不銹鋼一般采用與碳鋼相同的立式、立彎式或弧形連鑄機(jī)。精煉后的鋼水倒入鋼包，經(jīng)過(guò)吹氨站對(duì)鋼水溫度進(jìn)行微調(diào)后吊到大包回轉(zhuǎn)臺(tái)等待連鑄。上一包鋼水鑄完后，經(jīng)過(guò)回轉(zhuǎn)將待澆鋼包轉(zhuǎn)到中包注入口上方，然后通過(guò)長(zhǎng)水口將鋼水注入中間包。中間包的鋼水經(jīng)過(guò)浸入式水口進(jìn)入結(jié)晶器成形和冷凝并連續(xù)下拉。表層凝固的鑄坯經(jīng)過(guò)二冷段繼續(xù)快速冷卻至坯心成固體后進(jìn)行定尺火焰切割，從而完成整個(gè)連鑄過(guò)程。
不銹鋼鋼水由鑄錠改成鑄坯工藝，其作用不僅僅是為了提高10%的成材率、節(jié)能和縮短生產(chǎn)周期，而且由于連鑄工藝質(zhì)量控制手段的完善，目前已經(jīng)成為提高產(chǎn)品質(zhì)量的必要手段。不銹鋼連鑄坯產(chǎn)品質(zhì)量集中體現(xiàn)在除頭尾段坯外表面的不修磨率已經(jīng)達(dá)到70%以上，總的表面修磨收得率已達(dá)到99.5%。為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)必須對(duì)鋼水進(jìn)行精煉，達(dá)到低的氧和硫含量，搞好大包和中包的冶金，精確控制鋼水溫度，實(shí)現(xiàn)無(wú)氧化澆注，進(jìn)一步降低夾雜物含量。在此條件下根據(jù)不同的鋼種做到結(jié)晶器的振動(dòng)工藝與保護(hù)渣相匹配，使鑄坯表面的振痕深度達(dá)到≤200μm,由此實(shí)現(xiàn)不銹鋼鑄坯表面基本不修磨軋制的目標(biāo)。
1. 無(wú)氧化保護(hù)澆鑄
不銹鋼鋼水由于含有12%以上的鉻，與大氣接觸容易氧化成Cr2O3,生成＞80μm的大型夾雜物，嚴(yán)重影響連鑄坯表面質(zhì)量。所以不銹鋼無(wú)氧化保護(hù)澆鑄工藝措施是決定鑄坯和成品表面質(zhì)量的關(guān)鍵性因素之一。
不銹鋼無(wú)氧化保護(hù)澆鑄工藝措施包括大包鋼水保護(hù)（含鋼渣保溫劑或大包上加蓋），大包鋼水經(jīng)長(zhǎng)水口保護(hù)進(jìn)入中間包液面鋼水以下，中包加蓋密封，同時(shí)長(zhǎng)水口與中間包蓋之間也要進(jìn)行密封。中間包注人鋼水前，中包充氬（氮）約6分鐘使包內(nèi)氧含量＜2%.中包鋼水用中包堿性渣保護(hù)，并在整個(gè)澆鑄過(guò)程中吹入氬（氮）氣保護(hù)。中包鋼水通過(guò)浸入式水口進(jìn)入結(jié)晶器，水口與中包之間進(jìn)行密封。鋼水進(jìn)入結(jié)晶器液面用保護(hù)渣（上方通氬）保護(hù)。通過(guò)這樣的保護(hù)，鋼中的氧含量將保持不變或有所降低。
2. 大包和中包冶金
大包冶金在不銹鋼生產(chǎn)或連鑄工藝中占有重要地位，其起下列作用：①. 快速脫硫，脫硫率可達(dá)80%.極力降低鋼中的硫含量不僅是連鑄純奧氏體不銹鋼防止表面微裂紋的重要措施，而且也是提高鑄坯熱加工塑性的重要措施。②. 進(jìn)行鈣、稀土等合金化，這也是提高難變形不銹鋼熱塑性的重要措施。特別是可以防止Al2O3和TiN等高熔點(diǎn)（2030℃和3150℃)夾雜對(duì)水口的堵塞。③. 微調(diào)鋼水溫度，以確保中包鋼水過(guò)熱度30~45℃。④. 包底吹氬5分鐘，可以促使夾雜物上浮，凈化鋼液。中包設(shè)置的目的是在多爐連鑄更換大包時(shí)鋼水不斷流。目前中包冶金的作用也在發(fā)展，作用一是使夾雜物上浮到中包渣中，為此中包液面高度應(yīng)控制在700mm以上，使用堿性中包渣有利夾雜物吸收，二是設(shè)置擋渣墻，見(jiàn)圖3-3,防止大包渣、中包渣和耐火材料熔損進(jìn)入浸入式水口。
不銹鋼連鑄時(shí)鋼水大量接觸耐火材料，后者的熔損對(duì)鑄坯質(zhì)量是嚴(yán)重的威脅。對(duì)此，中包應(yīng)使用MgO質(zhì)絕熱板干式沏筑。大包長(zhǎng)水口和中包浸入式水口應(yīng)使用高鋁石英質(zhì)或Al2O3-CaO-ZrO2質(zhì)材料。
3. 鑄坯成型
