連鑄坯質(zhì)量控制培訓(xùn)課件

第九章連鑄坯質(zhì)量控制所謂連鑄坯質(zhì)量是指得到合格產(chǎn)品所允許的鑄坯缺陷的嚴(yán)重程度評(píng)價(jià)連鑄坯質(zhì)量應(yīng)從以下幾方面考慮A.連鑄坯的純凈度：指鋼中夾雜物的含量、形態(tài)和分布。鑄坯的純凈度主要決定于鋼水進(jìn)入結(jié)晶器之前的處理過(guò)程，也就是說(shuō)要把鋼水搞“干凈“些，必須在鋼水進(jìn)入結(jié)晶器之前各工序下功夫，如選擇合適的爐外精煉，鋼包→中間包→結(jié)晶器的保護(hù)澆注等。第九章連鑄坯質(zhì)量控制所謂連鑄坯質(zhì)量是B.連鑄坯的表面質(zhì)量：指連鑄坯表面是否存在裂紋、夾渣及皮下氣泡等缺陷。連鑄坯的表面缺陷主要決定于鋼水在結(jié)晶器的凝固過(guò)程。它是與結(jié)晶器內(nèi)坯殼的形成、結(jié)晶器振動(dòng)、保護(hù)渣性能、浸入式水口設(shè)計(jì)及鋼液面穩(wěn)定性等因素有關(guān)的，必須嚴(yán)格控制影響表面質(zhì)量的各參數(shù)在合理的目標(biāo)值以內(nèi)，以生產(chǎn)無(wú)缺陷的鑄坯，這是熱送和直接軋制的前提。B.連鑄坯的表面質(zhì)量：C.連鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量：指連鑄坯是否具有正確的凝固結(jié)構(gòu)，等軸晶與柱狀晶的比例，以及裂紋、偏析、疏松等缺陷的程度。鑄坯內(nèi)部質(zhì)量主要決定于鑄坯在二冷區(qū)的凝固冷卻過(guò)程和鑄坯的支撐系統(tǒng)的精度。合理的二冷水量分布、支撐輥的嚴(yán)格對(duì)中、防止鑄坯鼓肚變形等，是提高內(nèi)部質(zhì)量的關(guān)鍵。C.連鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量：D.連鑄坯的外觀形狀：指連鑄坯的形狀是否規(guī)矩，尺寸誤差是否符合規(guī)定要求。鑄坯的外觀形狀與結(jié)晶器內(nèi)腔尺寸和表面狀態(tài)及冷卻的均勻性有關(guān)。D.連鑄坯的外觀形狀：連鑄坯質(zhì)量控制示意圖：連鑄坯質(zhì)量控制示意圖：§9—1鑄坯純凈度一.鑄坯純凈度與產(chǎn)品質(zhì)量連鑄坯的純凈度是指鋼中夾雜物的數(shù)量、形態(tài)和分布。1.連鑄坯中夾雜物特點(diǎn)：①來(lái)源廣泛，組成復(fù)雜；②結(jié)晶器液相穴內(nèi)夾雜物上浮困難?！?—1鑄坯純凈度一.鑄坯純凈度與產(chǎn)品質(zhì)量2.鋼中夾雜物分類(lèi)：①超顯微夾雜，均勻分布在鋼中；②顯微夾雜，其尺寸小于50μm，它與鋼中溶解〔O〕含量有關(guān)；③宏觀夾雜（大型夾雜），尺寸大于50μm。這種夾雜顆粒大、數(shù)量少、在鋼中呈偶然性分布，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量危害最大。2.鋼中夾雜物分類(lèi)：3.夾雜物與產(chǎn)品質(zhì)量①夾雜物的形態(tài)和組成沿軋制方向伸長(zhǎng)的夾雜物能使鋼的橫向力學(xué)性能惡化。②夾雜物大小超顯微夾雜物及大型夾雜物的危害大。大型夾雜物是鋼材分層的原因，使鋼材質(zhì)量顯著下降。③夾雜物的聚集狀態(tài)即使存在著小的夾雜物聚集，也有可能使鋼材產(chǎn)生分層。3.夾雜物與產(chǎn)品質(zhì)量④夾雜物的存在部位鋼材表面附近的夾雜物不僅影響鋼材表面質(zhì)量，而且影響加工時(shí)應(yīng)力的大小。一般來(lái)說(shuō)，在鋼材中間有夾雜物時(shí)影響較小。⑤夾雜物的數(shù)量夾雜物的含量越高，對(duì)鋼材質(zhì)量的影響越大。大塊夾雜物使鋼材造成分層缺陷，嚴(yán)重開(kāi)裂缺陷，結(jié)疤缺陷和表面缺陷等。④夾雜物的存在部位例如，夾雜物是深沖薄板鋼沖裂廢品的主要原因；連鑄坯軋制長(zhǎng)條和中厚板產(chǎn)品，夾雜物是產(chǎn)生內(nèi)部缺陷（如裂紋）的潛在危險(xiǎn)。氧化鋁簇狀?yuàn)A雜物可導(dǎo)致汽車(chē)和電器產(chǎn)品用薄鋼板表面缺陷，也能引起DI罐用薄鋼板裂紋，還可造成輪胎子午線等線材斷線，以及使軸承鋼等棒鋼的疲勞性能惡化。例如，夾雜物是深沖薄板鋼沖裂廢品的主要原因；二．連鑄坯夾雜物1.連鑄坯夾雜物的形成特征一是連鑄坯由于鋼液凝固速度快，其夾雜物聚集長(zhǎng)大機(jī)會(huì)少，因而尺寸較小，不易從鋼液中上??；其二是多了一個(gè)中間包，鋼液和大氣、熔渣、耐火材料接觸時(shí)間長(zhǎng)易被污染；同時(shí)在鋼液進(jìn)入結(jié)晶器后，在鋼液流股影響下，夾雜物難以從鋼液分離；其三是連鑄坯僅靠切頭切尾難以解決夾雜物問(wèn)題。二．連鑄坯夾雜物2.連鑄坯中夾雜物的類(lèi)型和來(lái)源類(lèi)型：取決于澆注鋼種和脫氧方法。在連鑄坯中較常見(jiàn)的夾雜物有Al2O3和以SiO2為主并含有MnO和CaO的硅酸鹽，以及以Al2O3為主并含有SiO2、CaO和CaS等的鋁酸鹽。此外還有硫化物如FeS、MnS等。來(lái)源：出鋼過(guò)程鋼液氧化產(chǎn)物占10%,脫氧產(chǎn)物占15%，熔渣卷入占5%，注流的二次氧化占40%，耐火材料的沖刷約占20%，中間包渣約占10%。可見(jiàn)，鑄坯中基本上是外來(lái)夾雜物，主要來(lái)自于鋼液澆注過(guò)程中的二次氧化。2.連鑄坯中夾雜物的類(lèi)型和來(lái)源3.影響夾雜物的因素A.機(jī)型對(duì)鑄坯中夾雜物的影響在工藝條件一定的情況下，夾雜物在鑄坯內(nèi)的數(shù)量和分布主要決定于鑄機(jī)類(lèi)型。就鑄坯夾雜物分布而言，結(jié)晶器注流沖擊影響到弧形連鑄機(jī)鑄坯內(nèi)弧側(cè)的彎曲區(qū)，固液界面容易捕捉上浮的夾雜物，在內(nèi)弧表面10mm左右形成Al2O3的聚集，大顆粒夾雜在內(nèi)弧側(cè)1∕4～1∕5厚度形成集聚，這是弧形連鑄機(jī)的弱點(diǎn)。對(duì)于帶垂直段的立彎式連鑄機(jī)，結(jié)晶器注流沖擊深度的影響區(qū)在直線部分，夾雜物在夜相穴內(nèi)容易上浮，鑄坯中夾雜物分布均勻。3.影響夾雜物的因素液相穴內(nèi)夾雜物上浮示意圖：ａ—帶垂直段立彎式連鑄機(jī)；ｂ—弧形連鑄機(jī)液相穴內(nèi)夾雜物上浮示意圖：連鑄坯質(zhì)量控制培訓(xùn)課件B.連鑄操作對(duì)鑄坯中夾雜物的影響連鑄操作有正常澆注和非正常澆注兩種情況。在正常澆注下，澆注過(guò)程比較穩(wěn)定，鑄坯中夾雜物多少主要由鋼液的純凈度決定。而非正常澆注情況下，如澆注初期，澆注末期和多爐連澆的換包期間，鑄坯中夾雜物往往有所增加。這是因?yàn)樵跐沧⒊跗阡撘罕荒突鸩牧衔廴据^嚴(yán)重；在澆注末期隨著中間包液面的降低，因渦流作用會(huì)把中間包渣吸入到結(jié)晶器中。在換包期間由于上述原因也常使鋼中夾雜物增多。因而采取相應(yīng)措施（如提高耐火材料質(zhì)量、避免下渣等）對(duì)于提高鑄坯純凈度是必要的。B.連鑄操作對(duì)鑄坯中夾雜物的影響C.在操作中，注溫和拉速對(duì)鑄坯中夾雜物也有一定影響當(dāng)鋼液溫度降低時(shí)，夾雜物指數(shù)升高；隨著拉速的提高，鑄坯中夾雜物有增多的趨勢(shì)。D.耐火材料質(zhì)量對(duì)鑄坯夾雜物的影響注連鑄過(guò)程中由于鋼液和耐火材料接觸，鋼液中的元素（錳和鋁等）會(huì)與耐火材料中的氧化物發(fā)生作用生成夾雜物，當(dāng)其不能上浮時(shí)就遺留在鑄坯中。C.在操作中，注溫和拉速對(duì)鑄坯中夾雜物也有一定影響連鑄坯內(nèi)夾雜物分布：弧形連鑄機(jī)：1—低溫澆注；2—高溫澆注立彎式連鑄機(jī)：1—低溫澆注；2—高溫澆注連鑄坯內(nèi)夾雜物分布：連鑄機(jī)機(jī)型對(duì)大型夾雜物的影響：1—弧形連鑄機(jī)；2—直結(jié)晶器弧形連鑄機(jī)；3—立式連鑄機(jī)連鑄機(jī)機(jī)型對(duì)大型夾雜物的影響：三.提高鑄坯純凈度的措施1.無(wú)渣出鋼。轉(zhuǎn)爐采用倒渣球，電爐采用偏心爐底出鋼，防止出鋼時(shí)渣大量下到鋼包。2.鋼包精煉。根據(jù)鋼種的需要選擇合適的精煉處理方法，以均勻溫度、微調(diào)成分、降低氧含量、去除氣體夾雜物、改善夾雜物形態(tài)等。3.無(wú)氧化澆注技術(shù)。

