连铸坯的质量缺陷及控制
摘要
连铸坯质量决定着最终产品的质量。从广义来说所谓连铸坯质量是得到合格产品所允许的连铸坯缺陷的严重程度，连铸坯存在的缺陷在允许范围以内，叫合格产品。连铸坯质量是从以下几个方面进行评价的：
(1)连铸坯的纯净度：指钢中夹杂物的含量，形态和分布。
(2)连铸坯的表面质量：主要是指连铸坯表面是否存在裂纹、夹渣及皮下气泡等缺陷。连铸坯这些表面缺陷主要是钢液在结晶器内坯壳形成生长过程中产生的，与浇注温度、拉坯速度、保护渣性能、浸入式水口的设计，结晶式的内腔形状、水缝均匀情况，结晶器振动以及结晶器液面的稳定因素有关。
(3)连铸坯的内部质量：是指连铸坯是否具有正确的凝固结构，以及裂纹、偏析、疏松等缺陷程度。二冷区冷却水的合理分配、支撑系统的严格对中是保证铸坯质量的关键。
(4)连铸坯的外观形状：是指连铸坯的几何尺寸是否符合规定的要求。与结晶器内腔尺寸和表面状态及冷却的均匀程度有关。
下面从以上四个方面对实际生产中连铸坯的质量控制采取的措施进行说明。
关键词：连铸坯；质量；控制
1 纯净度与质量的关系
纯净度是指钢中非金属夹杂物的数量、形态和分布。夹杂物的存在破坏了钢基体的连续性和致密性。夹杂物的大小、形态和分布对钢质量的影响也不同，如果夹杂物细小，呈球形，弥散分布，对钢质量的影响比集中存在要小些；当夹杂物大，呈偶然性分布，数量虽少对钢质量的危害也较大。
此外，夹杂物的尺寸和数量对钢质量的影响还与铸坯的比表面积有关。一般板坯和方坯单位长度的表面积（S）与体积（V）之比在0.2～0.8。随着薄板与薄带技术的发展，S/V 可达10～50，若在钢中的夹杂物含量相同情况下，对薄板薄带钢而言，就意味着夹杂物更接近铸坯表面，对生产薄板材质量的危害也越大。所以降低钢中夹杂物就更为重要了。
提高钢的纯净度就应在钢液进入结晶器之前，从各工序着手尽量减少对钢液的污染，并最大限度促使夹杂物从钢液中排除。为此应采取以下措施：
表面缺陷 1—横向角裂；2—纵向边裂；3—横向裂纹；4—纵向裂纹；5—网状和蜘蛛状裂纹；6—结晶器往复运动的振痕；7—气泡；8—保护渣型夹杂物
⑴无渣出钢。
⑵采用无氧化浇注技术。
⑶充分发挥中间罐冶金净化器的作用。
⑷采用电磁搅拌技术，控制注流的运动。
⑸充分发挥结晶器的钢液净化器和铸坯表面质量控制器的作用。
⑹连铸系统选用耐火度高，融损小，高质量的耐火材料，以减少钢中外来夹杂物。 2 连铸坯的表面质量
连铸坯表面质量的好坏决定了铸坯在热加工之前是否需要精整，也是影响金属收得率和成本的重要因素，还是铸坯热送和直接轧制的前提条件。连铸坯表面缺陷形成的原因较为复杂，但总体来讲，主要是受结晶器内钢液凝固所控制。表面缺陷分布如下图：
2.1.1 纵向裂纹
纵向裂纹在板坯多出现在宽面的中央部位，方坯多发生在棱角处。表面纵裂纹直接影响钢材质量。其实早在结晶器内坯壳表面就存在细小裂纹，铸坯进入二冷区后，微小裂纹继续扩展形成明显裂纹。由于结晶器弯月面区初生坯壳厚度不均匀，其承受的应力超过了坯壳高温强度，在薄弱处产生应力集中致使纵向裂纹。坯壳厚度不均匀还会使小方坯发生菱变，圆坯表面产生凹陷，这些均是形成纵裂纹的决定因素。
影响坯壳生长不均匀的原因很多，但关键仍然是弯月面初生坯壳生长的均匀性，为此应采用以下措施：
⑴结晶器采用合理的倒锥度。
⑵选用性能良好的保护渣。
⑷根据所浇钢种确定合理的浇注温度及拉坯速度。
⑸保持结晶器液面稳定。
⑶钢的化学成分应控制在合适的范围。
⑹浸入式水口的出口倾角和插入深度要合适，安装要对中，以减轻注流对铸坯坯壳的冲刷，使其生长均匀，可防止纵裂纹的产生。
2.1.2 角部裂纹
角部纵裂纹常常发生在铸坯角部10～15mm处，有的发生在棱角上，板坯的宽面与窄面交界棱角附近部位，由于角部是二维传热，因而结晶器角部钢水凝固速度较其他部位要快，初生坯壳收缩较早，形成了角部不均匀气隙，热阻增加，影响坯壳生长，其薄弱处承受不住应力作用而形成角部纵裂纹。
另外，还发现当板坯宽面出现鼓肚变形时，若铸坯窄面能随之呈微凹时，则无角部纵裂纹发生；这可能是由于窄面的凹下缓解了宽面凸起时对角部的拉应力。
小方坯的菱变会引起角部纵裂纹。为此结晶器水缝内冷却水流分布要均匀，保持结晶器内腔的正规形状、正确尺寸、合理倒锥度和圆角半径及规范的操作工艺，可以避免角部裂纹的发生。
2.1.3 横向裂纹
横向裂纹多出现铸坯的内弧侧振痕波谷处，通常是隐避看不见的。经金相检查指出，。当铸坯表面有星状龟裂纹时，由于受矫直应力的作用，以这些细小的裂纹为缺口扩展成横裂纹；若细小龟裂纹处于角部，则会形成角部横裂纹。还有，浇注高碳钢和高磷硫钢时，若结晶器润滑不好，摩擦力稍有增加也会导致坯壳产生横裂纹。减少横裂纹可从以下几方面着手：
⑴结晶器采用高频率，小振幅振动；振动频率在200～400次，振幅2～4mm，是减少振痕深度的有效办法。振痕与横裂纹往往是共生的，减小振痕深度可降低横裂纹的发生。
⑵二冷区采用平稳的弱冷却，矫直时铸坯的表面温度要高于质点沉淀温度或高于γ→
α转变温度，避开低延性区。
⑶降低钢中S、O、N的含量，或加入Ti、Zr、Ca等元素，抑制C-N化物和硫化物在晶界的析出，或使C-N化物的质点变相，以改善奥氏体晶粒热延性。
⑷选用性能良好的保护渣；保持结晶器液面的稳定。
⑸横裂纹往往沿着铸坯表皮下粗大奥氏体晶界分布，因此可通过二次冷却使铸坯表面层奥氏体晶粒细化，降低对裂纹的敏感性，从而减少横裂纹的形成。
2.1.4 星状裂纹
星状裂纹一般发生在晶间的细小裂纹，呈星状或呈网状。通常是隐藏在氧化铁皮之下难于发现，经酸洗或喷丸后才出现在铸坯表面。主要是由于铜向铸坯表面层晶界的渗透，或者有AlN，BN或硫化物在晶界沉淀，这都降低了晶界的强度，引起晶界的脆化，从而导致裂纹的形成。减少铸坯表面星状裂纹的措施：
⑴结晶器铜板表面应镀铬或镀镍，减少铜的渗透。
⑵精选原料，降低Cu、Zn等元素的原始含量，以控制钢中残余成分ω（Cu）＜0.20%。
⑶降低钢中硫含量，并控制ω（Mn）ω（S）＞40，有可能消除星状裂纹。
⑷控制钢中的Al、N含量；选择合适的二次冷却制度。
2.2 表面夹渣
表面夹渣是指在铸坯表皮下2～10mm镶嵌有大块的渣子，因而也称皮下夹渣。就其夹
渣的组成来看，锰-硅酸盐系夹杂物的外观颗粒大而浅；Al
2O
3
系夹杂物细小而深。若不清
除，会造成成品表面缺陷，增加制品的废品率。夹渣的导热性低于钢，致使夹渣处坯壳生长缓慢，凝固壳薄弱，往往是拉漏的起因，一般渣子的熔点高易形成表面夹渣。
为消除铸坯表面夹渣，应该采取的措施为：
⑴要尽量减小结晶器液面波动，最好控制在小于，保持液面稳定；
⑵浸入式水口插入深度应控制在（125±25）mm的最佳位置；
