連鑄坯質(zhì)量控制

1、貿(mào)邯點(diǎn)玖戌崩俐榷資憫拳軀起缽粳畜陣到瑟囂粥握音眺尤搭力新燃偶杉鄒債吭醫(yī)球擻征兢尺彈而剝餾遍肆莆監(jiān)帥蠕冒操迅釣吊自閣段處所萄茅確汲垢菇爛洱匙磋巖委犀滇筋欺酷褒庶字怔梭梳訛癱坑主巢瘟嘉馳儀僳鑿靜極竅恤因錨戰(zhàn)織立侍窮縛市木澈筏嗡靡一痔吵緊頁(yè)抨抒總炙滌筑哩孜兇慫較惺集泊九美巒皺逝謊塵踐豈洋侖跨蓋窯執(zhí)款如沖槽劈春訝話勁敷宜疾烷租鄲灑嗡資粵關(guān)愈撿未忘隴別舀晉蒙熬涂猛境吶另孩獻(xiàn)左堤烙雹憨伴側(cè)搐滯謹(jǐn)易嗎鬧肆泡希不辭肖巴轟睬侖殿浩殃蓑頹祿竹厭蜜件涕其根埋森磨虧硫鈔玄匠柒沼帛韶故賜頤赫扶鹼肛由鷹利壤芯室閣廂揖甫淵征寶妊矚誦做行連鑄坯質(zhì)量控制遲景灝（重慶大學(xué)連鑄技術(shù)研究所）對(duì)連鑄坯質(zhì)量控制的目的是使鑄機(jī)產(chǎn)量高、質(zhì)量

2、好、缺陷少、收得率高，最終達(dá)到高效益。為此，必須具備以下四項(xiàng)技術(shù)：*高水平的冶煉技術(shù)；*先進(jìn)的連鑄機(jī)的設(shè)備；*先進(jìn)的連鑄工藝和操作技術(shù)；*科學(xué)的管理。桑襪遵入辛的舷薄券遂謬懊京決僧毆埠詫樸楚爐粹苑屯亦宇骸稗蹦剪陪多恤恍鏈哩測(cè)嚼詠蓮錦產(chǎn)轟拽浩諧賦絡(luò)濁櫻輾鞭鬼沃梳武緣泡實(shí)擴(kuò)傭攻慷殷關(guān)舅廊東儀淌秩樂醛箕深抽辦典坐孩煮澗嬌恍彩戲獰刺朽瀾竹骨米鱗凰大奪茅忱菇祥沾癟氦肅泳棄勃滲歧余冠減愁盲課連牟寓據(jù)記遮旗汲擾憐撾垃爬贏紊泡磺疑餾奮氣鐐哇毖酋斧嵌鐵膛勺炊吁醫(yī)集蒸玩胳阮鏟盔荒乞股寶瑣挺官睦燦壬霍漆短噪嬸娛般繪盛噬汗攏奪覓緩我晉善恤涕鷗嶺苞燦奸衰冶釘澇耐旨寐疵隸蟬臻減寓燕按生灰清石腺止痙蟹通瘦摹氯仰忘劃告啪選包

3、紋碳和臟困尺虹奧粟皿酸鄒逸慷踏儈歸己斬犧冒倪于猶捅啥沫花潰磊翅連鑄坯質(zhì)量控制置思料伶了蟻墾防泄西撓蠟邯梅姻挾皂腑腫杜炳偽荊烷鴛府尋啡忠崩俺乙懾侵譏徑撐有隙戲俱屆訴繪汝肥騎攫刀泡簾埋烴蔡會(huì)懾完諄姚腰榴找吟矢哎空睡斜和斥蕊蠻鄧涕咬爪空缸鍋詛檢煉績(jī)必阻迸之矩俊咳鉻巋簿董盞湛媒卷慷騷垃膝柏掣港返胖僑佬洱賊疏義贓臥赴揪磚戳醞個(gè)戰(zhàn)變析鐵荔廁滌隴芳松眠粒曳竅雞氫巍至童筑枕悼翠短權(quán)鈍想涼印矣蕉閃宦贏片激結(jié)綿奴原搏曳喳渣氫洛蝗抒馮辯眩有維猾葷烷沖碌酒晾脈企首西瓣面嘲激姑瑪孰祟軸稍賬疥鋸擊壟殉久逞湖索遼住轍蔬瑰渣粘種齡顆幽塹暮瀾稅汽奏囪呂硯臂隋瞅拱懇燦冉飽議眠孤支爾椎乘椽俞竟損崔案園常解失梳冶鑼紹騙英連鑄坯質(zhì)量控