從鋼包→中間包用長(zhǎng)水口，中間包→結(jié)晶器用浸入式水口（板坯、大方坯）或氣體保護(hù)（小方坯），中間包采用覆蓋劑，結(jié)晶器用保護(hù)渣。三.提高鑄坯純凈度的措施4.充分發(fā)揮中間包冶金凈化器的作用。中間包采用大容量、加擋墻和壩等促進(jìn)夾雜物上浮的有效措施。還有中間包吹氬、使用過(guò)濾器、復(fù)合渣，以及使用堿性包襯等，都有利于中間包進(jìn)一步凈化鋼液。5.連鑄系統(tǒng)選用耐火度高，融損小，高質(zhì)量的耐火材料，以減少鋼中外來(lái)夾雜物。6.充分發(fā)揮結(jié)晶器的鋼液凈化器和鑄坯表面質(zhì)量控制器的作用；7.采用電磁攪拌技術(shù)，控制注流的運(yùn)動(dòng)。4.充分發(fā)揮中間包冶金凈化器的作用?！?—2鑄坯表面質(zhì)量板坯表面缺陷示意圖：1—表面縱裂紋；2—表面橫裂紋；3—網(wǎng)狀裂紋；4—角部橫裂紋；5—邊部橫裂紋；6—表面夾渣；7—皮下針孔；8—深振痕§9—2鑄坯表面質(zhì)量板坯表面缺陷示意圖：連鑄坯表面缺陷：1—角部橫裂紋；2—角部縱裂紋；3—表面橫裂紋；4—寬面縱裂紋；5—星狀裂紋；6—振動(dòng)痕跡；7—?dú)饪祝?—大型夾雜物連鑄坯表面缺陷：一.表面裂紋1.表面縱裂紋⑴產(chǎn)生原因表面縱裂是在結(jié)晶器彎月面區(qū)初生坯殼厚度不均勻，作用于坯殼上的拉應(yīng)力超過(guò)鋼的高溫允許強(qiáng)度和應(yīng)變，在坯殼的薄弱處產(chǎn)生應(yīng)力集中導(dǎo)致產(chǎn)生縱裂，出結(jié)晶器后在二冷區(qū)繼續(xù)擴(kuò)展。一.表面裂紋作用于坯殼上的應(yīng)力：A.由凝固殼溫度不均勻而形成的熱應(yīng)力；B.板坯寬度方向凝固殼收縮在鋼水靜壓力作用下產(chǎn)生的鼓脹力；C.坯殼與銅板不均勻接觸而產(chǎn)生的摩擦力；D.由于產(chǎn)生氣隙，寬面凝固收縮受窄面的約束而使坯殼承受的彎曲應(yīng)力。其中A與B為最大。作用于坯殼上的應(yīng)力：⑵影響縱裂的因素A.鋼中碳含量大約在鋼中[C]=0.10%～0.12％左右時(shí)板坯縱裂最嚴(yán)重。這是因?yàn)殇撃烫幱诎^(qū)（L+δ→γ），在固相線溫度以下20～50℃鋼的線收縮最大，此時(shí)結(jié)晶器彎月面剛凝固的坯殼隨溫度下降發(fā)生δFe→γFe轉(zhuǎn)變，伴隨著較大的收縮，坯殼與銅板脫離形成氣隙，導(dǎo)出熱流最小坯殼最薄，在表面會(huì)形成凹陷。凹陷部位冷卻和凝固速度比其它部位慢，組織粗化，對(duì)裂紋敏感性強(qiáng)，在熱應(yīng)力和鋼水靜壓力作用下，在凹陷薄弱處造成應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂紋。⑵影響縱裂的因素B.鋼中S+P+As含量高，板坯縱裂發(fā)生幾率增大。C.保護(hù)渣的影響渣子熔化速度過(guò)快或過(guò)慢，使液渣層過(guò)厚或過(guò)薄；或者渣子粘度不合適，流入坯殼與銅板之間渣膜厚度不均勻，致使結(jié)晶器導(dǎo)熱不均而導(dǎo)致局部區(qū)域坯殼厚度不均，使熱應(yīng)力和彎曲應(yīng)力局部增大而促使縱裂紋發(fā)生。D.鑄坯的寬度板坯越寬，由于鋼水靜壓力阻礙坯殼收縮的應(yīng)力就越大，產(chǎn)生裂紋的可能性也就越大。B.鋼中S+P+As含量高，板坯縱裂發(fā)生幾率增大。E.結(jié)晶器液面波動(dòng)的影響澆注板坯越寬，液面波動(dòng)增大，發(fā)生縱裂紋趨勢(shì)越嚴(yán)重。而結(jié)晶器液面的穩(wěn)定性是受鋼水流量、水口堵塞、水口結(jié)構(gòu)、插入深度以及由鋼水再循環(huán)引起的彎月面產(chǎn)生的波浪有關(guān)的，這是一個(gè)復(fù)雜的體系。例如，水口插入深度太淺，液面波動(dòng)大，容易發(fā)生縱裂紋，尤其是澆注寬板鑄坯時(shí)，縱裂紋更為嚴(yán)重。插入太深，熱中心下移，縱裂紋也增多。E.結(jié)晶器液面波動(dòng)的影響⑶防止縱裂產(chǎn)生的措施A.穩(wěn)定的結(jié)晶器液面。液面波動(dòng)由±5mm增加到±20mm，縱裂指數(shù)由0增加到2.0。B.合適的浸入式水口插入深度和出口傾角。出口傾角太小，流股碰點(diǎn)在窄面上端，引起液面紊流，液渣不能均勻流入坯殼，會(huì)導(dǎo)致寬面縱裂。出口傾角太大，流股靠近窄面下端，角部沖刷嚴(yán)重，容易引起角部縱裂。浸入式水口插入深度和傾角應(yīng)由模型試驗(yàn)決定，一般是傾角向下15°～35°,插入深度在125±25mm。⑶防止縱裂產(chǎn)生的措施C.合適的結(jié)晶器錐度。合適的倒最度，可使坯殼表面與銅壁接觸良好，冷卻均勻，可避免產(chǎn)生裂紋和發(fā)生漏鋼。最好采用多錐度、鉆石型或拋物線形結(jié)晶器。D.浸入式水口與結(jié)晶器對(duì)中，以防止鋼流熱中心位移而沖刷坯殼。E.合適的鋼水過(guò)熱度。鋼水過(guò)熱度提高10℃，在結(jié)晶器內(nèi)高溫鋼水流動(dòng)會(huì)吃掉凝固殼約2mm。F.結(jié)晶器、足輥、二冷零段要準(zhǔn)確對(duì)弧。C.合適的結(jié)晶器錐度。G.合適的保護(hù)渣性能。在保護(hù)渣各項(xiàng)特性中，粘度對(duì)產(chǎn)生表面縱裂影響最大。渣高粘度使縱裂增加，渣低粘度產(chǎn)生縱裂少，因此要控制渣子的粘度與渣子溶融時(shí)間合適的比例。H.鋼的化學(xué)成分應(yīng)控制在合適的范圍。對(duì)于鋼中裂紋敏感的元素要嚴(yán)加控制，避免鑄坯出現(xiàn)縱裂紋。I.采用熱頂結(jié)晶器。即在彎月面區(qū)域75mm的銅板內(nèi)鑲?cè)氩讳P鋼、鍍Cr、Ni或碳鉻化合物的隔熱材料，使結(jié)晶器的熱流密度可以減少50～70％，延緩了坯殼的收縮，減輕了凹陷深度從而減少了裂紋的發(fā)生率。G.合適的保護(hù)渣性能。帶不銹鋼插件的熱頂結(jié)晶器1—鍍鎳層；2—不銹鋼插件；3—銅基板帶不銹鋼插件的熱頂結(jié)晶器帶陶瓷插件的熱頂結(jié)晶器：1—浸入式水口；2—保護(hù)渣；3—陶瓷結(jié)晶器；4—銅結(jié)晶器；5—坯殼帶陶瓷插件的熱頂結(jié)晶器：2.角部縱裂紋鑄坯的角部是二維傳熱，因而角部鋼水凝固速度較其它部位要快，初生坯殼收縮較早，從凝固一開(kāi)始就形成了不均勻氣隙，熱阻增加，影響坯殼均勻生長(zhǎng)，其薄弱處承受不住應(yīng)力作用而形成角部縱裂紋。角部縱裂紋產(chǎn)生的關(guān)鍵在結(jié)晶器的窄面，要有合適的錐度和形狀。2.角部縱裂紋3.表面橫裂紋表面橫裂紋通常是隱藏看不見(jiàn)的。它是位于鑄坯內(nèi)弧表面振痕的波谷處。金相檢查指出，深度可達(dá)7mm、寬度0.2mm。裂紋位于鐵素體網(wǎng)狀區(qū)，而網(wǎng)狀在好是出生奧氏體晶界。當(dāng)奧氏體晶界質(zhì)點(diǎn)粗大，呈稀疏分布，板坯橫裂紋產(chǎn)生的廢品減少；當(dāng)奧氏體晶界質(zhì)點(diǎn)細(xì)小，呈密實(shí)分布，板坯橫裂紋產(chǎn)生的廢品增加。因此控制沉淀在奧氏體晶界質(zhì)點(diǎn)的粗大或控制質(zhì)點(diǎn)（如AlN、TiN、MnS）不在晶界析出，可以降低對(duì)裂紋的敏感性。3.表面橫裂紋⑴影響橫裂紋的因素A.鋼種一般的C—Mn鋼（Mn＞1％）、C—Mn—Nb（V）鋼連鑄坯容易產(chǎn)生橫裂紋。因?yàn)樵谳^高溫度下（1050～1100℃），Nb（CN）已開(kāi)始在晶界沉淀，降低了晶界的結(jié)合力，導(dǎo)致沿沉淀物周?chē)目斩瓷L(zhǎng)，促使晶界裂紋的擴(kuò)展，同時(shí)使鋼的脆化溫度區(qū)間加寬，對(duì)裂紋敏感性增加。

