連鑄連軋生產技術主講人：張曉明東北大學軋制技術及連軋自動化國家重點實驗室連鑄連軋生產技術主講人：張曉明1概論1.1連鑄技術的發展概況1.2厚板坯連鑄與軋制的銜接模式1.3連鑄坯熱裝及直接軋制技術的發展概況1.4薄板坯連鑄連軋技術的發展概況1.5帶鋼直接連鑄技術的發展概況1概論1.1連鑄技術的發展概況1.2厚板坯連鑄與軋制的銜1.1連鑄技術的發展概況有相對滑動－固定振動式結晶器無相對滑動－移動式結晶器連鑄的概念所謂連鑄是將鋼水連續注入水冷結晶器中，凝固成硬殼后從結晶器出口連續拉出或送出，經噴水冷卻，完全凝固后切成坯料或直送軋制的鑄造工藝。連鑄的方法根據鑄坯與結晶器器壁間是否有相對運動可以分為：1.1連鑄技術的發展概況有相對滑動－固定振動式結晶器連金屬連續澆鑄思想的啟蒙階段連鑄技術發展的四個階段第一階段(1840～1930年)1840年美國人塞勒斯（Sellers）獲得連續鑄鉛的專利；1856年英國人貝塞麥(HenryBessemer)提出了采用雙輥連鑄機澆鑄出了金屬錫箔、鉛板和玻璃板，并獲專利；1887年德國人戴倫（R.M.Daelen）提出了與現代連鑄機相似的連鑄設備的建議，在其開發的設備中已包括了上下敞開的結晶器、液態金屬注入、二次冷卻段、引錠桿和鑄坯切割裝置等。金屬連續澆鑄思想的啟蒙階段連鑄技術發展的四個階段第一階段(第二階段(1940～1949年)1943年德國人永漢斯（S.Junghans）建成了第一臺試驗連鑄機，提出了振動水冷結晶器、浸入式水口、結晶器保護劑等技術，取得工業規模的成功，奠定了現代連鑄機結構的基礎，結晶器振動成為連鑄機的標準操作。圖1-2S.Junghans專利原理1—中間包；2—保護劑加入裝置；3—進水口；4—結晶器；5—鑄坯；6—拉輥；7—出水口；8—壓縮機；9—鋼包；10—振動機構連鑄特征技術的開發階段第二階段(1940～1949年)1943年德國人永漢斯（S第三階段(1950～1976年)傳統連鑄技術成熟階段應用于工業生產5000多項專利代表性的技術弧形連鑄機鋼包回轉臺浸入式水口澆注結晶器保護渣電磁攪拌漸進彎曲矯直結晶器在線調寬中包塞棒控制第三階段(1950～1976年)傳統連鑄技術成熟階段應用特點是連鑄比不斷上升，連鑄生產效率不斷提高（表現為鑄機作業率、澆鑄速率、拉坯速度、連澆爐數等主要指標的不斷提高），澆鑄品種逐漸擴大，生產成本大大降低。

第四階段(20世紀80～90年代)傳統連鑄技術的優化發展階段1990年－59.5%，2019年－85.4%大多數國家的連鑄比都在95％以上鋼鐵產品總量1900年－全球粗鋼產量約3000×104ｔ2019年－超過8×108ｔ鋼的連鑄比特點是連鑄比不斷上升，連鑄生產效率不斷提高（表現為鑄機作業率傳統鋼鐵生產流程20世紀90年代以來近終形連鑄高效連鑄電磁連鑄緊湊化連續化高度自動化傳統鋼鐵生產流程20世紀90年代以來近終形連鑄高效連鑄電磁連通常是指以高拉速為核心，以高質量、無缺陷鑄坯生產為基礎，實現高連澆率、高作業率的連鑄技術。高效連鑄概念日本：最高板坯鑄速：3.2m/min;月產量：20~45萬噸;連澆爐數：超過100爐，最高達10000爐；作業率達92％。通常是指以高拉速為核心，以高質量、無缺陷鑄坯生產為基礎，實現提高拉速措施：結晶器優化技術；結晶器液面波動檢測控制技術；結晶器振動技術；結晶器保護渣技術；鑄坯出結晶器后的支撐技術；二冷強化冷卻技術；鑄坯矯直技術；過程自動化控制技術。如果說提高拉速是小方坯連鑄機高效化的核心，那么板坯連鑄機高效化的核心就是提高連鑄機作業率。提高拉速措施：目前提高連鑄機作業率的技術主要有：（1）多爐連澆技術：異鋼種多爐連澆；快速更換長水口；在線調寬；中間包熱循環使用技術；防止浸入式水口堵塞技術。