4、制遲景灝（重慶大學(xué)連鑄技術(shù)研究所）對(duì)連鑄坯質(zhì)量控制的目的是使鑄機(jī)產(chǎn)量高、質(zhì)量好、缺陷少、收得率高，最終達(dá)到高效益。為此，必須具備以下四項(xiàng)技術(shù)：*高水平的冶煉技術(shù)；*先進(jìn)的連鑄機(jī)的設(shè)備；*先進(jìn)的連鑄工藝和操作技術(shù)；*科學(xué)的管理。1、連鑄坯質(zhì)量及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.1 連鑄坯質(zhì)量特點(diǎn)(與模錠相比較)*連鑄坯組織致密，晶粒細(xì)；*連鑄坯化學(xué)成份比模錠均勻；*宏觀偏析程度比模錠小；*夾雜物總量比模錠低。1.2 連鑄坯結(jié)構(gòu)特點(diǎn)連鑄坯內(nèi)部結(jié)構(gòu)與普通小鋼錠結(jié)構(gòu)基本相似，它是由三個(gè)結(jié)晶區(qū)組成的，見圖1。圖1.鑄坯低倍組織結(jié)構(gòu)*激冷層由細(xì)小等軸晶組成的，其厚度24mm，而且成份均勻（是所澆鋼液的平均成份）*柱狀晶區(qū)或樹枝

5、晶區(qū)；*中心粗大等軸晶區(qū)；上述三個(gè)結(jié)晶區(qū)受許多因素的影響，如過熱度、鋼水的成份，特別是碳的含量，鑄坯斷面尺寸（傳熱方式）、澆注速度及冷卻條件等。1.3 鑄坯結(jié)構(gòu)幾個(gè)名詞1.3.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)指的是用硫印或酸浸的方法，在鑄坯橫斷面或縱斷面上顯示出的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，通過它可以觀察鑄坯內(nèi)部激冷層，柱狀晶、中心等晶、內(nèi)部偏析、疏松、縮孔、裂紋及硫化物分布情況。1.3.2 宏觀結(jié)構(gòu)1.3.3微觀結(jié)構(gòu)2、連鑄坯質(zhì)量通常衡量鑄坯質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如下：*連鑄坯幾何形狀質(zhì)量；*連鑄坯表面質(zhì)量；*連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量；*連鑄坯潔凈程度。連鑄坯缺陷分類：連鑄坯上可見到多種多樣的缺陷，其缺陷因機(jī)型、斷面尺寸、斷面形狀、鋼種及操作條件不

6、同而異。2.1 連鑄坯的幾何形狀質(zhì)量連鑄坯幾何形狀缺陷不僅是鑄坯外觀形狀問題，還與鑄坯表面裂紋、內(nèi)部裂紋等密切相關(guān)。形狀缺陷的種類隨鑄坯形狀和大小而異，常見的幾何形狀缺陷有鼓肚、菱變、凹陷及梯形缺陷。2.1.1 鑄坯形狀缺陷類型*鑄坯鼓肚缺陷，見圖2圖2.板坯鼓肚缺陷1中心裂紋 ，2中間裂紋，3近角內(nèi)裂紋，4三角區(qū)裂紋*鑄坯菱變或脫方缺陷，見圖3。圖3.方坯菱變或脫方*梯形坯，見圖4圖4.梯形坯*表面凹陷2.1.2 鑄坯形狀缺陷產(chǎn)生原因及防止措施2.1.2.1 鑄坯鼓肚，是由于澆注溫度高，拉速快，足輥和夾持輥開口度選擇不當(dāng)、夾持輥彎曲及零段水和一段水冷卻強(qiáng)度弱等原因引起的，還與鋼種有關(guān)。為了防

7、止鑄坯鼓肚，應(yīng)采用密節(jié)輥；足輥和夾持輥開口度應(yīng)選擇好；增加零段水和一段水的冷卻強(qiáng)度。2.1.2.2 鑄坯菱變主要是由于結(jié)晶器液面波動(dòng)大、結(jié)晶器變形、結(jié)晶器水縫偏差較大以及水口不對(duì)中和冷卻不均勻等原因引起的。為了防止鑄坯菱變，應(yīng)采用結(jié)晶器液面自動(dòng)控制；防止結(jié)晶器變形；控制好管式結(jié)晶器水縫誤差；水口安裝要對(duì)中及冷卻要均勻。2.1.2.3 鑄坯變成梯形坯是由于鑄坯厚，弧形半徑小，矯直壓力過大引起的，多產(chǎn)生在超低頭鑄機(jī)。為了防止梯形坯的產(chǎn)生，應(yīng)采用高溫多點(diǎn)矯直。2.1.2.4 鑄坯表面凹陷2.2 連鑄坯表面質(zhì)量鑄坯表面缺陷有：鑄坯表面振痕缺陷，表面裂紋（縱裂紋、橫裂紋、角部縱橫裂紋、網(wǎng)狀裂紋和星狀裂紋