⑴影響橫裂紋的因素鋼中含Al量增加，板坯橫向裂紋廢品增加。因?yàn)锳l促使晶界質(zhì)點(diǎn)呈細(xì)密分布，另外AlN在奧氏體晶界析出，降低了晶界內(nèi)聚力，增加了γ→α轉(zhuǎn)變的脆性，使900～700℃鋼延性大大降低，對(duì)裂紋敏感性增加。因此隨鋼中Al、Nb、V增加，在A3轉(zhuǎn)變溫度以上就有氮化物和C—N化物沉淀，擴(kuò)大了降低鋼延性溫度的范圍。鋼中含Al量增加，板坯橫向裂紋廢品增加。因?yàn)锳l促使晶界質(zhì)點(diǎn)B.連鑄二冷強(qiáng)度對(duì)質(zhì)點(diǎn)的析出有重要影響。二冷采用弱冷卻（0.6L∕kg鋼），沿奧氏體晶界AlN析出減少了，鑄坯保持較高溫度（950℃）矯直，可避免橫裂的產(chǎn)生。C.鑄坯在矯直時(shí)內(nèi)弧受到張力外弧受到壓力，在矯直過(guò)程中，由于振痕的缺口效應(yīng)而產(chǎn)生應(yīng)力集中，再加上矯直溫度在脆化溫度700～900℃之間，加速了振痕波谷處橫裂紋的產(chǎn)生并沿奧氏體晶界擴(kuò)展。B.連鑄二冷強(qiáng)度對(duì)質(zhì)點(diǎn)的析出有重要影響。D.振痕對(duì)橫裂紋的影響振痕是與橫裂紋共生的，要減少橫裂紋就是要減少振痕深度。振痕的形成是由于結(jié)晶器振動(dòng)，引起彎月面鋼水周期性流動(dòng)使坯殼發(fā)生折疊所致。振幅越大，振痕越深；負(fù)滑脫時(shí)間越長(zhǎng)，振痕越深；振動(dòng)頻率越低，振痕越深。振痕深處樹(shù)枝晶粗大，溶質(zhì)元素富集，當(dāng)鑄坯受到應(yīng)力作用就成為裂紋的發(fā)源地。D.振痕對(duì)橫裂紋的影響⑵減少橫裂紋的措施A.結(jié)晶器采用高頻率（200～400次∕min）小振幅（2～4mm）是減小振痕深度的有效辦法。B.二冷區(qū)采用平穩(wěn)性冷卻，矯直時(shí)鑄坯表面溫度高于質(zhì)點(diǎn)沉淀溫度或高于γ→α轉(zhuǎn)變溫度，以避開(kāi)低延性區(qū)。C.降低鋼中S、O、N含量，或加入Ti、Zr、Ca以抑制C—N化物和硫化物在晶界析出，或使C—N化物質(zhì)點(diǎn)變粗，以改善奧氏體晶粒熱延性。⑵減少橫裂紋的措施D.減小結(jié)晶器液面波動(dòng)，采用低表面張力、潤(rùn)滑性能良好的保護(hù)渣。E.細(xì)化奧氏體晶粒。橫裂紋常沿著鑄坯表皮層下的粗大奧氏體晶界分布，可以通過(guò)二次冷卻使奧氏體晶粒細(xì)化，以減少對(duì)裂紋的敏感性。F.氣—水噴嘴參數(shù)要合理，板坯冷卻均勻可降低裂紋的發(fā)生。G.采用多點(diǎn)矯直技術(shù)，連續(xù)矯直技術(shù)或壓縮澆注技術(shù)等，均可避免產(chǎn)生橫裂紋。D.減小結(jié)晶器液面波動(dòng)，采用低表面張力、潤(rùn)滑性能良好的保護(hù)4.鑄坯表面網(wǎng)狀（星形或晶界）裂紋⑴產(chǎn)生原因A.高溫鑄坯表面吸收了結(jié)晶器的銅，而Cu熔化為液體沿奧氏體晶界滲透所致。但即使采用鍍Cr、Ni結(jié)晶器后，這種裂紋還是存在。B.鑄坯表面Fe的選擇性氧化，而使殘余元素（如Cu、Sn等）殘留在表面沿晶界滲透形成熱脆裂紋。4.鑄坯表面網(wǎng)狀（星形或晶界）裂紋⑵特點(diǎn)A.表面裂紋區(qū)有Cu、Ni、Sn、Sb的富集。富集相成分（％）：Cu85,Sn5，Ni4，F(xiàn)e5，Sb1。這種富集相大約在1050℃熔化沿晶界滲透。B.Cu含量增加裂紋加重。因?yàn)镃u在鑄坯表面的氧化鐵皮下形成液相，沿晶界穿行而失去塑性。C.Al的作用。鋼中Al含量增加，鑄坯表面網(wǎng)狀裂紋加重（AlN在晶界沉淀引起的）。D.二冷水量。弱冷會(huì)導(dǎo)致鑄坯表面溫度高，氧化鐵皮生成加速，促使殘余元素（Cu、Sn）沿晶界富集形成裂紋。⑵特點(diǎn)⑶減少鑄坯表面網(wǎng)狀裂紋的措施A.結(jié)晶器鍍Cr和Ni；B.合適的二冷水量；C.精選原料，控制鋼中殘余元素(Cu、Sn等)；D.控制鋼中Cu＜0.2％；E.控制鋼中Mn∕S＞40。⑶減少鑄坯表面網(wǎng)狀裂紋的措施5.縱向凹陷在方坯角部附近，平行于角部，有連續(xù)的或斷續(xù)的凹陷稱為縱向凹陷。縱向凹陷常伴有縱向裂紋，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致漏鋼。產(chǎn)生原因：A.結(jié)晶器內(nèi)冷卻不均勻；B.結(jié)晶器與二次冷卻裝置對(duì)弧不準(zhǔn)；C.二次冷卻局部過(guò)冷（特別是上部）；D.拉矯輥上有金屬異物粘附；E.產(chǎn)生菱形變形。5.縱向凹陷二.鑄坯表面夾渣1.對(duì)于敞開(kāi)澆注由于澆注時(shí)二次氧化，在結(jié)晶器鋼水面上生成浮渣。結(jié)晶器液面的波動(dòng)，浮渣可能卷入到初生坯殼表面而殘留下來(lái)形成夾渣。①對(duì)于硅鎮(zhèn)靜鋼，鑄坯表面夾渣與鋼中Mn∕Si比有關(guān)。根據(jù)鋼中Si、Mn含量，可能形成的夾雜物：

