第一节 产品定义、性能及应用特点
钢坯连铸机用结晶器是连铸机非常重要的部件，是一个强制水冷的无底钢锭模。称之为连铸设备的“心脏”。连铸结晶器是连铸机最重要的设备之一，其运行状况直接影响连铸机的生产率和铸坯质量。
钢坯连铸机用结晶器基本由框架，水箱和铜板（背板与铜板），调整系统（调整装置，减速机等）；润滑系统（油管油路），冷却系统和喷淋等设备组成。
结晶器的作用：（1）使钢液逐渐凝固成所需要规格、形状的坯壳；
（2）通过结晶器的振动，使坯壳脱离结晶器壁而不被拉断和漏钢；
（3）通过调整结晶器的参数，使铸坯不产生脱方、鼓肚和裂纹等缺陷；
（4）保证坯壳均匀稳定的生成。
结晶器的类型：
（1）结晶器的类型按其内壁形状，可分为直形及弧形等。
1）直型结晶器。直形结晶器的内壁沿坯壳移动方向呈垂直形，因此导热性能良好，坯壳冷却均匀。该类型结晶器还有利于提高坯壳的质量和拉坯速度、结构较简单、易于制造、安装和调试方便；夹杂物分布均匀；但铸坯易产生弯曲裂纹，连铸机的高度和投资增加。直形结晶器用于立式和立弯式及直弧连铸机。
2）弧形结晶器。弧形结晶器的内壁沿坯壳移动方向呈圆弧形，因此铸坯不易产生弯曲裂纹；但导热性比直形结晶器差；夹杂物分布不均，偏向坯壳内弧侧。弧形结晶器用在全弧形和椭圆形连铸机上。
（2）按溶液获得过饱和状态的方法可分蒸发结晶器和冷却结晶器；按流动方式可分母液循环结晶器和晶浆（即母液和晶体的混合物）循环结晶器；按操作方式可分连续结晶器和间歇结晶器。
在连续铸钢过程中，结晶器内流体的流动特性不仅关系到结晶器的传热、夹杂物的上浮，而且还与铸坯的表面及内部质量有密切关系。不合理的流场将引起表面流速过大，弯月面湍流加剧，造成卷渣，或者对凝固坯壳的冲击过大， 使夹杂物或气泡易被凝固壳捕捉等，会引起一系列影响连铸顺行和铸坯质量的事故。
第二节 产品发展历程
80年代中期，德国SMS公司公布了采用漏斗形结晶器成功地浇铸出薄板坯的试验成果。这一突破性进展引起了世界钢铁工业的极大振动，至今.薄板坯连铸—直轧技术获得了迅速的发展，大有逐步取代传统热带生产流程的趋势。各国的冶金工作者特别是那些著名的连铸设备制造公司都开发薄板坯连铸技术上急起直迫。争取实现新的突破，以发展自身的薄板坯连铸一直轧拈农。就是在这种激烈的市场竞争形势下，出现件各式各样的薄板坯连铸结晶器。
连铸自50年代实现工业化以来，已取得了显著的发展。在引进和消化移植的基础上，我国的连铸技术也取得了较大的进步，许多连铸机实现了国产化。但在连铸关键设备的设计制造上，如铜管、组合式结晶器等方面还存在较大的差距。略……
第三节 进出口数值分析
2003-2011年10月中国钢坯连铸机用结晶器进口数量、金额统计
单位：千克，美元
2003-2011年10月中国钢坯连铸机用结晶器出口数量、金额统计
单位：千克，美元
第四节 进出口价格分析
2003-2011年10月中国钢坯连铸机用结晶器进出口均价对比
单位：美元/千克
略……
第五节 产品原材料生产现状分析
一、结晶器用原料现状
1、结晶器材质现状分析
结晶器工作条件极端恶劣，其热通量比锅炉的热通量还要大很多。因此要求制作铜管的材质在室温至400℃范围内，有良好的抗拉强度、疲劳强度、硬度、低延伸率和高导热系数。对现代结晶器来说，还需要安装电磁搅拌装置，因此还要求其具有良好的导磁性，使磁力线易于通过结晶器壁。
紫铜是公认的好材质，但对管式结晶器破损机理研究时发现，紫铜材质在高温下强度和硬度不足，再结晶温度比较低，从而易发生铜管变形以及磨损而报废。也有厂家使用磷脱氧铜制造结晶器铜管，磷脱氧铜(TUP)材质性能与紫铜较接近。
现在各国均在研究开发弥散硬化型铜合金，Cu-Cr、Cu-Ag、Cu-Be、Cu-Zr-Cr等。其中，含银铜材是在铜中加入0.07%～0.115%的银。铜中加银后，虽然导热性比紫铜略低，但显著提高了材质的硬度和再结晶温度，经测量，加银铜材硬度达HB85—90，再结晶温度达320℃以上，缺点是成本较高。
