国外连铸技术发展近况

D0I:10.13374/j.issnl001-053x.1983.02.034 北京钢铁学院学报 1983年第2期 国外连铸技术发展近况 机械系徐宝升 捕要 近十年来，连续铸钢技术在国外发展很快。连铸比迅速上升。在提高质量，提 高产量，节约能源，降低成本等各个方面都有较大发展。普通采用了钢水的净化处 理，革新了与轧钢联接的连铸后步工序。连铸技术也己广泛应用于特殊钢厂。还发 展了几种设备结构筒单、拉坯速度较高的新型连铸机。 近十年来，连续铸钢技术，有了飞速的发展。1980年的统计资料表明，在几个主要产钢 国家中，日本的连铸比达到67%，意大利的连铸比达到50%，如图1所示)。美国前几年的 连铸比之所以不高，是因为他们在60年代中期，对初轧机的建设投了不少资金，拥有较大的 开坯能力的缘故。推动连铸技术迅速开展的动力，是生产费用的降低，收得率的提高，能源 的节约，铸坯质量的改善及劳动条件的改善等。予计到1985年时，全世界将有56%的粗钢是 通过连铸工序而生产的。今后新建的钢厂，将有多数是全连铸的。近几年来，连铸技术在特 殊钢厂也已广泛应用。几乎所有的常用特殊钢种都能连铸。预计到1990年时，日本的普通钢 连铸比可达90%，特殊钢连铸比可达75%【1。 67 60 日本 卷大利 英国本士 30- 法国 联合王创总计 20- 10 英因钢公河 0 1971 1972197319741975197619771978197919801981 图1 147

北 京 铜 铁 学 院 学 报 年第 期 国外连铸技术发展近况 机 械 系 徐 宝 升 摘 要 近 十年来 ， 连续铸钢技术 在 国外发展很 快 。 连铸 比迅 速上 升 。 在提 高质 量 ， 提 高产量 ， 节约能源 ， 降低 成本等各个方 面 都有较大 发展 。 普进 采 用 了钢水 的净化 处 理 ， 革新 了与轧钢联接 的连铸后 步工 序 。 连 铸技术 也 己广 泛应 用 于特殊 钢厂 。 还 发 展 了几 种 设 备 结构 筒单 、 拉坯 速度较 高的新 型连铸机 。 近 十年来 ， 连续铸钢 技 术 ， 有 了飞 速 的 发展 。 年 的 统计 资料表 明 ， 在几个主 要产钢 国家 中 ， 日本的 连 铸 比达 到 ， 意大利 的连铸 比达到 ， 如图 所示 【 ‘ 】 。 美国前几 年的 连铸比之 所 以 不高 ， 是 因为 他们 在 年 代中期 ， 对初轧机的建设投 了不 少 资金 ， 拥 有较大的 开坯能力的 缘 故 。 推 动 连铸技术迅速开 展 的 动力 ， 是 生 产费用 的 降低 ， 收得率 的提高 ， 能 源 的 节约 ， 铸坯 质量 的改 善及 劳 动条件 的改 善等 。 予计 到 年时 ， 全世界将有 的 祖钢是 通 过连铸工 序而生 产的 。 今后 新建的钢 厂 ， 将有多数是全 连铸的 。 近 几 年来 ， 连铸技 术在 特 殊钢厂 也 已广 泛应 用 。 几乎所 有的 常用 特 殊钢 种都能 连铸 。 预计到 。 年 时 ， 日本 的普通钢 连铸比可 达 ， 特殊钢 连铸 比可 达 〔 】 。 半周公父 飞 日 班 图 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1983．02．034

1.钢水处理 按计化、有节奏地为连铸机提供成份准确、温度适宜及夹杂物少的钢水，是保证连铸生 产的第一个要素。为此采取了氩气搅拌、真空脱气、炉外精炼、加钙处理及保护浇铸等一系 列措施。 为了提高钢材质量、降低铁合金消耗及减轻转炉负荷、采用了RH“轻处理法”。对未 脱氧的低炭铝镇静钢进行RH轻处理后，可把转护终点碳由原来的0.04%提高到0.07 0.08%【!。这种处理法不但对A1的利用率、钢水的温度控制及降低铁合金的消耗有利，而 且对减少水口的堵塞及铸坯内氧化铝的聚集也是有利的。 在钢水从中间罐流入结晶器时加入金属粉或粒状金属，可以增加钢水的凝固速度，有利 于提高拉坯速度。添加粒状金属时，可以吸收钢水的过热量，降低钢水的过热度，还可促成 新的凝固晶核的生长。Ternⅰ钢厂在140毫米方还连铸机上进行了往结晶器钢液添加金属粉 粒的实验表明11，最佳的加入量为所浇钢水的1.0~1.5%，可使拉坯速度提高40~50%。 添加的金属粉粒量随钢水温度的增加而增加。当钢水温度为530℃时，其加入量为1%，钢 水温度为1555℃时，其加入量为1.5%。添加金属粉粒后，铸坯的等轴晶区因而扩大，中心 疏松及宏观偏析因而减少，轧材的机械性能也有所改善。 减少连铸钢水夹杂物的施满还有特殊的氩气搅拌法及脱气处理法等。在缸气搅拌过程 中，将C喷射到钢水中进行脱硫及控制夹杂物的形态等，，可得到与脱气处理相同的钢水净化 效果。向循环真空脱气室内添加非氧化性合成造渣剂，可用中碳钢水获得含氧量20PPm以 下的低炭钢。 2.电職搅拌 电磁搅拌的作用是控制钢液在凝固过程中的运动状态，达到改善铸坯质量的目的。 电磁搅拌装置可以安装在结晶器上，借以达到减少铸坯表面及皮下夹杂，使之均匀分 布，使轧材有良好的表面质量的目的。电磁搅拌器也可以设在二次冷却区内，借以达到扩大 等轴晶带、减少柱状晶带、减少中心疏松及偏析，使结晶均匀、细化、改善轧材的机械性能 的目的。从夹杂物上浮的需要出发，希望它能作向上的纵向运动，从使夹杂物能均匀扩散的 需要出发，又希望它能作横向的运动。采用电磁搅拌技术，就能解决既可上下、又能横向运 动的问题。采用电磁搅拌后，可允许连铸钢水的过热度略为提高，并能降低铸坯裂纹的敏感 性。 电磁搅拌有三种运动形式：旋转式、纵向运动式及横向运动式。不论哪种形式都要求铸 坯内钢液的均匀运动速度在0.5~1米/秒之间，不能有突然的集中流动而且要有足够长的搅 拌区。在冶金方面的要求是：(1)，须使结晶器内的钢液都能运动。(2)不使结晶器内钢液面 产生翻脚，以免卷入保护渣。(3)搅拌烈度随合金元素的含量降低而增加。(4)搅拌器的功 率随浇铸速度而变化，即低的浇铸速度须用低的输出功率。在方坯连铸机的结晶器上可安设 旋转式搅拌器，可用较大的功率，因为它一般不受产生亮带形偏析的限制。 对宽度小于100毫米的窄板坯，最好在结晶器下2~3倍子电磁线圈长度的距离处安设线 型电磁搅拌器，该处的液芯厚度不要小于80毫米，搅拌的方向是向上的。 对宽板坯须采用垂直于拉坯方向的线型搅拌器，安设在结晶器下2~3倍于液芯宽度的距 离处。除了含炭小于0.1%的低炭钢外，电磁搅拌对其余的钢种都有一定的效果。 为了给板坯的液芯以更大的搅拌力，最好是把激磁线圈靠近铸坯表面，但又不能去掉夹 辊，否则会使铸坯鼓肚，为此IRSID发版了辊式电磁搅拌器，把微磁线圈装在了特制的二 148