（2）連鑄機設備長壽命技術：長壽命結晶器，每次鍍層的澆鋼量為20～30萬t；長壽命的扇形段，上部扇形段每次維修的澆鋼量100萬t，下部扇形段每次維修的澆鋼量300～400萬t。（3）防漏鋼的穩定化操作技術：結晶器防漏鋼預報系統；結晶器漏鋼報警系統；結晶器熱狀態運行檢測系統。（4）縮短非澆注時間維護操作技術：上裝引錠桿；扇形段自動調寬和調厚技術；鑄機設備的快速更換技術；采用各種自動檢測裝置；連鑄機設備自動控制水平。提高板坯連鑄機設備堅固性、可靠性和自動化水平，達到長時間的無故障在線作業，是提高板坯連鑄機作業率水平的關鍵。目前提高連鑄機作業率的技術主要有：連鑄坯的質量逐年提高，連鑄坯的質量包括：鑄坯潔凈度（鋼中非金屬夾雜物數量，類型，尺寸，分布，形態）；鑄坯表面缺陷（縱裂紋，橫裂紋，星形裂紋，夾渣）；鑄坯內部缺陷（中間裂紋，角部裂紋，中心線裂紋，疏松，縮孔，偏析）。連鑄坯質量控制戰略是：鑄坯潔凈度決定于鋼水進入結晶器之前的各工序；鑄坯表面質量決定于鋼水在結晶器的凝固過程；鑄坯內部質量決定于鋼水在二冷區的凝固過程。連鑄坯的質量逐年提高，連鑄坯的質量包括：鑄坯潔凈度（鋼中非金連鑄過程控制鋼潔凈度主要對策有：保護澆注；中間包冶金技術，鋼水流動控制；中間包材質堿性化（堿性復蓋劑，堿性包襯）；中間包電磁離心分離技術；中間包熱循環操作技術；中間包的穩定澆注技術；防止下渣和卷渣技術；結晶器流動控制技術；結晶器EMBR技術。連鑄過程控制鋼潔凈度主要對策有：鑄坯表面質量好壞是熱送熱裝和直接軋制的前提條件。鑄坯表面缺陷的產生主要決定于鋼水在結晶器的凝固過程。要清除鑄坯表面缺陷，應采用以下技術：結晶器鋼液面穩定性控制；結晶器振動技術；結晶器內凝固坯殼生長均勻性控制技術；結晶器鋼液流動狀況合理控制技術；結晶器保護渣技術。鑄坯表面質量好壞是熱送熱裝和直接軋制的前提條件。鑄坯表面缺陷鑄坯內部缺陷的產生主要決定帶液芯的鑄坯在二冷區的凝固過程。要消除鑄坯內部缺陷，可采用以下技術措施：低溫澆注技術；鑄坯均勻冷卻技術；防止鑄坯鼓肚變形技術；輕壓下技術；電磁攪拌技術；凝固末端強冷技術；多點或連續矯直技術；壓縮鑄造技術。鑄坯內部缺陷的產生主要決定帶液芯的鑄坯在二冷區的凝固過程。要NNSC（NextNetShapeCasting）接近最終成品形狀的澆注技術，其實質是在保證成品鋼材質量的前提下，盡量減小鑄坯的斷面尺寸以減少甚至取代壓力加工。近終形連鑄鋼鐵生產的短流程工藝技術電爐煉鋼直接還原(DRI)熔融還原(如Corex）近終形連鑄概念NNSC（NextNetShapeCasting）接近薄板坯連鑄－TSCC（ThinSlabContinuousCasting）帶鋼直接連鑄－DSC（DirectStripCasting）噴霧成形技術－Ospray異型坯連鑄近終形連鑄技術包含的主要內容2020年：傳統連鑄40％，薄板坯連鑄50％，薄帶連鑄10％（日本估計）薄板坯連鑄－TSCC（ThinSlabContinuou電磁連鑄技術電磁技術應用電磁力學特性電磁熱特性電磁物理特性液面檢測電磁下渣檢測中間包感應加熱注流約束電磁軟接觸電磁攪拌電磁制動已被用于工業生產電磁連鑄技術電磁技術應用電磁力學特性電磁熱特性電磁物理特性液強化液芯內鋼水的對流運動，均勻鋼液過熱度，打碎樹枝晶，促進非金屬夾雜物和氣泡上浮，促進等軸晶形成，減輕中心偏析、中心疏松和縮孔。電磁制動的目的電磁攪拌的目的改變凝固過程中的流動、傳熱和溶質分布，改善連鑄坯的凝固組織。電磁制動能夠降低結晶器內鋼液向下沖擊的深度，促進凝固前沿非金屬夾雜物上浮，穩定彎月面的波動，促進保護渣的均勻分布。