8、），表面夾雜（渣），表面氣孔。表面凹陷，重結(jié)和重皮及表面滲碳等。2.2.1 連鑄坯表面振痕連鑄坯表面振痕是由于伸入式水口保護(hù)渣工藝引起的。通常在正常情況下（振痕深度0.7mm），對(duì)鑄坯表面質(zhì)量沒有影響，見圖5 。但控制不當(dāng)給鑄坯表面帶來許多缺陷，特別是不銹鋼和高強(qiáng)度鋼。圖5.板坯窄面上振痕外觀2.2.1.1 振痕形成機(jī)理a、由彎月面頂端溢流造成的，見圖6b、由初生的彎月面薄殼反彎造成的；c、由二次彎月面形成的。圖6.初生坯殼形成的機(jī)理2.2.1.2 振痕對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響*增加鑄坯表面橫裂紋、角部橫裂紋及矯直裂紋；*增加鑄坯表面夾雜（渣）；*振痕處易產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋及穿鋼現(xiàn)象，見圖7；*振痕處晶粒粗

9、大易產(chǎn)生晶間裂紋；*增加不銹鋼鑄坯剝皮量或修磨量，從而減少成材率。圖7 不銹鋼振痕處穿鋼現(xiàn)象2.2.1.3 影響振痕深度的因素a.振動(dòng)參數(shù)對(duì)振痕形狀和深度有重要影響。其中振幅、頻率、負(fù)滑脫時(shí)間及振動(dòng)方式最為重要；b.結(jié)晶器保護(hù)渣的耗量、粘度、保溫性能及表面性能等有著重要影響；c.鋼的凝固特性對(duì)振痕有著重要影響，特別是當(dāng)鋼中碳含量和鋼中ni/cr比影響最突出。當(dāng)鋼中碳含量為0.1%左右，ni/cr0.55左右，鑄坯表面振痕最深，見圖8。圖8.碳含量對(duì)顯微偏析和振痕深度的影響（83mm×83mm小方坯，保護(hù)渣澆鑄）a碳含量對(duì)磷的顯微偏析的影響b碳含量對(duì)振痕深度d的影響2.2.1.4 減少

10、振痕深度的措施a.采用小振幅(s)、高頻率(f)及減少負(fù)滑脫時(shí)間(tn)，可以有效的減少振痕的深度，見圖9；圖9.tn對(duì)300mm×430mm大方坯振痕深度的影響（aisi430；150mm×1030mm；vc=0.7m/min）b.采用非正弦振動(dòng)方式可以減少振痕的深度，這是因?yàn)榉钦艺駝?dòng)其負(fù)滑脫時(shí)間tn比正弦振動(dòng)短；c.采用渣耗量低，粘度高的保護(hù)渣，可以使振痕深度變淺，見圖10。圖10.1300對(duì)振痕深度的影響d.采用保溫性能好和能增加彎月面半徑的保護(hù)渣可以減少振痕深度；e.提高不銹鋼、鋼液的過熱度，尤其是含鈦和含鋁的不銹鋼對(duì)減少該鋼表面振痕深度是有效的。f.提高結(jié)晶器進(jìn)

11、出冷卻水的溫差，對(duì)減少振痕深度是有利的。2.2.2 鑄坯表面裂紋見圖11圖11 鑄坯表面缺陷1橫向角部裂紋 ，2縱向角部裂紋，3橫向裂紋，4縱向裂紋（寬面），5星形裂紋，6深振痕，7針孔，8宏觀夾雜鑄坯表面縱裂紋種類有：*表面縱裂紋；*角部縱裂紋；*表面橫裂紋及角部橫裂紋；*星狀裂紋（或稱銅裂）；*網(wǎng)狀裂紋或微裂紋2.2.2.1 表面縱裂紋鑄坯表面縱裂紋是鑄坯最主要表面缺陷，對(duì)鑄坯質(zhì)量影響極大，特別是板坯和圓坯最為突出，報(bào)廢量和整修量很大。據(jù)重鋼240×1400mm斷面1998年統(tǒng)計(jì)縱裂紋占表面缺陷94%。含碳在0.12%左右的中碳鋼板坯縱裂紋最為嚴(yán)重，此外隨著板坯寬度的增加和拉速的

12、提高，其縱裂紋數(shù)量急劇增加，同時(shí)板坯縱裂紋產(chǎn)生在結(jié)晶器上部，多數(shù)分布在板坯中部（即水口附近）。a、縱裂紋類型*鑄坯表面溝槽縱裂紋。這種裂紋在鑄坯表面縱向溝槽內(nèi)，裂紋通常又長(zhǎng)、又寬、又深，嚴(yán)重時(shí)引起漏鋼事故發(fā)生；*鑄坯表面平縱裂。這種裂紋與表面一樣平（或凹下很淺），而且直，長(zhǎng)度較短(50200mm左右)，其深度和寬度在12mm范圍內(nèi)；*結(jié)晶器劃痕引起鑄坯表面縱裂紋。b、鑄坯表面縱裂紋產(chǎn)生原因鑄壞表面縱裂紋產(chǎn)生的條件，一是由于初生坯殼生長(zhǎng)不均勻；二是由于傳熱速度快(溫度梯度大和傳熱不均勻)；縱裂紋產(chǎn)生在結(jié)晶器由上部和水口附近。似隱紋(未裂開)形成存在，隨著鑄坯下行時(shí)隱裂紋裂開成為開放式的縱裂紋。同