栩水处理 按计 化 、 有节奏地 为连铸机提供成份 准确 、 温度适宜及夹杂物少的钢水 ， 是保证连铸生 产 的 第一个要素 。 为此采取 了鼠气搅拌 、 真空脱气 、 炉外精炼 、 加 钙处理及保护浇铸等一 系 列措施 。 为了提高钢 材质量 、 降低 铁合金消耗及 减轻转炉负荷 、 采 用 了 “ 轻处理法 ” 。 对 未 脱氧的低 炭铝镇 静钢进行 轻处 理后 ， 可把 转 热终点 磷申原来 的 ” · 提 高到 一 。 。 这种处理法 不但对 的利用 率 、 钢 水的温度控 制及 降低 铁 合金的 消耗有利 ， 而 且对减少水 口 的堵塞 及 铸坯内氧 化铝的聚 集也是有利的 。 在钢水 从 中间罐 流入结晶器 时加入金属 粉或粒状金属 ， 可 以增加钢水的凝 固速度 ， 有利 于 提高拉坯速度 。 添加粒状金属时 ， 可 以吸 收钢水的 过热量 ， 降低钢水的 过热度 ， 还可 促成 新 的凝 固晶核的生长 。 钢厂 在 毫米方还连铸机上进行 了往结 晶器 钢液添加 金属 粉 粒 的 实验 表明 ‘ ， 最佳的 加入量 为所浇钢水的 ， 可使 拉坯速度提高 。 添加 的 金属 粉粒量 随钢 水温度的增 加而增 加 。 当钢 水温度为 ℃ 时 ， 其加入最为汪 ， 钢 水温度为 ℃时 ， 其加 入量 为 。 添 加金属粉粒后 ， 铸坯的 等轴晶区 因而扩大 ， 中心 疏松及宏 观 偏析 因而减少 ， 轧材的机械性能也有所改善 。 减少连铸 钢 水夹杂物 的 施满还有 特殊 的 氢气搅拌法 及脱气处 理法 等 。 在斌气搅拌过程 中 ， 将 喷射到钢 水 中进行脱硫及 控制 夹杂物的形态等 ， 可得到与脱气处理相 同的钢水净 化 效果 。 向循环真空脱气室 内添加非氧 化性 合成造渣剂 ， 可 用 中碳钢 水 获得 含氧里 以 下 的低炭钢 。 电盛搅拌 电磁搅拌的 作用是控 制钢 液在凝 固过程 中的运 动状态 ， 达到改善铸坯质量的 目的 。 电磁搅拌装 置可 以安装 在 结 晶 器 上 ， 借 以达到 减少 铸坯表面 及皮下夹杂 ， 使之均匀分 布 ， 使轧材有 良好的 表面 质量 的 目的 。 电磁搅拌器 也可 以 设 在二次冷却区 内 ， 借 以达到扩大 等轴晶带 、 减少柱状 晶带 、 减少中心疏松及偏析 ， 使结 晶 均匀 、 细 化 、 改善轧材的机械性能 的 目的 。 从 夹杂物上浮的 需要出发 ， 希望 它能作向上的纵向运 动， 从使夹杂物 能均匀扩散的 需要 出发 ， 又希望 它能作横向的运 动 。 采 用 电磁搅拌技术 ， 就能解决既可 上下 、 又 能横向运 动的 问题 。 采 用 电磁搅拌后 ， 可允 许连铸钢 水的 过热度略为提高 ， 并能降低铸坯裂纹 的敏感 性 。 电磁搅拌有三种运 动形 式 旋转式 、 纵向运 动 式及 横向运 动式 。 不 论哪种形式都要求铸 还 内钢 液的 均 匀运动速度在 米 秒之 间 ， 不 能有突然的集 中流动而且要有足够 长的搅 拌区 。 在冶金方面 的要求是 ， 须使结晶器 内的钢液都能运 动 。 不使结 晶器 内钢 液面 产生翻腾 ， 以免卷入 保护渣 。 搅拌烈度随合金元素的 含量 降低 而增 加 。 搅拌器 的功 率随浇铸速度而变 化 ， 即低 的 浇铸 速度须 用低的输 出功率 。 在方坯连铸机的结 晶器 上可安设 旋转式搅拌器 ， 可 用较大的功 率 ， 因为它一般不受 产生亮 带形偏 析的 限制 。 、 对宽度小 于 毫米的 窄 板坯 ， 最 好 在结晶 器下 倍 子 电磁线圈长度的 距 离处安设线 型 电磁搅拌器 ， 该处 的 液芯厚度不 要小于 毫米 ， 搅拌的方 向是 向 上的 。 对宽板坯须采 用垂 直 于 拉坯方 向的 线型 搅拌器 ， 安 设在结 晶器 下 倍 于液芯 宽度 的 距 离处 。 除 了含炭小 于。 的 低 炭钢外 ， 电磁搅拌对 其余的钢 种都有一定 的 效果 。 为 了给板 坯的 液芯 以 更大 的搅拌力 ， 最 好是把 激磁线圈 靠近铸坯 表面 ， 但 又不 能去掉夹 辊 ， 否则 会使铸坯 鼓肚 ， 为此 发展 了辊式 电磁搅拌器 ， 把 激磁线圈装在 了特 制的 二

冷夹辊内。 8.提高铸还洁净度 为了防止铸坯内夹杂物的增加，除了上述的钢水处理措施以外，在连铸过程中还要注意 以下几点：(1)防止钢液的二次氧化，(2)防止中间罐内的钢渣进入铸坯，(3)防止中间罐 及伸入水口等耐火材料的熔融，(4)促使中间罐及结晶器内的夹杂物上浮。为此，采取了相 应的措施：(1)在盛钢桶与中间罐之间以及中间罐与结晶器之间都采取了气体密封或保护套 管等措施，使钢液与大气隔绝，(2)中间罐内设一道或两道挡渣墙，并自水口吹入情性气 体。(3)提高耐火材料的质量，中间罐用碱性耐火材料衬等，(4)加大中间罐容量，结合吹 氩措施，以利于夹杂物的上浮。 4.进行多炉违浇 为了提高铸机的作业率和金属的收得率，采用了多炉连浇的生产制度。在一台年产22万 吨的4流方坯连铸机上，每炉浇铸时间按60分钟计算，浇铸准备时间按70分钟计算，则连浇 5炉与单炉浇铸相比，其产量可增加50%，收得率可增加3%，生产费可降低25%。虽然在 连浇4炉以上时，其收得率的增加并不显著，但为了提高设备的利用率及其总产量，连浇更 多的炉数还是有利益的。 在多炉连浇方面，日本创造了如下记录【1：KOKKO钢厂1978年曾连浇166炉小方坯， 长达140小时，铸出5280吨钢坯。住友金属的W akay amal厂1981年连浇了1015炉大方坯。日 本钢管的Keihin厂1974年曾连浇270炉板坯，长达251小间，铸出24,776吨板坯，新日铁 的名古屋厂1979年连浇了1070炉版坯，铸出钢坯26,400吨。 结晶器自动调宽技术的发展，使板坯连铸机在多炉连浇过程中能够连续浇铸出宽度不同 的极坯。 5.铸还的热送轧制及余热回收 连铸技术的优点之一是节约能源。New mann曾作过连铸与模铸能耗的对比如表I【】所 表1 单炉连铸能耗 模铸能耗 提高出钢温度的能耗 8,600单位 设备及生产的能耗 5,160单位 加热中间罐能耗 30,000单位 轧钢时加热钢锭能耗： 设备及供水设备的能耗15,500单位 (a)冷锭 400,000单位 (b)50%冷锭 250,000单位 (c)10%冷锭 200,000单位 初轧机电能消耗 17,200单位 共计 54.100单位 222,360~422,360单位 示。可见单炉连铸时其单位能耗还不到模铸能耗的25%，若是进行多炉连浇或热送轧制时， 其能耗还可降低。也就是说在采用连铸技术以后，在节能方面还是有很大的潜力可挖的。节 能措施之一是铸坯热送轧制，措施之二是铸坯余热的回收。 (1)热送轧制 所谓热送轧制，是指把温度为400~800℃的连铸坯送入轧钢车间的加热炉内，加热到轧 制温度后即进行轧制的制度。这种生产制度已为很多大钢厂所采用。表2为日本几家钢厂热 149