強化液芯內鋼水的對流運動，均勻鋼液過熱度，打碎樹枝晶，促進非連鑄與軋鋼的銜接模式1.2厚板坯連鑄與軋制的銜接模式連鑄與軋鋼的銜接模式1.2厚板坯連鑄與軋制的銜接模式類型1－連鑄坯直接軋制工藝，簡稱CC-DR（ContinuousCasting-DirectRolling）或稱HDR（HotDirectRolling）特點：鑄坯溫度在1100℃以上，鑄坯不需進加熱爐加熱，只需在輸送過程中進行補熱和均熱，即直接送入軋機進行軋制。在連鑄機與軋機間只有在線補償加熱而無正式加熱爐緩沖工序。類型2－連鑄坯直接熱裝軋制工藝，簡稱DHCR（DirectHotChargeRolling）或稱為高溫熱裝爐軋制工藝，簡稱為gHCR（g-HotChargeRolling）特點：裝爐溫度在700～1000℃左右，即在A3線以上奧氏體狀態直接裝爐，加熱到軋制溫度后進行軋制。只有加熱爐緩沖工序且能保持連續高溫裝爐生產節奏的稱為直接(高溫)熱裝軋制工藝。類型1－連鑄坯直接軋制工藝，簡稱CC-DR（Continuo特點：裝爐溫度一般在400～700℃之間。而低溫熱裝工藝，則常在加熱爐之前還有保溫坑或保溫箱等，即采用雙重緩沖工序，以解決鑄、軋節奏匹配與計劃管理問題。類型3、4為鑄坯冷至A3甚至A1線以下溫度裝爐，稱為低溫熱裝軋制工藝，簡稱HCR（HotChargeRolling）類型5即傳統的連鑄坯冷裝爐軋制工藝，簡稱CCR（ColdChargeRolling）特點：連鑄坯冷至常溫后，再裝爐加熱后軋制，一般連鑄坯裝爐的溫度在400℃以下。特點：裝爐溫度一般在400～700℃之間。而低溫熱裝工藝，則類型1和2都屬于鑄坯熱軋前基本無相變的工藝，其所面臨的技術難點和問題也大體相似，只是DHCR有加熱爐緩沖，對連鑄坯溫度和生產連續性的要求有所放寬，但它們都要求從煉鋼、連鑄到軋鋼實現有節奏的均衡連續化生產。故我國常統稱類型1和2兩類工藝為連鑄連軋工藝。類型2、3、4需入正式加熱爐加熱，故亦可統稱為連鑄坯熱裝熱送軋制工藝。連鑄－連軋工藝，簡稱CC-CR（ContinuousCasting-ContinuousRolling）連鑄坯熱裝熱送軋制工藝類型1和2都屬于鑄坯熱軋前基本無相變的工藝，其所面臨的技術難CC-DR和HCR工藝的主要優點節約能源消耗節能量與熱裝或補償加熱入爐溫度有關，入爐溫度越高，則節能越多；直接軋制比常規冷裝爐軋制工藝節能80～85%。提高成材率，節約金屬消耗加熱時間縮短，燒損減少，DHCR或CC-DR工藝，可使成材率提高0.5～1.5%。簡化生產工藝流程減少廠房面積和運輸設備，節約基建投資和生產費用。CC-DR和HCR工藝的主要優點節約能源消耗生產周期縮短從投料煉鋼到軋制出成品僅需幾個小時；直接軋制時從鋼水澆注到軋出成品只需十幾分鐘。產品的質量提高加熱時間短，氧化鐵皮少，鋼材表面質量好；無加熱爐滑道痕跡，使產品厚度精度也得到提高；有利于微合金化及控軋控冷技術的發揮，使鋼材組織性能有更大的提高。生產周期縮短1.3連鑄坯熱裝及直接軋制技術發展概況連鑄連軋技術的起源傳統軋鋼工序能源消耗情況加熱爐－57.5%電能－38.6%其他－3.9%。節能的潛力20世紀50年代初期，開始實驗研究工作，先后建立了一些連鑄連軋試驗性機組進行探討。1.3連鑄坯熱裝及直接軋制技術發展概況連鑄連軋技術的起源傳統在線同步軋制帶液芯軋制熱裝爐軋制直接軋制20世紀70年代中期以前，工業性試驗研究和初步應用階段。所采用的主要實驗研究方案主要方式20世紀60年代后期，出現了工業生產規模的連鑄連軋試驗機組。在線同步軋制20世紀70年代中期以前，工業性試驗研究和初連鑄－在線同步軋制連鑄與軋制在同一作業線上，鑄坯出連鑄機后，不經切斷即直接進行與鑄速同步的軋制。