摘要：连铸技术作为现代冶金工业的核心工艺之一，一直在不断创新与发展以满足不断变化的市场需求。文章旨在探讨连铸技术的创新与发展趋势，以期为相关领域的研究和实践提供有价值的参考。首先，对连铸技术进行了详细论述，分别从电磁冶金技术、中间包加热和结晶器技术以及摩擦力监控和测温技术等方面探讨了连铸技术的创新，明确了当前的创新技术以及创新为连铸带来的优势，其次，结合连铸技术的特点，展望了其未来的发展趋势，主要有数字化制造与工业互联网、绿色可持续发展以及智能化和无人化等方面的发展，对于推动连铸技术的可持续发展具有一定的积极意义。

　　关键词：连铸技术；技术创新；连铸发展趋势

　　随着工业技术的不断进步和全球市场对高质量钢材的不断需求，连铸技术作为冶金工业中的关键环节，也在不断创新与发展。连铸技术是一种高效、节能的钢铁生产方法，它通过将液态钢水直接铸造成坯料，取代了传统的铸锭工艺，大幅提高了生产效率和产品质量。然而，为了应对不断变化的市场需求和提高生产效益，冶金领域的研究人员和工程师们一直在不懈努力，推动着连铸技术的创新与发展。

　　1连铸技术的创新

　　1.1电磁冶金技术

　　1.1.1电磁搅拌技术

　　（1）结晶器电磁搅拌，通过应用电磁力来改变钢液在结晶器中的流场，以提高铸坯的质量和性能。首先，结晶器电磁搅拌技术的原理是通过在结晶器的下方或周围安装电磁搅拌装置，产生电磁场来影响钢液的流动。这一电磁场可以有效地促使杂质和不均匀成分分离出来，从而改善铸坯的质量。同时，电磁搅拌还有助于控制铸坯的晶粒生长，使其更均匀，从而提高了铸坯的力学性能和表面质量。这对于生产高品质的钢材尤为重要。其次，结晶器电磁搅拌技术的应用范围广泛，适用于各种不同类型的连铸机。它不仅可改善铸坯的内部质量，还可减少铸坯表面的缺陷，如裂纹和气孔。此外，电磁搅拌还有助于减少液面的波动，提高液面的稳定性，从而提高了连铸过程的稳定性和生产效率。

　　（2）二冷段电磁搅拌，通过将电磁力应用于连铸的二冷段，旨在改善铸坯的质量和性能，特别是对铸坯的晶粒细化和杂质分布进行优化。二冷段电磁搅拌技术通常分为二冷一段和二冷二段电磁搅拌两种主要类型。

　　首先，一冷段的二冷电磁搅拌技术通常安装在结晶器的足辊处。它的优点在于安装简便且成本较低，因此在许多连铸机中得到广泛应用。该技术通过在冶炼过程中应用电磁力来改善钢液的流动性，使得杂质更容易从钢液中分离出来，从而提高了铸坯的整体质量。同时，它还有助于控制液面的稳定性，减少了液面的波动，提高了铸坯的外观和表面质量。其次，二冷二段电磁搅拌技术进一步优化了铸坯的质量。通过在二冷段的上部或下部安装电磁搅拌设备，可以显著促进铸坯的晶粒细化，使其更加均匀。这有助于进一步改善产品的力学性能和外观，特别是对于高要求的钢材品种。然而，与一冷段技术不同，二冷二段电磁搅拌技术在实施时需要更多的技术支持和设备调整，但它为提高铸坯的质量和性能提供了更大的潜力。

　　（3）凝固末端电磁搅拌，主要目标是通过在连铸过程的末端阶段应用电磁力来改善铸坯的质量和性能。首先，凝固末端电磁搅拌技术通常涉及在连铸机的结晶器的末端或者钢液出口处安装电磁搅拌设备。这些设备产生的电磁场可以影响钢液的流动，控制钢液的冷却和凝固过程。这有助于确保钢液在凝固末端的过程中均匀冷却，从而促使晶粒细化和均匀分布。凝固末端电磁搅拌技术的应用可以提高铸坯的整体质量，减少缺陷，并提高其力学性能。其次，凝固末端电磁搅拌技术的优势在于它可以在最后的制程阶段对铸坯进行精确的控制。通过调整电磁搅拌设备的参数，可以根据不同的钢材种类和要求来优化冷却过程，以满足具体的生产需求。这使得铸坯的质量和性能可以根据需要进行精确掌握，特别适用于生产高品质的特殊钢材。

　　1.1.2电磁制动技术

　　（1）局部磁场技术，旨在通过在钢液流动的地方施加局部磁场来实现电磁制动，以控制铸坯的流速和稳定性。局部磁场技术通常涉及在连铸机的特定位置设立磁场区域，这些区域用来产生电磁力以影响钢液的流动。这种电磁制动的原理基于欧姆定律，当钢液流过磁场区域时，会产生感应电流，并与磁场互动，产生洛伦兹力，从而产生阻力，减慢钢液的流速。这有助于控制钢液的流动速度，以满足特定的工艺要求。

