傳統的熔煉加工方法已經無法滿足電子工業、航空、航天等高技術產業對某些高新材料的要求:如特種鋁合金(Al-Li、可焊Al-Li配用焊絲)、金屬基復合材料(SiC/Al、Al2O3/Al)、金屬間化合物(Ti3Al)等。上述材料具有一些特殊的物理化學性質，如在液態下氧化、吸氣嚴重、含有易揮發和易燒損組元、脆性難于加工、易于偏析，超純凈、均質化、低氣含量，而且一般批量小、價格昂貴，傳統連鑄和塊鑄法不能生產或難以生產這一類材料。

目前，國外有色金屬連鑄設備制造商都在積極開發小型、精密連鑄技術及裝備，如英國的ＲAUTOMEAD公司采用石墨電阻加熱保溫爐設計制造的水平連鑄機，該設備的特點是在保溫爐通入氮氣實現熔體保護和攪拌；日本ASABA株式會社開發出了系列的超小型連鑄機(Minicontiniuouscastingmachine)，可以鑄板、棒，采用高頻爐作為熔化保溫爐，研制出了真空水平連鑄(15kg～30kg)、真空垂直連鑄(3kg～10kg)等系列連鑄設備，用以生產電子材料、特殊合金，滿足了高純度、高性能的制造要求。

真空/氣氛保護連鑄的特點

真空/氣氛保護連鑄技術具備了連鑄技術的特點:可以得到優質坯料；能耗少，生產周期短，生產成本低；設備及基建投資少；便于與后續工序連接組成連續生產線。真空/氣氛保護連鑄技術是在特殊冶金環境下實現材料連續制備的一種方法，由于在大氣條件下熔煉一些材料往往與空氣中多數氣體反應，或吸收大量的氣體，材料性能無法滿足要求，而真空/氣氛保護連鑄技術還具備真空冶金的所有長處:

①特殊的冶金環境可以實現材料制備高純度的目標，降低熔體中氣體和雜質含量；②對于含有易揮發組元的材料，預真空后通入惰性氣體保護下熔煉鑄造，可保證合金成分及微量元素含量十分準確；③對于吸氣嚴重的合金，在真空/保護氣體熔煉條件下，完全隔絕空氣連鑄可避免吸氣；④可以營造各種冶金氣氛，滿足不同材料制備的需要。含有易燒損組元的合金，預真空后通入氣體CO2、Ar、H2、CO等，可實現在還原性氣氛、中性氣氛、防組元揮發介質中熔煉和鑄造。

工藝布局及技術要點

1)真空/氣氛保護連鑄機組及其配置真空/氣氛保護連鑄機組由熔化保溫爐、真空及氣氛保護設施、結晶器、二次冷卻系統、牽引系統和卷曲機、液壓系統電氣控制系統組成。

2)工藝流程。①裝爐，抽真空。將預先準備好的合金或純金屬爐料放入坩堝內，裝好引錠桿后，封好各個端口，啟動真空泵抽真空。②熔化合金。當罐內真空度達一定值后，啟動電源，快速熔化合金。③熔融金屬保溫或通氣氛保護:使爐內熔融金屬在一定過熱溫度下保溫。對于需要氣氛保護的材料，關閉真空泵通入氣氛保護，罐內保持一定壓力。④開始引拉。啟動牽引機，結晶器及二次裝置通冷卻水，開始連鑄。⑤正常連鑄。將冷卻強度、引拉工藝等參數調整到正常連鑄數值。

3)生產技術要點。①鑄坯引錠技術。連鑄的坯料的牽引技術極為重要，直接影響到連鑄能否成功。該技術包括爐口溫度及熔體溫度的控制，拉、停、退參數的選擇等。②真空連鑄的動態密封技術。動態密封是直接影響到材料真空/保護氣氛連鑄的一個關鍵。無法真正實現動態密封就無法實現材料的連續制備，充分發揮連續化生產的高效率優勢。

③連鑄工藝專家系統。不同材料具有不同的物性，因而連鑄工藝(包括連鑄時熔體溫度、拉坯制度、冷卻制度等)有很大區別。影響工藝的物性參數是多元的，熱物性(密度、導溫系數、導熱系數、熱膨脹系數)、凝固特性(熔點、凝固溫區、凝固過程的相變規律)、流變性(黏性、彈性和塑性、高溫強度)對于連鑄工藝都起到作用。④凝固組織控制技術。凝固組織受冷卻制度、過冷度、晶粒細化劑的添加、液體對流條件等影響，可以得到柱狀晶、等軸晶等不同的組織，因而可以通過控制連鑄制度、攪拌條件等工藝達到控制凝固組織的目的。