摘要：随着全球工业化进程的加快和科学技术的进步，冶金行业也迎来了空前的挑战和机遇。高效、环保、可持续生产模式已成为产业发展关键词。连续铸造技术作为冶金工程的先进制造工艺显得越来越重要。这一技术的崛起和广泛应用，不仅对传统铸造工艺带来了革命性的改良，而且还能有效地应对现代冶金工程在产品质量、生产效率和环境保护等方面提出的苛刻要求。在钢铁和铝材等冶金制品领域，产品均质性、尺寸的精确性，以及表面的品质都是衡量其品质的核心标准。连续铸造技术可以通过对铸造速度、冷却速率以及其他参数的准确控制来对制品微观结构与性能进行更加准确的控制，以达到改善制品品质与稳定性的目的。因此，文章将对连续铸造技术核心工艺环节、特点以及其行业应用优势进行论述，以期为相关的研究提供一定的参考。

　　关键词：冶金工程；连续铸造技术；工艺特点

　　传统的铸造方法通常生产周期长、效率低，难以适应大规模高效率生产的需要。连续铸造技术使生产线连续运行，生产效率明显提高，单位产品生产成本下降，对提高市场竞争力至关重要。在全球环境保护意识不断提高的背景下，降低工业排放、实现绿色生产已是必然趋势。连铸技术不仅能优化能源消耗，减少废料产生，还可实行闭环循环系统，有利于减少对环境的影响，满足可持续发展要求。近年来自动化和智能化技术飞速发展，为连铸技术创新带来了巨大的推动力量。通过引进智能控制系统、机器人技术、大数据分析等先进技术，进一步提高了连续铸造精度、效率及灵活性，从而适应高端产品的市场需求。因此，对冶金连铸工艺特点进行研究，既能解决目前行业所面临的难题，又能合理有效地利用该工艺来改造和提升生产模式，推动冶金工业可持续发展，具有重要的实用价值与应用前景。

　　1连续铸造技术概述

　　1.1连续铸造技术的定义

　　连续铸造是一种先进的铸造方法，其原理是将熔融的金属，通过浇入结晶器进行定向凝固，凝固（结壳）后的铸件，被连续不断地从结晶器的另一端拉出，可获得任意长或特定的长度的铸件。连续铸造是冶金过程中被广泛应用的一种高效、连续化金属成形技术。相比传统铸造技术，具有生产效率更高、产品质量更稳定、能耗更低、对环境污染更少等突出优点。连续铸造过程中，金属液经浇口连续喷入结晶器内，同时采用特定冷却系统使金属迅速均匀冷却。该工艺可以准确地控制金属液温度、冷却速度及铸件形状、大小，以保证铸件组织结构与力学性能良好。另外，采用连续铸造技术可实现规模化和自动化生产，显著提高生产效率及产品质量一致性［1］。

　　随着科学技术的发展以及环保意识的增强，连续铸造技术得到了不断革新与优化。通过完善冷却系统，优化铸造工艺参数及使用先进自动化控制系统，可进一步提高连续铸造技术性能与效率。另外，面向具体应用场景进行定制化设计与制造，已经成为连续铸造技术的重要发展趋势之一。

　　1.2连续铸造技术的工艺特点

　　1.2.1热机特点

　　连续铸造技术中热机部分的核心特征是保持熔体温度和流动状态的高效快捷和稳定性。该工艺以精准供给高温熔体为起点，保证了在源头上降低热量损失。连铸机的高温煅烧温度可以达到15~1700℃,熔炼工艺温度可达1850~2200℃,可满足熔炼的需求。连铸的熔炼工艺和机械工艺可根据不同材料的特性进行调整，满足多种特殊材料的要求。连铸机械设备具有良好的刚性和可靠性，在热机设计中一般都装有精密温控系统，可根据实际铸造需求实时调节和保持熔体温度，以避免温度波动造成铸件质量缺陷。另外，该热机具有较强的混合及均质化能力，采用机械或者气体混合方式保证熔体内各组分及温度分布均匀，进而促进铸件物理性能及微观结构质量的改善。同时热机和铸模热交换设计效率高，能迅速地将熔体中的热量转移到铸件上，加快了凝固过程，缩短了生产周期，并提高了生产效率［2］。

　　1.2.2冷机性能特点

　　冷机是连续铸造技术中的又一个关键环节，冷机的性能特点表现为冷却效率和铸件成型质量控制两方面。冷机设计中一般都含有一套能准确控制冷却速率的高效冷却系统，冷却速率对铸件微观组织、机械性能、尺寸稳定性都有着直接的影响。通过优化冷却介质（如水、气体或特定的冷却剂）的流量、温度及分布，冷机能够实现均匀而快速的冷却，减少热裂和缩孔等缺陷的产生。连铸设备可以通过改变冷却工艺，改善钢铁易碳化、易结晶和较大残余应力的特性，另外，冷机还有高精度模具定位系统，可以保证铸件尺寸一致性及表面光洁度。冷机通过对模具间隙、压力和顶出机制等参数的准确控制，可以有效地防止模具错位或者顶出不理想而造成铸件缺陷。与此同时，部分冷机还融入了自动化检测及修正等功能，可以对模具间隙进行自动调节，以便处理不同规格铸件的要求，进一步提高生产效率及铸件质量。这些特点共同组成连续铸造技术冷机部分的最核心优点，从而为实现规模化优质生产提供坚实的技术支持［3］。