含義先軋制后切斷，鑄與軋同步，鑄坯一般要進行在線加熱均溫或絕熱保溫，每流連鑄需配置專用軋機（行星軋機或擺鍛機和連鍛機），軋機數目1～13架。特點連鑄－在線同步軋制連鑄與軋制在同一作業線上，鑄坯出連鑄機后，操作復雜，對工藝裝備和自動控制要求高，增大了技術實現的難度；優點生產過程連續化程度高，可實現無頭軋制，增大軋材卷重，提高成材率及大幅度節能等。缺點連鑄速度太慢，一般只為軋制速度的10%左右，鑄－軋速度不匹配，嚴重影響軋機能力的發揮，在經濟上并不合算；軋制速度太低使軋輥熱負荷加大，使輥面灼傷和龜裂，影響了軋輥的使用壽命，增加了換輥的次數。20世紀70年代中期后，在線同步軋制停止發展。操作復雜，對工藝裝備和自動控制要求高，增大了技術實現的難顯著降低單位軋制力，有利于節能；帶液芯鑄坯的直接軋制指鑄坯未經切斷的在線軋制，它除了具有上述在線同步軋制的主要優缺點外，還有其自己特點。含義優點可減少鑄坯中心部位的偏析，消除內部縮裂、中心疏松及縮孔等缺陷；鑄坯潛熱得到充分利用，通過液芯復熱更容易保證連鑄連軋過程中所需要的較高鑄坯溫度。顯著降低單位軋制力，有利于節能；帶液芯鑄坯的直接軋制20世紀70年代末期以來，液芯軋制試驗研究報道很少。1972年11月在日本鋼管公司京濱廠首次實現CC-HCR工藝，到1979年日本已有11個鋼廠實現了HCR工藝。20世紀70年代末期以來，液芯軋制試驗研究報道很少。19縮短生產周期，顯著節能，可通過加熱均溫使鑄坯塑性改善和變形均勻，有利于鋼材質量提高。CC-HCR工藝的優點在連鑄機和軋機之間不存在同步要求，并且可利用加熱爐進行中間緩沖，大大減少了兩個工序之間互相牽連制約的程度，增大了靈活性，提高了作業率；可實現多流連鑄共軋機，使軋機能力得到充分發揮；縮短生產周期，顯著節能，可通過加熱均溫使鑄坯塑性改善和變形均CC-HCR工藝適合于以下情況

鋼種特性本身要求進行均熱以提高鑄坯塑性及物理機械性能。連鑄機與軋機相距較遠，無法直接快速傳送；連鑄機流數較多，管理較復雜，需要用加熱爐作緩沖；

軋制產品規格多，需經常換輥和交換及變換規程或軋制寬度大于1500mm寬帶鋼產品；CC-HCR工藝適合于以下情況鋼種特性本身要求進行均熱新日鐵于1981年6月在世界上首次實現了寬帶鋼CC-DR工藝，同年底日本的室蘭廠、新日鐵大分廠、君津廠和八幡廠，日本鋼管公司福山廠等都相繼實現了連鑄坯熱裝和直接軋制工藝。

美國紐克公司達林頓廠和諾福克廠于20世紀70年代末，采用2流小方坯連鑄機配置感應補償加熱爐和13架連軋機，實現了小型材的CC-DR工藝。小型材的CC-DR寬帶鋼的CC-DRCC－DR工藝新日鐵于1981年6月在世界上首次實現了寬帶鋼CC-DR工藝在歐洲，發展比日本晚一些，80年代中期開始德國不萊梅鋼廠裝爐溫度500℃，熱裝率30％；德國蒂森鋼鐵公司的布魯克豪森廠平均裝爐溫度為400℃；比利時的考克里爾公司徹它爾（Chertal）廠；法國的索拉克公司佛曼倫季廠；奧地利的林茨廠。20世紀80年代中后期，最值得注意的重大新進展主要有遠距離連鑄－直接軋制工藝。1987年6月新日鐵八幡廠實現了遠距離CC-DR工藝、隨后川崎制鐵水島廠也開發成功了遠距離CC-DR工藝。在歐洲，發展比日本晚一些，80年代中期開始20世紀80年代中寶鋼2050mm熱帶軋機于2019達到熱裝率為60％，平均熱裝溫度為500～550℃。本鋼1700mm熱連軋廠鑄坯平均裝爐溫度為500℃，熱裝率80％左右。