冷夹辊内 。 提 离铸坯洁净度 为了防止铸坯内夹 杂物的增 加 ， 除 了 上述的钢 水处理措施以外 ， 在连铸 过程 中还要住意 以 下几 点 防止钢液 的二次氧 化 防止 中间罐 内的钢渣进入铸坯 防止中间暇 及伸入水 口 等耐火材料的 熔融 ， 促使 中间罐及结晶器 内的夹杂物 上浮 。 为此 ， 采取 了相 应 的措 施 在盛钢桶 与 中间罐之 间以及 中间罐与结晶器 之 间都采 取 了气体 密封或保护套 管等措施 ， 使钢 液 与大气隔绝 ， 中间罐 内设一道 或两道挡 渣墙 ， 并 自 水 口 吹 入情性气 体 。 提高耐火材料 的质量 ， 中间罐用碱性耐火材料衬 等 加大 中间罐容最 ， 结合吹 氢措施 ， 以利于夹杂物的 上浮 。 进行多炉连浇 为 了提高铸机的 作业率和 金属的 收得率 ， 采 用 了多炉连浇的生产 制度 。 在一 台年产 万 吨的 流方 坯连铸机 上 ， 每炉浇铸 时 间按 分钟计 算 ， 浇铸准备 时间按 分钟计算 ， 则 连浇 炉 与单炉浇铸 相 比 ， 其产量可增 加 ， 收得率可 增 加 ， 生 产费可 降低 。 虽 然在 连 浇 炉 以 上时 ， 其 收得率的增 加 并不显 著 ， 但 为 了提高设备的利用 率及 其总产量 ， 连浇更 多的炉数还是有利益的 。 在多炉连浇方面 ， 日本创造 了如下记 录 【 “ 钢 厂 年 曾连浇 “ 炉小方坯 ， 长达 小 时 ， 铸出 吨钢坯 。 住友 金属 的 厂 年连浇 了 炉大 方坯 。 日 本钢 管的 厂 年曾连浇 炉板坯 ， 长达 ，间 ， 铸出 ， 吨板坯 ， 新 日铁 的 名古屋厂 分年连浇了 炉板坯 ， 铸出钢坯 ， 吨 。 结晶器 自动调 宽技 术的发展 ， 使板坯连铸机在多炉连浇过程 中能够连续浇铸出宽度不 同 的板坯 。 幼坯的热送轧制及余热 回收 连铸技 术的优点之一 是节约能源 。 曾作过连铸与模铸能耗的 对 比如表 。 所 表 提高 出钢温度的能耗 ， 单位 加热 中间罐能耗 ， 。 单位 设备 及供 水设备 的能耗 ， 单位 共计 单位 设备及 生 产的 能 耗 ， 单位 轧钢 时加热钢锭能耗 冷锭 ， 单位 冷锭 ， 单位 冷锭 ， 单位 初 轧机 电能 消耗 ， 单位 ， ， 单位 示 。 可 见单炉连铸时其单位能耗还不 到模铸能 耗的 ， 若是进行多炉连浇或热送轧制 时 ， 其能耗还可 降低 。 也就是说在采 用连铸技 术以后 ， 在节能 方面还是有很大 的潜力可 挖的 。 节 能措施之一 是铸坯热送轧制 ， 措施之 二是 铸坯余热 的 回 收 。 热送 轧 制 所 谓 热送 轧 制 ， 是 指把温度为 ℃的 连铸坯送 入轧钢 车间的 加 热炉 内 ， 加热到轧 制温 度后 即进 行轧制的 制度 。 这种生产制 度已为很 多 大钢厂 所采 用 。 表 为 日本几 家钢厂热

送轧制的实例。在神户制钢的Kakogawa厂把连铸的380×500大方坯使用带封盖的车辆送 到轧钢车间的加热炉，使其温度不低于700℃，可使加热炉的能耗降低到170×103大卡/吨。 予计不久可减到145×103大卡/吨。住友金属的Kashima厂有40%的连铸坯、川崎制铁的 Mizushima厂有40%的连铸坯、新日铁的大分厂有85%的连铸坯都实现了热送轧制。目前 Kashima厂热送到热轧带钢车间的铸坯温度为450~530℃，送到钢板车间的铸坯温度为 400~450℃可以节能(420~58)×103千焦耳/吨。 表2 热送 工厂名 热送量，吨/日 送热年·月 热送车间 新日铁君津广 66000 1980.9 热轧 加 日本钢管京浜厂 51000 1980.8 热轧 热 川崎制铁水岛厂 54000 1979.8 厚板 住友金属鹿岛厂 27000 1980.2 热轧 炉 神户制钢加古川厂 8000 1979.9 热轧 均 神户制钢加古川厂 9000 1979.9 厚板 新日铁名古屋厂 27000 1980.8 厚板 为了能热送轧制，要求所铸钢坯必须有较高的质 量，不须精整。为此在浇铸工艺及连铸设备方面都采取 铸坯 括刀 辊道 了相应的措施，如提高钢水的洁净度，保护浇铸，使用 吸收氧化铝能力较强的保护渣及自动加保护渣装置，钢 液面自动控制使其波动范围不大于3毫米，采用小振幅 高频率的结晶器振动方式，稳定浇铸状态，及二冷夹辊 的对中误差不大于0.5毫米等。 为了使有缺陷的铸坯不热送到轧钢车间，还需要有 刀把升降杠杆 在线热检验的仪器及自动管理系统。Kashima厂还发 图2板坯在线刮毛刺设备 展了如图2所示的自动刮毛刺的装置，把切割时粘在铸 坯上的钢渣及毛刺刮掉、以免在轧制时损坏轧辊及影响成品质量。 (2)铸坯余热回收 在住友金属的Kashima厂的2号连铸机上，安设了如图3所示的余热锅炉，用以回收 铸坯的显热【)。他们在连铸机的出坯辊道上安装了一台特制的热缸吸管式辐射型余热锅 炉。锅炉管是一种真空容器，内装适量的挥发性介质。锅炉管分为加热段和放热段，加热段 吸收铸坯的辐射热使挥发介质气化，放热段在热交换器内使挥发介质放出潜热产生蒸汽。介 质本身又凝成液体，流回到加热段去，重复吸收铸坯的辐射热。如此循环下去，使铸坯的辐 射热变为蒸汽，以资利用。这种余热锅炉的好处在于(1)它的结构简单、紧凑，寿命长， (2)没有运动部件，易于维修，(3)传热的反应很快，(4)它不会使铸坯急剧冷却，因此 它不妨害铸坯的热送轧制。自从1980年开始试验以来，运转是很成功的。他们拟在近期内在 1号连铸机上也安设这种余热锅炉。 6.组合浇铸 所谓组合浇铸就是在一台板坯连铸机上同时浇铸两流窄板坯或三流以上的大方坯的生产 150

送轧制的实例 。 在 神户 制钢 的 厂 把 连铸的 大方坯 使用带封盖的 车辆送 到轧钢 车间的加热炉 ， 使其温度不 低于 。 ℃ ， 可 使加热炉的能耗 降低 到 。 昌大卡 吨 。 予计不久可 减 到 大卡 吨 。 住友 金属的 厂 有 的 连铸坯 、 川 崎制铁的 厂 有 的连铸坯 、 新 日铁 的大分厂 有 的连铸坯都实现 了热送轧制 。 目前 厂 热送 到热 轧带 钢车间的 铸坯 温度为 ℃ ， 送 到钢板 车间 的铸还温度为 ℃可 以节 能 干焦耳 吨 。 表 热送 工厂 名 热送量 ， 吨 日 新 日铁君津厂 。 。 。 早杏钾育早季二 “ 。 。 “ 崎 制 铁水 岛 送热年 。 月 。 热送 车间 住友 金属鹿 岛厂 神户 制钢加古川 厂 热轧 热 轧 厚板 热 轧 热 轧 神户 制钢 加古川 厂 新 日铁名古 屋厂 厚板 厚板 为了能热 送轧制 ， 要求所 铸钢坯必须 有较高 的质 量 ， 不 须精整 。 为此 在浇铸工 艺及连铸设备方面都采取 了相应 的措施 ， 如提高钢 水的洁净度 ， 保护浇铸 ， 使用 吸收氧 化铝 能 力较强的 保护渣及 自动 加 保护渣装置 ， 钢 液面 自动 控 制使 其 波动范围不大于 毫米 ， 采 用小振幅 高须率的结 晶器 振动方式 ， 稳定浇铸状态 ， 及二冷夹辊 的 对 中误差 不大于 毫米等 。 为 了使有缺 陷的 铸坯不热送到轧钢 车间 ， 还需要有 在线热 检验的 仪器 及 自动 管 理系统 。 厂 还发 展 了如图 所示的 自动 刮毛刺的装置 ， 把切 割时粘在铸 铸坯 括刀 刀 把升降扛杆 图 板坯 在线 刮毛 利设 备 坯 上的钢渣及毛 刺刮掉 、 以免在轧制 时损坏轧辊及影响成品质量 。 铸坯余热回收 在住友金属 的 厂 的 号 连铸机 上 ， 安设 了如图 所示 的余热锅炉 ， 用 以 回 收 铸坯的显热 【 。 他们 在 连铸机的 出坯辊道 上安装 了 一 台特 制的 热缸 吸管式 辐射型 余热锅 炉 。 锅护管是一种真空容器 ， 内装适量 的 挥发性 介质 。 锅炉管分为加 热段和放热 段 ， 加热段 吸收铸坯的辐射热使挥发介质气 化 ， 放热段在热交换器 内使挥发介质放出潜热 产生蒸汽 。 介 质 本身又凝成液体 ， 流 回到加热段去 ， 重 复吸收铸坯 的辐射热 。 如此 循环下去 ， 使 铸坯的辐 射热变为蒸汽 ， 以 资 利用 。 这种 余热锅炉的好处在于 它的结 构 简单 、 紧凑 ， 寿命长， 没有运动部 件 ， 易 于维修， 传热的反应 很 快， 它不 会 使铸坯 急剧 冷却 ， 因此 它 不妨害铸坯的 热送 轧 制 。 自从 。 年开始试验 以来 ， 运 转是很成功 的 。 他们 拟在近 期 内在 号连 铸机 上也安 设这种余热锅炉 。 组合浇铸 所谓 组 合浇铸就是在一 台板 坯连铸机 上同时浇铸两 流窄板坯 或三 流以 上的 大 方坯 的 生 产