国外也有使用Cu-Fe-P-Sn合金(KT-1)制造结晶器的。磷脱氧铜、Cu-Ag合金和KT-1这三种材质的物性参数较为接近，列于下表。其中热膨胀系数以“Cu-Fe-P-Sn(KT-1)”为最小，也就是产生热应力的因素小。而且KT-1合金原材料经济，制造方面也没问题，在神户钢铁公司的使用效果证明，和过去的磷脱氧铜相比，用KT-1做结晶器，平均寿命可延长1.5倍。
结晶器各种材质的物理性能
2、结晶器镀层现状
为避免铜管内壁的磨损以及防止铸坯表面产生星裂缺陷，铜管内壁要镀上一层防护层。通常选择Cr作为镀层，其厚度一般为0.06～0.08mm。但是通过研究证明，镀层脱落是铜管报废的主要原因。因此，提高镀层与铜基体的结合强度可以有效地延长铜管寿命。
铜管使用后，镀Cr层从上到下都有微裂纹，且以弯月面附近裂纹最为明显。也有镀层被划伤导致脱落的情况。针对镀Cr层存在剥离早的缺点，国内外进行了深入研究，发明了以下方法：
(1)共析法：日本川崎钢铁公司水岛厂的共析法是使百分之几的Fe和Ni共析。使用证明，Ni-Fe合金做复层的结晶器工作面龟裂减少，耐磨性显著提高，只为镀Ni层厚度的三分之一(＜1mm)时，浇注700炉次以上也不会露铜。
(2)复层法：即底层镀Ni，再在Ni外镀Cr形成复层。
(3)表面渗铝法：前苏联采用热扩散法进行结晶器内表面渗铝，结果热阻力只是铜壁的7.3%，硬度却是铜壁的三倍。
(4)近年来，日本一些钢厂已研制成功结晶器多层电镀法。即在结晶器下部先镀Ni，在镀Ni层上再镀碳化物和Cr。经电镀的结晶器，使用次数由电镀前200～300炉提高到1000～3000炉。
3、结晶器长度
在连铸机的发展过程中，铜管长度经历了三个不同的发展阶段：即先长，再变短，后又变长。
初期，前苏联以长结晶器为主，并且代表了早期连铸机结晶器长度的发展方向，当时长度为1.5m，后又减至1.2m。西欧和美国则认为短好，一般取700～800mm。后来，前苏联也减至1050～1200mm。但随着拉速的提高，现代方坯结晶器铜管又有变长的趋势，达到900～1000mm左右。
铜管过长，存在如下负面效应：第一，根据铸坯凝固理论和实验研究表明，当坯壳厚度速率减慢，加长结晶器，对坯壳增厚也不再起到显著作用;第二，结晶器长度增加，由于气隙存在，铸坯周期性脱离一接触铜管的机会增多，而铸坯表面有回热的倾向，使铸坯凝固前沿受拉形成裂纹，铸坯出现质量问题。第三，结晶器加长，摩擦力增加，铸坯拉漏的可能性也增加了。但若结晶器太短，坯壳出结晶器时太薄而易出现拉漏。
综合考虑，目前使用的方坯结晶器通常长度在700～900mm范围。但为了提高拉速，DIAMOLD技术就将结晶器长度加长到1000mm，并取得了大于5m/min的拉速和良好的铸坯质量。
4、结晶器倒锥度
钢水在铜管内凝固成坯壳，其传热路径依次为坯壳、气隙、铜管及水冷界面，它们在总热阻中所占比例分别为：坯壳25%，气隙71%，铜管1%，冷却水界面2%。有时气隙所占热阻甚至可达80%以上，可见气隙对传热起到控制作用。为减少热阻，提高传热能力，使铸坯形成足够厚并且均匀一致的坯壳，铜管设计过程采用了倒锥度。同时，优化设计的结晶器还能提高拉速，达到高拉速连铸的目的。
最初的结晶器是没有锥度的，因而，易出现漏钢事故及脱方、角部裂纹等缺陷。随着连铸技术的发展，出现了单锥度结晶器铜管，与以前的无锥度铜管相比，单锥度有较大进步，提高了结晶器传热能力，加快了拉坯速度，结晶器寿命也有了一定的提高，所以得到广泛的应用。但单锥度铜管也存在着一些不足。锥度过小，起不到减少气隙、改善传热的作用;锥度过大，则易引起铸机拉坯颤动，增加铜管下口的磨损。经过理论和实际测定证明，当采用单锥度铜管时，由于结晶器内弯月面处热流量最大，铜管温度在弯月面以下附近区域达到最大值，从而引起管受热膨胀量过大，造成负锥度，使坯壳与结晶器壁之间的相互作用加强，在负滑脱期会加重对铸坯的撞击，形成较深的振痕;而深振痕，反过来又会引起铸坯传热不良，使铸坯坯壳过薄，在结晶器下部会因回热而出现鼓肚，从而导致脱方、皮下裂纹等缺陷。