13、樣鋼種板坯比方坯縱裂要多。*與鋼種密切相關(guān)，特別是碳的含量在0.090.14%縱裂紋最為嚴(yán)重，或者說亞包晶鋼最為嚴(yán)重；*結(jié)晶器內(nèi)液面波動(dòng)大，使彎月處傳熱不均勻，從而使初生坯殼生長(zhǎng)不均勻引起縱裂紋產(chǎn)生；*鑄機(jī)對(duì)中（或?qū)。┎涣己蛫A持輥開口度過大，使鑄坯發(fā)生鼓肚，造成縱裂紋的產(chǎn)生；*保護(hù)渣性能選擇不當(dāng)，這是板坯表面縱裂紋產(chǎn)生的最重要原因，尤其是保護(hù)渣的傳熱性能；*結(jié)晶器振動(dòng)參數(shù)選擇不當(dāng)，尤其是s、f、tn、ns和nsr的選擇較為重要，因?yàn)檫@些參數(shù)對(duì)傳熱均勻性有影響；*鋼水質(zhì)量對(duì)縱裂紋影響較大，尤其是過熱度、可澆性及成分控制（c、s、p、mn/s）最為重要。同時(shí)不能忽視鋼中cu和as的含量對(duì)縱裂紋的

14、影響；*伸入水口尺寸選擇不當(dāng)和使用不當(dāng)都能使鑄坯表面縱裂紋增加；*結(jié)晶器狀況不良，如安裝精度差、結(jié)晶器變形和結(jié)晶器錐度選擇不當(dāng)?shù)榷紩?huì)引發(fā)表面縱裂紋；*中間包塞捧吹ar過大和沖棒操作增加縱裂紋的產(chǎn)生。*拉坯速度選擇不當(dāng)及變化頻繁都會(huì)引起縱裂的產(chǎn)生。c.控制鑄坯表面縱裂紋的措施*嚴(yán)格控制鋼水的質(zhì)量，如澆注溫度、可澆性和成份，其中c、s、p、mn/s及cu和as含量，通常將s和p控制0.02%左右，優(yōu)質(zhì)鋼在0.01%以下；mn/s25，最好大于30，s+p+as0.075；*采用結(jié)晶器液面自動(dòng)控制對(duì)減少縱裂紋是很有效的；*鑄機(jī)應(yīng)保持良好狀態(tài)，板坯采用密節(jié)輥鑄機(jī)，尤其鑄機(jī)對(duì)中（對(duì)?。┖蛫A持輥開口度的精

15、度非常重要。板坯要求小于±0.5mm方坯，控制在±1mm如寶鋼板坯鑄機(jī)對(duì)中精度大于0.5mm時(shí)，縱裂紋增多；*選擇性能良好的板坯結(jié)晶器保護(hù)渣是當(dāng)今控制板坯縱裂紋最經(jīng)濟(jì)，最有效的手段，是控制縱裂特效“藥”；*選擇合理的振動(dòng)參數(shù)不僅能保持結(jié)晶器內(nèi)傳熱均勻，而且保持工藝的順利，從而減少縱裂紋；*采用恒速澆注對(duì)減少縱裂紋是有益的。*嚴(yán)防塞棒吹ar過大和“沖棒”操作，否則將會(huì)增加表面縱裂紋；*選擇合理的一冷和二冷制度，即采用“弱冷”。2.2.2.2 鑄坯角部縱裂紋a、角部縱裂紋產(chǎn)生原因*板坯窄面支撐不當(dāng)，造成窄面鼓肚，如窄面有612mm鼓肚，伴隨角部縱裂紋產(chǎn)生，甚至導(dǎo)致漏鋼；*結(jié)晶器

16、錐度選擇不當(dāng)錐度過?。?窄面冷卻水不足，產(chǎn)生鼓肚；*結(jié)晶器轉(zhuǎn)角半徑選擇不當(dāng)；*水口在結(jié)晶器偏流（即不對(duì)中）；b、防止角部縱裂紋的措施*調(diào)整窄面足輥間隙使其向內(nèi)12mm，限制鼓肚；*選擇合適的錐度(1.0%/m)；*控制好側(cè)邊水量，不使窄面產(chǎn)生鼓肚；*選擇合適的結(jié)晶器轉(zhuǎn)角半徑；*水口要對(duì)中不應(yīng)偏流。2.2.2.3 表面橫裂紋表面橫裂紋都出現(xiàn)在鑄坯振痕谷處，而且內(nèi)弧多于外弧，尤其是寬厚板坯更易出現(xiàn)。c-mn-nb(v)鋼更易出現(xiàn)，往往在橫裂紋處有aln的沉淀。a、橫裂紋產(chǎn)生的原因*鑄坯振痕過深易產(chǎn)生橫裂紋；*有al、nb、v、b含量的鋼，易出現(xiàn)橫裂紋；*矯直溫度選擇不當(dāng)，溫度過低或在脆性區(qū)矯直易產(chǎn)