方式。组合浇铸的好处是它能用一台 或一种规格的连铸机为厚板、带钢、 蒸汽总管 钢管及型钢轧机提供坯料。能够充分 燕汽包 发挥铸机的生产能力，提高设备的利 用率。因而它特别适用于中等产量 加热管 的、产品规格多的中型钢厂及特殊钢 反 水 厂。 系包 国外于1967年才开始在一台弧形 板坯连铸机上试浇两流窄板坯【1，那 是在西德Mannesmann钢厂进行 提道 管 的。最近几年在西班牙及日本等国开 始在一台板坯连铸机上浇铸两流板坯 图3回收余热情炉示意图 及三流大方坯。康卡斯特公司还设计制造了三流圆坯的组合浇铸机。英国钢铁公司也设计了 系列的组合浇铸机。 我国于1964年在重钢三厂的1700弧形连铸机上就进行浇铸一流(110~180)×(600~ 1500)毫米板坯和三流180×250毫米大方坯的组合浇铸生产。当时我们把这种浇铸方式叫做 一机多流浇铸。在1967年建成的重钢公司2300弧形连铸机上也采用了组合浇铸方式。它能浇 一流(25~300)×(1550~2100)毫米板坯，两流250×870毫米窄板坯、三流300毫米大方坯及 四流250毫米大方坯【]【11。而国外的组合浇铸机不但比我们晚还只限于浇铸三流大方坯。 在一台板坯连铸机上之所以能够浇两流或多流铸坯，是因为用一个中间罐浇铸厚度相同 的多流铸坯时，其凝固速度是相同的，所以能用相同的速度出坯。同时还由于浇铸窄板坯或 大方坯时，其拉坯速度较慢，一般不大于1.5米/分，即使不用液面自动控制装制也能使结晶 器内钢液面保持在适当的范围。 采用组合浇铸与采用自动调宽的结晶器比较起来，是后者的产量较低，而且不适于生产 宽度较小的矩形坯及方坯。 采用组合浇铸与采用板坯纵切工艺比较起来，是后者有大约1~1.5%的金属烧损，而且 还有在切割缝处使铸坯内部裂纹暴露出来而被氧化的危害。进行组合浇铸时，因为没有纵切 工序，所以有可能把铸坯热送轧制，从而节约能源。 组合浇铸所用的结晶器可以在宽板坯结晶器内增加水冷隔墙，使之成为多流结晶器，也 可以在一个振动框架内安装单独的结晶器，实现多流浇铸。， 7.铸还的纵切劈轧及改型轧制 为了使连铸机能够均衡地稳产高产，最好只浇铸一种或少数几种大型铸坯。然而轧钢车 间根据轧材品种与规格的不同，又需要尺寸规格不同的铸坯。为此，发展了铸坯纵切、劈轧 及改型轧制工艺。 (1)铸坯纵切 铸坯纵切工艺是把连铸的宽板坯用离线或在线火焰切割的办法，纵切成几条窄板坯。美 国大湖钢厂1977年首先采用了离线纵切工艺，把240×2600毫米宽板坯根据轧材的需要，用火 焰纵切成几条小板坯。西德贝克城尔特及赫胥凤凰最近也采用了离线纵切工艺。西德布 鲁克豪森厂1979年建了一台双流板坯连铸机，浇铸(200~250)×(1800~2600)爸米板坯， 用在线纵切办法切成几条窄板坯。他们共配备了四套切割器，每一切割器有两个切炬，·切缝 151

方式 。 组 合浇铸的好处是 它能用 一 台 或一种规格的 连铸机为厚板 、 带钢 、 钢 管及型钢 轧机提供坯料 。 能够充 分 发挥铸机的 生产能力 ， 提高设备的 利 用率 。 因而 它特别适 用 于 中 等产 量 的 、 产 品规格多的 中型 钢厂 及特殊钢 厂 。 国外 于 年才开始 在一 台弧形 板坯连铸机 上试浇两 流 窄板坯 〔吕 ， 那 是在 西德 钢厂 进行 的 。 最 近 几年在西 班牙及 日本等国开 ， ， 辊 道 水 泉 始在一 台板 坯 连铸机上浇铸 两流板 坯 图 回 收余热姆炉示 意图 及 三 流大 方坯 。 康卡斯特公司还 设计 制造 了三 流圆坯的组 合浇铸机 。 英 国钢 铁公司 也设计 了 系列 的组合浇铸机 。 我 国 于 年在重 钢三厂 的 弧形连铸机 上 就进 行浇铸一 流 毫米板 坯 和 三流 毫米大方坯 的组 合 浇铸生 产 。 当时我们把 这种 浇铸方式 叫做 一机多流 浇铸 。 在 年建成的 重钢公司 。 弧形 连铸机 上也采用 了组合 浇铸方式 。 它能 浇 一 流 毫米板 坯 ， 两 流 毫米窄板坯 、 三流 毫米大方坯及 四 流 毫米大方坯 ‘ 。 。 而国外的 组 合浇铸机不但 比我们晚还只 限于浇铸三流 大 方坯 。 在一台板坯连铸机 上之所 以 能够浇两 流或多流铸坯 ， 是 因为用一 个 中间罐 浇铸厚 度相 同 的多流铸坯 时 ， 其凝 固速度是相 同的 ， 所 以能用 相 同的速度出坯 。 同 时还 由于浇铸窄板坯 或 大方坯 时 ， 其拉坯速度较慢 ， 一般 不 大于 米 分 ， 即使不 用 液面 自动控 制装制也能使结晶 器 内钢液面 保持在适 当的范围 。 采用组 合浇铸与采 用 自动调 宽 的结 晶器 比较起来 ， 是后者 的 产量 较低 ， 而且不适 于生产 宽度较小的 矩形坯及 方坯 。 采用组 合浇铸 与采 用板坯 纵切工 艺 比较起来 ， 是后者 有大 约 的 金属 烧损 ， 而且 还有在切 割缝处使 铸坯 内部裂 纹暴露 出来 而被氧 化的危害 。 进行组 合浇铸时 ， 因为没有纵切 工 序 ， 所 以有可 能把铸坯热送轧制 ， 从 而节约能源 。 组 合浇铸所用 的结晶器可 以在宽板 坯结晶 器 内增 加水冷隔墙 ， 使之 成为多 流结晶器 ， 也 可 以在一 个振动 框架内安装单独 的结 晶器 ， 实现多流浇铸 。 铸坯的纵切 劳轧及 改型 轧制 为 了使连铸机能够均衡地稳产高产 ， 最好只 浇铸一种 或少数几 种大 型 铸坯 。 然而轧钢车 间根据轧材品种 与规格的不 同 ， 又 需要尺 寸规格不 同的 铸坯 。 为此 ， 发展 了铸坯 纵切 、 劈轧 及改型轧制工 艺 。 铸坯纵切 铸坯 纵切 工 艺是把 连铸的宽板坯 用 离线 或在 线 火焰 切 割的办法 ， 纵切成几 条窄板 坯 。 美 国大湖 钢 厂 年首先采 用 了离线 纵切 工 艺 ， 把 毫 米宽板 坯很据 轧材的 需要 ， 用 火 焰 纵切 成几 条小板 坯 。 西 德 贝 克威 尔特厂 一 及赫 胃 凤凰 厂 最近 也采 川 了离线 纵 一 一仁艺 。 西德布 鲁克豪森厂 ，年建 了一 台双 流板 坯 连铸 机 ， 浇铸 一 一 毫米板坯 ， 用在线纵切 办法 切 成几 条窄板坯 。 他们共配备 了四 套 切 割器 ， 每一 切割器 有 两个 切炬 ， 切缝

图4板坯的劈轧 图5大方坯的劈轧 为20毫米。据报道西德迪马克将为派涅一一萨尔茨吉特公司提供一台板坯连铸机，也采用在 线纵切工艺。 (2)劈轧工艺 所谓劈轧工艺就是用带有尖棱辊环的轧辊把宽板坯劈分成几条窄板坯（图4）。也可把大 方坯在轧制过程中劈分成几条小方坯如图5所示。采用劈轧工艺的好处是它可以把内部有疏 松或缩孔的铸坯在劈轧时使之焊合封闭起来而不被氧化。劈轧时不会有火焰纵切时的金属烧 损。在把大方坯劈成小方坯时，有可能把劈轧的小方坯一次直接轧成成品钢材。 (3)铸坯的改型轧制 这里所说的改型轧制工艺，是指把连铸的板坯或大方坯经过趁热连续轧制，成为较小的 板坯或小方坯，或者把板坯改轧成矩形方坯，或者改轧成大型工字形钢坯而言。 美国钢铁公司首先采用了铸坯在线轧制的方法把大板坯或大方坯改轧成小板坯或小方坯 的生产工艺。以后有不少工厂也采用了这种工艺。日本新日铁的大分厂从1980年底开始采用 板坯改型轧制的工艺，并把它发展成从炼钢到轧钢的一条龙生产制！。他们把一座高炉、 一座340吨转炉、一台RH真空脱气机和一台双流板坯连铸机联成一条流水生产线。全厂共 有两条这样的生产线，共用一套3机架改型连轧机。每条生产线能月产钢30万吨。其板坯连 铸机用恒定的速度浇铸一种规格的大板坯，通过改型连轧机轧成所需要的各种规格的板坯， 经过3000吨液压剪机，剪成定尺长度后，热送到热带及钢板车间的加热炉。改型轧制后的钢 坯温度为700~750℃，这种一条龙生产制的好处是： (1)简化了炼钢及连铸的生产管理，提高了有关生产环节的稳定性。稳定的连铸生产工 艺有利于生产无缺陷的铸坯，后者经改型轧制后可热送到轧钢车间进行轧制，有利于节约能 源。该厂目前已达到有85%的铸坯进行热送轧制。 (2)连铸机只浇一种大型板坯时，其生产能力可成倍增加。在原有的5台连铸机中可以 省掉两台，使生产工人也相应地减少。 (3)用这种稳定而可靠性大的生产方式，可以大量减少须要精整的铸坯，使板坯的库存 量比原来减少了三分之二。 152