我國CC-DR和HCR工藝的研究和應用情況20世紀80年代中期開始“錫興鋼鐵公司連鑄坯直接熱裝軋制窄帶鋼試驗生產線”“沈陽鋼廠連鑄坯直接軋制小型材生產試驗線”武鋼1985年4月實現了HCR工藝，熱裝溫度在400℃左右，熱裝率可達60％以上，平均熱裝溫度達550℃以上。上鋼五廠及濟南鋼鐵總廠的遠距離HCR工藝在20世紀80年代末寶鋼2050mm熱帶軋機于2019達到熱裝率為60％，平均熱1)連鑄坯及軋材質量的保證技術；2)連鑄坯及軋材溫度的保證技術；3)板坯寬度的調節技術和自由程序軋制技術；4)煉鋼－連鑄－軋鋼一體化生產管理技術；5)保證工藝與設備的穩定性和可靠性的技術等多項綜合技術。實現連鑄－連軋，即CC-DR和DHCR工藝的主要技術關鍵1)連鑄坯及軋材質量的保證技術；實現連鑄－連軋，即CC-DR圖1-5連鑄－直接軋制(CC-DR)工藝與采用的關鍵技術A保證溫度的技術1－鋼包輸送；2－恒高速澆注；3－板坯測量；4－霧化二次冷卻；5－液芯前端位置控制；6－鑄機內及輥道周圍絕熱；7－短運送線及轉盤；8－邊部溫度補償器(ETC)；9－邊部質量補償器(EQC)；10－中間坯增厚；11－高速穿帶B.保證質量的技術1－轉爐出渣孔堵塞；2－成分控制；3－真空處理RH；4－鋼包－中間包－結晶器保護；5－加大中間包；6－結晶器液面控制；7－適當的渣粉；8－縮短輥子間距；9－四點矯直；10－壓縮鑄造；11－利用計算機系統判斷質量；12－毛刺清理裝置C保證計劃安排的技術1－高速改變結晶器寬度；2－VSB寬度大壓下；3－生產制度的計算機控制系統；4－減少分級數D保證機組可靠性的技術1－輥子在線調整檢查；2－輥子冷卻；3－加強鑄機及輥子強度圖1-5連鑄－直接軋制(CC-DR)工藝與采用的關鍵技術連鑄連軋生產技術主講人：張曉明東北大學軋制技術及連軋自動化國家重點實驗室連鑄連軋生產技術主講人：張曉明1概論1.1連鑄技術的發展概況1.2厚板坯連鑄與軋制的銜接模式1.3連鑄坯熱裝及直接軋制技術的發展概況1.4薄板坯連鑄連軋技術的發展概況1.5帶鋼直接連鑄技術的發展概況1概論1.1連鑄技術的發展概況1.2厚板坯連鑄與軋制的銜1.1連鑄技術的發展概況有相對滑動－固定振動式結晶器無相對滑動－移動式結晶器連鑄的概念所謂連鑄是將鋼水連續注入水冷結晶器中，凝固成硬殼后從結晶器出口連續拉出或送出，經噴水冷卻，完全凝固后切成坯料或直送軋制的鑄造工藝。連鑄的方法根據鑄坯與結晶器器壁間是否有相對運動可以分為：1.1連鑄技術的發展概況有相對滑動－固定振動式結晶器連金屬連續澆鑄思想的啟蒙階段連鑄技術發展的四個階段第一階段(1840～1930年)1840年美國人塞勒斯（Sellers）獲得連續鑄鉛的專利；1856年英國人貝塞麥(HenryBessemer)提出了采用雙輥連鑄機澆鑄出了金屬錫箔、鉛板和玻璃板，并獲專利；1887年德國人戴倫（R.M.Daelen）提出了與現代連鑄機相似的連鑄設備的建議，在其開發的設備中已包括了上下敞開的結晶器、液態金屬注入、二次冷卻段、引錠桿和鑄坯切割裝置等。金屬連續澆鑄思想的啟蒙階段連鑄技術發展的四個階段第一階段(第二階段(1940～1949年)1943年德國人永漢斯（S.Junghans）建成了第一臺試驗連鑄機，提出了振動水冷結晶器、浸入式水口、結晶器保護劑等技術，取得工業規模的成功，奠定了現代連鑄機結構的基礎，結晶器振動成為連鑄機的標準操作。圖1-2S.Junghans專利原理1—中間包；2—保護劑加入裝置；3—進水口；4—結晶器；5—鑄坯；6—拉輥；7—出水口；8—壓縮機；9—鋼包；10—振動機構連鑄特征技術的開發階段第二階段(1940～1949年)1943年德國人永漢斯（S第三階段(1950～1976年)傳統連鑄技術成熟階段應用于工業生產5000多項專利代表性的技術弧形連鑄機鋼包回轉臺浸入式水口澆注結晶器保護渣電磁攪拌漸進彎曲矯直結晶器在線調寬中包塞棒控制第三階段(1950～1976年)傳統連鑄技術成熟階段應用特點是連鑄比不斷上升，連鑄生產效率不斷提高（表現為鑄機作業率、澆鑄速率、拉坯速度、連澆爐數等主要指標的不斷提高），澆鑄品種逐漸擴大，生產成本大大降低。