　　2冶金工程中连续铸造技术的工序环节

　　2.1预处理

　　连续铸造技术工艺环节中预处理是关键环节，这一阶段主要是为了保证金属坯料在铸造过程中达到合适的状态，进而保证后续铸造过程顺利进行和铸件质量。预处理过程包含以下关键步骤，一是金属原料需精炼才能除去杂质及气体，这一步骤一般采用真空脱气和吹氩搅拌来完成，可使金属液纯净度得到显著改善，以避免铸造时出现气孔和夹杂缺陷。二是金属液需加热至合适浇铸温度，该步骤由电炉，感应炉等装置完成，保证了金属液有充分流动性，方便了后续浇铸成型。另外，浇铸前要预热结晶器，排除内部水分及气体，以防浇铸时出现气泡、裂纹等。预处理过程对于随后的铸造质量起着决定性作用。通过对温度、时间及工艺参数的精确控制，可保证金属原料处于最佳铸造状态，使铸件致密度、机械性能及表面质量显著改善。

　　2.2铸型制备

　　冶金工程连续铸造工艺过程中，铸型制备作为关键工序环节直接影响铸件质量、精度和生产效率，这一环节的中心内容是按照需要铸造的铸件形状及大小，精心设计并配制出与其充分匹配的铸型。铸型制备要求对铸件设计要求有一个确切的了解，其中包括铸件形状、大小、表面粗糙度。了解需求后，铸造工程师将选择适当的铸造材料及工艺，来保证铸型满足铸件结构强度需求，并达到较好的热传导及模具稳定性。在铸型制备的过程中要对每一个环节进行严格的质量控制，其中包括模具设计、加工、装配和预热。设计模具时需考虑浇铸时热膨胀和收缩等物理现象，保证铸件冷却时不会因为应力集中而出现开裂和变形。在加工和组装的过程中，确保模具的准确性和稳定性是至关重要的，可以防止由于模具误差引发的铸件缺陷。另外铸型的制备还要兼顾生产效率与成本控制。通过对模具设计及工艺流程的优化，可减少生产成本，缩短生产周期。

       2.3连铸过程

　　连铸过程在连续铸造技术中处于核心地位，通过向结晶器内不间断注入预处理金属液，经过一系列运行与控制系统使铸件连续成形。该工艺要求温度控制、浇铸速度及冷却强度必须准确调节，才能保证铸件质量及产量。连铸时温度控制非常关键，浇铸温度过高或过低均影响铸件质量及成形效果。所以有必要利用先进测温技术与控制系统，对浇铸温度进行实时监控与调节。还需准确控制速度，浇铸速度过快会使铸件内出现裂纹、夹杂物等缺陷，浇铸速度过慢会使生产效率下降。所以在实际运行中需利用变频调速技术对浇铸速度进行准确的控制。除温度、速度控制以外，冷却强度是连铸生产中最关键的因素。合适的冷却强度能加快金属液凝固过程，并增加铸件致密度及机械性能。但冷却强度过大会使铸件表面出现裂纹、缩孔缺陷，所以在实际生产中需使用多段冷却系统，按铸件不同位置分段控制冷却［4］。

　　2.4后续冷却

　　在连续铸造技术工艺环节当中，冷却及热处理是保证铸件最终使用性能及品质的关键环节，在该阶段中，利用合适的冷却及热处理工艺，消除铸件内应力，提高铸件机械性能及微观组织。冷却阶段需使用合适的冷却介质及冷却方式，以保证铸件能均匀迅速冷却到室温。常用冷却介质包括空气和水，冷却方式包括自然冷却和喷雾冷却。冷却时需特别注意，以免引起过大的热应力，使铸件出现裂纹或者变形。实际运行时，需根据铸件形状、大小及所需性能选择适当的冷却方式及参数。热处理阶段则要求铸件经过退火、正火、淬火等来消除铸件内部应力，改善组织结构，提高机械性能。对铝合金铸件可进行固溶处理、时效处理等，以提高铸件的强度、硬度；对于钢铁的铸造部件，可以选择淬火后再回火的热处理方法来形成马氏体结构，从而增强其抗磨损和耐腐蚀的特性。另外，热处理时还要注意避免氧化、脱碳及其他缺陷。因此，实际应用过程中，应采取保护气氛或者涂层等工艺，以避免上述缺陷。

　　3冶金工程中连续铸造技术的重要作用

　　3.1高效连续性

　　冶金工程连续铸造技术因具有高效连续性而著称，能够显著提升生产效率。传统的铸造方法通常都是间断式作业，也就是每浇铸一次就需要冷却、清洗并重新备模，不仅费时费力，而且易造成生产线停滞不前。

