連續鑄鋼

連續澆鑄技術從提出到世界上第一台工業生產用連鑄機建成（1950年）經過了一百餘年；之後又經過五十年，連鑄生產工藝、設備、產品質量各方面不斷髮展與完善。世界連鑄技術發展大體經歷6個階段：

(1)連續澆鑄方法提出到初步連鑄法（20世紀30年代至40年代）。19世紀40年代，美國的塞勒斯（G.E.Sellers）、萊恩（J.Lainy）、英國的貝塞麥（H.Bessemer）提出了各種連續澆鑄有色金屬的方法。

20世紀30年代至50年代，連鑄機的各種專利機型和設備競相投入試驗生產，如傾斜式連續鑄鋼機（蘇聯），水平式連鑄機，輪帶式連鑄機等。

(2)立式連鑄機進入鋼生產領域（20世紀50年代）。由德國人德倫（R.M.Daelen）提出立式連鑄機的雛形，與S·容漢斯（S.Junghans）的結晶器振動技術組合，1933年第一台澆鑄黃銅的立式連鑄機取得成功。隨後又建立澆鋼的試驗機組。1946～1947年，美國、英國、日本、奧地利都建了試驗機組。1950～1958年，德國曼內斯曼（Mannesman）公司、蘇聯紅十月冶金廠、英國巴路廠（Barrotw）、加拿大阿特拉斯廠以及中國的重慶第三鋼鐵廠都建立了不同型式的生產型立式連鑄機。

(3)弧形連鑄機的應用(20世紀60年代)。弧形連鑄機由於其技術的優越性，從應用開始很快得到了推廣。20世紀70年代佔連鑄機的54%，到80年代初已達78%，所佔比例大幅提高。德國於1963年建成一台200mm×200mm斷面的弧形連鑄機，1964年又建成大型板坯（2100mm）弧形連鑄機。此間，瑞士康卡斯特（Coneast）設計的弧形連鑄機投入熱試車。中國由徐寶隍等設計的重鋼三廠1500mm寬弧形連鑄機也投入熱試車。

(4)連鑄技術迅速進入大規模生產（20世紀70年代）。20世紀70年代，世界發生能源危機，促進了節省工序和能耗的連鑄技術的推廣應用，如當時的日本，連鑄比從1970年的5.6%上升到1980年的59.5%，是連鑄比上升最快的國家。意大利、法國、德國、美國、蘇聯，連鑄坯產量每年增加100萬噸以上。到1980年，全世界已建成連鑄機1000多台，一大批大型鍊鋼廠實現了全連鑄，年生產能力都超過200萬噸。

(5)連鑄技術全面高速發展時期（20世紀80年代至90年代）。這一時期連鑄技術在生產上廣泛被採用，連鑄裝備、工藝及相關技術全面高速發展。

生產工藝流程採用鍊鋼一精煉一連鑄的優化組合，中間包冶金受到高度重視。中間包容量擴大，包內鋼液深度由60年代的300～400mm增長到800～1200mm。結晶器的變化：板坯結晶器普遍採用在線調寬；方坯結晶器注重內型的構造，如以鑽石形、凸形、拋物線形錐度結晶器替代以往的單錐度、雙錐度結晶器；結晶器可快速吊裝更換與對中、液壓振動技術。

為提高鑄坯質量，提高拉坯速度，防止板坯鼓肚，板坯二冷區普遍採用氣一水噴霧替代水噴嘴，二冷導輥改用多支點分節輥、小輥徑密排佈置、多點矯直、多點彎曲、流道輥縫收縮或輕壓下、動態輕壓下。計算機的介入不僅為自動控制提供了方便，併為監測、數據收集分析、前後工序的聯繫，建立生產過程控制系統，包括冶煉、連鑄、軋鋼一體化以及質量保證體系在內的過程控制系統。

連鑄技術的進步與高速發展是相輔相成的。1980年世界連鑄比為29.9%，1990年連鑄比達64.1%，2000年連鑄比達到86%。連鑄比超過90%的國家或地區有40個以上。

