水平连铸

冶金工程术语

水平连铸指的是钢水由水平方向注入水平放置的结晶器内，铸坯凝固过程和在铸机内运动直至到达冷床均呈水平状态的连续铸钢类型。水平连铸机的设备比弧形连铸机轻高度低可在旧有厂房内安装，从而大量节约工程造价特别适合于小钢铁厂的技术改造。

介绍

水平连铸是国际上70 年代后期发展起来的新技术，它与常规的立式和弧形连铸相比有许多优点：水平连铸机的设备比弧形连铸机轻高度低可在旧有厂房内安装，从而大量节约工程造价特别适合于小钢铁厂的技术改造。

由于水平连铸的结晶器成水平布置,钢水在结晶器内的静压力低避免了铸坯鼓肚,水平连铸的中间罐和结晶器之间是密封连接的有效地防止了钢流二次氧化；铸坯清洁度高其夹杂含量一般仅为弧形坯的1/8 ~1/16,故铸坯质量好,利于浇含易氧化元素的合金钢等钢种和小断面优质钢坯铸坯；水平连铸不需矫直,所以可浇注弧形连铸机不能浇注的裂纹敏感的特殊钢种。

水平连铸机几乎可以连铸所有的特殊钢高合金钢和非铁基合金.目前发展水平连铸机的三大关键技术:即分离环、结晶器和拉坯机构已得到解决,影响水平连铸坯质量的拉程冷隔缺陷和夹杂物聚集在上表面附近的问题,中心疏松、中心偏析等这些缺陷与立式、弧形连铸机相比并不严重。现有的技术措施（中间包加热控制钢水温度、结晶器及二冷段电磁搅拌、结晶器及二冷段的控制冷却技术等）已能减轻这些缺陷对水平铸坯的危害。为此水平连铸机很早就受到了国内有关方面的重视。国内已有许多钢厂用水平连铸机生产圆管坯、方坯、矩形坯等。水平连铸机继立式立弯式和弧形连铸机之后即将成为第四代连铸机而广泛发展起来，因此有资料称它是连铸机的未来。

发展简史

水平连铸技术的研究起始于19世纪中叶，到1930年该技术在一些国家用于浇铸铜、铝等有色金属和铸铁。50年代开始，苏联、美国等开始对钢的水平连铸技术进行开发研究，中国在50年代后期也进行过试验研究。60年代美国大众汽车公司（General Motors、简称GM公司）开始做中间试验，1977年德国古斯技术公司（Technica-Guss简称TG公司）引进GM公司的基本专利进行开发研究、取得成功。并有10多台水平连铸机在世界各地的钢厂投入使用。与此同时英国戴维（Davy-Loewy）公司与日本钢管公司（NKK）共同开发研究，并在福山钢铁厂建设了工业生产铸机。此外在70年代后期到80年代前期，联邦德国的德马克（Demag）公司、克虏伯（Krupp）公司、意大利的丹尼利（Danieli）公司和前苏联相继发展了各有特色的水平连铸机。中国于80年代曾引进TG公司的水平连铸机及有关技术，与此同时马鞍山钢铁公司钢铁研究所、北京钢铁研究总院与成都无缝钢管厂合作，研究开发水平连铸技术并建设了一批水平连铸机共20余台，主要浇铸圆坯，做无缝钢管坯料，但由于生产成本高，质量不稳定，至今多数铸机处于停顿状态。

工艺原理

水平连铸机的各个工艺设备（中间罐、结晶器、铸坯导向和二次冷却装置、拉坯机、输送辊道，切割设备等）均沿车间地坪呈水平状态布置在一条直线上。由于结晶器是水平放置，钢水不能像立式连铸或弧型连铸那样从上往下注入，所以中间罐与结晶器紧密地连接在一起，中间安有闸板，开始浇钢时，闸板关闭，待中间罐接受钢包注入的钢水到达一定高度（超过结晶器断面高度），才开始打开闸板让钢水流进结晶器，结晶器尾部有引锭杆将出口封住，待结晶器内充满钢水后，启动拉坯机将初凝铸坯拉出。

结晶器进口端安有分离环，造成钢液与凝固初生坯壳的人工分离面。一般结晶器由两段组成，第一段（与中间罐相连）是铍青铜管外通冷却水、第二段内壁是高纯石墨材料，外部是间接水冷。随后的二次冷却段大都是空气自然冷却（因为结晶器很长），大断面铸坯也可用喷雾水冷。水平连铸的拉坯方式是专门设计的“拉、停、推”动作，称为拉坯曲线。拉坯机有双辊或四辊夹持、用液压伺服电机或力矩马达驱动，也可用夹钳方式由液压传动实现拉坯曲线的动作。铸坯拉出，待完全凝固经剪切成定尺后由辊道输送至冷床。

工艺特点

水平连铸具有以下特点：

（1）连铸机的高度很低，可以在低矮厂房或旧厂房内安置；

（2）适宜于浇铸小断面铸坯，最小断面可铸出直径为4mm的圆线，现有的水平连铸机浇铸断面直径大多是70～180mm，最大不超过300mm，生产板坯有一定困难；

（3）中间罐与结晶器密封连结，可避免钢流二次氧化，有利于保持钢水的纯洁度；

（4）铸坯在铸机内没有弯曲、矫直过程，可避免出现弯曲或矫直应力引起的裂纹缺陷；

（5）铸机生产能力低，因为一个中间罐一般只能连接两个流道，拉速较低，铸坯断面较小，作业率较低；

（6）铸坯生产成本较高，辅助材料（分离环、石墨段结晶器等）价格高；

（7）适宜于浇高合金钢、裂纹敏感性强的钢种或难变形金属；

（8）铸机水平放置、钢水静压力小，凝固过程中，钢水补缩不力，铸坯中心易出现缩孔。

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