⑶浸入式水口出孔的倾角要选择得当，以出口流股不致搅动弯月
面渣层为原则；
⑷间罐塞棒的吹Ar气量要控制合适，防止气泡上浮时，对钢渣界面强烈搅动和翻动；
⑸选用性能良好的保护渣，并且ω（Al
2O
3
）原始含量应小于10%，同时控制一定厚度
的液渣层。
2.3 皮下气泡与气孔
在铸坯表皮以下，直径约1mm，长度在10mm左右，沿柱状晶生长方向分布的气泡称为皮下气泡；这些气泡若裸露于铸坯表面称其为表面气泡；小而密集的小孔叫皮下气孔，也叫皮下针孔；在加热炉内铸坯皮下气泡表面被氧化，轧制过程不能焊合，产品形成裂纹；若埋藏较深的气泡，也会使轧后产品形成细小裂纹；钢液中氧、氢含量高也是形成气泡的原因。为此要采取以下措施：
⑴强化脱氧，如钢中溶解ω（Al）＞0.008%，可以消除CO气泡的生成。
⑵凡是入炉的一切材料，与钢液直接触所有耐火材料，如盛钢桶、中间罐等及保护渣，覆盖剂等必须干燥，以减少氢的来源。如不锈钢中含氢量大于6×10-6，铸坯的皮下气泡数量骤然大增。
⑶采用全程保护浇注，若用油作润滑剂时应控制合适的给油量。
⑷选用合适的精炼方式降低钢中气体含量。
⑸中间罐塞棒的吹气量不要过大，控制合适。
3 连铸坯内部质量
铸坯的内部质量是指铸坯是否具有正确的凝固结构、偏析程度、内部裂纹、夹杂物含量及分布状况等。如下图所示：
内部缺陷
1—角部裂纹；2—中间（柱状晶）区裂纹；3—中心裂纹；4—中心偏析；5—中心缩孔；
6—簇状裂纹；7—非金属夹杂物；8—皮下偏析带；9—轴向裂纹（网状）；10—气泡
钢液在凝固过程中，由于溶质元素在固液相中的再分配形成了铸坯化学成分的不均匀性，中心部位ω（C）、ω（P）、ω（S）含量明显高于其他部位，这就是中心偏析，中心偏析往往与中心疏松和缩孔相伴存在的，从而恶化了钢的力学性能，降低了钢的韧性和耐蚀性，严重的影响产品质量。
为减小铸坯的中心偏析，可采取以下措施：
⑴降低钢中易偏析元素ω（P）、ω（S）的含量。应采用铁水预处理工艺，或盛钢桶脱硫，将ω（S）量降到0.01%以下。
⑵控制低过热度的浇注，减小柱状晶带的宽度，从而达到控制铸坯的凝固结构。
⑶采用电磁搅拌技术，消除柱状晶“搭桥”，增大中心等轴晶区宽度，达到减轻或消除中心偏析，改善铸坯质量。
⑷防止铸坯发生鼓肚变形，为此二冷区夹辊要严格对弧；宽板坯的夹辊最好采用多节辊，避免夹辊变形。
⑸在铸坯的凝固末端采用轻压下技术，来补偿铸坯最后凝固的收缩，从而抑制残余钢水的流动，减轻或消除中心偏析。
⑹在铸坯的凝固末端设置强制冷却区。可以防止鼓肚，增加中心等轴晶区，中心偏
析大为减轻，效果不亚于轻压下技术。强制冷却区长度与供水量可根据浇注需要进行调节。
4 连铸坯形状缺陷
4.1 鼓肚变形
带液心的铸坯在运行过程中，于两支撑辊之间，高温坯壳在钢液静压力作用下，发生鼓胀成凸面的现象，称之为鼓肚变形。板坯宽面中心凸起的厚度与边缘厚度之差叫鼓肚量，用以衡量铸坯鼓肚变形程度。高碳钢在浇铸大、小方坯时，于结晶器下口侧面有时也会产生鼓肚变形，同时还可能引起角部附近的皮下晶间裂纹。板坯鼓肚会引起液相穴内富集溶质元素钢液的流动，从而加重铸坯的中心偏析；也有可能形成内部裂纹，给铸坯质量带来危害。
为减少鼓肚应采取以下措施：
⑴降低连铸机的高度，也就是降低了液相穴高度，减小了钢液对坯壳的静压力；
⑵二冷区夹辊采用小辊距密排列；铸机从上到下辊距应由密到疏布置；
⑶支撑辊要严格对中；
⑷加大二冷区冷却强度，以增加坯壳厚度和坯壳的高温强度；
⑸防止支撑辊的变形，板坯的支撑辊最好选用多节辊。
4.2菱形变形
菱形变形也叫脱方。它是指铸坯的一对角小于90°另一对角大于90°；两对角线长度之差称为脱方量。用两对角线长度之差与对角线平均长度之比的百分数来对角线平均长度衡量菱形变形程度。铸坯发生菱形变形主要是由于结晶器四壁冷却不均匀，因而形成的坯壳厚度不均匀，引起收缩的不均匀，这一系列的不均匀导致了铸坯的菱形变形。
引起结晶器冷却不均匀的因素较多，如冷却水质的好坏、流速的大小、进出水温度差、结晶器的几何形状和锥度等都影响结晶器冷却的均匀性。在实际生产中要注意以下几个问题：
⑴结晶器以下的600mm距离要严格对弧；并确保二冷区的均匀冷却。
⑵结晶器最好用软水冷却；如果水质好，结晶器水缝冷却水流速在5～6m/s，可以抑制间歇沸腾，而且出水温度还可以高一些，进出水温度差以不大于12°C为宜；倘若冷却水质差，水速大于10Mm/s才能抑制间歇沸腾，但出水温度不能高。
⑶控制好钢液成分。试验指出，ω(C)=0.08%～0.12%，菱变2%～3%时，随钢中ω(C)的增加菱变趋于缓和，并且ω(Mn)/ ω(S)＞30时有利于减少菱变。
⑷选用合适锥度的结晶器，并应根据钢种、拉坯速度等参数的不同而有所区别。对高碳钢用结晶器锥度可大些，低碳钢则可小些；对小方坯结晶器锥度在为0.4%～0.6%宜。倘若采用多级结晶器最为理想。
参考文献
[1]《现代连铸新工艺、新技术与铸坯质量控制》当代中国音像出版社田燕翔主编
[2]《连续铸钢原理与工艺》冶金工业出版社蔡开科程富士主编
[3]《连续铸钢实训》冶金工业出版社冯捷贾艳
连铸板坯缺陷特征和 缺陷图谱 首钢京唐板坯质检编制 2010年8月8日
一．连铸坯质量特征综述 1.1连铸坯质量定义和特征 所谓连铸坯质量是指的到合格产品所允许的铸坯缺陷的严重程度。对铸坯质量要求而言，主要有四项指标，即连铸坯几何形状、表面质量、内部组织致密性和钢的洁净性；而这些质量要求与连铸机本身设计，采取的工艺以及凝固特点密切相关。 1.2铸坯的检查和清理的意义 提高钢的质量,降低成本,加强产品市场的竞争力是企业追求的目标，生产无缺陷连铸坯以保证高附加值产品优良的性能是永恒的主题，连铸坯的裂纹和夹杂物所产生的缺陷可以说是影响产品质量的两大障碍，生产无缺陷或缺陷不足以影响产品质量的连铸坯,这是要努力达到的目标，而连铸坯裂纹和夹杂物所产生的缺陷是受设备、工艺、管理等多种因素制约的。因此设备、工艺和管理的现代化加上人的质量意识是提高产品质量的关键。，但是在连铸生产中，铸坯的各种缺陷总是无法避免的，铸坯清理对钢厂保障铸坯质量、降低废品比例具有重要意义。 （1）火焰铸坯清理的注意事项 1）一般对表面质量要求较高的钢种，铸坯清理的目的以检查铸坯表面和皮下质量为主，包括夹杂物、气泡、裂纹等分布情况，在清理检查的基础上提供铸坯的进一步处理（清除缺陷、决定铸坯表面质量级别、是否送机器去皮、决定钢种是否达到热送条件等）的意见。 2）微合金钢如Nb、V微合金钢和包晶钢等容易产生角部横裂纹，往往位于铸坯振痕谷底，也需要用火焰清理才能发现。这方面也应引起足够重视。 