2007年6月，蒂森克虏伯AST公司（ThyssenKruppAcciaiSpecialiTerni）为其Terni钢厂订购一台单流板坯连铸机。要求新建连铸机能生产包括AISI200，AISI300和AISI400在内的所有SS级不锈钢板坯（奥氏体，铁素体和马氏体），设计年产量90万t。

用新板坯连铸机代替90年代末期建成且正在使用的但不能满足蒂森克虏伯质量标准的CSP薄板坯连铸机。蒂森克虏伯AST公司决定拆除现有的CSP连铸机并在原地安装一台生产215mm厚的具有现代技术水平的新板坯连铸机。

1决策

20世纪90年代，蒂森克虏伯AST公司（TK不锈钢集团意大利分公司）决定在意大利Terni厂建设一台CSP薄板连铸机生产连铸坯，经辊底式隧道炉加热后送至现有的传统带钢热轧机上轧成带钢。

公司决定用这台连铸机生产的薄板坯取代当时正在使用的传统连铸机生产的厚板坯，厚板坯经步进梁式加热炉加热、初轧后送带钢热轧机精轧机架轧成热带钢。然而，90年代建成的CSP铸机虽然很快达产，但其生产的不锈钢薄板坯质量始终不令人满意（主要是表面质量不符合蒂森克虏伯公司质量标准）。因此，该公司最后决定拆除CSP铸机同时在拆除地建一台具有现代技术水平的铸机生产215mm厚的薄板坯。

2设计与建设

根据拆除CSP铸机的具体情况，新建铸机决定只保留原铸机的钢包转塔、地面浇铸设备和钢结构，其他所有设备全部拆除。为保证新建铸机能实现铸坯表面质量高、生产成本低的主要目标，新铸机生产的薄板坯内部和表面质量应该达到全优并彻底取消轧制前对板坯质量再检查和磨削加工，最大限度实现板坯直接轧制。

为此，蒂森克虏伯AST公司订购了全套连铸机设备，包括流体控制系统、电器系统、机械和自动化系统、2级自动化系统以及水冷设备系统在内的设备安装、调试直至试车投产。

为节省投资和有利于工艺的合理布置，铸机设计必须重新利用原有离地面14.7m高的浇铸平台（水平面由旧CSP铸机垂直设计决定）。由于技术方面的原因，新的连铸机采用垂直弯曲型辊子布置，其垂直段长度为2.8m，主半径8.5m，多点弯曲和不弯曲设计。由于辊子布置的需要，新铸机的铸坯流出线固定在离地面3.3m的高位上。因此，铸机主体以及板坯火焰切割机、底部的引锭杆停放区和去飞边设备均安装在高架式支承结构上。为确保铸机在沉重的机械和热负荷的作用下具有足够的刚性，不产生振动和变形，已在支承结构上完成特殊结构的模拟试验。

为了将铸机终端流出的板坯顺利送入轧机（预留面积由薄板坯辊底式隧道炉决定），安装了一条倾斜式辊道（230m长），使板坯能从高架平台平面运至轧机入口平面。

3新铸机特点

新铸机安装有革新式结晶器INMO和液压振动系统。该结晶器和振动系统能给铸坯流出线提供精确导向并按照振幅、频率和波形给振动式结晶器的操作提供极大的灵活性。同时可为结晶器提供最好的振动条件，从而使铸坯与结晶器壁之间获得最好的润滑，从而保证铸机能采用最合理的铸速，并为浇铸表面质量全面优良的各种不锈钢坯提供技术支持。此外，结晶器和振动系统的主要设计特征是一个非常精确的、与伺服控制液压缸系统相联接的导向系统。

严格控制振动参数和结晶器横向移动能提高所有钢坯特别是不锈钢铸坯的表面质量。

INMO结晶器具有以下主要优势：

铸机浇铸改变振动频率和振幅；

可对振动质量进行直接、精确的液压驱动；

水力学回馈动态控制；

可改变振动波形（正弦波或非正弦波）；

可远程调整末端驱动；

维修量小。

浇铸期间和停浇期间，结晶器宽度可在设计范围内采用遥控法进行任意调整。结晶器宽面锥度虽然是固定的，但在改变结晶器宽度时窄面锥度可自动调整以满足不同板坯宽度和不同钢种浇铸的需要。此外，结晶器宽度控制系统还可在浇铸期间，在不考虑浇铸速度的情况下对结晶器宽度进行连续调整和锥度的微量增加，以确保成品板坯宽度的衡定。