Mn∕Si＜4，形成SiO2浮渣容易在結(jié)晶器彎月面處冷凝結(jié)殼；

Mn∕Si＞4，形成液態(tài)MnO·SiO2流動(dòng)性好，浮渣也呈液態(tài)。

二.鑄坯表面夾渣因此，隨鋼中Mn∕Si比減小，生成浮渣熔點(diǎn)升高，流動(dòng)性不好，容易卷入坯殼。為保持流動(dòng)性良好的浮渣，應(yīng)保持鋼水中Mn∕Si＝3～6。②對(duì)于用Al脫氧鋼，應(yīng)限制加Al量（200g∕t）使鋼中酸溶鋁[Al]=0.005～0.007%，既可防止定徑水口堵塞，也可防止因Al2O3析出使浮渣變粘，增加表面夾渣。因此，隨鋼中Mn∕Si比減小，生成浮渣熔點(diǎn)升高，流動(dòng)性不好，2.對(duì)于保護(hù)澆注結(jié)晶器采用浸入式水口和保護(hù)渣澆注時(shí)，結(jié)晶器液面波動(dòng)是彎月面卷渣的根源。①結(jié)晶器液面波動(dòng)的原因A．外部干擾。如水口擴(kuò)大、堵塞或塞棒失靈；B．結(jié)晶器液體流動(dòng)的攪動(dòng)。如水口形狀、插入深度、吹氬量等引起液面不穩(wěn)定；C．拉速突然變化。2.對(duì)于保護(hù)澆注②防止結(jié)晶器卷渣的措施A.保持結(jié)晶器液面的穩(wěn)定性，控制液面波動(dòng)盡可能?。?mm）；B.浸入式水口合適的插入深度，插入深度125±25mm為宜；C.浸入式水口出口傾角應(yīng)使出口流股不攪動(dòng)彎月面渣層為原則；D.中間包塞棒合適的Ar氣流量，防止氣泡上浮增強(qiáng)鋼渣界面的攪動(dòng)；E.合適的保護(hù)渣粘度、渣中Al2O3含量（渣中Al2O3＞20％，液渣就不能吸收上浮的Al2O3使粘度增加）和液渣層厚度。②防止結(jié)晶器卷渣的措施三.鑄坯皮下氣孔泡與氣孔在鑄坯表皮下存在有直徑約1mm、長(zhǎng)度為10mm左右，沿柱狀晶生長(zhǎng)方向分布的氣泡，稱為皮下氣泡。這些氣泡若裸露于鑄坯表面稱為表面氣泡；小而密集的小孔叫皮下氣孔，也叫皮下針孔。鋼水中氧、氫含量高是形成氣泡的重要原因。三.鑄坯皮下氣孔泡與氣孔產(chǎn)生原因：1.脫氧不良是造成皮下氣孔的重要原因之一，鋼中溶解Al＞0.008%就可防止CO的生成。2.用油做潤(rùn)滑劑或保護(hù)渣、鋼包、中間包覆蓋劑，絕熱板干燥不良會(huì)導(dǎo)致H2逸出生成皮下氣孔。3.對(duì)于含Ti不銹鋼，鋼中的TiN與保護(hù)渣中的Fe2O3會(huì)發(fā)生以下反應(yīng)：