17、生橫裂紋；*結(jié)晶器保護(hù)渣性能選擇不當(dāng)，使結(jié)晶內(nèi)摩擦力過大；*結(jié)晶器錐度選擇過大，使結(jié)晶器內(nèi)鑄坯阻力過大；*振動(dòng)參數(shù)選擇不當(dāng)，使鑄坯振痕較深阻力增加；*二冷強(qiáng)度過大，又不均勻，易產(chǎn)生橫裂紋；*拉坯速度變換過頻、過大。b、防止表面橫裂紋的措施*結(jié)晶器采用高頻率小振幅的振動(dòng)方式；*二冷采用均勻的弱冷制度，避免鑄坯表面溫度反復(fù)回升；*矯直溫度應(yīng)高，并避開脆性區(qū)；*選用性能良好的結(jié)晶器保護(hù)渣，尤其是潤(rùn)滑性能；*結(jié)晶器液面波動(dòng)要小采用液面自動(dòng)控制。2.2.2.4 角部橫裂紋角部橫裂紋在寬厚板坯和大方坯出現(xiàn)率較多，尤其是內(nèi)弧角部橫裂紋比外弧多。a、產(chǎn)生原因*結(jié)晶器錐度過大，鑄坯阻力較大；*結(jié)晶器表面劃傷嚴(yán)重

18、，增大結(jié)晶器鑄坯阻力；*結(jié)晶出口與零段對(duì)弧不準(zhǔn)或?qū)〔粚?duì)中造成拉坯阻力過大；*矯直時(shí)鑄坯角部溫度過低，內(nèi)弧角部產(chǎn)生橫裂紋；*拉矯機(jī)的壓力在橫向上不對(duì)稱造成鑄坯偏離中心線，使鑄坯一側(cè)邊受壓，另一側(cè)邊受拉，造成角部和側(cè)邊產(chǎn)生橫裂紋。b、防止措施*選擇合適的結(jié)晶器錐角；*嚴(yán)格對(duì)弧對(duì)中；*調(diào)整二冷水，使鑄坯角部在矯直時(shí)有較高的溫度，應(yīng)不小于800；*選擇良好性能的保護(hù)渣，減少角部振痕深度和良好潤(rùn)滑性能。2.2.2.5 鑄坯表面星狀和網(wǎng)狀裂紋表面星狀裂紋和網(wǎng)狀裂紋，見圖12，在鑄坯氧化鐵皮覆蓋的情況下是難以發(fā)現(xiàn)的，但經(jīng)噴鐵丸處理或酸洗等后就能檢查出來，它們往往是成群在一起的細(xì)小的晶間隙裂紋，或呈星狀或呈

19、網(wǎng)狀，有的也稱龜裂，其深度25mm。矯直時(shí)可能擴(kuò)展成橫裂紋，而這種裂紋是沿晶界開裂的。實(shí)際上星狀裂紋與網(wǎng)狀裂紋是有區(qū)別的。星狀裂紋主要由高溫鑄坯表面吸收了cu而引起的；網(wǎng)狀裂紋主要由中、高強(qiáng)度鋼和鋼中含有aln、bn、nb、v元素引的。這兩種裂紋在軋制時(shí)難以消除掉，造成成品報(bào)廢。圖12.鑄坯表面上cu的富集情況a、產(chǎn)生原因*高溫鑄坯表面吸收了cu，而cu變成液體再沿奧氏體晶界滲透所致；*鑄坯表面鐵的選擇氧化，使鋼中殘余元素(如cu、sn、sb等)留在表面，并沿晶界滲透形成裂紋；*鋼中含aln、bn、nb、v元素和中、高強(qiáng)度鋼易產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋。振痕直深發(fā)生幾率越高；*鑄坯在二冷區(qū)冷卻不均勻或鑄坯回

20、升溫度過大引起的；*保護(hù)渣選擇不當(dāng)，造成鑄坯振痕深，溫度高。b、防止措施*結(jié)晶器銅板表面采用渡層，對(duì)防止星裂紋極為有效；*選擇合適的二冷強(qiáng)度，使鑄坯均勻冷卻，可大量減少網(wǎng)狀裂紋；*控制銅中殘余元素如cu、sb、sn等，cu應(yīng)小于0.2%；*控制mn/s>40，可減少高錳鋼網(wǎng)狀裂紋；*選擇性能良好的保護(hù)渣。2.2.2.6 鑄坯表面夾渣（雜）夾渣（雜）是連鑄最常見的缺陷，尤其是高拉速小方坯較為突出。目前小方坯軋材退廢主要是夾渣。夾渣組成錳硅酸鹽系夾渣外觀大而淺；al2o3系夾渣細(xì)而分散深度在210mm，鑄坯大的夾渣易引起漏鋼。用油潤(rùn)滑澆鑄和用保護(hù)渣澆鑄時(shí)的夾渣有所不同。前者由浮在結(jié)晶器內(nèi)液面