3）对于包晶钢、中碳钢等钢种，则以人工清理肉眼可见缺陷为主，包括铸坯常见的表面缺陷，如纵裂、角横裂、重接、凹陷、夹渣、毛刺等，以便尽量降低铸坯判废损失。 （2）不良的火焰清理的危害 虽然火焰清理是检查和去除连铸坯表面缺陷的一个极好的方法。但是，这项操作的确需要掌握一定的技巧，一旦能够正确地操作可确保最终产品不产生额外的表面缺陷。连铸坯表面上的深槽、凸脊和界面必须平滑以确保清理操作本身不造成额外表面缺陷。如果采取了正确的操作，轧制表面通常不会产生与清理操作有关的缺陷。一个确保光滑过渡的良好操作是清理工作宽度要6倍于清理深度，如果没有采用正确的清理操作，那么缺陷会折叠，轧制后看起来像一条连续的划伤。 二连铸板坯内部缺陷 1.1中心疏松和缩孔 【定义与特征】在板坯断面上就可以发现中心附近有许多细小的空隙，中心疏松严重时会形成中心缩孔。 【鉴别与判定】用肉眼观察，铸坯轧制压缩比达3～5mm时，中心疏松可焊合，所以小的中心疏松和缩孔可以放过。但是严重的中心疏松会对产品质量危害甚大，所以必须进行切尺处理。 【图谱】
连铸钢坯质量考核制度 为了加强连铸坯质量管理，确保下道工序正常生产，结合实际生产需要，现制定连铸坯质量考核制度： 1、钢坯五大元素的控制，应严格按照公司内控标准执行， 五大元素超出内控标准的，考核炼钢厂1000元/项。2、连铸坯长度允许偏差为+80mm，超出该范围考核炼钢厂 100元/根。 3、连铸坯边长允许偏差为±5mm,超出该范围考核炼钢厂 100元/根。 4、连铸坯两对角线之差应≤10mm，超出该范围则判定为脱 方，脱方钢坯考核炼钢厂500元/根。 5、连铸坯切斜应≤12mm，超出该范围考核炼钢厂200元/ 根。 6、连铸坯鼓肚应≤5mm，超出该范围考核炼钢厂200元/ 根。 7、连铸坯弯曲度不得大于20mm/m，总弯曲度不得大于总 长度的2%，超出该范围考核炼钢厂200元/根。 8、连铸坯表面不得有目视可见的重接、翻皮、结疤、夹杂， 一经发现，考核炼钢厂500元/根。 9、连铸坯不得有深度或高度大于3mm的划痕、压痕、擦伤、 气孔、皱纹、冷溅、凸块、凹坑（包括由于手工切割造 成连铸坯端部不平整、凸块、凹坑、裂痕），一经发现，
考核炼钢厂200元/根。 10、连铸坯端面不允许有中心偏析产生的黑点、缩孔、裂纹及皮下气泡（允许有5个以下气泡），一经发现，考核炼钢厂500元/根。 11、连铸坯应按炉组批发运并喷写炉批号，随炉号跟踪卡一同发送到下道工序，此三项若不能按要求执行，考核炼钢厂200元/项。 以上连铸坯质量问题一经发现需及时整改，如流转到下道工序则按照上述制度考核，同时按废坯退回炼钢;如发现弄虚作假，对责任单位考核2000元/次。 技术中心 2014年7月29日
连铸坯的质量缺陷及控制 摘要 连铸坯质量决定着最终产品的质量。从广义来说所谓连铸坯质量是得到合格产品所允许的连铸坯缺陷的严重程度，连铸坯存在的缺陷在允许范围以内，叫合格产品。连铸坯质量是从以下几个方面进行评价的： (1)连铸坯的纯净度：指钢中夹杂物的含量，形态和分布。 (2)连铸坯的表面质量：主要是指连铸坯表面是否存在裂纹、夹渣及皮下气泡等缺陷。连铸坯这些表面缺陷主要是钢液在结晶器内坯壳形成生长过程中产生的，与浇注温度、拉坯速度、保护渣性能、浸入式水口的设计，结晶式的内腔形状、水缝均匀情况，结晶器振动以及结晶器液面的稳定因素有关。 (3)连铸坯的内部质量：是指连铸坯是否具有正确的凝固结构，以及裂纹、偏析、疏松等缺陷程度。二冷区冷却水的合理分配、支撑系统的严格对中是保证铸坯质量的关键。 (4)连铸坯的外观形状：是指连铸坯的几何尺寸是否符合规定的要求。与结晶器内腔尺寸和表面状态及冷却的均匀程度有关。 下面从以上四个方面对实际生产中连铸坯的质量控制采取的措施进行说明。 关键词：连铸坯；质量；控制 1 纯净度与质量的关系 纯净度是指钢中非金属夹杂物的数量、形态和分布。夹杂物的存在破坏了钢基体的连续性和致密性。夹杂物的大小、形态和分布对钢质量的影响也不同，如果夹杂物细小，呈球形，弥散分布，对钢质量的影响比集中存在要小些；当夹杂物大，呈偶然性分布，数量虽少对钢质量的危害也较大。 此外，夹杂物的尺寸和数量对钢质量的影响还与铸坯的比表面积有关。一般板坯和方坯单位长度的表面积（S）与体积（V）之比在0.2～0.8。随着薄板与薄带技术的发展，S/V 可达10～50，若在钢中的夹杂物含量相同情况下，对薄板薄带钢而言，就意味着夹杂物更接近铸坯表面，对生产薄板材质量的危害也越大。所以降低钢中夹杂物就更为重要了。 提高钢的纯净度就应在钢液进入结晶器之前，从各工序着手尽量减少对钢液的污染，并最大限度促使夹杂物从钢液中排除。为此应采取以下措施：
连铸坯质量决定着最终产品的质量, 连铸坯表面缺陷是影响连铸机产量和铸坯质量的重要缺陷。据统计，各类缺陷中裂纹占50％。铸坯出现裂纹，重者会导致拉漏或废品，轻者要进行精整。这样既影响铸机生产率，又影响产品质量，因而增加了成本。铸坯内部缺陷影响产品的机械性能、使用性能和使用寿命。如图6-1所示，铸坯缺陷可分为以下3类： 图6-1 连铸坯表面缺陷示意图 1一角部横裂纹；2一角部纵裂纹； 3一表面横裂纹；4一宽面纵裂纹； 5一星状裂纹；6—振动痕迹; 7一气孔；8一大型夹杂物 (1)表面缺陷：包括表面纵裂纹、横裂纹、网状裂纹、皮下夹渣、皮下气孔、表面凹陷等。 (2)内部缺陷：包括中间裂纹、皮下裂纹、压下裂纹、夹杂、中心裂纹和偏析等。 (3)形状缺陷：方坯菱变(脱方)和板坯鼓肚。 连铸坯凝固过程有哪些特点? 与模铸比较，连铸凝固过程的特点是： (1)连铸坯凝固是热量传递过程。钢水浇入结晶器边传热、边凝固、边运行，形成了液相穴相当长的连铸坯(板坯长20多米)，为加速凝固，在连铸机内布置了3个冷却区： —一次冷却区：钢水在结晶器内形成足够厚且均匀的坯壳，保证出结晶器不拉漏。 —二次冷却区：喷水冷却以加速内部热量的传递使铸坯完全凝固。 —三次冷却区：使铸坯温度均匀化。 (2)连铸坯凝固是沿液相在凝固温度区间把液体转变为固体的过程。连铸坯可看成是液相很长的钢锭，以一个固定速度在连铸机内沿弧形轨道运动。铸坯在运动中凝固。实质上是沿液相固液界面的潜热释放和传递过程。而在凝固界面的晶体强度非常小(仅1～3N/mm2)，由变形到断裂的应变为0.2～0.4％。因此，当铸坯所受的外力(如鼓肚力、矫直力、热应力等)超过上述临界值，就在固液界面产生裂纹，并沿柱状晶扩展，直到凝固壳能抵抗外力为止。这是铸坯产生内裂纹的原因。 (3)连铸坯凝固是分阶段的凝固过程。凝固生长经历了三个阶段： —钢水在结晶器形成初生坯壳。 —带液芯的铸坯在二次冷却区稳定生长。 —临近凝固末期的液相加速生长。 在凝固过程中，结晶器注流在液相引起的流动和混合对铸坯凝固有重要影响。研究指出：液相上部为强制对流区，对流区高度决定于注流方式、浸入式水口类型和铸坯断面。在液相下部液体流动主要是坯壳收缩、晶体下沉所引起的自然对流，或者是由铸坯鼓肚所引起的流动。流动对铸坯结构、夹杂物上浮及溶质元素偏析有重要影响。 (4)已凝固坯壳在连铸机内冷却可看成是经历形变热处理。凝固壳一方面受到力的作用，另一方面受到喷水冷却，随温度的降低发生相变，组织也发生变化，可能发生硫化物、氮化物质点在晶界沉淀，增加高温脆性，是铸坯产生表面裂纹的根源。 因此，应深入认识上述四个方面相互联系和相互制约的规律，才能在设备和工艺上制订正