在理论计算和优化的基础上，国外陆续出现了双锥度结晶器和多锥度结晶器。这些结晶器的出现，主要是为了克服单锥度铜管存在的不足，同时为了实现更高的拉速。
多锥度结晶器包括三锥度、抛物线锥度及其它类型。多锥度结晶器的出现，更符合铸坯收缩变形的形状，能更有效地实现均匀传热，还能提高铸坯质量，减少结晶器的磨损。一般来说，现在的多锥度结晶器上部从弯月面至铜管变形量最大处的锥度最大，从而较好地克服了负锥度的产生;中部锥度较小，而下部锥度更小。这种设计，使铸坯坯壳生长更加均匀，坯壳厚度也有所增加。
近年来，奥钢联、达涅利、CONCAST均发明了新型的高拉速连铸管式结晶器。奥钢联开发的DIAMOLD型结晶器，它上半部分采用独特的抛物线锥度，而下半部分铜管四周边角被挖去一块，以减少摩擦，这种设计，既减少了拉坯阻力，还有利于形成更加均匀一致的坯壳。应用这种结晶器，浇注115mm×115mm方坯时，拉速可从2～3m/min提高5m/min以上，并且铸坯质量良好，经济效益显著。
达涅利开发的是自适应型结晶器，它与传统结晶器最大差别在于其壁厚偏薄，且能借助冷却水压力使铜管壁紧贴住铸坯，从而适应并调整其自身的原始锥度，适应铸坯收缩。对130mm×130mm的钢种，拉速可达4.3m/min当将结晶器加长到1000mm后，可将拉速提高到6.0m/min。
CONCAST公司设计出CONVEX结晶器铜管，内壁面为凸面形，在长度方向上缓慢变成平面。通过形状的改变，使铸坯收缩力和静压力的作用相互抵消。这种结晶器锥度，使坯壳角部和其它部位一样，紧贴内壁以同样的速度生长，且生长速度加快。应用这种新型结晶器，能提高拉速50%～100%，达到4～5m/min。
以上介绍的几种结晶器，在实际生产中证明，它们均能较好地达到高拉速连铸的要求，因此，已经被国内外厂家推广应用。
二、产品原材料生产现状分析
从上文分析的钢坯连铸机用结晶器材质来看，铜是主要的原材料，原材料以精炼铜进行分析。
2003-2011年11月中国精炼铜产量及同比增长
单位：万吨三、产品原材料生产规模预测
2011-2015年中国精炼铜产量预测
单位：万吨
第六节 产品原材料市场行情现状分析
一、2011年产品原材料价格调查
2011年全球基本有色金属市场价格整体呈现弱势，其中铜表现相对较好，于一季度创出历史新高10190美元/吨美元/吨，但自二季度起，铜价一路走弱。其中，以LME(伦敦金属交易所)三月期铜为代表的国际铜价在2011年演绎了一波过山车行情。2月中旬，LME三个月铜价创出10190美元/吨的历史新高，然而涨势未能延续，之后震荡走弱。进入9月份，受欧美债务危机影响，全球经济复苏陷入困境，有色金属价格剧烈波动，10月份铜价跌至年内最低的6635美元/吨，目前维持在7800美元/吨左右。
2011年，全球铜精矿供给偏紧的格局几乎得到普遍的共识。据麦格理数据，2011新增的铜精矿产能不足60万吨，即2010年1249万吨的5%，但实际情况可能远低于该水平，预计2011年全球铜精矿产量为1580万吨，较2010年下降30万吨或1.9%。
从全球范围来看，2010年全球铜消费量超过1900万吨，预计2011年消费可能将突破2000万吨。在2010年基本面已经转为短缺的背景下，产量增幅低于消费增幅，2011年铜的基本面将短缺40-50万吨。
此外，海关数据也显示，中国10月精炼铜进口升至29.53万吨，同比增长74%，为去年5月以来最高水平。较9月进口的27.55万吨增加7.2%。1-10月中国精炼铜进口量总计为210万吨，较去年同期下降15%，部分业内人士表示，10月数据超出市场预期的28万吨，说明中国需求依然强劲，其中电力行业的需求是主要原因。
另外，受铜矿罢工和冶炼产能扩张影响，现货铜加工费也出现了大幅下降，目前已经降至30美元/吨和3美分/磅，远低于2011年上半年的110美元/吨水平，显示现货市场铜矿供应依然紧涨。