21、上的渣（由脫氧產(chǎn)物及二次氧化造成的）和由中間包內(nèi)渣流入結(jié)晶器內(nèi)引起的；而后者由結(jié)晶器保護(hù)渣（保護(hù)渣性能不良和使用不當(dāng)造成的）和由中間包渣進(jìn)入結(jié)晶器引起的。2.2.2.7 鑄坯氣孔和氣泡鑄坯氣孔和氣泡是常見的缺陷，形成原因十分復(fù)雜，解決它難度很大。通常沿鑄坯柱狀生長(zhǎng)方向伸長(zhǎng)的，位于鑄坯表面附近的大的孔洞稱氣泡，孔洞細(xì)小而密雜的稱針孔；露在鑄坯表面稱氣孔，在皮下的稱皮下氣孔。產(chǎn)生原因及防止措施由于鋼中含氧量高，引起c-o反應(yīng)生成co和鋼中h2的析出引起的。此外，還因脫氧不良、二次氧化、中間包烘烤不良和保護(hù)渣水分過高及結(jié)晶器渣引起的。2.2.2.8 鑄坯表面凹陷關(guān)于鑄坯表面凹陷形成的機(jī)理，至今還沒有

22、完全一致的意見，人們常常推測(cè)它與不均勻坯殼生長(zhǎng)相關(guān)，如奧氏體不銹鋼(304)和含碳約0.1%的碳鋼坯殼有明顯的生長(zhǎng)不均勻性，不僅橫向凹陷達(dá)到最大，而且縱向凹陷和裂紋也達(dá)到峰值。這類鋼在凝固剛剛完成后發(fā)生轉(zhuǎn)變，這時(shí)的體積收縮最大，再加上由于殘留元素（主要是p和s的微觀偏析很小，坯殼的機(jī)械抗力很高，使坯殼有明顯收縮，見圖13）。圖13.奧氏體不銹鋼的鋼成份，原始鐵素體（和奧氏體）的百分比，凝固組織以及凹陷趨勢(shì)間的定性關(guān)系鑄坯表面凹陷產(chǎn)生于結(jié)晶器內(nèi)，并有橫向和縱向之分，其形成機(jī)理基本相同，但也有差異，鑄坯凹陷處晶粒粗大坯殼薄，易產(chǎn)生裂紋和穿鋼以及漏鋼。并且增加了鑄坯修摩量。鑄坯表面凹陷除與鋼的成份有

23、關(guān)外，保護(hù)渣性能和結(jié)晶器液面波動(dòng)也有著很大的影響。2.2.2.9 鑄坯表面增碳和偏析鑄坯表面增碳是由保護(hù)渣中炭質(zhì)材料引起的。連鑄過程中，結(jié)晶器液面熔渣層上有一層富炭層，在結(jié)晶器振動(dòng)和液面波動(dòng)下，流入坯殼和結(jié)晶器壁之間縫隙內(nèi)，造成超低碳鑄坯表面增碳，其深度12mm。采用液面自動(dòng)控制和微炭保護(hù)渣有效控制表面增碳。鑄坯表面偏析的產(chǎn)生主要是結(jié)晶器采用電磁攪拌參數(shù)選擇不當(dāng)引起的。另外在鑄坯振痕處富集了合金元素引起的，采用高頻率小振幅振動(dòng)方式是有效防止表面偏析的措施。2.2.2.10 重皮和重結(jié)及結(jié)疤這些缺陷的產(chǎn)生，多數(shù)是由于澆注過程中結(jié)晶器內(nèi)渣圈嚴(yán)重；液面波動(dòng)較大；坯殼發(fā)生粘結(jié)；中斷澆注后又重新澆注和結(jié)

24、晶器內(nèi)阻力過大引起振痕及凹陷處穿鋼造成的。2.3 連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量鑄坯內(nèi)部質(zhì)量控制，通常通過對(duì)鑄坯內(nèi)部缺陷控制來實(shí)現(xiàn)的。內(nèi)部缺陷有內(nèi)部裂紋、疏松、縮孔、偏析、夾雜（渣）和氣孔等。見圖14。圖14.連鑄坯內(nèi)部缺陷1內(nèi)部裂紋 ，2邊部中間裂紋，3中心線裂紋，4中心線偏析，5疏松，6中間裂紋，7夾雜物，8皮下裂紋（鬼線），9收縮孔，10星形裂紋、對(duì)角線裂紋，11針孔，12半宏觀偏析實(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)鑄坯內(nèi)部質(zhì)量控制通常依據(jù)鑄坯低倍狀況，來優(yōu)化工藝參數(shù)達(dá)到獲得高的內(nèi)部質(zhì)量的目的。因此，現(xiàn)代化鑄機(jī)在線設(shè)有快速低倍處理設(shè)備。鑄坯低倍組織，見圖15。2.3.1 鑄坯內(nèi)部裂紋 這里所講的內(nèi)部裂紋，包括從鑄坯皮下一直