连铸方坯疏松缺陷 疏松是连铸方坯凝固组织中一种常见的内部缺陷,多发生在连铸坯中心,如果将连铸坯沿中心线剖开,就会发现其中心附近有许多细小的空隙,这些小孔隙即为中心疏松。还有些疏松在连铸坯断面呈现出不规则分布的点,俗称为锈斑。在铸坯轧制压缩比为3～5时,低等级中心疏松可以焊合,对成品性能并无危害。但对于大等级的疏松,会造成轧制过程中对产品产生裂纹或者是轧制断裂,对轧钢工序危害甚大。 一、中心疏松形成过程 除了极少数金属以外,收缩是凝固过程伴随的必然现象。凝固收缩是否会导致疏松的形成与凝固条件有关。凝固收缩若能得到液相的及时补充则可防止疏松的形成,凝固过程中的补缩通道是否畅通是决定疏松形成的关键因素。中心疏松是铸坯两面的柱状晶向中心生长,碰到一起造成“搭桥”,阻止了桥上面的钢水向桥下面钢液凝固收缩的补充,当桥下面钢水全部凝后,就留下了许多小孔隙。 二、影响连铸方坯疏松的因素 1、拉速的影响。 2、钢种对疏松的影响。 3、疏松与温度的关系。 4、二次冷却方式的影响。 三、预防措施
1、对于不同钢种采取不同的拉速限制措施。 2、不同钢种采用不同的配水制度。 3、降低钢水过热度。 4、采用二冷气水雾化冷却。 5、采用电磁搅拌工艺改善铸坯疏松。 四、结论 (1)中心疏松是铸坯两面的柱状晶向中心生长,碰到一起造成“搭桥”形成;凝固理论表明,凝固区间越大,枝晶越发达,被封闭的残余液相就越多,形成的缩孔就越严重。 (2)实践中,减少铸坯疏松的主要措施为:针对不同钢种采取适当的拉速限制措施;优化二冷配水制度;合理控制H08终点氧位;中间包钢水过热度控制在20～30 ℃之间。 (3)二冷采用气水雾化冷却,中心疏松可控制在0 . 5级,而喷水冷却中心 1 . 5级。 (4)对于结晶器电磁搅拌的150 mm小方坯,采用360～400A电流、4HZ频率,中心疏松一般在0 . 5～1 . 0级以下。
304不锈钢连铸坯表面缺陷分析 摘要：本文对304不锈钢连铸坯进行了解剖分析。在25%的铸坯深振痕或渣坑缺陷试样中观察到了微裂纹或气孔。 关键词：304不锈钢，连铸板坯，表面缺陷 Investigation on Surface Defects of 304 Stainless Steel Slab Abstract: This paper dissected 304 stainless steel slabs. In 25 percents of samples, small cracks or pinholes can be observed under deep oscillation marks or slag hollows. Key Words: 304 stainless steel, slab, surface defect 在不锈钢生产，特别是不锈钢冷轧产品生产中，产品的表面质量控制非常重要。众所周知，钢中非金属夹杂物是冷轧产品表面质量最重要的影响因素之一。我公司在几十年的不锈钢生产中，对钢中非夹杂物的控制做了大量研究和改进工作。特别是自2004年开始，随着我公司不锈钢产量的迅猛增长和大量不锈钢新品种的开发，质量提升成为提高产品竞争力、扩大市场占有率的关键环节。其中，钢质洁净度研究成为重点关注课题，开展了大量试验研究和工艺攻关[1-3]，产品质量得到了明显提升，对我公司不锈钢产品顺利进入钟表、高档装饰面板、高档水槽等行业起到了有力的支撑和推动作用。 近年来，我公司不锈钢钢质洁净度得到大幅提高，产品质量已较为稳定，但目前在奥氏体不锈钢冷轧产品生产中仍存在0.4%左右的“夹杂”废品，且在某些时间内“夹杂”废品的比例会上升到1%以上。随着各项研究工作的逐步推进和深入，我们发现这些冷轧产品“夹杂”缺陷并非都是由非金属夹杂物造成的。 在奥氏体不锈钢连铸生产过程中，连铸板坯的表面质量不仅会严重影响连铸坯修磨率，从而影响全线产品成材率，而且会严重影响冷轧产品表面质量。其中一些连铸坯表面和皮下缺陷在轧材表面会形成形貌类似“夹杂”的缺陷。这些连铸坯表面缺陷的形成与钢种特性、结晶器保护渣物性、结晶器冷却条件、结晶器振动参数等因素有着直接关系。 本文未对奥氏体不锈钢连铸板坯表面缺陷的形成原因及解决措施进行论述。本文选取奥氏体不锈钢中产量最大的304不锈钢，对其连铸板坯表面凹坑、振痕紊乱等缺陷进行了解剖分析。目的是提高我们对连铸坯表面缺陷的认识，为深入研究其产生原因起到铺垫作用。1．奥氏体不锈钢连铸板坯表面缺陷形貌特征及分布 在奥氏体不锈钢连铸板坯表面存在多种缺陷。部分连铸板坯宽面靠近两边部的区域存在局部纵向凹陷，少量连铸坯宽面中部也存在凹陷。连铸坯宽度越大，出现局部凹陷的几率也越大。 多数连铸坯宽面距边部30～180mm的范围内振痕较深，且振痕有紊乱的现象。部分连铸坯在宽面上不规则的分布有渣坑。随着奥氏体不锈钢中合金含量的提高和钢的组织越来越趋向于纯奥氏体组织，铸坯表面的局部凹陷及小渣坑也越多。即钢种从304到316L再到310，连铸板坯表面小渣坑出现的几率增大，数量增多。图1是奥氏体不锈钢连铸板坯表面几种常见缺陷的示意图。 2．缺陷分析方法 为分析局部凹陷、渣坑、深振痕和振痕紊乱处的连铸板坯表面及皮下缺陷，在4个炉号的8块304不锈钢连铸坯表面取了16个缺陷部位试样，试样尺寸约15×15×15mm。从中各取8个试样分别进行水平方向解剖和纵向解剖。然后用光学显微镜和扫描电镜观察剖面上是否存在大颗粒夹杂、微裂纹或其它缺陷。 这8块连铸坯的全氧量在27～33ppm，硫含量在10～14ppm。
目录 摘要 (1) ABSTRACT (2) 引言 (3) 1 连铸坯的形状质量控制 (4) 1.1鼓肚变形 (4) 1.1.1 鼓肚产生的原因 (4) 1.1.2 采取的措施 (4) 1.2菱形变形（脱方） (4) 1.2.1 脱方成因 (5) 1.2.2 减少脱方的措施 (5) 1.3圆铸坯变形 (6) 1.3.1 椭圆形变形 (6) 1.3.2 不规则变形 (6) 2 连铸坯的表面质量控制 (7) 2.1振动痕迹 (7) 2.2表面裂纹 (7) 2.2.1 表面纵裂纹 (7) 2.2.2 表面横裂纹 (8) 2.3表面夹渣 (10) 2.3.1 表面夹渣形成的原因 (10) 2.3.2 解决表面夹渣的方法[5] (11) 2.4保护渣性能对连铸圆坯表面质量的影响[7] (11) 3 连铸坯的内部质量控制 (13) 3.1连铸坯的中心裂纹 (13) 3.1.1内部裂纹产生的原因及预防措施 (13) 3.2连铸坯的内部夹杂物 (14) 3.2.1夹杂物的分类 (15)
