七、连铸理论及工艺
7.1连铸技术的发展
模铸与连铸的区别及特点
1.简化了生产工序
模铸生产必须经过初轧机进行开坯的工序，而连铸坯生产则省略了这一过程，降低了均热炉的加热能耗，缩短了从钢水到成坯的周期时间。
2.增加了金属收得率
铸锭模浇铸时，从钢水到成坯的收得率大约84%-88%，连铸后的收得率约95%-96%。
3.减少了能源消耗
与模铸相比，连铸能节约大量能源。按我国消耗水平推算，每吨连铸坯综合节约能耗130KG标准煤
4.改善了劳动条件，易于实现自动化
模铸工艺是炼钢生产中劳动条件最差的工序，采用连铸后，基本实现机械化，很多实现自动化。
5.提高铸坯质量
由于连铸坯冷却速度快，整体断面比模铸坯小，相应的浇铸条件稳定可控，因此连铸坯内部的组织均匀，致密，偏析少，性能相对稳定。
7.2连铸的主要设备及生产工艺
1.连铸机的类型
1-立式连铸机；2-立弯式连铸机；3-直结晶器弧形连铸机；4-弧形连铸机；5-多半径弧形（椭圆形）连铸机
2.主要工艺参数
连铸机的主要设计参数：
铸坯断面
根据钢材轧制所需要的压缩比确定（1.55）；根据炼钢和轧钢的能力来匹配
拉坯速度
弧半径铸机圆弧半径(m)通常可以按铸坯厚度D的若干倍数来确定：
R＝(3050)_D，m
冶金长度铸机的冶金长度指铸坯的最大液芯长度。3.主要设备特点
钢包回转台回转台双臂可以单独回转和升降，两个钢包的相对位置可以变化，转角可达260。中间包及其运载设备承接钢包钢水的过渡装置，稳定钢流，减少钢液的冲刷，适当增加中间包内钢水停留时间利于钢水夹杂物上浮
具有良好的导热性能，生成足够厚度的坯壳；
结构刚性好，简单，易于制造，拆装、调整和维修方便；
较好的耐磨性和较高的寿命；
在保证足够刚度条件下，重量轻；
具有足够高的强度和硬度，减少结晶器内衬的扭曲变形和机械磨损。
二次冷却装置主要对铸坯进行强制冷却，其次是对铸坯起导向作用
拉坯矫直机所有连铸机必须配有拉坯弧形连铸机生产的铸坯必须是直铸坯，当铸坯出拉坯机后必须进行矫直。
引锭装置
铸坯切割装置
7.3连铸的主要缺陷
裂纹、偏析、皮下缺陷等
内部缺陷：内部裂纹、疏松、偏析、夹杂物等；
内部裂纹的成因
凝固前沿受到的拉应力引发的应变超过了其抵抗裂纹产生的最大变形(裂纹产生的临界应变量)，凝固前沿就会沿枝晶界面开裂，形成内部裂纹。
内部裂纹产生的临界应变得出的临界应变分歧较大，在0.53.8％之间。
防止内裂纹的对策：
降低[P]、[S]等杂质含量；
避免过高的过热度；
适当的拉速；
强的二次冷却；
多点弯曲、矫直；
铸机对弧、对中、磨损等控制。
表面缺陷：裂纹（纵裂、横裂、角裂、网状裂纹等）；夹渣、大型夹杂物、气孔等；防止铸坯表面纵裂纹措施
采用较高凝固温度、结晶温度保护渣；
保护渣均匀流入；
液面波动控制；
适当控制拉速；
Mn/S比；
二冷弱冷。
形状缺陷：脱方、鼓肚等。
7.4连铸的洁净度控制
保护渣、中间包冶金、保护浇注
提高连铸坯的净化处理
①钢液的净化，采用各种精炼技术对钢水进行净化，如钢包吹氩，喷粉处理，合成渣洗②防止连铸过程中钢水的二次氧化连
铸钢流的保护可以从钢包到中间包，中间包到结晶器来考虑
③利用中间包冶金去除夹杂物上下挡渣墙
④在结晶器中采取促使夹杂物上浮的措施：电磁制动
7.5连铸的单元技术
结晶器、二冷水、中间包、电磁搅拌、轻压下技术
具有良好的导热性能，生成足够厚度的坯壳；
结构刚性好，简单，易于制造，拆装、调整和维修方便；
较好的耐磨性和较高的寿命；
在保证足够刚度条件下，重量轻；
具有足够高的强度和硬度，减少结晶器内衬的扭曲变形和机械磨损。
二冷主要有喷水或气水喷雾冷却两种方法
铸坯带着液芯进入二冷区接受喷水冷却，使铸坯完全凝固，同时避免铸坯表面和内部缺陷。传热方式：
1.水滴蒸发，带走热33％；
2.加热冷却水和辐射，各带走热量约25％；
3.支撑辊传热，带走热17％。
电磁搅拌
轻压下技术
将凝固终点附近辊列的收缩度由常规的0.2mm/m左右增加到0.8-1.4mm/m;补偿钢水凝固造成的收缩，消除由此引起的钢水流动，使中心偏析显著减轻。