八 ， 血 曰 图 板坯 的劈轧 图 大方坯 的劈轧 为 毫米 。 据报道西德迪 马克将为派 涅－ 萨尔茨吉特 公司提供一 台板坯 连铸机 ， 也 采 用 在 线纵切工 艺 。 劈轧工 艺 所谓 劈轧工 艺就 是用带有尖 棱辊环的轧辊把宽板坯劈分成几 条窄板坯 图 。 也可 把大 方坯在轧制过程 中劈分成 几 条小方坯如图 所 示 。 采用 劈轧工艺的好处是 它可 以把 内部有疏 松或缩孔的 铸坯在劈轧时使之焊合封 闭起来而不被氧 化 。 劈轧 时不 会有火焰 纵切 时的 金属烧 损 。 在把大方坯劈成小方坯时 ， 有可 能把 劈轧的小方坯一 次直接轧成成 品钢材 。 铸坯的改型 轧制 这里所 说的改型轧制工 艺 ， 是 指把 连铸的板坯或大方坯经 过趁热 连续轧制 ， 成为较小的 板坯或小方坯 ， 或者把板坯改 轧成 矩形 方坯 ， 或者 改轧成大型工 字形钢坯而 言 。 美国钢铁公司首先采用 了铸坯在线轧制 的 方法把大板坯或大 方坯改轧成小板坯 或小方坯 的生 产工 艺 。 以后有不 少工厂 也采用 了这种工艺 。 日本新 日铁的大分厂 从 。 年底开 始采用 板坯改型 轧制的工 艺 ， 并把 它发展成从炼钢 到轧钢 的一 条龙 生产 制 ” 。 他们 把一座高护 、 一座 吨转炉 、 一 台 真空 脱气机和一 台双流板 坯连铸 机联成一 条流水生 产线 。 全厂 共 有 两 条这样的 生 产线 ， 共用一套 机 架改型 连轧机 。 每条生产线能 月产钢 万 吨 。 其板 坯连 铸机用恒定的 速度浇铸一种规价勺大板坯 ， 通 过改型 连轧机轧成所 需要 的 各种规格的板 坯 ， 经 过 吨液压 剪机 ， 剪成定尺 长度后 ， 热送 到热带及钢板车间的 加热炉 。 改型 轧 制后 的钢 坯温度为 ℃ ， 这种一 条龙生产制的好处是 简化了炼钢及连铸的生产管理 ， 提高 了有关生产环节的稳定性 。 稳定的 连铸生产工 艺有利于生产无缺陷的铸坯 ， 后者经改型 轧制后可 热送 到轧钢 车间进 行轧 制 ， 有利 于节约能 源 。 该厂 目前 已达 到有 的铸坯进行热送轧制 。 连铸机只 浇一种大 型板坯 时 ， 其生产能力可 成倍增 加 。 在原有 的 台连铸机 中可 以 省掉两 台 ， 使生产工人也 相应 地减少 。 用这 种稳定而可 靠性大的 生产 方式 ， 可 以 大量 减少须 要精整 的 铸坯 ， 使板 坯 的 库 存 量 比原来减少 了三分之 二

采川这种新的生产制度，须行一整套新的管理及控制系统。为此增加了一套计算机管理 控制系统。实：这种生产制后四个月的1981年3月份，就川4号连铸机生产了28.6万吨铸 坯。转炉冶炼及连铸的周期时间都是35分钟。说明予计的月产30万吨的计划是可以实现的。 在转炉冶炼方面，他们把终点碳含量稳定在0.1%，然后再经RH系统进行必要的调整。 这样可使终点吹炼温度降低约14℃。 在连铸设备方面，他们把中间罐的容量加大到60吨，并改进了中间罐的耐火材料，以利 于提高铸坯的质量，及增加连浇的炉数。每换罐一次，可以连浇10炉。 英国钢铁公司发展了把板坯改轧成大型工字坯的工艺（图6）。 乳成工字还 立轧完成 连仿坯 图6 瑞典的Lesjofor钢厂于1975年发展了 平辐 一种具有一对平辊和两对立辊的三合一轧机 (图7)，可以把板坯改轧成矩型坯或方坯。 8.配合300吨转炉生产的小方还连铸机 随着钢厂的大型化发展，转炉的容量也在 随之加大，容量为300吨级的转炉已被广泛采 用。在另一方面，为了提高轧机的产量，节约 能源，又要求尽量采用较小的铸坯，借以减少 轧制道次。这就提出了小方坏连铸工艺如何配 合300吨大转炉生产的问题。国外解决这一问 题的办法有二、其一是把浇铸时间延长到120 图7 到140分钟，其二是把铸机流数增加到12流。 (1)延长浇铸时间 英国钢铁公司为了能用8流小方坯连铸机配合300吨转炉生产，对延长浇铸时间进行了可 行性的研究和试验【：】。他们首先对浇铸时间和盛钢桶内钢液的温降作了5次试验。结果证 明，在盛钢桶不须予热很长时间的情况下，出钢温度为1630~1690℃，在浇铸了120~160分 钟以后，盛钢桶钢流的温度仍有1540℃，浇完后盛钢桶内没有钢壳。假如使用带盖的盛钢 桶，还可以使温度减少6℃。盛钢桶使用周转时间从10小时减到2小时，可以减少温降10℃。 如盛钢桶使用周转时间在5小时以内，则不须予热。 他们对浇铸速度也进行了试验研究，证明浇铸100、115及140毫米小方坯时，其最高浇 铸速度分别为4、3及2米/分，也就是说每流每分钟的浇铸量大约为0.3吨。300吨钢水的浇铸 时间，采用8流连铸机时为125分钟。假如8流中的一流出了故障只浇了7流时，则浇铸时间可 153

采 川这 种 新 的 生 产 制度 ， 须 有一 整套新 的 管 理 及 控 制系统 。 为此增 加 了一套计算机 管理 控 制 系统 。 在实 行这 种 生 产 制后 四 个 月的 年 月份 ， 就 川 号 连铸机生 产 了 万 吨 铸 坯 。 转炉 冶炼及 连 铸 的周 期 时 间都 是 分钟 。 说 明予计 的 月产 万 吨 的计 划 是可 以实现的 。 在转炉 冶炼方面 ， 他们 把 终点碳 含量 稳定 在 ， 然后 再经 系统进 行必 要 的调 整 。 这样可 使 终点吹 炼温 度降低 约 ℃ 。 在 连铸 设备方面 ， 他们 把 中间罐 的 容量 加大到 吨 ， 并改进 了 中间罐 的 耐 火材料 ， 以 利 于提高铸坯 的质 量 ， 及增 加连浇的炉数 。 每换罐一 次 ， 可 以 连浇 炉 。 英国钢 铁公 司 发 展 了把板 坯改 轧成大型 工 字坯 的工 艺 图 。 立轧完成 轧成工字坯 连 铸坯 ‘ 立 轧 图 瑞典的 钢 厂 于 年发展 一种具有一 对平 辊 和 两 对立辊 的 三合一 轧机 图 ， 可 以 把板坯改 轧成矩型 坯或方坯 。 配合 吨转炉 生产 的小方 坯连 铸机 随 着钢 厂 向大型 化发 展 ， 转炉 的 容量 也在 随之 加大 ， 容量 为 吨级 的 转炉 已 被广泛 采 用 。 在 另一 方面 ， 为 了提 高轧机的产量 ， 节约 能源 ， 又要 求尽量 采 用较小的铸坯 ， 借 以减 少 轧 制道 次 。 这 就 提 出 了小方坏 连 铸工 艺如何配 合 吨大转炉生 产的 问题 。 国外解决这 一 问 题 的办法 有 二 、 其一 是 把 浇铸 时 间延 长 到 到 分 钟 ， 其二 是 把铸机流 数增 加到 流 。 延 长 浇铸 时 间 平 辐 英国钢 铁公司 为 了能 用 流 小方坯连铸机配合 吨转炉生产 ， 对延长浇铸时间进行 了可 行性的 研 究和试验 〔 ‘ “ 。 他们 首先对浇铸 时间和盛钢 桶 内钢 液的温降 作 了 次试验 。 结果 证 明 在盛钢 桶 不须 予热很 长 时间的 情况下 ， 出钢温度为 ℃ ， 在浇铸 了 分 钟 以后 ， 盛钢桶 钢 流 的 温 度 仍有 ℃ ， 浇完后盛钢 桶 内没有钢 壳 。 假如使 用带盖 的盛钢 桶 ， 还可 以使 温 度减少 ℃ 。 盛钢 桶使用周 转时 间从 小时减到 小时 ， 可 以减少温降 ℃ 。 如 盛钢桶 使 用周 转 时 间在 小 时 以 内 ， 则 不须予热 。 他们 对浇铸速度也进行 了试验 研究 ， 证 明浇铸 、 及 毫米小方坯 时 ， 其最 高浇 铸速 度分 别 为 、 及 米 分 ， 也就是 说每流每分钟 的 浇铸量 大约为 吨 。 。 吨钢 水的浇铸 时间 ， 采 用 流 连 铸机时为 分钟 。 假如 流 中的一流 出子故 障只 浇 了 流 时 ， 则浇铸 时间可