中包鋼水進(jìn)入結(jié)晶器急冷成鑄坯并向下拉出，鑄坯與結(jié)晶器界面的粘滯及相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦阻力由結(jié)晶器的上下振動(dòng)和保護(hù)渣在鑄坯與結(jié)晶器壁間連續(xù)充填的潤(rùn)滑作用而基本得到克服。結(jié)晶器保護(hù)渣被液面鋼水加熱熔化形成液態(tài)渣、糊狀渣、燒結(jié)渣和原保護(hù)渣四層結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖3-4).在結(jié)晶器振動(dòng)作用下在結(jié)晶器壁與鑄坯表面之間會(huì)形成渣膜。在與結(jié)晶器壁接觸的一側(cè)形成厚度為1~3mm的固態(tài)渣膜，而在與鑄坯表面接觸的一側(cè)形成厚度為0.1~0.3mm的液態(tài)渣膜。固態(tài)渣膜隨結(jié)晶器振動(dòng)，液態(tài)渣膜隨鑄坯下移到結(jié)晶器下半部凝固，隨鑄坯離開(kāi)結(jié)晶器造成保護(hù)渣消耗。
結(jié)晶器一般采用正弦曲線的振動(dòng)方式，結(jié)晶器上下的周期式振動(dòng)為克服鑄坯阻力創(chuàng)造了條件，但是同時(shí)又在它向下移動(dòng)時(shí)使鑄坯表面產(chǎn)生一定深度的振痕。較深的振痕在下個(gè)工序加熱中由于不能全部生成氧化皮而殘留在熱軋后的成品表面，成為不良品。不銹鋼連鑄技術(shù)和連鑄工藝的各項(xiàng)工作都反映在減小振痕深度上。為了使不銹鋼的振痕深度≤0.2mm,應(yīng)根據(jù)鋼夾雜或鋼種確定不同的振程和振動(dòng)頻率。易漏鋼的1Cr13等鉻系不銹鋼應(yīng)采用大振程、低振動(dòng)頻率的工藝；對(duì)于熱塑性良好的奧氏體不銹鋼應(yīng)采用小振程高振動(dòng)頻率的工藝。具體采取的振動(dòng)參數(shù)由保護(hù)渣的消耗所決定。
4. 電磁攪拌
電磁攪拌技術(shù)和應(yīng)用效果目前已經(jīng)比較成熟。對(duì)于大方坯和小方坯（＞150mm,≤150mm)連鑄，為了生產(chǎn)高質(zhì)量鑄坯和軋材，電磁攪拌是必須采取的措施，而且必須采取提高鑄坯表面質(zhì)量的結(jié)晶器電磁攪拌（M-EMS)和改善中心偏析的二冷電磁攪拌（S-EMS)的組合式攪拌。由于方圓坯斷面積比板坯小，所以表面的清理?yè)p耗和工作量要比板坯大得多，因此提高方圓坯的表面質(zhì)量的經(jīng)濟(jì)效益也比板坯大得多。M-EMS攪拌對(duì)提高鑄坯表面質(zhì)量有重要作用。其機(jī)理是：①. 液心的運(yùn)動(dòng)均勻了內(nèi)部鋼水的溫度，并使保護(hù)渣均勻熔化，因此形成振痕穩(wěn)定和厚度均勻的坯殼并與結(jié)晶器壁接觸良好；②. 液心的流動(dòng)沖洗使凝固殼內(nèi)表層的夾雜和氣泡上浮到液面中心，人工撈出可提高鑄坯的表面質(zhì)量和鋼的純凈度。S-EMS攪拌的作用是大幅度減小鑄坯表層細(xì)等軸晶內(nèi)側(cè)的柱狀晶厚度，使其變成等軸晶，從而可以明顯降低中心偏析和疏松。這對(duì)最終成品圓鋼和線材的質(zhì)量判定和二次加工性帶有決定性。為了消除軋材的柱狀晶，不使用S-EMS的鑄坯壓縮比約在10左右，而采取S-EMS的壓縮比為5時(shí)就可以達(dá)到。因此采用S-EMS也可以使用較小尺寸的鑄坯生產(chǎn)較大規(guī)格的成品，或在同等條件下進(jìn)一步提高軋材的強(qiáng)度、塑性和沖擊性。中心偏析產(chǎn)生的原因是鑄坯在凝固過(guò)程中碳、硫、磷、錳等溶質(zhì)（含非金屬夾雜物及氣相等輕質(zhì)相）元素的濃度逐漸增高的結(jié)果，因此S-EMS的作用機(jī)理是鑄坯出結(jié)晶器后，利用電磁的作用使液心鋼水在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中凝固，這樣，一方面使溶質(zhì)元素分布均勻，改善中心偏析度，另一方面，由于鋼水的轉(zhuǎn)動(dòng)沖刷凝固的前沿，使已成固態(tài)的微粒變成新的結(jié)晶核，因此擴(kuò)大了等軸晶比率，相對(duì)減少了柱狀晶量。M-EMS與S-EMS組合式電磁攪拌可以適應(yīng)優(yōu)質(zhì)鋼和不銹鋼的質(zhì)量需要，但是對(duì)于碳含量＞0.50%的高碳鋼和彈簧鋼等鋼種，為了解決心部碳的偏析，應(yīng)在鑄坯凝固末期對(duì)糊狀鋼液進(jìn)行電磁攪拌，即F-EMS。
電磁攪拌的原理是鋼水在磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流和電磁力而使鋼水運(yùn)動(dòng)。目前廣泛使用的是基于異步電機(jī)原理而設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)攪拌器。基于直流電機(jī)原理設(shè)計(jì)的直線攪拌對(duì)于改善鑄坯斷面成分的均勻性較差。以上兩種方式迭加而成的螺旋攪拌，由于投資大，技術(shù)控制較復(fù)雜，應(yīng)用不多。
