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連續(xù)鑄造技術

《鑄造技術》2/2002　　　　　　　　　　　　　　費　勁等:連續(xù)鑄造技術的發(fā)展概況及展望　　　　　　　　　　　　　　 75

力發(fā)展連鑄的戰(zhàn)略思想,成為加速發(fā)展連鑄的轉折點。從1989年起,連鑄坯產量的增長成為中國鋼產量增長的主要部分。從1994年起,連鑄坯產量的增長超過了鋼產量增長的絕對量,帶動了中國鋼產量的迅速增長。1998年中國鋼鐵工業(yè)的連鑄比達到67%[5]。2　連鑄技術發(fā)展的基本趨勢

軋或冷軋鋼帶作為母帶,在進入高溫流程前,對母帶進

行一定的表面處理。低溫母帶以一定速度由下而上穿過凝固器中一定高度的鋼液,母帶使其表面附近的鋼液降溫,在母帶表面的兩側形成新生相凝固層。當鋼帶離開鋼液表面時,新生相凝固層和母帶結合在一起,形成數倍于原母帶厚度的鑄帶。剛剛離開熔池時,鑄帶新生相凝固層的表面還處于半凝固狀態(tài),置于凝固器上方的軋輥對鑄帶進行表面平整初軋,從而得到表面平整、厚度均勻的連鑄薄帶,實現連鑄———熱軋———冷軋連續(xù)在線一次完成。圖2是反向凝固連鑄薄帶技術的原理示意圖。目前該技術尚處于實驗研究階段,但它是薄帶近終形連鑄技術的1個前沿性的重要研究方向[7]。

常規(guī)連續(xù)鑄造技術在鋼鐵制造過程中已經全面取代了模鑄,成為占統(tǒng)治地位的材料生產技術。目前,就總的成品鋼生產來講,世界上大部分國家的連鑄比已超過90%。90年代后,連續(xù)鑄造技術的發(fā)展出現了一些新的動向,主要表現在兩個方面:一是開發(fā)和完善新的連鑄技術;二是在連鑄技術的基礎上開發(fā)新材料。2.1　開發(fā)和完善新的連鑄技術21111　近終形連鑄

近終形連鑄是指直接生產出接近產品最終尺寸和形狀的連續(xù)鑄造方式[6]。節(jié)省能源,,隨,最近幾年異形坯的連鑄或連鑄連軋技術異軍突起。目前,最引人注目的是連鑄連軋(TSCC2DR)技術。通過不斷的探索和改造,

已有幾種薄/中厚板坯連鑄連軋工藝相繼付諸工業(yè)化。如德國西馬克公司的緊湊帶鋼生產線(CSP);德國西馬克公司的在線生產帶鋼線(ISP);德國西馬克公司、蒂森公司和法國的于齊洛爾公司合作開發(fā)的CPR工藝;奧地利奧鋼聯的中厚度板坯連鑄連軋生產線(

CR);意大利丹尼利公司的FTSR工藝;美國梯平公司與韓國三星集團合作開發(fā)的TSP工藝[6]等等。這些連鑄連軋生產線雖然有一定的差別,但仍具有一些共同的特點或優(yōu)點,即“薄”———大多數為50～70mm厚“;快”———鑄造速度可達8m/min以上;“連”———連鑄和軋制連成一體。圖1是一種典型的CSP生產線示意圖。

圖2　反向凝固連鑄薄帶技術原理示意圖

Fig.2　Schematicshowofacontinuouscastingprocess

　　盡管近終形連鑄中的許多技術已經或接近付諸工

業(yè)生產,但仍然存在許多待研究和解決的問題;從整個近終形連鑄技術來看,它們屬于1種中間過渡性技術。作為近終形連鑄的更進一步目標是由鋼液直接澆注成20mm以下至幾毫米的薄帶坯。但由于其技術難度

比薄板坯連鑄的難度還大,目前還處在試驗研究當中。21112　單晶連鑄

單晶連鑄技術是建立在日本學者Ohno發(fā)明了OCC(OhnoContinuousCasting)技術[8]基礎上的。OCC技術也就是熱型連鑄技術,它的理論基礎是金屬

凝固過程中的晶核游離理論。其技術關鍵是在保證連續(xù)鑄造過程順利進行的前提下,使得在熱型結晶器中的熔體凝固從內部開始,液穴形狀與一般連鑄是相反的。采用這種技術生產的鑄錠內部缺陷少,性能可得到顯著地改善。在一定條件下,可以獲得單晶線材,如

1.連鑄機　21均熱爐　31軋機　41冷卻段　51卷取機

銅單晶。單晶連鑄產品除了具有優(yōu)美的外觀品質及健全的內部品質外,還具有優(yōu)異的塑性加工性能和優(yōu)良的電學性能。單晶連鑄技術將先進的定向凝固技術和高效的連鑄技術相結合,其進一步的開發(fā)研究無疑是連鑄技術的1個巨大進步[9]。

圖1　1種典型的CSP生產線示意圖

Fig.1　AtypicalCSPproductionline

　　20世紀80年代,1種反向凝固連鑄薄帶的近終形連鑄技術在德國提出。其基本原理是將一定厚度的熱

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