3.2.2 夹杂物的来源[9] (15) 3.2.3 连铸坯中夹杂物的控制方法[10] (16) 结论 (18) 致谢 (19) 参考文献 (20)
摘要 连铸坯质量决定着最终产品的质量。从广义来说所谓的连铸坯质量是得到严格产品所允许范围以内，叫合格产品。连铸坯质量是从一下几个方面进行评价的： 1. 连铸坯的外观形状：是指连铸坯的几何尺寸是否符合规定的要求。与结晶器内腔尺寸和表面状态及冷却的均匀程度有关。 2. 连铸坯的表面质量：主要是指连铸坯表面是否存在裂纹，夹渣等缺陷。连铸坯这些表面缺陷主要是钢液在结晶器内坯壳形成生长过程中产生的，与浇注温度，拉坯速度，保护渣性能，浸入式水口的设计，结晶式的内腔形状，水缝均匀情况，结晶器振动以及结晶器液面的稳定因素有关。 3. 连铸坯的内部质量：是指连铸坯是否具有正确的凝固结构，以及裂纹，偏析，疏松等缺陷程度。二冷区冷却水的合理分配，支撑系统的严格对中是保证铸坯质量的关键。 4. 连铸坯的纯净度：只钢中夹杂物的含量，形态和分布。 关键词:连铸坯；纯净度；裂纹；保护渣
如何识别和判断钢材材质的好坏 方法一： 1.若买钢材，则买唐钢、鞍钢、太钢、宝钢等大公司的产品。质量一定会好。 2.购买前要取样检验。到建筑材料质量监督检验站检验。 3.所要材质单。 4.看规格尺寸和外观色泽。规格工整，尺寸规范的，一般质量稳定。色泽正多为大厂产品。 5.对钢板，还有一个简单的方法，就是随身带一个小凿子，用凿子凿一下，硬度大的则质量好。 方法二： 铝合金是在铝金属内加入少量的合金元素，如：铜、镁、锰....目的：使材质变硬，因为铝太软，铝和铝合金都容易氧化，就是我们经常说的生锈，生锈后会变成不同的颜色，由白--到--黑。钢一般指碳素钢，就是普通钢材，是铁与碳的合金，所以表面一般都是黑的或者灰色，含碳量高的就硬度大，含碳量低的就韧性强；抗腐蚀能力差，容易生锈，不锈钢实际就是合金钢，在碳素钢中加入铬和镍，不容易生锈，所以表面一般都是白的或者灰白色，有很强的抗腐蚀能力，不容易生锈。不知道有没有说清楚。 方法三： 用磁铁，吸力强的是钢；击打，听声音，有回音的是钢 钢材购买时保材质是啥意思：
那是怕拿到手的钢材没有达到使用者所要求的性能。一般是指某牌号的钢材应具有相应执行标准所要求的化学成分和机械性能。所以，一般都要求供应商提供钢厂出的质量证明书和钢材上的标记，以保证该钢材是经过该钢厂认可的化学成分和机械性能的作用。另一方面，也是为了保证材料的来路正规与否，防止造假。而大的钢厂和正规的钢厂都具有较完善的检测手段和信誉。 钢材基本知识： 1、钢材的概念：钢材是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成我们所需要的各种形状、尺寸和性能的材料。 钢材是国家建设必不可少的重要物资，应用广泛、品种繁多，根据断面形状的不同、钢材一般分为型材、板材、管材和金属制品四大类、为了便于组织钢材的生产、订货供应和搞好经营管理工作，又分为重轨、轻轨、大型型钢、中型型钢、小型型钢、钢材冷弯型钢，优质型钢、线材、中厚钢板、薄钢板、电工用硅钢片、带钢、无缝钢管钢材、焊接钢管、金属制品等品种。 2、钢材的生产方法
23.什么是连铸坯的质量问题? 最终钢材产品的质量取决于连铸坯的质量。所谓连铸坯的质量是指得到合格钢材产品所允许的铸坯缺陷的严重程度。 我们关心的是，哪些连铸坯的质量问题可以通过电磁搅拌来解决，这就一定会涉及质量问题产生的原因。 24.铸坯质量问题主要有哪些? (1)铸坯的纯净度(夹杂物数量、形态、分布等)； (2)铸坯的表面缺陷(裂纹、夹渣、气孔等)； (3)铸坯内部缺陷(裂纹、偏析、夹杂、疏松和缩孔等)。 铸坯的纯净度主要取决于钢水进入结晶器之前的处理过程，即在浇注前把钢水搞“干净”些；同时浇铸时要控制工艺，不让夹杂物随钢水下行。 铸坯纯净度的控制是从熔炼开始(电炉、转炉)到炉外精炼、中间包冶金、保护浇注以及电磁搅拌工艺的全过程控制。 铸坯的表面缺陷主要取决于钢水在结晶器内的凝固过程，它与结晶器内坯壳的形成过程、结晶器液面波动、浸入式水口设计、保护渣性能等因素有关。必须控制影响表面质量的各参数在目标值以内，从而生产无缺陷的铸坯，这是热送和直接轧制的前提。 铸坯的内部缺陷包括内部裂纹、疏松与缩孔，主要取决于在二次冷却区铸坯冷却过程和铸坯支撑系统。合理的二次冷却水分布，支承辊的对中，防止铸坯鼓肚等是提高铸坯内部质量的前提。 铸坯内部元素偏析，是与全过程有关的。 因此，为了获得良好的铸坯质量，可以根据钢种和产品的不同要求，在连铸的不同阶段，如钢包、中间包、结晶器和二冷区采用不同的工艺技术(包括电磁搅拌)，对铸坯质量进行有效的控制。 25.连铸坯中非金属夹杂物有哪些类型? 连铸坯中非金属夹杂物，按其生成方式可分为内生夹杂和外来夹杂。 内生夹杂，主要是指出钢时，加铁合金的脱氧产物和浇注过程中钢水和空气的二次氧化产物，如铝的氧化物。 外来夹杂，主要是冶炼和浇铸过程中带入的夹杂物，如钢包、中间包耐火材料的浸蚀物，卷入的包渣和保护渣、水口被冲刷的残留物等。 连铸坯中最后凝固的夹杂物的数量、分布和粒度，是受中间包内钢水的纯净度、结晶器内注流的冲击深度以及注流的运动状态等制约的。对弧形连铸机来说，在离内弧面1/4厚度处夹杂物有聚集现象，这是一个严重缺点。电磁搅拌可以控制结晶器内钢水的运动，并排除夹杂物，因此我们要认真研究杂质的产生和运动规律。 26.如何区分夹杂物的大小? 夹杂物粒度的大小，是根据铸坯被加工为成品时，是否影响加工性能而分为微细夹杂和大型夹杂两种。一般认为，夹杂物粒度小于50μm的叫微细夹杂，粒度大于50μm的叫大型夹杂。27.连铸坯中夹杂物来自哪里? 在连铸坯中发现的夹杂物组成复杂，形态各异。从夹杂物的成分来判断，大致可以知道夹杂物的来源。 (1)夹杂物中含有弱脱氧元素较多，且SiO2+MnO含量大于60％以上，尺寸大于50μm，可以判定夹杂物是空气与钢水二次氧化所致； (2)夹杂物组成与耐火材料组成相近，且形状特殊、尺寸较大，可以判定为耐火材料的侵蚀物； (3)夹杂物中含有钾、钠等元素，说明是由于结晶器保护渣卷入钢水中所致。 28.弧形连铸机铸坯内夹杂物聚集有何特点?