以延长到142分钟，仍能把一炉钢水浇完。125~142分钟相当于转炉出钢周期时间的4倍，可 用4台8流小方坯连铸机配合一座300吨转炉生产。 在进行了可行性试验研究以后，他们决定在Appleby-Frodingham厂建设8流小方 坯连铸机，许划年产量为50万吨，予计在1982年11月投产。8流连铸机分为两组，每组的流 间距为1100毫米，两组间相邻的流间距为2600毫米。使用了刚性的弧形引锭杆，采用了全密 封的用惰性气体保护的浇铸工艺，通过液面自动控制，进行全自动的“盲铸”。所用的钢水 全部经过真空脱气及气体搅拌。 (2)增加铸机流数 现有多流小方坯连铸机的流数最多为8流，其流间距为900~1200毫米。若是把流数增加 到12流，则须用很长的中间罐。长中间罐两端钢流的温度有时比中间钢流温度低10~20℃， 致使两端水口容易冻结，中间水口容易漏钢。为此，近几年发展了小间距的多流小方坯连铸 机，或者叫做密集型小方坯连铸机。日本石川岛播磨和国光钢公司于1979年首先发展了直结 晶器密集型小方坯连铸机【1)，其流间距为350毫米。西德Mannesmann公司设计了12流 密集型弧形小方坯连铸机【1】。 把老的小方坯连铸机从8流增加到12流时，则须采用双包出钢，把两包钢水分别注入2台 6流连铸机，或是用双水口的盛钢桶，把钢水分别注入2台背靠背或前后布置的2台6流莲铸 机，这样做不但多占厂房面积，还要多用中间罐及盛钢桶。既影响收得率的提高，又增加了 生产管理的麻烦。采用12流密集型小方坯连铸机时就使上述问题得到解决。 Mannesmann的12流密集连铸机分为四组。每组内的流间距为350毫米，两组间相邻 的流间距为500毫米。中间罐长度约为6米，相当于普通6流小方坯连铸机的中间罐长度。每 流都有单独的结晶器、二冷夹辊、拉矫机及切割装置。每组三流的结晶器共用一个振动装 置。每组三流的拉矫机共用一个水冷机架，只驱动上拉辊，可以单独驱动，也可以把一组的 上拉辊集体驱动。各个拉矫机的上辊都是用液压缸加压的旋臂式结构。 各流铸坯可以采取上下边平行布置方案，也可以采取棱形布置方案。后者的优点是能 用带有三角孔型的结晶器足辊及二冷夹辊，同时起上下左右的导向作用。其缺点是辊子的磨 损较快。 在12流密集型连铸机上，用2.25米/分的速度浇铸150毫米方坯时，可在66分钟内浇完 300吨钢水。 9.立弯式连铸机的新发限 在连铸机的发展过程中，曾经历了由立式到立弯式又到弧形连铸机的过程的。那是从降 低设备高度的角度出发而发展的过程。近几年来，由于弧形连铸机的半径不断加大，其设备 高度较小的优点已不甚明显，而其夹杂物向内弧富集的缺点也未完全解决。所以从提高铸坯 质量的角度出发，立弯式连铸机又受到人们的重视而逐渐被更多的厂家所采用。在日本从 1972年从后新建的17台大型板坯连铸机中，有5台是立弯式的，占了总数30%【11。在美国 1975年后新建的6台板坯连铸机中有3台是立弯式的[1]。铸机垂直段的长度为2.4~4.8米。 神户制钢用来浇铸300×400毫米大方坯的双流立弯式连铸机，其垂直段长度为5米。新日铁 君律厂1980年建了一台立弯式板坯连铸机，今年又将建成3号双流立弯式板坯连铸机，配合 300吨转炉生产11。 立弯式连铸机与孤形连铸机对比起来有如下特点。 (1)立弯式连铸机因为有一垂直段，有利于夹杂物的上浮，所以对减少大颗粒（大于 154

以 延 长到 分钟 ， 仍 能 把一炉钢 水浇完 。 分 钟 相 当于转炉 出钢周 期 时间的 倍 ， 可 用 台 流小方坯 连铸机 配 合一座 吨转炉 生产 。 在进 行 了可 行性试 验 研 究以后 ， 他们决定在 一 厂建设 流小方 坯连铸机 ， 许划 年 、 产量 为 万 吨 ， 予计 在 年 月投产 。 流 连铸 机分为两组 ， 每组的流 间距 为 毫米 ， 两组 间相邻的流 间距 为 毫米 。 使 用 了刚性 的弧形 引锭杆 ， 采用 了全密 封的 用惰性气体保护 的 浇铸工 艺 ， 通 过液面 自动控 制 ， 进行全 自动 的 “ 盲铸” 。 所用的钢 水 全 部经 过真空 脱气及气体搅拌 。 增 加铸机流数 现有多流小方坯连铸机的流数最 多为 流 ， 其流 间距为 毫米 。 若是 把流数增 加 到 流 ， 则须 用很长的 中间罐 。 长中间罐两 端钢流 的温度有时 比 巾间钢 流温度低 ℃ ， 致使 两 端水 口 容易冻结 ， 中间水 口 容易漏 钢 。 为此 ， 近几 年发展 了小 间距 的多流小方坯 连铸 机 ， 或者 叫做密集型小方坯 连铸机 。 日本石川 岛播磨和 国光钢公司 于 年首先发展 了直结 晶器 密集型小 方坯 连铸机 ‘ 】 ， 其流 间距 为 毫米 。 西 德 公司设计 了 流 密集型弧形小方坯 连 铸机 〔 “ 】 。 把老的小方坯连铸机 从 流增 加到 流 时 ， 则须采 用双 包 出钢 ， 把 两包钢水分别往 入 台 流连铸机 ， 或是 用 双 水 口 的盛钢 桶 ， 把钢 水 分别注 入 台背靠 背或前后 布置 的 台 流 连铸 机 ， 这样做不但 多 占厂房面 积 ， 还要多用 中间罐及盛钢桶 。 既影响收得率的提高 ， 又增 加 了 生产管理的麻烦 。 采 用 流 密集型小方坯连铸机时就使 上述问题 得到解决 。 的 流密集连 铸机分为四组 。 每组 内的 流 间距 为 毫米 ， 两组 间相邻 的 流间距 为 毫米 。 中间 罐 长度约为 米 ， 相 当于普通 流小方 坯 连铸机的 中间罐长度 。 每 流都有 单独 的 结 晶器 、 二冷夹辊 、 拉矫机 及 切 割装置 。 每组三 流 的结 晶器共用一个振动装 置 。 每组 三流 的 拉矫 机共用一 个水冷机架 ， 只 驱动 上拉辊 ， 可饭单独驱动 ， 也可 以把一组的 上拉辊 集体驱动 。 各个拉矫机的 上辊都是用液 压缸加压的旋臂式结构 。 各流铸坯可 以 采取 上下边平行布置 方案 ， 也可 以 采取棱 形布置 方案 。 后者 的 优 点是能 用带有三角孔型 的 结 晶器 足辊及二 冷夹辊 ， 同时起 上下左右的导 向作用 。 其缺 点是 辊子 的磨 损较快 。 在 流密集 型 连铸机 上 ， 用 米 分的 速度 浇铸 幼毫米 方坯时 ， 可在“ 分 钟内 浇完 吨钢水 。 立 有式连铸机 的新发展 在连铸机 的 发展 过程 中 ， 曾经历 了 由立式 到立弯式又到弧形 连铸机的 过程 的 。 那是 从降 低设备高度的角度 出发而发 展的 过程 。 近几 年来 ， 由于弧形 连铸机的 半径不断加大 ， 其 设备 高度较小 的 优 点 已不甚 明显 ， 而 其夹 杂物 向内弧富集的缺 点也未完全 解决 。 所 以从提高铸坯 质量 的角度 出发 ， 立弯式连 铸机又受 到人们 的 重视 而逐渐被更 多的厂 家所采 用 。 在 日本从 年从后新建 的 台大型板坯连铸 机 中 ， 有 台是立弯式 的 ， 占了 总数 ’ “ 。 在 美国 年后新建的 台板坯连 铸机 中有 台是立弯式 的 ‘ 。 铸机垂直段的 长度为 米 。 神户 制钢 用来 浇铸 毫米大方坯 的双 流立弯式 连铸机 ， 其垂 直段 长度为 米 。 新 日铁 君 津厂 年建 了一 台立弯 式板坯 连铸机 ， 今年又将建成 号双 流立弯式板 坯连铸机 ， 配合 吨转炉生产 ‘ ’ 。 立 弯式 连 铸机与弧形连 铸机对 比起来有如下特点 。 立 弯 式 连 铸机因为有一 垂 直段 ， 有 利于夹 杂物 的 上浮 ， 所 以对 减少大 颗粒 大于