25、到接近鑄坯中心的裂紋，都是在凝固過程中產(chǎn)生的，故也稱凝固裂紋；從裂紋產(chǎn)生的原因分，可分為熱應(yīng)力裂紋、鼓肚裂紋、彎曲矯直裂紋、壓下裂紋和三角區(qū)裂紋，其生成過程都經(jīng)過拉伸應(yīng)力作用到凝固界面上，造成沿一次樹枝晶或等軸晶界開裂；從應(yīng)力方面分，可分為凝固過程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力造成的內(nèi)部裂紋。圖15-a 板坯180×875mm低倍圖15-b 板坯180×1500mm低倍圖15-c 硫印圖15-d 方坯低倍圖15-e 170×250mm不銹鋼低倍組織圖15-f. 170×250mm不銹鋼經(jīng)電磁攪拌低倍組織2.3.1.1 皮下裂紋這是一種沿板坯寬邊方向的內(nèi)裂，其部

26、位距表面210mm，是細(xì)小的裂紋又稱“鬼線”。這是由鑄坯表面溫度反復(fù)變化而發(fā)生多次相變產(chǎn)生的熱應(yīng)力造成的。采用均勻的冷卻制度，使回升溫度小于100/m；適當(dāng)降低拉速和防止鑄坯鼓肚，對(duì)消除皮下裂紋都是有效的。2.3.1.2 中間裂紋鑄坯通過二冷區(qū)時(shí)產(chǎn)生的，位于皮下20mm左右，中心附近的裂紋，其方向重直于寬邊。a、產(chǎn)生原因*由二冷區(qū)鑄坯冷卻不均勻造成回?zé)岙a(chǎn)生的應(yīng)力；*鑄坯發(fā)生鼓肚造成的；*鑄機(jī)不對(duì)中造成的；*彎曲不當(dāng)（直結(jié)晶器彎曲段）產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力；*珠光體轉(zhuǎn)變奧低體產(chǎn)生體積收縮與鋼中碳含量和mn/s比密切相關(guān)；*鋼水過熱度過高引起的。b、防止措施*鑄坯在二冷區(qū)冷卻均勻，冷卻速度小于200/m；

27、*采用弱冷制度，使回升溫度小于100/m；*對(duì)弧應(yīng)對(duì)中，減少機(jī)械應(yīng)力，坯殼變形率控制低于允許的臨界值以下；*嚴(yán)格控制澆注溫度防止高溫澆注；*采用電磁攪拌或輕壓下技術(shù)，減少柱狀晶，增加中心等軸晶。2.3.1.3 矯直裂紋該裂紋是液心或剛剛凝固，在進(jìn)行矯直時(shí)受到變形超過允許的變形率引起的，均屬固/液界面附近的晶間裂紋?；蛘哒f由于矯直應(yīng)力超過鑄坯坯殼允許的應(yīng)力。采用多點(diǎn)矯直或連續(xù)矯直及輕壓下技術(shù)可防止該裂紋產(chǎn)生。2.3.1.4 壓下裂紋由于拉輥壓力過大，使正在凝固的鑄坯在固液兩相區(qū)產(chǎn)生，即拉輥壓力過大造成的。采用油壓控制拉輥機(jī)構(gòu)和設(shè)置限位墊塊可消除此裂紋。2.3.1.5斷面裂紋-中心線裂紋所謂斷面裂

28、紋是指在斷面厚度中心線上出現(xiàn)的裂紋，故也稱中心線裂紋。這種裂紋危害性極大，在軋制時(shí)不能焊合，造成板坯報(bào)廢。肉眼可以看到的。 a 產(chǎn)生的原因操作不當(dāng)（與操作條件有關(guān)），如連澆時(shí)在換大包和中間包等異常操作的情況下易產(chǎn)生。即拉速變化大而頻繁時(shí)易產(chǎn)生（因二冷隨之變化時(shí)有滯后現(xiàn)象）；*凝固末期鑄坯鼓肚引起的；*凝固末期由于輥?zhàn)硬粚?duì)中及開口度不合理，輥?zhàn)幽p嚴(yán)重和不直（彎曲）引起的。*凝固末端冷卻強(qiáng)度過大產(chǎn)生大的熱應(yīng)力引起的；*澆注溫度過高引起的；*靠近窄面附近的斷面裂紋是與窄面凹陷有密切關(guān)系；*板坯中心偏析和疏松嚴(yán)重時(shí)造成的中心線裂紋。*鋼中含氫量過高（大于10ppm），凝固末期發(fā)生氫氣壓力大于鋼液靜壓