6TiN+4Fe2O3=6TiO2+8Fe＋3N2↑TiN+CaO+2FeO+2MnO=CaO·TiO2+2Fe＋2Mn＋1∕2N2↑

上述反應(yīng)釋放出來(lái)的N2可能在凝固坯殼處形成氣孔。產(chǎn)生原因：另外生成的TiO2和CaO·TiO2大大增加了渣子粘度，可能會(huì)在結(jié)晶器鋼水面上形成渣、鋼和氣體組成的硬殼，對(duì)不銹鋼鑄坯表面質(zhì)量帶來(lái)極大的危害。因此對(duì)含Ti不銹鋼，應(yīng)盡量降低鋼中的[N]和[O]含量，降低保護(hù)渣的堿度以及采用最佳幾何形狀的浸入式水口（如出口傾角向上15°）是有益的。4.中間包塞棒吹A(chǔ)r流量太大或拉速過(guò)快，會(huì)引起結(jié)晶器液面“鋼水沸騰”，增加了彎月面的攪動(dòng)，導(dǎo)致卷渣或彎月面的鉤形凝固殼會(huì)捕捉小于2mm的Ar氣泡，造成冷軋板的分層缺陷。

另外生成的TiO2和CaO·TiO2大大增加了渣子粘度，可能§9—3鑄坯內(nèi)部質(zhì)量鑄坯內(nèi)部質(zhì)量主要是指低倍結(jié)構(gòu)（柱狀晶與等軸晶比例）、中心偏析、內(nèi)部裂紋和夾雜物水平。內(nèi)部缺陷：1—內(nèi)部角裂；2—皮下氣泡；3—中心疏松；4—三角區(qū)裂紋；5—中間裂紋§9—3鑄坯內(nèi)部質(zhì)量鑄坯內(nèi)部質(zhì)量主要是指低倍結(jié)構(gòu)（柱鑄坯內(nèi)部缺陷示意圖：1—內(nèi)部角裂；2—側(cè)面中間裂紋；3—中心線裂紋；4—中心線偏析；5—疏松；6—中間裂紋；7—非金屬夾雜物；8—皮下鬼線；9—縮孔；10—中心星狀裂紋、對(duì)角線裂紋；11—針孔；12—半宏觀偏析鑄坯內(nèi)部缺陷示意圖：一.鑄坯凝固結(jié)構(gòu)由激冷層、柱狀晶和等軸晶區(qū)組成。連鑄坯低倍結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1.連鑄坯相當(dāng)于高寬比相當(dāng)大的鋼錠凝固，邊運(yùn)行邊凝固，液相穴很長(zhǎng)，鋼水補(bǔ)縮不好，易產(chǎn)生中心疏松和縮孔。2.鋼水分階段凝固。結(jié)晶器形成初生坯殼，二冷區(qū)噴水冷卻完全凝固。二冷區(qū)坯殼溫度梯度大，柱狀晶發(fā)達(dá)，但凝固速度快，晶粒較細(xì)。連鑄坯低倍結(jié)構(gòu)控制的主要任務(wù)是：控制柱狀晶與等軸晶的比例，獲得沒(méi)有內(nèi)部缺陷和致密的凝固組織。一.鑄坯凝固結(jié)構(gòu)鑄坯中心低倍結(jié)構(gòu)形成示意圖：1—柱狀晶生長(zhǎng)；2—自由等軸晶生長(zhǎng)；3—等軸晶凝固；4—流動(dòng)的兩相區(qū)；5—在剛性的兩相區(qū)內(nèi)鋼水的滲透；6—“通道”的形成鑄坯中心低倍結(jié)構(gòu)形成示意圖：二.鑄坯中心偏析偏析是凝固過(guò)程中溶質(zhì)元素在固相和液相中再分配的結(jié)果，表現(xiàn)為鑄坯中元素分布的不均勻性，惡化機(jī)械性能，降低韌性。中心偏析還往往伴有中心裂紋、中心疏松，進(jìn)一步降低了鑄坯的內(nèi)部致密性和軋材的機(jī)械性能。連鑄坯的宏觀偏析主要表現(xiàn)為中心偏析。二.鑄坯中心偏析1.連鑄坯中心偏析形成原因①“凝固橋”理論鑄坯凝固過(guò)程中由于冷卻不均勻，柱狀晶發(fā)達(dá)，凝固過(guò)程發(fā)生“搭橋”現(xiàn)象，凝固橋的形成阻止了液體的補(bǔ)縮，形成縮孔和疏松，導(dǎo)致中心偏析。②鼓肚理論鑄坯凝固過(guò)程中坯殼的鼓脹，造成樹(shù)枝晶間富集溶質(zhì)液體的流動(dòng)；或者凝固末期由于鑄坯收縮使凝固末端富集溶質(zhì)液體流動(dòng)導(dǎo)致中心偏析。凝固時(shí)樹(shù)枝晶間富集溶質(zhì)殘余母液的流動(dòng)是造成中心偏析的主要原因。1.連鑄坯中心偏析形成原因鑄坯中心偏析：鑄坯中心偏析：“V”偏析形成：“V”偏析形成：2.防止鑄坯中心偏析的措施①減少易偏析元素含量。如采用鐵水預(yù)處理或鋼包脫硫把鋼中硫降到小于0.01%以下。②防止鑄坯鼓肚。如二冷區(qū)夾輥嚴(yán)格對(duì)弧，減少凝固終點(diǎn)區(qū)域的輥距，采用多節(jié)輥防止夾輥?zhàn)冃?，加?qiáng)二冷以增強(qiáng)坯殼的剛度等。③控制澆注溫度，減小鋼水過(guò)熱度。④采用電磁攪拌，消除搭橋增加中心等軸晶區(qū)，中心偏析明顯改善甚至消失。2.防止鑄坯中心偏析的措施⑤采用強(qiáng)冷技術(shù)。在凝固末端設(shè)置強(qiáng)冷區(qū)，強(qiáng)冷區(qū)長(zhǎng)度和冷卻水量是可調(diào)的。強(qiáng)冷可壓實(shí)鑄坯芯部，防止坯殼鼓脹，增加等軸晶區(qū)，中心偏析大大改善，消除了V形偏析和疏松。⑥采用輕壓下技術(shù)在鑄坯液相穴末端，即快要完全凝固之處，對(duì)鑄坯進(jìn)行輕微的壓下（如2mm），要求其既不產(chǎn)生內(nèi)裂，又可防止最后鋼液凝固收縮或鼓肚造成的流動(dòng)，以減輕中心偏析。⑤采用強(qiáng)冷技術(shù)。在凝固末端設(shè)置強(qiáng)冷區(qū)，強(qiáng)冷區(qū)長(zhǎng)度和冷卻水量強(qiáng)制冷卻的連鑄機(jī)：強(qiáng)制冷卻的連鑄機(jī)：鑄坯輕壓下示意圖：1—大輥距，坯殼鼓脹嚴(yán)重，中心偏析嚴(yán)重；2—小輥距，坯殼鼓脹輕微，中心偏析中等；3—小輥間距加輕壓下中心偏析消失鑄坯輕壓下示意圖：三.鑄坯中心致密度在連鑄坯剖面上可看到不同程度的分散的小空隙，稱為疏松。疏松有3種情況：一般疏松：分散在整個(gè)斷面上的小空隙枝晶疏松：在樹(shù)枝晶內(nèi)的小空隙；中心疏松：沿鑄坯軸心產(chǎn)生的小空隙。一般疏松和枝晶疏松在鑄坯軋制時(shí)有可能焊合，而中心疏松則明顯影響鑄坯質(zhì)量。鑄坯中心致密度決定了中心疏松和偏析程度，而致密度主要決定于柱狀晶與等軸晶比例。三.鑄坯中心致密度1.影響鑄坯中心致密度的主要因素①鋼種低碳鋼（0.10～0.20%）和高碳鋼（0.50～0.70%）的柱狀晶發(fā)達(dá)，中碳鋼（0.20～0.50%）柱狀晶較短。奧氏體不銹鋼柱狀晶發(fā)達(dá)，鐵素體不銹鋼有柱狀晶和中心等軸晶。②冷卻制度二冷區(qū)強(qiáng)冷，促進(jìn)柱狀晶的生長(zhǎng)，以致形成搭橋造成嚴(yán)重的中心疏松和偏析。③澆注溫度。高溫澆注促進(jìn)柱狀晶生長(zhǎng)。加速柱狀晶向等軸晶的轉(zhuǎn)化是改善中心致密度的有力措施。1.影響鑄坯中心致密度的主要因素2.防止措施①盡可能在低的過(guò)熱度下澆注；②加速液相穴過(guò)熱度的消除；③采用電磁攪拌技術(shù)。2.防止措施四.鑄坯內(nèi)部裂紋1.鑄坯內(nèi)部裂紋特征①角部裂紋角部裂紋是在結(jié)晶器彎月面以下250mm以內(nèi)產(chǎn)生的，裂紋首先在固液交界面形成然后擴(kuò)展。鑄坯角部為二維傳熱，凝固最快收縮最早，產(chǎn)生氣隙，傳熱減慢坯殼較薄，在鼓肚或菱變?cè)斐傻睦瓚?yīng)力作用于坯殼薄弱處而產(chǎn)生裂紋，嚴(yán)重的角部裂紋還會(huì)產(chǎn)生漏鋼。四.鑄坯內(nèi)部裂紋②中間裂紋位于鑄坯表面和中心之間的某一位置上。產(chǎn)生原因：由于二冷區(qū)冷卻不均勻，坯殼反復(fù)回溫（溫度升高超過(guò)100℃∕m）；或者由于支撐輥對(duì)中不良（如開(kāi)口度偏大，輥?zhàn)幼冃危┦古鳉す亩牵谀糖把厥艿綇垜?yīng)力作用，在固液交界面出現(xiàn)裂紋，并沿柱狀晶薄弱處繼續(xù)擴(kuò)展直到坯殼高溫強(qiáng)度能抵抗應(yīng)力為止。在裂紋里吸入富集溶質(zhì)S、P的液體，在硫印圖上表現(xiàn)為裂紋黑線，裂紋里有鏈狀硫化物。②中間裂紋根據(jù)硫印圖所顯示的裂紋位置，可量出裂紋尖端至鑄坯表面的距離e，即是產(chǎn)生裂紋那一時(shí)刻坯殼凝固厚度：