第四階段(20世紀80～90年代)傳統連鑄技術的優化發展階段1990年－59.5%，2019年－85.4%大多數國家的連鑄比都在95％以上鋼鐵產品總量1900年－全球粗鋼產量約3000×104ｔ2019年－超過8×108ｔ鋼的連鑄比特點是連鑄比不斷上升，連鑄生產效率不斷提高（表現為鑄機作業率傳統鋼鐵生產流程20世紀90年代以來近終形連鑄高效連鑄電磁連鑄緊湊化連續化高度自動化傳統鋼鐵生產流程20世紀90年代以來近終形連鑄高效連鑄電磁連通常是指以高拉速為核心，以高質量、無缺陷鑄坯生產為基礎，實現高連澆率、高作業率的連鑄技術。高效連鑄概念日本：最高板坯鑄速：3.2m/min;月產量：20~45萬噸;連澆爐數：超過100爐，最高達10000爐；作業率達92％。通常是指以高拉速為核心，以高質量、無缺陷鑄坯生產為基礎，實現提高拉速措施：結晶器優化技術；結晶器液面波動檢測控制技術；結晶器振動技術；結晶器保護渣技術；鑄坯出結晶器后的支撐技術；二冷強化冷卻技術；鑄坯矯直技術；過程自動化控制技術。如果說提高拉速是小方坯連鑄機高效化的核心，那么板坯連鑄機高效化的核心就是提高連鑄機作業率。提高拉速措施：目前提高連鑄機作業率的技術主要有：（1）多爐連澆技術：異鋼種多爐連澆；快速更換長水口；在線調寬；中間包熱循環使用技術；防止浸入式水口堵塞技術。（2）連鑄機設備長壽命技術：長壽命結晶器，每次鍍層的澆鋼量為20～30萬t；長壽命的扇形段，上部扇形段每次維修的澆鋼量100萬t，下部扇形段每次維修的澆鋼量300～400萬t。（3）防漏鋼的穩定化操作技術：結晶器防漏鋼預報系統；結晶器漏鋼報警系統；結晶器熱狀態運行檢測系統。（4）縮短非澆注時間維護操作技術：上裝引錠桿；扇形段自動調寬和調厚技術；鑄機設備的快速更換技術；采用各種自動檢測裝置；連鑄機設備自動控制水平。提高板坯連鑄機設備堅固性、可靠性和自動化水平，達到長時間的無故障在線作業，是提高板坯連鑄機作業率水平的關鍵。目前提高連鑄機作業率的技術主要有：連鑄坯的質量逐年提高，連鑄坯的質量包括：鑄坯潔凈度（鋼中非金屬夾雜物數量，類型，尺寸，分布，形態）；鑄坯表面缺陷（縱裂紋，橫裂紋，星形裂紋，夾渣）；鑄坯內部缺陷（中間裂紋，角部裂紋，中心線裂紋，疏松，縮孔，偏析）。連鑄坯質量控制戰略是：鑄坯潔凈度決定于鋼水進入結晶器之前的各工序；鑄坯表面質量決定于鋼水在結晶器的凝固過程；鑄坯內部質量決定于鋼水在二冷區的凝固過程。連鑄坯的質量逐年提高，連鑄坯的質量包括：鑄坯潔凈度（鋼中非金連鑄過程控制鋼潔凈度主要對策有：保護澆注；中間包冶金技術，鋼水流動控制；中間包材質堿性化（堿性復蓋劑，堿性包襯）；中間包電磁離心分離技術；中間包熱循環操作技術；中間包的穩定澆注技術；防止下渣和卷渣技術；結晶器流動控制技術；結晶器EMBR技術。連鑄過程控制鋼潔凈度主要對策有：鑄坯表面質量好壞是熱送熱裝和直接軋制的前提條件。鑄坯表面缺陷的產生主要決定于鋼水在結晶器的凝固過程。要清除鑄坯表面缺陷，應采用以下技術：結晶器鋼液面穩定性控制；結晶器振動技術；結晶器內凝固坯殼生長均勻性控制技術；結晶器鋼液流動狀況合理控制技術；結晶器保護渣技術。鑄坯表面質量好壞是熱送熱裝和直接軋制的前提條件。鑄坯表面缺陷鑄坯內部缺陷的產生主要決定帶液芯的鑄坯在二冷區的凝固過程。