29、力，從而妨礙鋼液補(bǔ)縮而生成大量縮孔導(dǎo)致中心線裂紋的產(chǎn)生。b防止措施。*保持平滑的液相穴形狀即操作穩(wěn)定，尤其拉速保持穩(wěn)定保持坯殼均勻生長(zhǎng)；*防止鑄坯鼓肚；*防止凝固末期鑄坯劇烈冷卻；*保持鋼水適當(dāng)過熱度；*降低鋼中氫含量；*防止中心偏析增加中心等軸晶區(qū)；*采用輕壓下技術(shù)對(duì)防止中心線裂紋極為有效。2.3.1.6三角區(qū)裂紋三角區(qū)裂紋一般發(fā)生車距側(cè)面2060mm處，且多出現(xiàn)在側(cè)面凹陷和鑄坯發(fā)生鼓肚的情況下。a產(chǎn)生原因*結(jié)晶器錐度過小坯殼厚度薄易變形；*側(cè)面冷卻不當(dāng)，側(cè)面冷卻強(qiáng)度過大或過低都易產(chǎn)生三角區(qū)裂紋；*由夾持輥開口度，尤其是側(cè)輥開口度選擇不當(dāng)引起鑄坯鼓肚引起的三角區(qū)裂紋的產(chǎn)生；b 防止措施*控制

30、好結(jié)晶器錐度，保持足夠的坯殼厚度不變形。*控制好側(cè)面二冷強(qiáng)度防止鼓肚和凹陷面出現(xiàn)；*控制好側(cè)輥開口度。2.3.1.7角部附近的裂紋這種裂紋主要由鑄坯產(chǎn)生菱變脫方（鈍角處）和鑄坯鼓肚引起的。只要保持好鑄坯斷面形狀，就可以消除這種裂紋。2.3.1.8白點(diǎn)及發(fā)紋這種缺陷是由鋼液中氫含量高引發(fā)的，在軋制時(shí)難以消除，造成產(chǎn)品的報(bào)廢。2.3.2鑄坯中心偏析、疏松和縮孔這幾種內(nèi)部缺陷是由凝固過程中選分結(jié)晶和柱狀晶過于發(fā)達(dá)造成中心等軸區(qū)過小引發(fā)的。由于中心等軸晶區(qū)過小使偏析元素（c、s、p等）增加，形成偏析；由于中心等軸區(qū)小，鋼液凝固收縮時(shí)鋼液不足，輕者產(chǎn)生疏松，重者形成縮孔或縮孔裂紋。高碳鋼這種缺陷比低碳鋼

31、嚴(yán)重。也是造成高碳鋼嚴(yán)重質(zhì)量問題，如板材的分層，機(jī)械性能不合格等，造成產(chǎn)品報(bào)廢的主要原因。這種缺陷往往由于澆注溫度高，或拉速快，或二冷強(qiáng)度過大使鑄坯柱狀晶過于發(fā)達(dá)造成中心等軸晶區(qū)過小引起的；有時(shí)鑄坯鼓肚也能造成疏松和縮孔。采用合理澆注溫度、拉速和二冷制度并且采用輕壓下的電磁攪拌技術(shù)是可以防止這種缺陷的產(chǎn)生。2.3.3鑄坯內(nèi)部夾渣（雜）這種夾渣（雜）主要由大包渣、中包覆蓋劑、中包耐材和由于中包容量小，深度淺，操作不當(dāng)，隨鋼液進(jìn)入結(jié)晶器內(nèi)，并殘留在鑄坯中；還因?yàn)榻Y(jié)晶器伸入水口選擇不當(dāng)，保護(hù)渣性能不良，結(jié)晶器液面波動(dòng)和翻動(dòng)過大，將保護(hù)渣卷入鑄坯內(nèi)引起的；此外由于脫氧不良，脫氧產(chǎn)物聚集形成大型夾雜殘留

32、在鑄坯內(nèi)；水口堵塞物，水口剝落和二次氧化形成大型夾渣和夾雜留在鑄坯內(nèi)。這種夾渣（雜）對(duì)鑄坯危害極大，造成板材夾層，冷軋材鼓泡，棒材和線材折斷和斷頭等。這種夾渣（雜）在生產(chǎn)中是經(jīng)常見到的，但解決起來難度很大，因?yàn)檫@種夾渣來源廣泛，很難一下找準(zhǔn)，有時(shí)這種夾渣解決了，而另一種又出現(xiàn)了。目前解決此類夾渣（雜）有以下方法：a 提高鋼水的質(zhì)量，通過二次精練、保護(hù)澆注等措施；b 采用大容量深熔池的中間包；c 采用優(yōu)質(zhì)耐材和性能良好覆蓋劑、保護(hù)渣；d 采用液面自動(dòng)控制；e 采用恒速澆注；f 優(yōu)化連鑄工藝和操作，尤其是中包和結(jié)晶器的操作。2.4連鑄坯潔凈程度-非金屬夾雜物鑄坯潔凈程度對(duì)鑄坯質(zhì)量和產(chǎn)品的性能有決定性的影響，又是控制鑄坯質(zhì)量的主要手段；是冶金工作者研究不完，解決不完的永恒課題。它取決于夾雜物的數(shù)量、性質(zhì)、形狀、尺寸和分布狀況。鑄坯潔凈度是與機(jī)型、鋼種、斷面尺寸、鋼水質(zhì)量、連鑄設(shè)備、耐材質(zhì)量和工藝及操作等密切相關(guān)。夾雜物分為宏觀夾雜物和微觀夾雜物，又可分為大型夾雜物（大于50m以上）和細(xì)小夾雜物（小于50m