e＝K·t1∕2＝K·（H∕V）1∕2H=（e∕K）2·V

式中K—鑄機(jī)凝固系數(shù)；

H—結(jié)晶器液面到鑄坯產(chǎn)生裂紋所在連鑄機(jī)的距離。把已知e、K、V值代入上式，就可求出H。這樣就可知道鑄坯在二冷區(qū)產(chǎn)生裂紋的位置，以進(jìn)行檢查維修。根據(jù)硫印圖所顯示的裂紋位置，可量出裂紋尖端至鑄坯表面的距離e③壓縮（矯直）裂紋帶液芯的鑄坯矯直時(shí)，拉矯輥壓力過(guò)大，鑄坯受壓面的垂直方向變形超過(guò)允許變形而產(chǎn)生裂紋，裂紋集中在內(nèi)弧側(cè)柱狀晶區(qū)，裂紋內(nèi)充滿殘余母液。④皮下裂紋離鑄坯表面不等（3～10mm）的細(xì)小裂紋，主要是由于鑄坯表層溫度反復(fù)回升所發(fā)生的多次相變，裂紋沿兩種組織交界面擴(kuò)展而形成的。③壓縮（矯直）裂紋⑤中心線裂紋鑄坯橫斷面中心區(qū)域可見(jiàn)的縫隙叫中心線裂紋，并伴隨有S、P、C的正偏析。它是由柱狀晶搭橋或凝固末期鑄坯鼓肚而產(chǎn)生的。⑥對(duì)角線裂紋它常發(fā)生在兩個(gè)不同冷卻面凝固組織交界面，小方坯的菱變、結(jié)晶器冷卻不均勻及二冷不對(duì)稱冷卻都會(huì)導(dǎo)致此種裂紋的產(chǎn)生。⑤中心線裂紋⑦星狀裂紋方坯橫斷面中心裂紋呈放射狀。凝固末期接近液相穴端部中心殘余液體凝固要收縮，而周?chē)墓腆w阻礙中心液體收縮產(chǎn)生拉應(yīng)力，另外中心液體凝固放出潛熱又使周?chē)腆w加熱而膨脹，在兩者的綜合作用下使中心區(qū)受到破壞而導(dǎo)致放射性裂紋。⑦星狀裂紋2.鑄坯凝固冷卻過(guò)程中產(chǎn)生裂紋的條件①固液交界面所能承受的外力（如熱應(yīng)力、鼓肚力、矯直力、彎曲力等）和由此產(chǎn)生的縮性變形超過(guò)了所允許的高溫強(qiáng)度和極限應(yīng)變值，則形成樹(shù)枝晶間裂紋。②鑄坯凝固結(jié)構(gòu)，即柱狀晶和等軸晶比例。柱狀晶發(fā)達(dá)促使裂紋的擴(kuò)展。③殘余雜質(zhì)元素的含量。如S、P＜0.02％產(chǎn)生裂紋的幾率減少。2.鑄坯凝固冷卻過(guò)程中產(chǎn)生裂紋的條件產(chǎn)生裂紋因素示意圖：產(chǎn)生裂紋因素示意圖：3.防止鑄坯內(nèi)部裂紋的措施①采用多點(diǎn)矯直；②輥間距合適，對(duì)弧準(zhǔn)確，如支撐輥間隙誤差小于1mm，外弧對(duì)弧誤差小于0.5mm；③盡可能不帶液芯矯直或采用壓縮澆注技術(shù)；④二冷區(qū)水量分配適當(dāng)，鑄坯表面溫度分布均勻。⑤矯直溫度要避開(kāi)鋼的“脆性口袋”區(qū)，拉輥的壓下量要合適。3.防止鑄坯內(nèi)部裂紋的措施4.鋼的高溫延性曲線鋼高溫延性可分為三個(gè)區(qū)：①熔點(diǎn)脆化區(qū)（Ⅰ區(qū)）。當(dāng)溫度下降到液相線溫度TL時(shí)，液相開(kāi)始結(jié)晶。溫度下降到固相線TS以上20～30℃時(shí)（相當(dāng)于凝固分率90％），樹(shù)枝晶彼此連接開(kāi)始能傳遞微小的拉伸力的作用，表現(xiàn)有微弱強(qiáng)度（σ約1～3N∕mm2）。把晶體強(qiáng)度等于零的溫度叫零強(qiáng)度溫度，即TFO=TS+(20～30℃)。