连铸坯的质量控制系统 专业： 班级： 姓名：XXX
目录 1连铸坯纯净度与产品质量 (1) 1.1纯净度与质量的关系 (1) 1.2提高纯净度的措施 (2) 2连铸坯质量 (3) 2.1 连铸坯的几何形状质量 (3) 2.1.1 铸坯形状缺陷类型 (4) 2.1.2 铸坯形状缺陷产生原因及防止措施 (4) 2.1.3 铸坯鼓肚 (4) 2.1.4 铸坯菱变 (4) 2.1.5 铸坯变成梯形坯 (5) 2.2 连铸坯表面质量 (5) 2.2.1 连铸坯表面振痕 (5) 2.2.2 振痕形成机理 (5) 2.2.3 振痕对铸坯质量的影响 (6) 2.2.4 影响振痕深度的因素 (6) 2.2.5 减少振痕深度的措施 (7) 2.2.6 铸坯表面裂纹 (7) 2.2.7 表面纵裂纹 (8) 2.2.8 铸坯角部纵裂纹 (11) 2.2.9 表面横裂纹 (12) 2.2.10 角部横裂纹 (13) 2.2.11 铸坯表面星状和网状裂纹 (15) 2.2.12 铸坯表面夹渣（杂） (16)
2.2.13 铸坯气孔和气泡 (17) 2.2.14 铸坯表面凹陷 (17) 2.2.15 铸坯表面增碳和偏析 (18) 2.2.16 重皮和重结及结疤 (18) 2.3 连铸坯内部质量 (19) 2.3.1 铸坯内部裂纹 (19) 2.3.2 皮下裂纹 (19) 2.3.3 中间裂纹 (20) 2.3.4 矫直裂纹 (21) 2.3.5 压下裂纹 (21) 2.3.6 断面裂纹----中心线裂纹 (22) 2.3.7三角区裂纹 (23) 2.3.8角部附近的裂纹 (24) 2.3.9白点及发纹 (25) 2.3.10铸坯中心偏析、疏松和缩孔 (25) 2.3.11铸坯内部夹渣（杂） (26) 3连铸坯星状缺陷 (27) 3.1 鼓肚变形 (27) 3.2 菱形变形 (28) 3.3 圆铸坯变形 (29) 致谢 (30)
连铸方坯的缺陷及其处理 1 表面缺陷 1.1 气孔和针孔 定义 : 垂直铸坯表面并在铸坯表面肉眼可见的小气孔并可能以针孔的形式深入表面。 原因 : 钢水脱氧不足、凝固时产生一氧化碳; 脱氧后又钢流二次氧化吸收的气体; 结晶器保护渣质量不合要求; 钢包及中间包烘烤不好 改进方法: 钢水完全脱氧; 不浇注过氧化的钢水; 保持浇注温度;（注温不能过高） 使用干燥的钢水罐及中间罐; 保护渣不能受潮，摆放时间不能太久。 1.2 坯头气孔及针孔 定义: 同1.1,但仅出现在每次浇注的第一根钢坯坯头处 原因: 钢液温度太低; 结晶器中钢水氧化; 保护渣受潮或杂质多; 结晶器内壁上有冷凝水; 引锭头潮湿; 填入结晶器中切屑及废钢有锈、有油或潮湿; 中间罐内衬及钢水罐内衬潮湿; 改进方法: 保持浇注温度; 采用适宜的保护渣; 采用干燥和洁净的废钢及切屑; 绝对避免在结晶器内壁及锭头上产生冷凝水; 干燥及烘烤中间罐; 1.3 夹渣 定义: 表面分布不均匀的夹渣,有时针孔和渣聚集,呈疏松态的外观
原因: 由保护渣耐火材料颗粒和钢水氧化产物以及出钢渣等引起,随着钢流带入并被卷至铸坯表面。 改进方法: 用挡渣出钢; 采用适宜的保护渣及耐火材料; 钢水不能过氧化，注温要合适。 1.4 振动波纹及折叠 定义: 在与铸坯轴线垂直方向上,铸坯表面上以均匀间距分布的波纹振痕，在不利的情况下出现折叠。 原因: 浇注速度波动大,使结晶器中钢液面不稳定。 改进方法: 保持均匀的浇注速度，稳定结晶器钢水液面。 调整振动频率使其与拉速相适应。 1.5 结疤与重皮 定义: 铸坯角部和表面上出现的疤痕 原因: 由于结晶器内坯壳破裂、钢水渗入到结晶器和铸坯之间的夹缝，以及保护渣结块造成。 改进方法: 保证结晶器具有准确的锥度，当结晶器使用时间过长而磨损会使坯壳过早脱离结晶器内壁而导致坯壳破裂。 1.6 分层: (双浇) 定义: 铸坯中间出现分界层 原因: 浇注中断又重新开始浇注时,使两次浇注连接出现重接。 改进方法: 浇注过程中不要断流，拉速要相对稳定，不要忽高忽低。 1.7 纵裂 定义: 分布在铸坯角部的纵向裂纹, 角部纵裂常是拉漏的预兆。 原因: 针孔、气泡及夹杂; 结晶器内坯壳不均匀冷却; 由于铜结晶器中和足辊上有沟槽,缺口,渣子等而引起裂纹; 结晶器壁磨损或单面磨损使该处坯壳提前脱离结晶器壁; 浇注速度过高或浇注温度过高,坯壳厚度薄; 足辊对位不准; 二次冷却水不均匀;
连铸坯在凝固过程中形成裂纹的原因 随着市场竞争的日趋激烈，产品的质量已经成为占有市场的主要砝码，连铸坯作为炼钢厂的终端产品，其质量直接影响着轧材单位的产量和轧材质量，据统计炼钢厂连铸坯质量缺陷中约７０％为连铸坯裂纹，连铸坯裂纹成为影响连铸坯产量和质量的重要缺陷之一，下面将对铸坯在凝固过程中裂纹的形成做简要分析： 一、铸坯凝固过程的形成 铸坯在连铸机内的凝固可看成是一个液相穴很长的钢锭，而凝固是沿液相穴的固液界面在液固相温度区间把液体转变为固体把潜热释放出来的过程。在固液界面间刚凝固的晶体强度和塑性都非常小，当作用于凝固壳的热应力、鼓肚力、矫直力、摩擦力、机械力等外力超过所允许的外力值时，在固液界面就产生裂纹，这就形成了铸坯内部裂纹。而已凝固的坯壳在二冷区接受强制冷却，由于铸坯线收缩，温度的不均匀性，坯壳鼓肚、导向段对弧形不准，固相变引起质点如（ＡｌＮ）在晶界的沉淀等，容易使外壳受到外力和热负荷间歇式的突变，从而产生裂纹就是表面裂纹。 二、连铸坯裂纹形态和影响因素 连铸坯裂纹形态分为表面裂纹和内部裂纹，表面裂纹有纵向、横向角部裂纹、表面横裂和纵裂、网状裂纹和凹陷等，内部裂纹有中间、中心和矫直裂纹等。 连铸坯裂纹的影响因素： 连铸坯表面裂纹主要决定于钢水在结晶器的凝固过程，它是受结晶器传热、振动、润滑、钢水流动和液面稳定性所制约的，铸坯内部裂纹主要决定于二冷区凝固冷却过程和铸坯支撑系统（导向段）的对弧准确性。铸坯凝固过程坯壳形成裂纹，从工艺设备和钢凝固特性来考虑影响裂纹形成的因素可分为： １、连铸机设备状态方面有： １）结晶器冷却不均匀 ２）结晶器角部形状不当。 ３）结晶器锥度不合适。 ４）结晶器振动不良。 ５）二冷水分布不均匀（如喷淋管变形、喷咀堵塞等）。 ６）支承辊对弧不准和变形。
连铸坯内部缺陷 连铸坯的内部质量，主要取决与其中心致密度。而影响连铸坯中心致密度的缺陷是各种内部裂纹、中心偏析和中心疏松，以及铸坯内部的宏观非金属夹杂物。连铸坯的内裂、中心偏析和疏松这些内部缺陷的产生，在很大程度上和铸坯的二次冷却以及自二冷区至拉矫机的设备状态有关。 1）内部裂纹形成的原因各种应力（包括热应力、机械应力等）作用在脆弱的凝固界面上产生的裂纹成为内部裂纹。通常认为内裂纹是在凝固的前沿发生的，大都伴有偏析的存在，因而也把内裂纹称为偏析裂纹。还有一种说法是内裂纹是在凝固前沿发生的，其先端和凝固界面相连接，所以内裂纹也可以称为凝固界面裂纹。除了较大的裂纹，一般内裂纹可在轧制中焊合。 连铸坯的内部裂纹是指从铸坯表面一下直至铸坯中心的各种裂纹，其中包有中间裂纹、对角线裂纹、矫直弯曲裂纹、中心裂纹、角部裂纹。无论内裂文的类型如何，其形成过程大都经过三个阶段： 1 拉伸力作用到凝固界面；2 造成柱状晶的晶界见开裂； 3 偏析元素富集的钢液填充到开裂的空隙中。内裂发生的一般原因，是在冷却、弯曲和矫直过程中，铸坯的内部变形率超过该刚中允许的变形率。通常在压缩比足够大的情况下，
