臥式連鑄生產(chǎn)線由熔化爐、保溫爐、模具（銅水套和石墨襯里）、鉛鑄機(jī)（拖拉機(jī)）、鋸床、輔助芯片收集機(jī)構(gòu)組成。

為了找出相關(guān)因素對棒材質(zhì)量的影響，并采取相應(yīng)的措施，有必要對水平連鑄結(jié)晶過程、特點(diǎn)及機(jī)理進(jìn)行分析，以便采取合理的工藝制度，獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品。

2.1當(dāng)停止?jié)茶T時，結(jié)晶器中板坯的應(yīng)力；當(dāng)停止?jié)茶T時，結(jié)晶器中板坯受到下列力：①熔爐中熔融金屬產(chǎn)生的靜水壓力，由P=HPG（h為液柱高度；P為液體密度；G為重力加速度）：P 1>P2；②板坯的重力，由于水平連鑄是閉式連鑄，鑄液、型腔與爐料相連接，直接傳熱。因此，爐子附近的石墨板上沒有冷凝。在石墨板內(nèi)壁上形成冷凝，進(jìn)入合金結(jié)晶溫度，即液固兩相區(qū)，冷凝逐漸向出口方向變厚，直到凝固成銅棒。由于冷凝和收縮，石墨中冷凝殼之間的間隙有利于鑄坯，但是由于冷凝殼薄和液態(tài)金屬柱的靜壓，一些冷凝殼（L1和L2區(qū)域）沒有離開套筒的內(nèi)表面，只在厚凝殼板坯（結(jié)晶器高度16mm，結(jié)晶器出口銅排厚度約0.5mm，結(jié)晶器寬度456MM，結(jié)晶器出口銅排收縮約7mm），在靜壓P1（P1>P2）和重力對凝析的雙重作用下，結(jié)晶器下部金屬殼體使鑄件側(cè)下部與石墨的接觸面積L1>上部的接觸面積L2；此外，由于接觸界面的不均勻性和粘著性，導(dǎo)致下部的析出電阻遠(yuǎn)大于上部。

2.2在停止拉拔過程中，為了方便對模具中熔融金屬的凝固過程和應(yīng)力分析，假設(shè)上下結(jié)晶在垂直界面上結(jié)晶。拉伸開始后，熔體的一部分將在熔體和固體之間釋放。在金屬液體的靜壓作用下，后面的金屬會立即補(bǔ)充。熔體縱向與石墨的距離越近，冷卻強(qiáng)度越大，金屬溫度越低，流動性越差，而中間金屬溫度高，流動速度快。根據(jù)流體力學(xué)原理，液體中的流速越快，壓力越小，所以從石墨壁的位置到縱向中位置，熔體上的壓力逐漸減小，在熔體內(nèi)部形成壓差，它迫使金屬沿著箭頭的方向流動。由于金屬鍵的牽引作用，形成薄殼狀冷凝部分，但拉拔停止時下表面的靜壓力大于上表面的靜壓力，因此下表面的曲率小于上表面。

隨著拉距的增加，s的新面積逐漸加大，凝汽殼的弧長不斷增加。當(dāng)摩擦力足夠小，凝結(jié)殼強(qiáng)度足夠高時，沒有斷裂，形成弧面（槽），但弧面粗糙。在大多數(shù)情況下，隨著拉距的增加，結(jié)晶區(qū)的銅水溫度越來越高，冷凝殼越薄，這是冷凝殼中弱的一個，一股新的小液流從裂縫中溢出，填滿了冷凝殼的凹部。如果這恰好是拉拔的終點(diǎn)，則這部分金屬在停止過程中瞬間結(jié)晶，并與弧形凝固殼的其他部分相連接。當(dāng)再次鑄造時，它被一起拉出。凝固殼的金屬要在中間生長，形成一個大的柱狀晶體，其晶粒大小是左右細(xì)晶的100-150倍，見金相照片3、4。