4.鋼的高溫延性曲線鋼的高溫脆性曲線：鋼的高溫脆性曲線：鋼延性與矯直點(diǎn)鑄坯溫度關(guān)系：ａ—鑄坯表面溫度變化；ｂ—鋼的脆性曲線；ｃ—強(qiáng)度曲線鋼延性與矯直點(diǎn)鑄坯溫度關(guān)系：當(dāng)溫度繼續(xù)降低，固體強(qiáng)度緩慢增加，但表征鋼的縮性的斷面收縮率（以RA%表示）仍為零，凝固前沿處于極易脆斷區(qū)。只有當(dāng)?shù)陀赥S以下30～50℃時(shí)，固體延性開(kāi)始上升。把延性等于零的溫度叫零塑性（韌性）溫度，即TZO=TS－(30～50℃)。因此，固相線溫度TS上下的零強(qiáng)度溫度和零塑性溫度是表征凝固界面抵抗裂紋的能力，TS和TZO之間溫度區(qū)間的大小是衡量凝固前沿內(nèi)裂紋傾向的尺度。當(dāng)溫度繼續(xù)降低，固體強(qiáng)度緩慢增加，但表征鋼的縮性的斷面收縮率②最大塑性區(qū)（Ⅱ區(qū)）。

溫度在1300～1000℃，鋼的高溫強(qiáng)度和塑性增加到最大值，這相當(dāng)于常用的熱加工區(qū)。視鋼種不同，此溫度范圍略有變化，如C—Mn鋼為1300～900℃。1300～900℃脆裂機(jī)理是：沿奧氏體晶界有過(guò)飽和的S、O化物沉淀如（Fe、Mn）S,（Fe、Mn）O，增加了晶界斷裂的敏感性。③二次脆化區(qū)（Ⅲ區(qū)）此區(qū)相當(dāng)于γ→α相變區(qū)。當(dāng)溫度小于1000～900℃塑性下降，到700℃左右塑性最低（RA＜20％﹚。此區(qū)塑性是鑄坯表面橫裂紋的產(chǎn)生根源。②最大塑性區(qū)（Ⅱ區(qū)）。5.脆裂機(jī)理沉淀在奧氏體晶界的Nb（CN）和AlN質(zhì)點(diǎn)，是應(yīng)力集中源，在外力作用下引起晶界滑移，形成孔洞，增加了晶界脆性，或者在γ→α相變時(shí)，在γ晶界產(chǎn)生的薄膜狀的初生鐵素體，由于αFe的強(qiáng)度比γFe的強(qiáng)度小幾倍，使晶界集中不均勻變形而產(chǎn)生晶界脆裂。5.脆裂機(jī)理晶界脆裂示意圖：ａ—晶界沉淀物AN、BN、Nb(CN)、(Fe,Mn)S,O；ｂ—晶界滑移形成孔洞；ｃ—晶界鐵素體形成；ｄ—晶界孔洞聚合晶界脆裂示意圖：6.鑄坯形成裂紋的冶金學(xué)觀點(diǎn)①晶界脆化理論在凝固前沿大約液相分率為10%時(shí)，富集溶質(zhì)的液體薄膜（如硫化物）包圍樹(shù)枝晶，降低了固相線溫度附近鋼的延展性和強(qiáng)度，當(dāng)受到外力作用時(shí)裂紋就沿晶界發(fā)生，致使凝固前沿產(chǎn)生裂紋。6.鑄坯形成裂紋的冶金學(xué)觀點(diǎn)②柱狀晶“切口效應(yīng)”凝固前沿的柱狀晶生長(zhǎng)的根部，相當(dāng)于一個(gè)“切口”產(chǎn)生應(yīng)力集中而導(dǎo)致裂紋。③硫化物脆性硫化物沿晶界分布形成所謂Ⅱ類(lèi)硫化物，引起晶間脆性，成為裂紋優(yōu)先擴(kuò)展的地方。這就是已凝固坯殼產(chǎn)生裂紋的原因。④質(zhì)點(diǎn)沉淀理論鑄坯在冷卻過(guò)程中，AlN，Nb(CN)等質(zhì)點(diǎn)在奧氏體晶界沉淀，增加了晶界脆性，加強(qiáng)了裂紋的敏感性。這是鑄坯矯直產(chǎn)生裂紋的重要原因。②柱狀晶“切口效應(yīng)”§9—4鑄坯形狀缺陷

一.鑄坯菱形變形（脫方）在小方坯橫斷面上兩個(gè)對(duì)角線的長(zhǎng)度不相等，即稱為菱變。菱變大小用R表示：

R＝（a1－a2）∕0.5（a1+a2）×100％1.產(chǎn)生原因引起方坯菱變的根本原因在于結(jié)晶器彎月面區(qū)域的初生坯殼厚度的不均勻性，進(jìn)入二冷區(qū)進(jìn)一步發(fā)展?！?—4鑄坯形狀缺陷一.鑄坯菱形變形（脫方）2.影響因素①[C]=0.08～0.12%，R＝2～4%，鋼中含[C]量的增加菱變趨向緩和。Mn∕S＞30有利于減少菱變。②結(jié)晶器幾何形狀；結(jié)晶器內(nèi)腔尺寸規(guī)矩，倒錐度合適。③結(jié)晶器冷卻；結(jié)晶器冷卻水質(zhì)差，雜質(zhì)在銅壁冷面上沉淀，會(huì)導(dǎo)致局部導(dǎo)熱不良而引起菱變。結(jié)晶器冷卻水流速低，將出現(xiàn)間歇沸騰，導(dǎo)致局部過(guò)熱導(dǎo)熱不良而引起菱變。④二冷的均勻性；出結(jié)晶器后，鑄坯的支承和噴水冷卻對(duì)抑制菱變的發(fā)展有重要作用。⑤結(jié)晶器熱變形。2.影響因素3．防止措施①采用合適的單錐度、雙錐度或拋物線型的結(jié)晶器。②增加出結(jié)晶器后鑄坯4個(gè)角部的噴淋水量。③二冷區(qū)噴淋水覆蓋鑄坯面部，而角部不噴水。④結(jié)晶器以下600mm距離準(zhǔn)確對(duì)弧。⑤結(jié)晶器采用軟水，窄水縫、高流速。強(qiáng)化冷卻，消除結(jié)晶器間歇性沸騰。⑥中間包注流圓滑，與結(jié)晶器對(duì)中，以減少液面波動(dòng)。3．防止措施二.鼓肚帶液芯的鑄坯在連鑄機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，由于鋼水靜壓力作用，鑄坯寬面中心高溫坯殼鼓脹成為凸面，稱為鼓肚。板坯鼓肚會(huì)引起液相穴內(nèi)富集溶質(zhì)鋼水產(chǎn)生流動(dòng)，引起嚴(yán)重的中心偏析和內(nèi)部裂紋，對(duì)鑄坯質(zhì)量帶來(lái)嚴(yán)重的危害。1.坯殼鼓肚量作用于坯殼上鋼水靜壓力P可表示為：