　　（2）条形磁场技术，主要目标是通过在钢液流动的地方施加条形磁场来实现电磁制动，以控制铸坯的流速和稳定性。首先，条形磁场技术涉及在连铸机的特定位置布置具有特殊形状的磁场区域。这些区域的磁场布置形状通常是横向梯形或其他特定形状，以确保磁场能够覆盖更广泛的区域。当钢液流过这些条形磁场区域时，会产生感应电流，并与磁场互动，产生洛伦兹力，从而产生阻力，减慢钢液的流速。与局部磁场技术不同，条形磁场技术的磁场范围更广，因此在更多情况下能够提供有效的电磁制动效果。其次，条形磁场技术在电磁制动中具有一些显著的优势。由于磁场的形状和分布更广泛，因此它更适合高流速的钢液。此外，条形磁场技术通常能够提供稳固的电磁制动效果，有助于减缓钢液的流速，改善铸坯的质量，减少缺陷，并提高铸坯的整体性能。

　　（3）流淌掌握结晶器技术，该技术旨在通过在结晶器液面的上部或下部安装磁极，产生磁场来掌握钢液的流动，以实现电磁制动和控制铸坯的质量。首先，流淌掌握结晶器技术的原理是通过在结晶器的液面附近应用磁场，影响钢液的流动行为。通过改变磁场的强度和方向，可以实现对钢液流动的精确掌握。这有助于减缓钢液的流速，控制液面的稳定性，减少液面的波动，从而提高铸坯的整体质量和表面质量。其次，流淌掌握结晶器技术在电磁制动中具有重要的应用前景。通过在结晶器液面附近设置磁极，可以实现对流动的精确掌握，有助于控制铸坯的形状和尺寸。这对于生产符合特定要求的钢材品种非常重要，特别是在高要求的应用领域，如汽车制造和航空航天［2］。

　　1.2中间包加热和结晶器技术

　　1.2.1中间包加热技术

　　（1）电磁加热，通过应用电磁感应原理，将电能转化为热能，以迅速提高中间包中的钢水温度，以满足连铸工艺中的要求。首先，电磁加热的原理基于法拉第电磁感应定律，当电磁线圈通电时，会在中间包内产生强烈的电磁场。这个电磁场与中间包内的钢水相互作用，导致钢水中的电流产生热量，从而升高钢水的温度。这个过程非常快速，可以在短时间内将钢水的温度升至所需水平，确保连铸过程的顺利进行。其次，电磁是一种非接触性的加热方法，不需要直接接触加热元件，因此不会对钢水造成污染或杂质的引入。同时，电磁加热的加热效率非常高，能够在短时间内快速提高钢水的温度，从而提高了生产效率。

　　（2）等离子体加热，通过利用高温等离子体产生的热能，迅速提高中间包中的钢水温度，以满足连铸工艺中的需要。首先，等离子体加热是通过在中间包内产生高温等离子体来实现的。等离子体是一种高温、高能量的气体状态，其中的电子被剥离原子核而自由移动，形成带电粒子云。通过向中间包内注入能量，例如使用电弧放电或其他加热方法，可以在其中产生高温等离子体。这些等离子体释放出的热能迅速传递给钢水，将其加热至所需的温度，以满足连铸工艺的要求。其次，等离子体加热是一种高效的加热方法，因为等离子体能够在非常短的时间内产生极高的温度。这意味着可以在几秒钟内将中间包中的钢水加热至所需温度，从而提高了生产效率。同时，等离子体加热是一种非接触性的加热方法，不需要直接接触钢水，因此不会引入杂质或污染。

　　1.2.2结晶器技术

　　（1）在线调宽技术，通过实时调整结晶器的工作宽度，以适应不同规格和要求的铸坯生产，从而提高生产的灵活性和效率。首先，在线调宽技术通常涉及结晶器的工作辊或工作辊组件。这些辊可以在连铸过程中实时调整其宽度，以适应不同规格的铸坯。这种自动调整可以通过电控系统或液压系统来实现，根据实际需要精确掌握结晶器的宽度。这使得连铸工艺能够在不停机的情况下迅速切换到生产不同规格的铸坯，从而提高了生产的灵活性和效率。其次，线调宽技术可以减少生产中的停机时间，因为不需要停机手动调整结晶器的宽度。这有助于提高生产的连续性和稳定性。同时，在线调宽技术使得连铸工厂能够更好地适应市场需求的变化，生产不同规格和尺寸的铸坯，从而提高了生产的灵活性。此外，这项技术还有助于减少废品率，因为能够更准确地满足规格要求，减少次品的产生。

　　（2）非正弦振动技术，通过在结晶器中引入非正弦形状的振动，来控制铸坯的形状和质量，以提高连铸过程的稳定性和产品的质量。首先，非正弦振动技术涉及在结晶器中引入非正弦形状的振动波形。这些振动波形可以通过机械或液压装置产生，并传递到结晶器的工作辊或辊组上。与传统的正弦振动不同，非正弦振动的波形可以更灵活地调整，以满足特定的铸坯形状和生产要求。这种振动作用于钢液中，有助于防止铸坯的拉漏和拉裂，改善铸坯的质量。其次，非正弦振动技术能够在连铸过程中有效地控制铸坯的形状，确保其尺寸和截面的一致性。这对于生产高质量的钢材至关重要，特别是在汽车制造和建筑工程等领域。此外，非正弦振动技术还有助于减少铸坯的缺陷，如裂纹和气孔，提高产品的整体质量。