100μm)夹杂物有明显效果。夹杂物的颗粒愈大、浇铸速度愈高（大于].4米/分)，其效 果愈明显。 (2)在皮下氧化铝的分布方面，立弯式与弧形连铸机无明显区别。 (3)在立弯式连铸机上，铸坯在有液芯的状态下经受弯曲和矫直两次弯曲过程，产生表 面及内部裂纹的机会要多些。解决这一问题的办法是采用多点弯曲和矫直，并采用适当的二 次冷却制度。 10.特殊钢的连铸 在特殊钢的生产过程中采用连铸技术的想法，在歌洲始于60年代中期，在日本始于70年 代，在美国始于80年代「1】。但连铸技术在特殊钢厂的广泛应用则是近几年的事。目前用连 铸法浇过的钢种，包括不锈钢、表面硬化钢、热处理钢、弹簧钢、轴承钢及几乎所有的常用 钢种。特殊钢的连铸比例也在迅速增长。.例如西德的Rockling-Burbach特钢厂月产25万 吨，其连铸比已达80%，不久将实现全连铸。 为了保证铸坯有合平要求的高质量，普遍采取了如下措施。 (1)钢水进行炉外精炼，真空处理，使其含氧量小于30PPm。进行吹氧净化钢水并调 整温度，以便在低的过热度下进行浇铸。 (2)采取容量较大、液面较深(1米或更深)，带有1~2道挡渣墙的中间罐，罐衬用碱 性耐火材料修砌。 (3)从盛钢桶到中间罐，从中间罐到结晶器都有惰性气体保护，通过自动检测液面，实 行全封闭的“盲铸”。 (4)自动控制结晶器的钢液面，其波动幅度限制在土2~4毫米范围内。结晶器用较高频 率（200~400次/分以上)、较小振幅(2~4毫米)振动。 ·(5)采用半径较大（R=15米)的孤形铸机，在全凝固以后再进行矫直，以降低铸坯矫 直应力。 (6)采用较低的浇铸速度和较弱的二冷强度，以利于夹杂物的上浮和减少中心疏松及偏 析。 (T)采用结晶器及二冷区的联合电磁搅拌，以改善铸坯的表面及内部质量。 11.连铸设备的改进 为了使连铸机能够长时间地正常运转，生产优质铸坯，在铸机设计及选用材质方面也作 了不少改进。除了在上文的叙述中涉及到的设备特点以外，还有下列几个主要方面。 (1)配合多炉连浇，保护浇铸，普遍采用了带有升降装置的大包回转台及中间罐车。 (2)采用了容量大、钢液深的中间罐。以利于夹杂物的上浮及有利于多炉连浇。普遍采 用带有挡渣墙的T形中间罐。罐内能容纳连铸10分钟的钢水。例如日本新日铁八播厂的连铸 机采用了65吨容量的中间罐，川崎千叶厂的连铸机采用了75吨容量的中间罐。这些中间罐的 钢液深度都在1000毫米左右。普逼采用了碱性内衬及滑动水口的中间罐。 (3)板坯连铸机普遍采用了自动调宽的结晶器。采用新的铜合金制造结晶器。最近正在· 研究试验在铜壁上电镀5毫米厚的铜镍硅合金，以延长其使用寿命【11。意大利的Valsugana 厂的4流方坯连铸机上使用了铜锆铬合金的结晶器[2】，效果较好，其导热系数虽稍低些 (315W/mK),但它的再结晶温度却较高（500℃)，硬度也较高(20℃时为125HB)。 而常用的银铜合金，其导热系数虽稍高(370W/mK),但其再结晶温度却较低(370℃)， 硬度也较低(80一85HB)。还普遍采用了小振幅、高频率的结晶器振动方法。采用了自动 155

卜 夹 杂物 有 明显 效果 。 夹 杂物 的 颗粒愈 大 、 浇 铸 速 度愈高 大 于 米 分 ， 其效 果 愈 明显 。 在皮 下氧 化铝的 分布方面 ， 立弯式 与弧形 连铸机 无明显 区别 。 在立弯式 连铸机 上 ， 铸坯 在有液芯 的状态下经受 弯 曲和矫 直 两次弯曲过程 ， 产生表 面 及 内部裂 纹 的 机会要 多些 。 解 决这一 问题 的办法 是采用 多点弯曲和矫直 ， 并采 用适 当的二 次冷却制度 。 特殊钢的连 铆 在特殊钢 的生产 过程 中采 用 连铸技 术的 想法 ， 在 欧洲始于 年代 中期 ， 在 日本始于 年 代 ， 在 美国 始于 年代 ‘ 。 但 连铸技 术在特殊钢厂 的广 泛应 用则是近几年的事 。 目前用 连 铸法浇过 的钢 种 ， 包括不 锈钢 、 表面 硬 化钢 、 热 处理钢 、 弹 簧钢 、 轴承钢及 几乎所有的 常用 钢种 。 特殊钢 的 连铸 比例 也在迅速增 长 。 例 如西德 的 一 特钢厂 月产 万 吨 ， 其 连 铸 比 已达 ， 不 久将实现全 连铸 。 为 了保 证 铸坯有 合乎要求的 高质量 ， 普遍采取 了如下措施 。 钢 水进行炉 外精炼 ， 真 空 处理 ， 使 其 含氧量 小 于 。 进行吹氧 净化钢 水并调 整温 度 ， 以便 在低 的 过热度下进行浇铸 。 采 取 容量 较大 、 液面 较深 米或更深 ， 带有 道挡渣 墙 的 中间罐 罐衬 用碱 性耐火材料修砌 。 从盛钢桶 到 中间罐 ， 从 中间罐 到结晶器都有惰性气体保护 ， 通过 自动检测液面 ， 实 行全封 闭的 “ 盲铸” 。 自动控 制 结晶器 的钢液面 ， 其 波动幅度限制在 土 毫米范 围 内 。 结 晶器 用较高频 串 次 分 以 上 、 较小振幅 毫米 振 动 。 · 采 用半径 较大 米 的 弧形铸机 ， 在全 凝 固以后 再进 行矫直 ， 以 降低 铸坯矫 直应 力 。 采 用较低 的 浇铸速度和 较弱 的二冷 强度 ， 以 利于夹杂物的 上浮 和减少 中心疏松及偏 析 。 作 采 用 结 晶器 及 二 冷区 的联 合 电磁搅拌 ， 以改 善铸坯 的表面及 内部 质量 。 连 幼设 备的改进 为 了使 连 铸机能够长 时间地 正 常运 转 ， 生 产优 质铸坯 ， 在铸机设计 及选 用材质方面 也作 了不少改 进 。 除 了在 上文 的叙述 中涉及 到的 设备特 点以外 ， 还有下列 几个主要 方面 。 配 合多炉连浇 ， 保护浇铸 ， 普 遍 采用 了带有升降装置 的大包 回转台及 中间罐车 。 采 用 了容量 大 、 钢 液深的 中间罐 。 以利于夹杂物的 上浮 及有 利于 多炉 连浇 。 普遍采 用带有挡渣墙 的 形 中间罐 。 罐 内能容纳连铸 分钟的钢 水 。 例 如 日本新 日铁八播厂 的 连铸 机采 用了 吨 容量 的 中间罐 ， 川 崎千 叶厂 的 连铸机采 用 了 吨 容量 的 中间罐 。 这些 中间峨的 钢 液深度都在 毫米左右 。 普 遍采 用 了碱性 内衬及滑 动水 口 的 中间罐 。 板坯连铸机普温采 用 了 自动调 宽的 结晶器 。 采用新 的 铜合 金制造 结 晶器 。 最 近正 在 研究试 验 在铜 壁 上 电镀 毫米厚的铜 镍硅 合金 ， 以延长 其使 用寿命 ‘ “ 〕 。 意大利的 厂 的 流方 坯 连 铸机 上使 用 了 铜 错铬 合 金的 结 晶 器 乞 。 、 ， 效果 较好 ， 其导 热 系数 虽稍低 些 ， 但 它的再结 晶温度却较高 ℃ ， 硬 度也较高 ℃ 时为 。 而 常用 的 银铜 合 金 ， 其导 热 系数 虽稍高 ， 但 其再结晶温 度却较低 ℃ ， 硬 度也较低 。 还 普遍采 用 了小振幅 、 高频率 的结晶器 振 动方 法 。 采 用 了 自动