要消除鑄坯內部缺陷，可采用以下技術措施：低溫澆注技術；鑄坯均勻冷卻技術；防止鑄坯鼓肚變形技術；輕壓下技術；電磁攪拌技術；凝固末端強冷技術；多點或連續矯直技術；壓縮鑄造技術。鑄坯內部缺陷的產生主要決定帶液芯的鑄坯在二冷區的凝固過程。要NNSC（NextNetShapeCasting）接近最終成品形狀的澆注技術，其實質是在保證成品鋼材質量的前提下，盡量減小鑄坯的斷面尺寸以減少甚至取代壓力加工。近終形連鑄鋼鐵生產的短流程工藝技術電爐煉鋼直接還原(DRI)熔融還原(如Corex）近終形連鑄概念NNSC（NextNetShapeCasting）接近薄板坯連鑄－TSCC（ThinSlabContinuousCasting）帶鋼直接連鑄－DSC（DirectStripCasting）噴霧成形技術－Ospray異型坯連鑄近終形連鑄技術包含的主要內容2020年：傳統連鑄40％，薄板坯連鑄50％，薄帶連鑄10％（日本估計）薄板坯連鑄－TSCC（ThinSlabContinuou電磁連鑄技術電磁技術應用電磁力學特性電磁熱特性電磁物理特性液面檢測電磁下渣檢測中間包感應加熱注流約束電磁軟接觸電磁攪拌電磁制動已被用于工業生產電磁連鑄技術電磁技術應用電磁力學特性電磁熱特性電磁物理特性液強化液芯內鋼水的對流運動，均勻鋼液過熱度，打碎樹枝晶，促進非金屬夾雜物和氣泡上浮，促進等軸晶形成，減輕中心偏析、中心疏松和縮孔。電磁制動的目的電磁攪拌的目的改變凝固過程中的流動、傳熱和溶質分布，改善連鑄坯的凝固組織。電磁制動能夠降低結晶器內鋼液向下沖擊的深度，促進凝固前沿非金屬夾雜物上浮，穩定彎月面的波動，促進保護渣的均勻分布。強化液芯內鋼水的對流運動，均勻鋼液過熱度，打碎樹枝晶，促進非連鑄與軋鋼的銜接模式1.2厚板坯連鑄與軋制的銜接模式連鑄與軋鋼的銜接模式1.2厚板坯連鑄與軋制的銜接模式類型1－連鑄坯直接軋制工藝，簡稱CC-DR（ContinuousCasting-DirectRolling）或稱HDR（HotDirectRolling）特點：鑄坯溫度在1100℃以上，鑄坯不需進加熱爐加熱，只需在輸送過程中進行補熱和均熱，即直接送入軋機進行軋制。在連鑄機與軋機間只有在線補償加熱而無正式加熱爐緩沖工序。類型2－連鑄坯直接熱裝軋制工藝，簡稱DHCR（DirectHotChargeRolling）或稱為高溫熱裝爐軋制工藝，簡稱為gHCR（g-HotChargeRolling）特點：裝爐溫度在700～1000℃左右，即在A3線以上奧氏體狀態直接裝爐，加熱到軋制溫度后進行軋制。只有加熱爐緩沖工序且能保持連續高溫裝爐生產節奏的稱為直接(高溫)熱裝軋制工藝。類型1－連鑄坯直接軋制工藝，簡稱CC-DR（Continuo特點：裝爐溫度一般在400～700℃之間。而低溫熱裝工藝，則常在加熱爐之前還有保溫坑或保溫箱等，即采用雙重緩沖工序，以解決鑄、軋節奏匹配與計劃管理問題。類型3、4為鑄坯冷至A3甚至A1線以下溫度裝爐，稱為低溫熱裝軋制工藝，簡稱HCR（HotChargeRolling）類型5即傳統的連鑄坯冷裝爐軋制工藝，簡稱CCR（ColdChargeRolling）特點：連鑄坯冷至常溫后，再裝爐加熱后軋制，一般連鑄坯裝爐的溫度在400℃以下。特點：裝爐溫度一般在400～700℃之間。而低溫熱裝工藝，則類型1和2都屬于鑄坯熱軋前基本無相變的工藝，其所面臨的技術難點和問題也大體相似，只是DHCR有加熱爐緩沖，對連鑄坯溫度和生產連續性的要求有所放寬，但它們都要求從煉鋼、連鑄到軋鋼實現有節奏的均衡連續化生產。故我國常統稱類型1和2兩類工藝為連鑄連軋工藝。類型2、3、4需入正式加熱爐加熱，故亦可統稱為連鑄坯熱裝熱送軋制工藝。