国内连铸技术状况与建议

随着钢铁冶金技术的不断发展，我国大多数国有大型钢铁企业炼钢工艺落后的状况得到了有效改善，连铸等生产工序有了突飞猛进的发展，这就要求我们进一步统筹全局，做好连铸设备的管理和维护。

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。从某种程度上说，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，连铸技术的迅速发展，对冶金行业内的其它行业起到了推动和促进作用，对企业产品结构调整和组织结构优化发挥了重要作用。

一、我国连铸技术的发展状况

连铸，即连续铸钢（ContinuousSteelCasting）的简称。钢铁厂生产各类钢铁产品的过程中，使用钢水凝固成型有两种方法：传统的模铸法和连铸法。而在20世纪50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，以及节约能源等显著优势。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80年代，连铸技术作为主导技术逐步得到完善，并在世界各地主要产钢国得到大幅应用。到了90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90年代初中国的连铸比仅为30％。近年来，连铸技术在我国一直作为部级重点课题项目进行研究。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，在铸造过程中就会出现问题。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，金属应尽量与大气隔离。在中间包，任何夹杂物（包括气泡及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应用于制造液压阀体、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、制冷等行业已有广泛用途。

二、连铸技术

1．连铸工艺的优点

连铸的生产过程是一个连续动态的过程，钢液将潜热和显热释放出来，凝固成有规则的铸坯形式。钢在这一过程中完成由液态向固态的转变。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）极大地简化生产工艺流程。原有的模铸工艺从脱模、整模、钢锭均热到开坯，极大地增大了生产投资，据有关报道，采用连铸工艺进行生产，占地面积可减少30%，操作费用可节省40%，基建投资可节省40%，耐火材料的消耗可减少15%。

（2）在很大程度上提高金属的收得率。一方面，连铸生产使钢坯的切头切尾损失大幅度降低；另一方面，通过连铸生产，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，有效地提高金属的收得率。

（3）有效地降低生产过程中的能耗，避免钢锭开坯加热过程中的燃料消耗，总体减少消耗近一半。

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

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。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。我们不但要考虑炼钢炉的容量大小和连铸机的生产能力，同时要兼顾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。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的最为重要的工艺参数。

（4）弧形连铸机的半径（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。

三、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，极大地缩短了工艺流程，有效地减少了能源消耗，降低了生产成本。

四、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，这种碳化反应非常快，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，要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，以达到合理生产的目的，取得切切实实的经济利益。