻压 设备如 连 续精锻机 、 摆 锻机及行星轧 机 等 〔 〕 。 奥地利 公司新发 展 的连 续 精锻机在 一个机架 内装 了两重共四 组 锻锤 ， 铸坯 通过 精 锻机后 可有 倍 的延 伸 。 最 近 公司 与 公司 合作 ， 发展 了一种 连 锻连轧机
表2 名 铸坯尺寸，毫米 粗轧坯尺寸，毫米 压缩率% 美国钢公司 1375×233 1375×225~800×150 3.4~62.5 1900×233 1900×225~1000×183 3.4～58.6 同 上 190×190 100×100 72 蒂姆肯轴承公司 240×305 240×240 38 乔冶城钢公司 135×100 100×100 45 国家钢公司 185×185 180×140 39 内陆钢公司 178×178 127×127 49 146×146 100×100 53 日本岸和田制钢公司 140×140 105×105 44 日本淀川制钢公司 125×125 90×90 48 组。在连续精锻机后面，紧接着装了6~8个连轧机架，可以把120毫米或更大的铸坯一次锻 轧成20毫米的棒材。年产量达6~8万吨。 西德Schloemann--Siemag公司发展了-种三辊行星轧机，能把135毫米铸坏一道轧 成60毫米左右的棒材，其压缩比达6.6。 英国Sheffield和Hille工程公司发展了一种有两对笼形轧辊作同步转动的大压下轧 机，能同时在铸坯的四面进行轧制，把150~160毫米方坏一道轧成50毫米方钢，小时产量达 60吨。 我国上海冶金机修总厂早在60年代就在连铸机后面用行星轧机进行在线轧制，生产5~ 10毫米厚的带钢。 2.连续铸还的分条 所谓铸坏分条，包括两种工艺流程。其一是用火焰切割的办法把宽板坏纵切成几条窄板 坯或大方坯，其二是用轧辊把板坏劈轧成窄板坯或大方坯，或是把大方坏通过劈轧剖分成 2~4条小坯并轧制成材。 美国大湖钢厂1977年建设了一台宽板坏连铸板，浇铸240×2600毫米宽板坏。根据轧材 的需要，并用火焰纵切成几条小板坏。纵切工序目前是在冷状态下进行的。也可考虑在连铸 机的出坯辊道上进行在线热纵切。 在轧制过程中把板坯劈轧成窄板坏或大方坯（图8）或是把大方坯劈轧成几条小方坯 (图8b)可以把劈轧和轧材作为一道工序来进行，钢坯不须另行加热即轧成钢材。日本钢 管公司1977年引进了加拿大Co Stee】公司的方坯劈轧技术，把135毫米的铸坯在轧制过程 中劈轧成2~4条小坯并同时轧成3号以下的钢筋〔21)。采用劈轧工艺后，可以节省7个轧钢机 架，能源和基建投资都因而节省。 用劈轧分条的另一优点是能把内部有缩孔或严重疏松组织的铸坏在劈轧时使之焊合或封 闭起来，不会成为废品。 79
表 厂 名 …铸 坯尺 寸 ， 毫 米 …粗 轧 坯尺寸 ， 毫米 压 缩率 美 国钢 公 司 矛 同 上 蒂姆肯轴承公司 乔冶城钢公司 国家钢公 司 内陆 钢公司 八户︸ 一 匀 移工曰 ‘ ，人 任匀往任一月孟月 口任︺月 分 日本岸和 田 制钢公司 日本淀川制 钢公 司一匕资 组 。 在 连 续精锻机 后 面 ， 紧接着装 了 个 连 轧机架 ， 可 以 把 毫 米或更 大 的铸 坯一次 锻 轧成 毫米 的棒材 。 年产 量达 万 吨 。 西德 。 。 一 。 公 司发 展 了一 种 三辊 行 星 轧机 ， 能把 毫米铸坏一道 轧 成 毫米左右 的棒材 ， 其压缩 比达 。 英 国 和 工程 公 司发展 了一种 有 两对笼 形 轧辊作 同步 转动 的大压下轧 机 ， 能 同时在铸 坯 的 四 面进行轧 制 ， 把 毫米方坯一道轧成 毫米方钢 ， 小时产 量 达 吨 。 我 国上海 冶金 机 修 总厂 早 在 年代就在连铸机后 面 用 行 星轧机进 行在线 轧制 ， 生产 毫米厚 的带 钢 。 连 续铸坯 的分条 所 谓铸坯 分 条 ， 包 括 两种 工 艺流程 。 其一是 用 火焰 切 割 的办 法把宽板坯 纵切成 几 条窄板 坯 或大方 坯 ， 其二是 用 轧辊 把板 坏 劈轧 成 窄 板 坯 或大方坯 或是把 大方 坯通 过 劈轧 剖 分 成 条小坯并轧 制成 材 。 美 国大湖钢厂 年 建设 了一 台宽板 坯 连 铸板 ， 浇铸 毫米宽板 坏 。 根据 轧 材 的需要 ， 并用 火焰 纵切 成 几 条小板 坏 。 纵 切工 序 目前是在 冷状态 下进 行 的 。 也可考虑在连铸 机 的出坯辊道 上进 行 在 线热 纵切 。 在 轧 制过程 中把 板 坯劈轧 成 窄板 坯 或 大方 坯 图 或 是把 大方 坯劈轧 成 几 条小方 坯 图 可 以 把劈轧 和轧 材作 为一 道 工 序来 进 行 ， 钢 坯 不 须 另行加 热 即 轧 成 钢 材 。 日本钢 管 公司 年 引进 了加 拿大 公司 的方坯劈轧 技术 ， 把 毫米的铸 坯在轧制过 程 巾劈轧 成 条小 坯并同时轧成 号 以 下 的钢筋 〕 。 采 用劈轧 工艺后 ， 可以 节省 个轧钢机 架 ， 能 源 和 基建投 资都 因而节省 。 用 劈轧 分 条 的 另一优 点 是 能 把 内部有缩孔 或严 承疏松组织 的铸 坯在 劈轧 时使 之焊合 或封 闭起来 ， 不会成 为废品