现货铜加工费大幅下降主要是印尼和秘鲁的铜矿罢工导致铜精矿供应降低、价格上涨所致。另外，国内精炼铜冶炼产能的扩张一方面导致了铜精矿加工费用下降，另一方面使得现阶段冶炼企业开工率下滑。对于多数冶炼企业来说，由于铜价步入相对低位，出货积极性受到抑制，出货放缓后导致的库存高企也迫使其降低企业的开工率。从铜精矿供给的角度来看及中国长期依赖进口的背景下，铜价得到了较好的支撑。
二、2012年产品原材料价格走势预测
1、价格暴跌后废铜供应紧张
不仅铜精矿紧张，废铜供应在下半年尤其是9月份以后也十分紧张。9月份铜价暴跌对全球废铜市场产生了巨大的冲击，全球范围内的废铜贸易活动急剧降温，偏低的价格使得贸易商更愿意持有现货。10月、11月，精铜和废铜的价格呈现长期倒挂现象，这不仅使得采用废铜为原料的铜冶炼企业开工率下降，也使一些使用废铜为部分原料的铜下游加工企业转向精铜消费。
铜矿和废铜紧张使得精铜生产受到影响，中国主要以废铜为原材料的冶炼厂出现减产、停产现象。中国精铜产量从9月份开始下降，至10月份，产量只有46.97万吨，较8月份的51.8万吨下降10%。对于铜矿的产量，业内普遍认为，在2012年年底前不会有大的增长，这也是业内人士认为铜价下跌空间不大的依据，废铜的供给紧张使得精铜价格得到支撑。铜矿利润最高，但也意味着价格不存在成本支撑。
全球宏观环境的不稳定、铜价进入低位后引发的卖方惜售心理以及一些投机资金的介入，这些因素的强烈博弈使得铜价呈现出当前的胶着态势。在本年度最后一个月里，铜市这种震荡格局恐难改变。
2、债务危机导致铜消费增长放缓
8月份以来，西方国家债务问题不断显现，并且开始对铜消费行业产生影响。今年上半年，欧洲和美国是铜消费增长的主要动力，而随着欧债危机的进一步蔓延，估计欧洲铜消费很可能走向停滞，全球铜消费将受到影响。
最新数据显示，中国铜消费增长正在受到欧债危机和经济增长放缓的影响。空调行业是中国第二大用铜行业，上半年，中国空调产量的增幅超过40%，但从9月份开始，空调产量出现明显放缓迹象，到10月份，中国空调产量已经转为同比下降3.83%。
今年下半年电力投资增幅低于上半年的水平。汽车、五金、高铁等用铜行业表现不佳也为市场所供识。铜消费与宏经济密切相关，在欧洲债务危机、通胀、资产减值等问题得到解决前，铜市并不乐观。
3、2012年铜价走势预测
展望2012年基本有色金属市场，市场供求关系可能逐渐向宽松方向发展，其中铜依然可能是最强势的有色品种，铝、铅、锌、锡、镍等品种则相对较弱。从影响因素分析，全球精铜供给将增加2012年运行重心下移、美元走强将压垮铜价，而流动性对铜价仍有一定支撑。由于2012年供应增速的提高，预测2012年供应缺口不到10万吨，小于2011年37万吨。值得注意的是，由于铜价远远高于其生产成本，一旦受重大负面因素影响，导致包括基本有色金属在内的大宗商品价格剧烈下挫，铜价潜在跌幅可能是最大的，因为铝、铅、锌、锡、镍等基本有色金属价格已接近其生产成本，下跌空间受限。整体上看，预计2012年全球基本有色金属市场可能仍维持弱势，呈现先抑后扬的特点。
三、原材料行情对钢坯连铸机用结晶器产品企业的影响
1、短期影响
结晶器铜管是一种用于铸钢连铸机的配件。钢水直接浇铸在结晶器铜管内，在铜管内连续冷却成型拉出钢坯，是易耗品，用量较大。
铜管作为结晶器的配件，短期来说，铜价的上涨将会增加结晶器的生产成本，对企业的经营产生一定的影响，利润降低。
铜价的下跌，短期来说，给企业带来的影响不大，企业的利润将会有所增加。
2、长期影响
长期来看，铜价上涨，企业的经营成本增加，利润下降，一些小型企业不具备规模效应，不能通过改进技术等方法有效降低成本，给企业的生产经营带来很大的困难，甚至将会导致企业亏损，面临破产的可能。
铜价下降，企业利润增加，为了争夺市场份额而做出大幅降价的策略，最终扰乱市场的正常竞争，将对整个行业的有序发展产生不利影响。
3、产品原材料成本供需敏感度
由于结晶器有壳体和配件等构成，构成原料主要以金属为主，而金属的价格涨跌都很明显，产品原材料价格变动对产品的成本影响很大。
略……
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