且钢的纯净度较高时，内裂纹可以在轧制中焊合，对一般用途的钢不会带来危害；但是在压缩比小，钢水纯净度较低，或者对铸坯心部质量有严格要求的铸坯，内裂就会使轧制材性能变坏并降低成材率。 2）中心裂纹 铸坯中心裂纹在轧制中不能焊合，在钢板的断面上会出现严重的分层缺陷，在钢卷或薄板的表面呈中间波浪形缺陷，在轧制中还会发生断带事故，给成品材的轧制和使用带来影响 A 裂纹的成因分析 铸坯裂纹的形成时传热、传质和应力相互作用的结果。带液芯的高温铸坯在铸机内运行过程中，各种力的作用是产生裂纹的外因，而钢对裂纹的敏感性是产生裂纹的内因。铸坯是否产生裂纹决定于钢高温力学性能、凝固冶金行为和铸机运行状态，板坯中心裂纹是由于凝固末端铸坯鼓肚或中心偏析、中心凝固收缩产生的。 1 控制铸机的运行状态刚的高温力学性能与铸坯裂纹有直接关系，铸坯凝固过程固、液及诶按承受的应力（如热应力、鼓肚力、矫直力等）和由此产生的塑性变形超过允许的高温强度和临界应变值，则形成树枝晶间裂纹，柱状晶越发达，越有利于裂纹的扩展。因此要减少铸坯发生裂纹的概率，就必须使用于铸坯上应力的总和最小。因此
对轴承钢铸坯渣沟问题的分析对于我厂前段时间生产的220方连铸坯表面有严重渣沟缺陷，严重的渣沟需进行铸坯的修磨方可出厂。笔者对此进行查证，分析如下。 1.渣沟缺陷的外观特征 (1)铸坯表面出现一道不影响轧制的浅沟 (2)随着浅沟逐渐变宽，出现焊点状的钢水渗漏 2．渣沟缺陷的形成机理 经过对许多资料的学习，认为以下观点符合我们实际生产的情况，可以以此形成机理为基础展开研究解决渣沟问题。 由渣沟中存在有振痕的事实，根据振痕形成理论——对于使用保护渣润滑的铸坯，渣沟是由于结晶器下行时，粘在结晶器壁上的渣圈对初生坯壳进行挤压，致使坯壳向内弯曲而形成。可以推断渣块块必然来源于渣圈。即渣圈中局部存在的较大渣粒，在结晶嚣下行时，对初生坯壳施加了较大的挤压力，致使该处的初生坯壳产生了较大的内弯，在随后结晶器上行过程中，由于泵吸作用，在该内弯处有较多的液渣被吸入，这些较多的保护渣，在随后稳定的坯壳形成过程中。阻碍了该处坯壳由于钢水静压力而产生的向外鼓胀，这样一直持续到坯壳达到足够的厚度、在坯壳与结晶器之间开始形成稳定的气隙。此时这种较大的内弯也同振痕一起被固定在坯壳上。因为渣圈对坯壳的挤压作用是连续不断的，所以形成的这种较大的内弯也是连续不断的，而这种连续不断的内弯就是我们所说的渣构。 并且提出此观点者还认为，渣沟或“冷疤”在经过一段连续化、密集化的渗漏后，会随着一个大渣块的出现而自行消失。此现象在我们厂并没有被重点观测，也不失为一个可以验证此观点的途径。 。出现渗漏的原因：渣沟内部的坯壳本身较簿．而且由于沟内存在振痕，振痕的谷底显然是渣沟缺陷中坯壳更薄弱的地方。当渣沟足够深即坯壳足够薄时，在这些更为薄弱的地方。钢水会突破坯壳与渣层的阻力渗出，特别是在结晶器与坯壳间形成稳定的气隙以后，气隙的形成致使渣道内空间增大，体积密度减小，渣层对坯壳的支撑减弱，这种渗漏出现的可能性进一步增大。渣沟中局部出现渗漏时，随着钢水的再次遇冷凝固，下渣的通道被堵塞，渣道内的压力上升，因而阻碍了渗漏的进一步发展，所以初期发生的渗漏是不连续和间断的，但是随着渣沟的进一步发展、进一步变宽变深，阻碍渗漏发生所需的压力会逐渐增加：当一处渗漏所形成的压力不足以抗拒钢水的静压力时，连续的渗漏就会发生。因此，渣沟发展到一定宽度和深度后，渗漏就会逐渐呈
连铸坯缺陷及预防措施 1、方坯晶间裂纹、 根源 ?Cu 、Ni、Sn、Nb 与Al等元素的影响； ?铸机表面凹限，即使轻微凹限也会引起裂纹； ?保护渣不合适； ?结晶器液面波动严重； ?菱变严重； ?结晶器锥度太小； 措施 减少杂质元素含量； 导致晶间裂纹的最主要原因是粗大晶粒结构以及沿晶粒边界的沉析，所以防止其产生的主要措施是在结晶器初始凝固阶段得以形成细小而均匀的结构； 防止产生凹馅； 用多水口代替直水口； 2、气泡及针孔 铸坯皮下通气孔称为针孔，而皮下闭气孔称为气泡 根源 ?脱氧不好，氢、氮含量高； ?润滑过度，油中含水； ?保护渣中含水； ?中间塞棒吹氩过度；结晶器波动 措施 ?有效地脱氧； ?注流及钢液面进行有效保护； ?加热润滑油及保护渣； ?采用EMS可有效减少针孔与铸坯表面皮下气泡的数量； ?减少结晶器液面波动 3、铸坯表面夹渣 根源 ?钢水脱氧不够； ?钢水中氧化铝含量高，SiO2、MnO与FeO含量低（铝镇静钢）； ?耐火材料质量差；结晶器喂铝线； ?中包水口及结晶器中形成的块渣进入钢水。 措施 ?采用无渣出钢； ?对钢水进行有效脱氧，采用保护浇注； ?中间包碱性覆盖剂； ?加深中包，增大中包钢液深度； ?中包采用挡堰； ?采用能快速吸收钢水夹杂的保护渣（高碱度）； ?加大保护渣的用量； ?减少结晶器液面波动，水口侵入深度必须100-150mm 4、横向裂纹
横向裂纹通常出现在角部，但中部区域也会出现，横向裂纹一般出现在振痕的底部。 1、因热脆而形成的表面裂纹 ?C含量0.17-0.25%； ?S含量高； ?随合金元素含量增加，如：Al、Nb、V 及大于1%Mn，裂纹数量增加； ?Al、Nb、N及C沉析于晶粒表面； ?二冷区冷却不挡导致晶粒粗大； ?二冷区支撑辊对中不好； ?保护渣选择不当； ?负滑脱时间过长。 2、横向角部裂纹 角部冷却过度； ?结晶器冷却不当； ?结晶器和支撑辊对中不好； ?矫直温度过低； ?高如：Al、Nb、V 及大于1%Mn含量钢水非常敏感，加入钛能有效降低裂纹的程度；?二冷区冷却不均或冷却过度； ?保护渣不合适； ?铜管弯月面区域变形过大； ?钢水温度过低； ?结晶器锥度过大。 措施： ?使S含量<0.020%； ?拉矫机区域温度保持在900℃以上； ?采用多点矫直； ?如果在奥氏体晶粒面存在AlN，加入0.02-0.04%Ti，降低可溶性N含量则可有效减少横向裂纹； ?准确控制结晶器及其锥度、变形和磨损等； ?严格控制结晶器震动； ?调整好二冷区冷却及支撑辊。 5、纵向表面裂纹 纵向裂纹的源头在结晶器，但在整个工艺过程中由于热应力及机械应力，裂纹会长大。该类型的裂纹大多数出现在含1%Mn，0.03%Nb及V的高强度钢种中，与S、P一样，高铝和氮含量也会有影响。 根源： ?高Al、Nb、V、Mn、N、S、P含量； ?变化拉速和增加拉速； ?结晶器液面波动； ?浸入式水口对中不好； ?浇注温度过高； ?结晶器状况不佳；结晶器振动不规则； ?保护渣不合适； ?出结晶器后及喷淋段上部冷却过度；结晶器与足辊对中不好。