(6)連鑄的技術進步與發展時期（20世紀90年代及21世紀）。高效連鑄技術的發展為連鑄機實現高效率生產創造了條件，拉速、作業率、漏鋼率、鑄坯無缺陷率等指標均得到改善，一些工廠的連鑄生產效率全面上升。 ^[2] 

連鑄是鋼水處於運動狀態下，採取強制冷卻的措施連續生產鑄坯的過程。從鍊鋼爐出來的鋼液注入鋼包內，經二次精煉處理後運到連鑄機上方，鋼液通過鋼包底部的水口注入中間包內，中間包再由水口將鋼水分配到下口由引錠杆頭封堵的水冷結晶器內。在結晶器內，鋼液沿其周邊逐漸冷凝成坯殼。當結晶器下端出口處坯殼有一定厚度時，同時啓動拉坯機和結晶器振動裝置，使帶有液芯的鑄坯進入由若干夾輥組成的弧形導向段。鑄坯在此一邊下行，一邊經受二次冷卻區中許多按一定規律佈置的噴嘴噴出霧化水的強制冷卻，繼續凝固。在引錠杆出拉坯矯直機後，將其與鑄坯脱開。待鑄坯被矯直且完全凝固後，由切割裝置將其切成定尺鑄坯，最後由出坯裝置將定尺鑄坯運到指定地點。隨着鋼液的不斷注入，鑄坯不斷向下伸長並被切割運走，形成了連續澆注的全過程。 ^[3] 

連續鑄鋼生產所用的設備，通常可以分為主體設備和輔助設備兩個部分。

主體設備主要有：鋼包旋轉台、中間罐及其運載小車；結晶器及其振動裝置；二次冷卻支導裝置；拉坯矯直設備、引錠杆、脱錠及引錠杆存放裝置；切割設備等。

輔助設備主要包括：出坯及精整設備——輥道、拉（推）鋼機、翻鋼機、火焰清理機等；工藝性設備——中間罐烘烤裝置、吹氬裝置、脱氣裝置、保護渣供給與結晶器潤滑裝置、電磁攪拌裝置等；自動控制和測量儀表——結晶器液麪測量與顯示系統、過程控制計算機、測温、測重、測壓、測長、測速等儀表系統。 ^[1] 

採用連鑄工藝進行生產，相對傳統的模鑄工藝具有以下優勢：

(1)簡化了工序，縮短了工藝流程。相對於模鑄技術，連鑄技術省去了脱模、整模、鋼錠均熱、開坯等工序，可節省基建投資40%、減少佔地面積30%、節省勞動力70%。隨着薄板坯連鑄連軋等新技術的出現，連鑄工藝和工序得到了進一步簡化，又省去了粗軋機組，這樣減少廠房面積40%、連鑄機設備質量減輕50%，大大縮短了從鋼液到薄板坯的生產週期，成本得到了大幅降低。

(2)優化了生產流程，實現了連續化、緊湊化生產，由經驗控制改變為全流程恆温、恆速的精確控制，生產效率顯著提高。

(3)金屬收得率高。採用連鑄工藝生產鑄坯，切頭切尾的損失僅為1%～2%，和模鑄生產相比，金屬收得率提高了8%～14%；採用連鑄工藝生產得到的產品更接近最終形狀，省去了模鑄的加熱、開坯工序，進一步減少了金屬損失，金屬收得率又可以提高大約9%。

(4)能源消耗低。採用連鑄工藝，省去了模鑄的開坯、加熱等工序的燃燒、動力消耗，能源消耗可以降低1/4～1/2。據統計，生產lt鑄坯，連鑄工藝和模鑄工藝相比，可以降低能源消耗400～1200MJ，相當於節省重油10～30kg。

(5)機械化、自動化水平高。近十年來的技術發展，使得連鑄生產中的自動控制和機械化程度越來越高，人均生產率迅速增長，企業的管理手段和水平也隨之不斷提升。 ^[2]