連鑄－連軋工藝，簡稱CC-CR（ContinuousCasting-ContinuousRolling）連鑄坯熱裝熱送軋制工藝類型1和2都屬于鑄坯熱軋前基本無相變的工藝，其所面臨的技術難CC-DR和HCR工藝的主要優點節約能源消耗節能量與熱裝或補償加熱入爐溫度有關，入爐溫度越高，則節能越多；直接軋制比常規冷裝爐軋制工藝節能80～85%。提高成材率，節約金屬消耗加熱時間縮短，燒損減少，DHCR或CC-DR工藝，可使成材率提高0.5～1.5%。簡化生產工藝流程減少廠房面積和運輸設備，節約基建投資和生產費用。CC-DR和HCR工藝的主要優點節約能源消耗生產周期縮短從投料煉鋼到軋制出成品僅需幾個小時；直接軋制時從鋼水澆注到軋出成品只需十幾分鐘。產品的質量提高加熱時間短，氧化鐵皮少，鋼材表面質量好；無加熱爐滑道痕跡，使產品厚度精度也得到提高；有利于微合金化及控軋控冷技術的發揮，使鋼材組織性能有更大的提高。生產周期縮短1.3連鑄坯熱裝及直接軋制技術發展概況連鑄連軋技術的起源傳統軋鋼工序能源消耗情況加熱爐－57.5%電能－38.6%其他－3.9%。節能的潛力20世紀50年代初期，開始實驗研究工作，先后建立了一些連鑄連軋試驗性機組進行探討。1.3連鑄坯熱裝及直接軋制技術發展概況連鑄連軋技術的起源傳統在線同步軋制帶液芯軋制熱裝爐軋制直接軋制20世紀70年代中期以前，工業性試驗研究和初步應用階段。所采用的主要實驗研究方案主要方式20世紀60年代后期，出現了工業生產規模的連鑄連軋試驗機組。在線同步軋制20世紀70年代中期以前，工業性試驗研究和初連鑄－在線同步軋制連鑄與軋制在同一作業線上，鑄坯出連鑄機后，不經切斷即直接進行與鑄速同步的軋制。含義先軋制后切斷，鑄與軋同步，鑄坯一般要進行在線加熱均溫或絕熱保溫，每流連鑄需配置專用軋機（行星軋機或擺鍛機和連鍛機），軋機數目1～13架。特點連鑄－在線同步軋制連鑄與軋制在同一作業線上，鑄坯出連鑄機后，操作復雜，對工藝裝備和自動控制要求高，增大了技術實現的難度；優點生產過程連續化程度高，可實現無頭軋制，增大軋材卷重，提高成材率及大幅度節能等。缺點連鑄速度太慢，一般只為軋制速度的10%左右，鑄－軋速度不匹配，嚴重影響軋機能力的發揮，在經濟上并不合算；軋制速度太低使軋輥熱負荷加大，使輥面灼傷和龜裂，影響了軋輥的使用壽命，增加了換輥的次數。20世紀70年代中期后，在線同步軋制停止發展。操作復雜，對工藝裝備和自動控制要求高，增大了技術實現的難顯著降低單位軋制力，有利于節能；帶液芯鑄坯的直接軋制指鑄坯未經切斷的在線軋制，它除了具有上述在線同步軋制的主要優缺點外，還有其自己特點。含義優點可減少鑄坯中心部位的偏析，消除內部縮裂、中心疏松及縮孔等缺陷；鑄坯潛熱得到充分利用，通過液芯復熱更容易保證連鑄連軋過程中所需要的較高鑄坯溫度。顯著降低單位軋制力，有利于節能；帶液芯鑄坯的直接軋制20世紀70年代末期以來，液芯軋制試驗研究報道很少。1972年11月在日本鋼管公司京濱廠首次實現CC-HCR工藝，到1979年日本已有11個鋼廠實現了HCR工藝。20世紀70年代末期以來，液芯軋制試驗研究報道很少。19縮短生產周期，顯著節能，可通過加熱均溫使鑄坯塑性改善和變形均勻，有利于鋼材質量提高。CC-HCR工藝的優點在連鑄機和軋機之間不存在同步要求，并且可利用加熱爐進行中間緩沖，大大減少了兩個工序之間互相牽連制約的程度，增大了靈活性，提高了作業率；可實現多流連鑄共軋機，使軋機能力得到充分發揮；縮短生產周期，顯著節能，可通過加熱均溫使鑄坯塑性改善和變形均CC-HCR工藝適合于以下情況

鋼種特性本身要求進行均熱以提高鑄坯塑性及物