填充的細(xì)晶粒和柱狀晶體具有明顯的分離和彼此錯開的遮擋，并且結(jié)中應(yīng)含有豐富的金屬，在銑削表面時，須在氧化和凝固過程中產(chǎn)生的氣體被研磨掉。

粗晶區(qū)為結(jié)晶的部分，細(xì)晶區(qū)為斷裂后充填的部分。（為了測量細(xì)晶厚度，對左側(cè)表面進(jìn)行銑削，使其多出一個零件，以縱向明顯弧線為銑削標(biāo)記）。

從結(jié)晶原理和相關(guān)照片可以看出，這種新老凝殼由于溫度差和不均勻性的周期性變化而被氧化，形成了表征瀝青的環(huán)形斑點(diǎn)，工藝條件的確定和操作，澆注溫度比金屬液溫度高100-105℃，它要求比澆注溫度高30-40℃，以避免熔體流過溜槽時的熱損失。H65的鑄造溫度為1040-1060℃，保溫爐的波動范圍控制在±10℃以內(nèi)。

3.2拉-停系統(tǒng)

拉鑄采用反向推-拉-停程序。逆推功能為：①防止與模具直接接觸區(qū)的殼面與模具壁粘連（結(jié)晶過程中該區(qū)石墨上有針狀銅吸附，接觸去除的石墨時有綁手的感覺）。②清潔石墨模具上附著的氧化鋅和鋅（在板坯與石墨之間有間隙的區(qū)域），以減少模具與鑄件之間的摩擦。③振動細(xì)化晶粒。鋅氧的親和力大于碳氧的親和力。在富鋅HPb59-1中，氧與石墨不發(fā)生反應(yīng)，液相區(qū)石墨相對平坦、光滑、無凹坑。但凝固區(qū)石墨板與Zn0和Zn結(jié)合，摩擦阻力較大。為了避免Zn0和Zn在同一區(qū)域的疊加力，隨著鑄造工藝的發(fā)展，通過適當(dāng)?shù)臏p速使該區(qū)域向體積方向向內(nèi)移動，可以實(shí)現(xiàn)結(jié)晶，從而提高鑄坯的表面質(zhì)量和石墨的使用壽命。

從水平連鑄成型的角度來看，間歇鑄造的作用是在殼體停止時獲得足夠的厚度和強(qiáng)度，以免出現(xiàn)裂紋或泄漏，因此拉-停系統(tǒng)的選擇是非常重要的。

繪圖和停止是相互制約的兩個因素。停車時間長-拉拔時間長-拉拔距離可以增加，停車時間短-拉拔距離可以縮短。由于H65兩相區(qū)寬，枝晶發(fā)達(dá)，凝固過程中釋放的氣體緩慢擴(kuò)散到液相區(qū)，一般采用中低沖程、中瞬時轉(zhuǎn)速、中高頻拉拔鑄造，保證銅棒出口溫度達(dá)到固相線的30%～35%（對于16mm厚的銅棒），結(jié)晶出口處的銅棒表面暗紅色較好。

3.3冷卻強(qiáng)度

良好的鑄坯質(zhì)量是鑄坯溫度、鑄坯溫度和冷卻強(qiáng)度綜合作用的結(jié)果。在確定溫度和拉拔系統(tǒng)的條件下，通常選擇水壓為6bar，然后通過調(diào)節(jié)各出口來調(diào)節(jié)冷卻強(qiáng)度，以保證出口銅排溫度達(dá)到金屬固相線溫度的30-35%，為了保證實(shí)際的冷卻強(qiáng)度，降低熱阻，增加二次冷卻水，使液腔變淺、致密，在實(shí)際生產(chǎn)中石墨與水冷銅套的配合間隙不得超過0.02mm，銅冷套應(yīng)定期打磨，并在其上結(jié)垢冷卻水腔內(nèi)壁應(yīng)定期清除。

4.水平連鑄常見質(zhì)量問題、影響因素及控制措施。

主要通過控制熔化金屬的含氣量，降低假電阻，提高殼體強(qiáng)度，降低殼體斷裂時小液流的補(bǔ)焊深度。