　　1.3摩擦力监控和测温技术

　　首先，摩擦力监控技术被广泛应用于连铸过程中的辊和辊道。通过监测辊道中的摩擦力变化，可以及时发现问题并采取措施来防止不均匀的摩擦力分布。这有助于减少辊道磨损，提高辊的使用寿命，并确保连铸过程中的均匀拉伸。摩擦力监控还可以帮助优化连铸参数，以降低能耗和提高生产效率。其次，测温技术在连铸中也起到至关重要的作用。温度的精确掌握对于连铸工艺至关重要，因为它直接影响着铸坯的质量和性能。通过在关键点使用温度传感器和监控设备，可以实时测量和记录钢水、结晶器、辊道等部位的温度变化。这些数据可用于优化冷却控制、预测熔融状态和控制凝固过程，以确保铸坯的均匀性和一致性。此外，温度监测还有助于及早发现可能的问题，如结晶器的堵塞或冷却系统的故障，以减少生产中断和质量问题［3］。

　　2连铸技术的发展趋势展望

　　2.1数字化制造与工业互联网

　　首先，在连铸过程中，数据采集和分析变得愈加重要。现代连铸设备配备了各种传感器和监测装置，可以实时收集温度、压力、流速等多维度数据。这些数据不仅有助于监测和控制连铸过程的稳定性，还可用于预测可能的生产问题。通过高级数据分析技术，如大数据分析和人工智能，可从海量数据中提取有价值的信息，帮助运营商更好地理解生产过程，及时发现潜在问题并采取措施解决，从而提高生产效率和减少废品率。其次，工业互联网技术对连铸生产流程的优化具有潜在影响。通过将连铸设备、传感器和控制系统连接到云平台，可实现实时监测和远程控制，使运营商能够随时随地监控生产状态并进行及时干预。此外，工业互联网还可以实现设备之间的协同工作，优化生产调度，提高资源利用率。例如，连铸设备可以自动调整工作参数以适应不同的生产需求，减少能源消耗和材料浪费［4］。

　　2.2绿色可持续发展

　　首先，循环经济和资源利用在连铸技术中起到了重要的作用。这意味着在生产过程中要尽可能减少废料的产生，并将废料和副产品进行有效回收和再利用。例如，在连铸过程中，废旧材料可以通过再熔化或热处理等方式重新加工成新的坯料，实现资源的循环利用。这不仅有助于降低原材料消耗和废弃物排放，还可以降低生产成本，符合可持续发展的理念。其次，减少碳排放和环境保护是绿色可持续发展的重要组成部分。连铸技术的改进和现代化可以减少能源的使用，降低碳排放，有助于应对气候变化和减少环境污染。采用清洁能源、优化生产工艺和提高设备效率等措施可以有效地降低连铸过程中的环境影响。此外，废渣和废水的处理也是环境保护的关键方面，通过先进的废物处理技术，可以将废渣转化为资源，减少对环境的不利影响［5］。2.3智能化和无人化

　　随着工业4.0的进一步发展推进，数字化、网络互联和智能化在钢铁行业也出现了越来越多的应用案例，在部分炼钢厂的连铸生产现场，已实现机器人自动拆装大包长水口、中间包自动测温、结晶器自动加渣等连铸关键岗位的操作，进一步降低了一线职工的劳动强度，减少了岗位人员的数量需求，甚至已有少数公司推出“无人连铸平台”理念。

　　3结语

　　综上所述，连铸技术的创新与发展趋势旨在提高生产效率、降低能耗、提高产品质量和满足环保要求。随着技术的不断进步，连铸工艺将继续在钢铁产业中发挥关键作用，为各个领域提供高质量的钢材产品。然而，仍然存在一些挑战需要克服，需要不断地研究和创新来应对未来的需求和机遇。通过不断地追求技术创新，连铸技术将继续在冶金工业中发挥重要作用，为可持续发展作出贡献。

　　参考文献

　　［1］焦占印.宣钢连铸热连轧衔接技术创新与实践［J］.山西冶金，2022，45（2）：144-145.

　　［2］姜宗明.大方坯连铸机扇形段辊子结构的创新设计［J］.连铸，2018，43（5）：67-69.

　　［3］周士凯，徐学华，王宝峰，等.连铸智能化物理模拟创新平台的建设与实践［J］.连铸，2018，43（2）：20-25.

　　［4］毛占昕，蒋永强.电气自动化在连铸工序上的应用与创新［J］.设备管理与维修，2018（6）：12-13.

　　［5］李江伟，卢燕华.动力设备在再生铜材连铸连轧线中的工艺创新［J］.现代商贸工业，2017，（17）：194-195.