加保护渣的装置。 (4)采川了上装引锭杆，及整体弧形引锭杆，以缩短浇铸前的准备时间。采用结品器及 头段二冷夹辊的整体快速更换装置，以缩短铸机的维修时间。 (5)为使铸坯不产生裂纹及变形，就要使二冷夹辊有较高的对中精度，使其误差不大于 0.5~1毫米。为此，发展了多种型式的二冷辊缝自动检测、自动记录装置。设计二冷夹辊 时，要为安装电磁搅拌器留出余地。机械的二冷辊缝的调整机构比液压的更可靠些。 (6)为了防止铸坯鼓肚，产生内裂，在二冷区上部采用了多点支承、通水内冷、小直 径、小间距的二冷夹辊。铸坯在二冷夹辊间的鼓肚量与夹辊间距L,通过辊间距的时间t,钢 液静压P及坯壳厚度h有关。其最大鼓肚量max所用下式表示【2！。式中C是冷却状态系 数。 Y=CPiL h88 可以看出，夹辊间距及坯壳厚度对鼓肚变形量的影响较大。近几年来在欧洲新设计的板坯连 铸机，其夹辊间距约为450毫米，而在1975年以前的设计则多为550毫米左右。 (7)对连铸中的铸坯采取多点弯曲、多点矫直及压缩浇铸等措施，以免使铸坯在弯曲时 使两相区产生过大的拉应力而造成内裂。 (8)在铸机的火焰切割区安设了隔绝噪音及防护烟尘的设施，以保护环境卫生。 12.几种新型连铸机 近几年来，在新型连铸机的发展方面也有较大进展。除了在前几年已经用于工业生产的 立式旋转离心连铸机外，还有下列几种新型连铸机。 (1)水平连铸机 把水平式连铸机应用于钢铁工业的尝试，已经有很多年的历史。但成功地用来连铸钢 坯，还是在近几年由英国Davy-Loewy公司首先试验成功的。日本钢管买了英国专利， 又加以发展，使之在1978年成为工业生产的设备【2！。他们先在福山钢厂建设了一台单流中 间试验装置，成功地浇出了70~150毫米方坯及120~210毫米圆坯。不久又增加了一流，使 之成为双流机组。所用结晶器长度为300~450毫米。利用液压传动，实现有反推、间歌及正 拉的间断拉坯方式。浇铸115毫米圆坯时，用2~3米/分的速度出坯。在结晶器与中间罐的联 接处，采用了掺有5~15%BN的Si,N,联接环。在拉坯的运动中增加了适当的反推运动，因 而可以避免产生横裂。当钢水的过热温度太高时，会导致铸坯中心疏松，所以在结晶器后面 3.4及6米处各装了一个电磁搅拌器。铸出的钢坯，其内部及表面质量都较好。 Davy-Loewy公司最近还用水平连铸机试诗了合金钢，其初步成果如下I2)。 浇铸碳含量在0.25~0.4%，合金含量在5~8%的低合金钢时，其浇铸工艺与浇铸普碳 钢相同，铸坯的内外质量都很好。只是在钢水过热度较高时（约为50℃）中心有点疏松而 已。 用8吨盛钢桶进行304不锈钢的浇铸时，须采取如下措施。 ①联接环的BN含量须适当增加，以抵抗高铬合金钢的侵蚀性。 ②联接环及其座砖的接缝要求更加严密，以防不锈钢水的摻入，造成飞刺而生横裂。 ③不锈钢的凝缩量较大，所以须用有倒锥度的结晶器，同时还须增加钢水的静压力， 使初凝的坯壳与结晶壁有较好的接触。还建设适当减少结晶器的冷却水量，因为不锈钢的导 热性较差。 156

加 保护渣 的 装置 。 采用 了 上装 引锭杆 ， 及 整体弧形 引锭杆 ， 以缩短浇铸前 的 准备 时间 。 采 用结 晶器 及 头段二 冷夹辊的 整体快速更 换装置 ， 以缩短铸机的 维修时间 。 为使铸坯不 产生 裂纹及 变形 ， 就要使二 冷夹辊有较高的 对 中精度 ， 使其误差 不大于 毫米 。 为此 ， 发展 了多种型 式的二 冷辊缝 自 动检测 、 自动记 录装置 。 设计 二 冷夹辊 时 ， 要 为安装 电磁搅拌器 留出余地 。 机械的二 冷辊缝的调 整机构 比液压 的更可靠些 。 为了防止 铸坯鼓 肚 ， 产生 内裂 ， 在二 冷区 上 部采 用 了多点 支承 、 通水内冷 、 小直 径 、 小 间距 的 二 冷夹辊 。 铸坯在二冷夹辊 间的 鼓肚量 与夹辊间距 ， 通过辊 间距的 时间 ， 钢 液静压 及 坯壳厚 度 有关 。 其最 大鼓 肚量 所 用 下式 表 示 ’ 〕 。 式 中 是 冷却 状态 系 数 。 ’ 。 ‘ ’ ’ 一 ‘ 可 以 看出 ， 夹辊 间距 及坯壳厚度对鼓肚变形 量 的影响较大 。 近几 年来在欧洲新设计 的板坯连 铸机 ， 其 夹辊 间距 约为 毫米 ， 而在 年以前 的 设计 则 多为 毫米左右 。 对 连铸 中的铸坯采取多点弯曲 、 多点矫 直 及压缩浇铸 等措施 ， 以免使铸坯 在弯曲时 使 两相 区 产生 过大的 拉应 力 而造成内裂 。 在铸机的 火焰切割区安 设 了隔 绝噪音及防护烟尘的设 施 ， 以保护环 境卫生 。 几 种靳组 连铸机 近几 年来 ， 在新型 连铸机的 发展方面 也有较大进展 。 除了在前几 年巳经 用于工 业生 产的 立式旋转离心 连 铸机外 ， 还 有下列几种新型 连铸机 。 水平连铸机 把 水平 式连铸机应 用 于 钢 铁工 业的尝试 ， 已经有 很多年的历史 。 但成功地 用来连铸钢 坯 ， 还是 在近几 年 由英国 一 公 司 首先试 验成功的 。 日本钢管 买 了英国专利 ， 又加以 发 展 ， 使之 在 年成为工业生 产的 设备 。 他们 先在福 山钢厂 建设 了一 台单流 中 间试验装置 ， 成功 地浇出了 毫米方坯及 毫米圆 坯 。 不久 又增 加 了一 流 ， 使 之 成为双 流机组 。 所 用结 晶器 长度为 毫米 。 利 用液压传动 ， 实现有反推 、 间歇及 正 拉的 间断拉坯方式 。 浇铸 毫米圆坯 时 ， 用 米 分的 速度出坯 。 在结晶 器与中间峨的联 接处 ， 采 用 了掺有 的 联接环 。 在拉坯的运 动 中增 加 了适 当的反推运动 ， 因 而可 以 避免产生 横裂 。 当钢 水的 过热温 度太高 时 ， 会导致铸坯 中心疏松 ， 所 以 在结晶器后面 及 米处 各装 了一 个 电磁搅拌器 。 铸出的钢坯 ， 其 内部及表面 质量都较好 。 “ 一 。 “ 公 司 最 近还 用水平连铸机试 津了合金钢 ， 其初步 成果如下 ‘” ’ 。 浇铸碳 含量 在。 ， 合 金 含量 在 的低 合金钢 时 ， 其浇铸 工艺与浇铸普碳 钢相 同 ， 铸坯 的 内外 质量都 很好 。 只是在钢 水过热 度较高时 约 为 ℃ 中心有点疏松而 已 。 用 吨盛钢 桶 进行 不锈钢 的 浇铸时 ， 须采取如下措施 。 ① 联接环的 含量 须适 当增 加 ， 以抵抗高铬合金钢的侵蚀性 。 ② 联接环 及 其座砖的接缝要求更加严密 ， 以 防不 锈钢水的 掺入 ， 造成飞 刺而生横裂 。 ③ 不 诱钢的凝缩量 较大 ， 所 以须 用青倒锥度的 结晶器 ， 同时还须增 加钢水的静压 力 ， 使初 凝 的 坯壳 与结 晶壁 有较好的接触 。 还 建设适 当减少 结晶器的 冷却水量 ， 因为不锈钢 的 导 热性较差