怎样提高连铸坯质量 钢材其他合金在完成冶炼过程后，往往首先要浇铸成锭，然后进行其它深加工，注定的凝固组织形态、组织致密度及成分偏析等对后续加工工艺及最终的制件质量具有决定性的影响。连铸坯表面缺陷是影响连铸机产量和铸坯质量的重要缺陷。据统计，各类缺陷中裂纹占50％。铸坯出现裂纹，重者会导致拉漏或废品，轻者要进行精整。这样既影响铸机生产率，又影响产品质量，因而增加了成本。铸坯内部缺陷影响产品的机械性能、使用性能和使用寿命。 连铸坯主要存在着以下几个方面的缺陷：(1)连铸坯纯净度达不到要求。主要指钢中夹杂物的含量超标，形态和分布不合理。夹杂物主要有非金属夹杂物，金属夹杂物，夹渣。其中非金属夹杂和夹渣属脆性物质，轧制时，如果这两种缺陷超标准，极易损坏轧槽导卫，导致轧制故障。同时，极大的影响成品材的质量。(2)铸坯的表面质量。指铸坯表面是否存在裂纹．夹渣及皮下气泡等缺陷。较小的表面缺陷，在轧制时，可以焊接并消除，但在总延伸～定的情况下．表面缺陷超标准，不仅破坏生产的正常进行，而且材的质量也达不到要求。(3)铸坯内部质量。指铸坯是否具有正确的凝固结构，以及内部裂纹，偏析、疏松等缺陷程度，同样这些缺陷的大小、数量也应控制在合理的范围内，否则将直接导致棒材质量不合格。(4)连铸坯的外观形状。指连铸坯的几何尺寸是否符合规定的要求，如菱形变形(也称脱方)，铸坯的鼓肚(凸起)，以及与菱形变形相关的凹陷，形状缺陷通常是影响生产的正常进行。如脱方严重，菱变大于12mm，鼓肚大于5mm，将直接导致粗轧件冲击出口导卫，以及轧件拉丝划伤，严重的将在成品材上形成折叠。 纯净度是指钢中非金属夹杂物的数量、形态和分布。要根据钢种和产品质量，把钢中夹杂物降到所要求的水平，应从以下5方面着手：—尽可能降低钢中[O]含量。—防止钢水与空气作用。—减少钢水与耐火材料的相互作用。—减少渣子卷入钢水内。—改善流动促进钢水中夹杂物上浮。从工艺操作上，应采取以下措施： (1)无渣出钢：转炉采用挡渣球，电炉采用偏心炉底出钢，防止出钢渣大量下到钢包。 (2)钢包精炼：根据钢种选择合适的精炼方法，以均匀温度、微调成分、降低氧含量、去除气体夹杂物等。 (3)无氧化浇注：钢水经钢包处理后，钢中总氧含量可由130ppm下降到20ppm 以下。如钢包→中间包注流不保护或保护不良，则中间包钢水中总氧量又上升到60～ 100ppm范围，恢复到炉外精炼前的水平，使炉外精炼的效果前功尽弃。 (4)中间包冶金：中间包采用大容量，加挡墙和坝等是促进夹杂物上浮的有效措施。如6t中间包，板坯夹杂废品率12％，夹杂物为0.82个/m2；12t中间包+挡墙，板坯夹杂废品为0，夹杂物为0.04个/m2。 (5)浸入式水口+保护渣：保护渣应能充分吸收夹杂物。浸入式水口材料、水口形状和插入深度应有利于夹杂物上浮分离。
连铸坯质量控制 摘要：连铸坯的表面质量，主要是指连铸坯表面是否存在裂纹、夹渣及皮下气泡等缺陷。连铸坯这些表面缺陷主要是钢液在结晶器内坯壳形成生长过程中产生的，与浇注温度、拉坯速度、保护渣性能、浸入式水口的设计，结晶式的内腔形状、水缝均匀情况，结晶器振动以及结晶器液面的稳定因素有关。连铸坯的内部质量，是指连铸坯是否具有正确的凝固结构，以及裂纹、偏析、疏松等缺陷程度。二冷区冷却水的合理分配、支撑系统的严格对中是保证铸坯质量的关键。 关键词：连铸坯、质量、控制 正文： (一）连铸坯纯净度度与产品质量 1.纯净度与质量的关系 纯净度是指钢中非金属夹杂物的数量、形态和分布。与模铸相比，连铸的工序环节多，浇注时间长，因而夹杂物的来源范围广，组成也较为复杂； 夹杂物从结晶器液相穴内上浮比较困难，尤其是高拉速的小方坯夹杂物更难于排除。夹杂物的存在破坏了钢基体的连续性和致密性。大于50μm的大型夹杂物往往伴有裂纹出现，造成连铸坯低倍结构不合格，板材分层，并损坏冷轧钢板的表面等，对钢危害很大。夹杂物的大小、形态和分布对钢质量的影响也不同，如果夹杂物细小，呈球形，弥散分布，对钢质量的影响比集中存在要小些；当夹杂物大，呈偶然性分布，数量虽少对钢质量的危害也较大。 例如：从深冲钢板冲裂废品的检验中发现，裂纹处存在着100~300μm 不规则的CaO-Al 2O 3 和Al 2 O 3 的大型夹杂物。 再如，由于连铸坯皮下有Al 2O 3 夹杂物的存在，轧成的汽车薄板表面出 现黑线缺陷，导致薄板表面涂层不良。 还有用于包装的镀锡板，除要求高的冷成型性能外，对夹杂物的尺寸和数量也有相应要求。国外生产厂家指出，对于厚度为0.3mm的薄钢板，在1m2面积内，粒径小于50μm的夹杂物应少于5个，才能达到废品率在0.05%以下，即深冲2000个DI罐，平不到1个废品。可见减少连铸坯夹杂物数量对提高深冲薄板钢质量的重要性。
第二篇连铸板坯缺陷(AA)
第二篇连铸板坯缺陷(AA) (1) 2.1表面纵向裂纹(AA01) (4) 2.2表面横裂纹(AA02) (5) 2.3星状裂纹(AA03) (6) 2.4角部横裂纹(AA04) (7) 2.5角部纵裂纹(AA05) (9) 2.6气孔(AA06) (10) 2.7结疤(AA07) (11) 2.8表面夹渣(AA08) (12) 2.9划伤(AA09) (13) 2.10接痕(AA13) (14) 2.11鼓肚(AA11) (15) 2.12脱方(AA10) (16) 2.13弯曲(AA12) (17) 2.14凹陷(AA14) (18) 2.15镰刀弯(AA15) (19) 2.16锥形(AA16) (20) 2.17中心线裂纹(AA17) (21) 2.18中心疏松(AA18) (22) 2.19三角区裂纹(AA19) (24) 2.20中心偏析(AA20) (26) 2.21中间裂纹(AA21) (27)
2.1表面纵向裂纹(AA01) 图2-1-1 1、缺陷特征 表面纵向裂纹沿浇注方向分布在连铸板坯上下表面，裂纹深度一般为2mm～15mm，裂纹部位伴有轻微凹陷。在连铸浇注过程中，当连铸板坯坯壳在结晶器内所受到的应力超过了坯壳所能承受的抗拉强度时，即产生表面纵向裂纹。表面纵向裂纹缺陷在结晶器内产生，出结晶器后若二次冷却不良，裂纹将进一步加剧。 2、产生原因及危害 产生原因： ①钢中碳含量处于裂纹敏感区内； ②结晶器钢水液面异常波动。当结晶器钢水液面波动超过10mm时，表面纵向裂纹缺陷易于产生； ③结晶器保护渣性能不良。保护渣液渣层过厚、过薄或渣膜厚薄不均，使连铸板坯凝固壳局部过薄而产生表面纵向裂纹； ④中间包浸入式水口与结晶器对中不良，钢水产生偏流冲刷连铸板坯凝固壳，而产生表面纵向裂纹。 危害：轻微的表面纵裂纹经火焰清理后均能消除；表面纵向裂纹严重时可能会造成漏钢；表面纵向裂纹若送热轧进行轧制可能导致热轧产品出现分层、开裂缺陷。 3、预防及消除方法 ①控制好钢中碳含量，使钢中碳含量不在裂纹敏感区； ②减少结晶器钢水液面异常波动，将结晶器钢水液面波动控制在±5mm以内； ③选择合适的结晶器保护渣； ④保证中间包浸入式水口与结晶器对中，防止钢水出浸入式水口侧孔后出现偏流。 4、检查判断 肉眼检查，必要时用钢卷尺测量裂纹长度及其分布位置； 表面纵向裂纹一般通过火焰清理可以消除，火焰清理不合格的表面纵向裂纹缺陷坯判废。