　　但连续铸造技术通过机械自动化操作，将液态金属喷入模具至成品产出无缝连接，大幅缩短了生产周期。该技术的应用使冶金企业可以连续稳定地产出高质量的产品，在提高生产效率的同时也减少了由于经常停机而造成的成本浪费和质量控制困难。另外，连续铸造可以根据市场需求对生产节奏进行灵活调节，对市场变化迅速作出反应，进一步提高企业在市场中的竞争力［5］。

       3.2精确控制性

　　精确控制性是冶金工程连续铸造技术的又一优点。冶金过程中金属的组成、温度和凝固速度对最终产品性能起着决定性作用。连续铸造技术可以通过高精度控制系统对上述关键参数进行实时和准确的调控，还可对金属液进行实时测温，保证金属液注入模具时处于最佳状态，通过准确调节冷却系统水流量及温度，可控制金属凝固速率，以优化制品组织结构及增强性能。另外，计算机模拟及自动化技术使铸造过程变量调整更准确、更迅速，极大地减少人为误差，保证产品一致性，这一生产过程精细化管控是提高冶金产品性能和适应高端市场需求的关键。

　　3.3广泛的应用范围

　　无论是传统的钢铁、铝、铜等金属材料的铸造技术，还是新型合金材料的研发和应用，连续铸造技术都展示了强大的适应能力。在钢铁行业，被用来生产优质钢坯、型材及管材等，并为后续加工提供优质原料；在铝业方面，连续铸造被用于生产多种规格铝型材及板材，并广泛用于建筑、交通、航空航天等行业；在铸造铜和铜合金时，这一工艺也起到了其他工艺所无法代替的效果。另外，伴随着新材料技术不断提升，连续铸造技术也逐渐被应用到稀有金属和复合材料等高技术领域当中，扩大了在新能源和电子信息等新兴产业领域的应用。这一广泛适用性在提升冶金行业创新能力的同时，还推动着相关行业的提升和发展。

　　3.4自动化与智能化

　　随着科学技术的不断发展，连续铸造技术越来越趋于自动化和智能化。自动化系统具备在铸造过程中对各个环节进行精准控制的能力，包括金属液的流速、浇铸的速率以及冷却的条件等，从而达到对整个生产流程进行细致管理的目的。采用智能传感器及监控系统，使操作人员能够对生产状态进行实时监测，并对工艺参数进行适时调整，保证了产品质量的稳定性。另外，将人工智能与机器学习技术结合在一起，使系统可以对生产过程中可能出现的问题进行自我优化、预测与处理，进一步提高生产效率与智能化水平。该高度自动化生产方式在降低人力成本的同时，也增加了安全可靠性。

　　3.5节能环保

　　随着各行业领域的环保意识不断提高，连续铸造技术同样强调节能环保。传统铸造过程常伴有大量能源消耗与环境污染问题，现代连续铸造技术以优化工艺流程，使用高效能源设备及实行废弃物回收利用为主要手段，使得能耗与排放显著下降。例如，利用先进保温技术及余热回收系统可减少能源浪费，推行废水处理及循环利用措施，可以减少水资源消耗，减少废水排放。另外，密闭操作及采用高效除尘设备，也能有效降低粉尘污染及噪声污染，使生产过程更环保，这些环保措施既与现代企业社会责任相一致，又为冶金行业长远发展打下坚实的基础。

　　4结语

　　综上所述，连续铸造是一种高效率、高质量、可节约资源、应用广泛的铸造方式，是现代工业制造中不可缺少的一部分。冶金工程连续铸造技术发挥着核心作用，它是实现金属高效优质生产的重要途径。该技术经过一系列自动化、机械化作业，使液态金属向固态产品不断转化，明显提高生产效率及产品一致性。既可批量生产各种金属制品，又可对工业生产线进行精确控制，以保证制品尺寸、形状及性能达到严格规范。连续铸造技术应用并不局限于传统钢铁行业，而是被广泛用于铝、铜等有色金属生产，促进整个冶金行业走向现代化。展望未来，随着科技的持续进步和智能化程度的不断提高，连续铸造技术在冶金行业将扮演更为关键的角色，推动整个行业朝着更高效率、更智能和更环保的方向前进。

　参考文献

　　［1］白庆伟.脉冲电磁场下铝合金半连续铸造技术研究进展［J］.中国冶金文摘，2022，36（5）：45-47.

　　［2］朱庆丰，程龙，王睿，等.铝合金圆铸锭竖直半连续铸造技术的发展［J］.轻合金加工技术，2022，50（6）：1-12+20.

　　［3］刘旭东.熔体强剪切/电磁场组合外场作用下2024铝合金半连续铸造工艺及理论研究［D］.沈阳：东北大学，2020.

　　［4］张曦月，陈孝阳，李孔德，等.连续铸造技术发展与应用（二）［J］.铸造技术，2019，40（9）：1012-1017.

　　［5］郭伟达，武光君，王中学，等.板坯连铸中间包吹氩冶金新技术自主开发与创新［Z］.莱芜钢铁集团银山型钢有限公司.2018.