連鑄技術(shù)發(fā)展歷程與前景分析報(bào)告一、連鑄技術(shù)發(fā)展歷程（一）起步探索期（20世紀(jì)50—70年代）連鑄技術(shù)的雛形源于鋼鐵行業(yè)對(duì)傳統(tǒng)模鑄工藝的突破需求。20世紀(jì)50年代，德國(guó)、美國(guó)等工業(yè)強(qiáng)國(guó)率先開(kāi)展連鑄實(shí)驗(yàn)，1952年世界首臺(tái)工業(yè)性連鑄機(jī)在聯(lián)邦德國(guó)投用，驗(yàn)證了“鋼水連續(xù)澆鑄-凝固-拉坯”工藝的可行性。這一階段的技術(shù)焦點(diǎn)是結(jié)晶器設(shè)計(jì)與拉坯穩(wěn)定性：早期靜態(tài)結(jié)晶器冷卻效率低，鑄坯易出現(xiàn)表面裂紋；1960年代弧形連鑄機(jī)的出現(xiàn)，通過(guò)弧形路徑利用重力輔助凝固，大幅提升鑄坯均勻性，為工業(yè)化奠定基礎(chǔ)。（二）技術(shù)推廣期（20世紀(jì)80—90年代）隨著鋼鐵需求爆發(fā)，連鑄技術(shù)進(jìn)入規(guī)?；茝V階段，全球連鑄比（連鑄坯產(chǎn)量占粗鋼產(chǎn)量的比例）從1980年的不足30%躍升至1990年代的70%以上。核心突破集中在工藝優(yōu)化與裝備升級(jí)：二次冷卻技術(shù)：氣-水噴霧冷卻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分段精確控冷，解決鑄坯內(nèi)部裂紋與偏析問(wèn)題；連鑄-連軋（CCMR）集成：將連鑄坯直接送入熱軋，能源消耗降低30%以上（如德國(guó)西馬克CSP工藝）；自動(dòng)化控制：PLC閉環(huán)控制拉速、冷卻水量，鑄坯尺寸精度與表面質(zhì)量顯著提升。（三）創(chuàng)新突破期（21世紀(jì)以來(lái)）連鑄技術(shù)向高端化、智能化、綠色化轉(zhuǎn)型，衍生出多類創(chuàng)新工藝：薄板坯連鑄：鑄坯厚度降至50—100mm（如達(dá)涅利FTSRQ工藝），實(shí)現(xiàn)“以鑄代軋”，生產(chǎn)周期縮短50%；電磁連鑄：電磁攪拌/制動(dòng)技術(shù)細(xì)化晶粒，滿足核電、軍工對(duì)超高純鋼材的需求；非鐵合金連鑄：鋁合金、鎂合金連鑄突破熱裂、氧化難題，推動(dòng)汽車輕量化、航空材料產(chǎn)業(yè)化。二、連鑄技術(shù)現(xiàn)狀與核心應(yīng)用（一）主流連鑄工藝分類連鑄技術(shù)已形成多維度工藝體系：板坯連鑄：生產(chǎn)寬厚板、熱軋卷板，適用于建筑、汽車板材；方坯/圓坯連鑄：用于型鋼、無(wú)縫鋼管（如寶鋼大方坯連鑄機(jī)）；特種連鑄：薄板坯、異形坯、雙輥薄帶連鑄（鑄坯厚度<3mm），滿足高端制造“近終形”需求。（二）核心技術(shù)突破1.結(jié)晶器技術(shù)：新一代結(jié)晶器采用液壓振動(dòng)（振幅<0.1mm，頻率>500次/分鐘）與銅板鍍層（如Cr-Zr-Cu合金），鑄坯表面裂紋率降至0.1%以下；電磁結(jié)晶器通過(guò)電磁力控制鋼水流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸凝固，適用于高合金鋼連鑄。2.質(zhì)量控制技術(shù)：基于在線檢測(cè)（紅外測(cè)溫、X射線探傷）與大數(shù)據(jù)建模，實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)鑄坯缺陷（如中心疏松），并動(dòng)態(tài)調(diào)整工藝參數(shù)。典型案例為鞍鋼“鑄坯質(zhì)量數(shù)字孿生系統(tǒng)”，缺陷率降低40%。3.綠色工藝創(chuàng)新：連鑄余熱回收（結(jié)晶器冷卻水發(fā)電）、粉塵超低排放（密閉式連鑄機(jī)+干法除塵）等技術(shù)推廣，噸鋼能耗較2000年降低25%，污染物排放減少60%。三、連鑄技術(shù)前景分析（一）行業(yè)驅(qū)動(dòng)因素1.鋼鐵升級(jí)需求：高端裝備（風(fēng)電、核電）對(duì)超高強(qiáng)鋼、耐候鋼的需求激增，連鑄需突破“成分精準(zhǔn)控制+組織均勻化”技術(shù)（如太鋼手撕鋼連鑄工藝）；2.雙碳政策推動(dòng)：氫基熔融還原+連鑄短流程工藝可降低噸鋼碳排放30%；3.智能制造需求：5G+AI實(shí)現(xiàn)連鑄產(chǎn)線少人化、無(wú)人化，如拉速自適應(yīng)調(diào)整、設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)。（二）技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)1.近終形連鑄：雙輥薄帶連鑄（如中鋼研超薄帶技術(shù)）可直接生產(chǎn)2mm以下薄帶，省去熱軋工序，能耗降低40%，未來(lái)有望替代傳統(tǒng)冷軋。2.多材質(zhì)拓展：鋁合金連鑄向大規(guī)格、高均質(zhì)化發(fā)展（如航空用7050鋁合金大扁錠），鎂合金連鑄突破熱裂與氧化難題，應(yīng)用于新能源汽車殼體。3.數(shù)字孿生與AI優(yōu)化：構(gòu)建連鑄全流程數(shù)字孿生模型，結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化工藝參數(shù)（如拉速-冷卻水量耦合模型），實(shí)現(xiàn)“一鍵式”智能澆鑄。（三）挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)策略1.高品質(zhì)鑄坯控制：高合金鋼連鑄易出現(xiàn)成分偏析，需通過(guò)多場(chǎng)耦合模擬（熱-流-固耦合）優(yōu)化結(jié)晶器與二冷區(qū)設(shè)計(jì)；2.能源與環(huán)保壓力：連鑄工序能耗占鋼鐵總能耗的15%，需推廣余熱梯級(jí)利用（如結(jié)晶器水-空氣熱泵回收）、氫基燃料替代；3.智能化轉(zhuǎn)型壁壘：中小鋼企面臨數(shù)據(jù)孤島、人才短缺問(wèn)題，需通過(guò)行業(yè)云平臺(tái)共享技術(shù)與模型，降低轉(zhuǎn)型成本。四、未來(lái)展望連鑄技術(shù)作為鋼鐵及有色金屬生產(chǎn)的“核心樞紐”，未來(lái)將向“極限制造+綠色低碳+智能自主”方向演進(jìn)：2025—2030年，近終形連鑄將在汽車板、電工鋼領(lǐng)域規(guī)?；瘧?yīng)用，連鑄比有望突破95%；2030—2040年，氫能連鑄短流程成為主流，噸鋼碳排放降至0.5噸以下；長(zhǎng)期來(lái)看，