系统可根据钢种、铸速和板坯宽度计算板坯在线实际收缩率并预测板坯最后宽度，然后对结晶器宽度和锥度进行再调整使之满足和保持成品板坯宽度要求。因此，可避免由于不同收缩率造成成品板坯宽度失准。

采用铜板制作结晶器，能够保证板坯表面冷却均匀，特别是危险的弯月面区域。

结晶器整体固定在一振动架上，振动架在一固定结构内移动，同时用辊子元件进行导向。辊子元件是专利产品，可以保证当液压伺服控制系统驱动振动机构沿着垂直方向准确地运动。4支导向辊固定在结晶器的四边，结晶器振动系统内无弹簧。

两套液压伺服控制系统驱动液压缸带动振动系统振动，振动系统再带动结晶器振动。

液压振动系统允许浇铸时在线改变振幅和频率。这种设计特点可利用所谓“反向振动”降低振动频率和增大振幅以适应更高的浇铸速度。新连铸机的最大振动频率可达300次/min，最大振幅可达±6mm。

为了密封铸机，新铸机采用最优段设计，以应对软压下过程。总密封长度27.3m，允许铸机以1.4m/min的拉速浇铸奥氏体不锈钢，以1.3m/min的拉速浇铸铁素体和马氏体不锈钢。

这里要特别强调辊子直径的确定和辊子间距的分配（多节辊型），二次冷却和机械冷却参数设计。因为它们确保铸坯得到良好支撑，从而有效减小浇铸期间铸坯产生蠕变和动态鼓肚。基于浇注不锈钢的特殊需要，顾客在确定铸机的主要参数时，应重点关注两个主要任务：

1）密封壳的机械稳定性

从技术观点看，应考虑最复杂的辊子布置以保证板坯得到有效支撑，特别是在机械顶部以抵消众所周知的变形和铁素体不锈钢的蠕变现象。

必须对小辊距辊子（即密排辊）和辊子直径/辊距的特殊顺序进行优选，以避免高速浇铸时在弯月面区出现不稳定现象（动态鼓肚）。

为了平衡小辊子可能产生的变形，可采用多节辊以满足对板坯尺寸公差的严格要求。因此，铸机顶部、弯曲和不弯曲区采用3节辊，密封段托架采用2节辊。为了提高不锈钢铸坯表面质量，避免表面氧化铁辊痕，新设计的连铸机采用PDR辊。

高质量辊子设计可提高辊子表面温度均匀性并实现精确控制，从而使暴露在不同热流区的辊子因受到不同热负荷所导致的辊子伸长减少，尤其是在浇铸速度改变或浇铸条件不稳定时。

2）铸坯凝固期间板坯热流控制

密封壳机械强度和尺寸稳定性以及二次冷却是确保板坯在凝固期间具有正确温度，获得良好表面质量的关键。考虑到浇铸钢种等条件的变化，考虑到要浇铸各种不同的不锈钢系列产品，因此，二次冷却设计和尺寸标准必须适应不同的热流模型。于是，新铸机采用了空气喷雾/水二次冷却相结合的理念完成二冷设计。

铸机顶部（即垂直和弯曲部分）安装多个水喷嘴，以便有效控制浇铸铁素体不锈钢需要的大水量冷却，连铸机支架则安装多个空气喷嘴以进行“微调”。全部二次冷却通过动态模型进行控制，使冷却流体的流量、压力与板坯冷却的需要相适应，从而保证板坯具有合理的温度分布。

为了适应不同厚度板坯的浇铸（800mm～1600mm），考虑了每个二冷区横向带的冷却以避免窄板坯的过冷。为此，总共用了19个独立控制环。

除安装了二次喷嘴，沿铸机还加装了正切喷水嘴以促进铁锈与板坯分离，有利于减少板坯表面“压痕”。

为了避免对板坯表面质量产生任何伤害，新铸机采用了包层铸辊。为了保证板坯表面质量，新铸机设计不仅对板坯表面的合理的硬度平衡进行了优化选择，且认真考虑了所有辊子应具备的长而可靠的使用寿命。为了实现合理的表面硬度平衡，本设计采用了不同力学性能的不锈钢对辊子进行多层包覆，即采用了多层辊，最后对辊子进行热处理。

4结论

绝大多数的不锈钢厂都要求不锈钢炼钢厂能提供质量优良特别是表面质量优良的不锈钢连铸板坯，以便轧制成优质的不锈钢薄板。蒂森克虏伯AST公司新投产的连铸机可生产表面和内部质量均十分优良的不锈钢板坯，可以取消轧制前的质量检查和加工处理，实现热铸坯直接轧制。