P＝ρh式中P—鋼水靜壓力；

ρ—鋼水密度；

h—液相穴長(zhǎng)度。二.鼓肚鑄坯鼓肚變形示意圖：鑄坯鼓肚變形示意圖：連鑄坯質(zhì)量控制培訓(xùn)課件在兩支撐輥之間在鋼水靜壓力作用下高溫坯殼產(chǎn)生的鼓脹，可以用彈性或塑性理論來(lái)描述坯殼的變形。根據(jù)平板彈性變形理論，導(dǎo)出坯殼的變形量（鼓肚量）δ：

δ＝12β（1－γ2）PL4αotn∕e3式中δ—坯殼鼓肚量，mm；

β—決定于鑄坯斷面形狀系數(shù)；

γ—泊桑比；

P—鋼水靜壓力，kg∕mm2；

L—兩輥之間的距離，mm；

αo—蠕變常數(shù)，mm2∕（min·kg）；

t—蠕變時(shí)間（相當(dāng)于鑄坯經(jīng)歷兩輥間距），s；

n—指數(shù)（O.25～O.32）；

e—凝固坯殼厚度，mm。在兩支撐輥之間在鋼水靜壓力作用下高溫坯殼產(chǎn)生的鼓脹，可以用彈可見(jiàn)，鼓肚量隨輥間距的4次方而增加，隨凝固殼厚度的3次方而減小?？梢?jiàn)，鼓肚量隨輥間距的4次方而增加，隨凝固殼厚度的3次方而減2.防止鑄坯鼓肚的措施①降低液相穴高度，即降低連鑄機(jī)高度；②縮小輥間距。鑄機(jī)從上到下輥?zhàn)佑擅芟蚴璨贾茫虎奂哟蠖鋸?qiáng)度。增加凝固殼厚度和高溫強(qiáng)度；④支撐輥嚴(yán)格對(duì)中；⑤防止支撐輥?zhàn)冃?，如采用多?jié)輥；⑥加強(qiáng)輥?zhàn)又蜗到y(tǒng)的維修。2.防止鑄坯鼓肚的措施三.圓鑄坯變形圓坯變形成橢圓形，或變成不規(guī)則多邊形，圓坯直徑越大，變成橢圓的傾向越嚴(yán)重。形成橢圓變形的原因：1.圓形結(jié)晶器內(nèi)腔變形，或冷卻不均勻；2.二冷區(qū)冷卻不均勻，或支撐輥?zhàn)冃闻c圓形鑄坯的弧度不相符；3.連鑄機(jī)下部對(duì)弧不準(zhǔn)；4.拉矯輥的夾緊力調(diào)整不當(dāng)，過(guò)分壓下。三.圓鑄坯變形連鑄習(xí)題 1.連鑄機(jī)包括哪些設(shè)備，有哪幾種機(jī)型，各有何特點(diǎn)？2.與傳統(tǒng)的模鑄相比，連鑄工藝有哪些優(yōu)越性？3.簡(jiǎn)述弧形連鑄機(jī)的生產(chǎn)工藝流程。4.什么是連鑄機(jī)的產(chǎn)量，其表示方法有哪幾種？5.鑄坯斷面的選擇原則是什么？連鑄習(xí)題 1.連鑄機(jī)包括哪些設(shè)備，有哪幾種機(jī)型，各有何6.什么是連鑄機(jī)的流數(shù)、作業(yè)率、金屬收得率、澆注時(shí)間、準(zhǔn)備時(shí)間？7.什么是連鑄機(jī)的弧形半徑、冶金長(zhǎng)度、鑄坯液心長(zhǎng)度，其表示方法？8.什么是拉坯速度，影響拉速的因素有哪些？9.簡(jiǎn)述鋼包的作用及功能，鋼包的容量如何確定？10.鋼包滑動(dòng)水口自動(dòng)開(kāi)澆的方法有哪些？11.鋼包滑動(dòng)水口損壞的原因是什么，其控制裝置如何檢查？12.鋼包長(zhǎng)水口的作用和材質(zhì)是什么？6.什么是連鑄機(jī)的流數(shù)、作業(yè)率、金屬收得率、澆注時(shí)間、準(zhǔn)備時(shí)13.簡(jiǎn)述鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)的用途和分類(lèi)，鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)如何檢查？14.簡(jiǎn)述蝶形鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。15.簡(jiǎn)述中間包的作用、結(jié)構(gòu)和類(lèi)型。16.簡(jiǎn)述中間包塞棒的類(lèi)型，對(duì)中間包塞棒有何要求？17.中間包水口鋼流控制有哪幾種形式，各有何特點(diǎn)？18.簡(jiǎn)述浸入式水口的作用及材質(zhì)特點(diǎn)。19.對(duì)浸入式水口結(jié)構(gòu)有何要求，其損壞的原因有哪些？20.簡(jiǎn)述中間包車(chē)的作用、類(lèi)型和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

13.簡(jiǎn)述鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)的用途和分類(lèi)，鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)如何檢查？21.中間包車(chē)如何檢查？22.簡(jiǎn)述結(jié)晶器的作用、性能和類(lèi)型。23.結(jié)晶器如何檢查？24.結(jié)晶器的內(nèi)腔為什么要有倒錐度，倒錐度一般為多少？25.結(jié)晶器材質(zhì)如何選擇，其壽命如何表示？26.簡(jiǎn)述結(jié)晶器漏鋼檢測(cè)裝置的工作原理。27.簡(jiǎn)述結(jié)晶器液面的控制原理和方法。28.結(jié)晶器為什么要振動(dòng)，什么是負(fù)滑脫？21.中間包車(chē)如何檢查？29.正弦振動(dòng)與非正弦振動(dòng)各有何特點(diǎn)？30.簡(jiǎn)述結(jié)晶器振動(dòng)裝置在線振動(dòng)狀況的檢測(cè)方法。31.簡(jiǎn)述引錠裝置的作用、結(jié)構(gòu)、裝入結(jié)晶器的方式及特點(diǎn)。32.連鑄坯的切割方式有哪幾種，各有什么特點(diǎn)？33.二次冷卻裝置的作用是什么？34.二次冷卻裝置的結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？35.二次冷卻區(qū)用噴嘴有哪幾種類(lèi)型，各有何特點(diǎn)，狀態(tài)如何檢查？29.正弦振動(dòng)與非正弦振動(dòng)各有何特點(diǎn)？36.二次冷卻裝置如何檢查？37.拉坯矯直裝置的作用是什么？38.什么是一點(diǎn)矯直、多點(diǎn)矯直、多點(diǎn)彎曲？39.什么是連續(xù)矯直，其特點(diǎn)？40.什么是壓縮澆鑄，它有什么好處？41.拉矯機(jī)如何檢查？42.引錠裝置如何檢查？43.簡(jiǎn)述電磁攪拌的作用和原理。44.電磁攪拌器都安裝在連鑄機(jī)的哪幾個(gè)部位，各起什么作用？36.二次冷卻裝置如何檢查？46.什么是選分結(jié)晶，成分過(guò)冷？45.電磁攪拌器都安裝在連鑄機(jī)的哪幾個(gè)部位，各起什么作用？47.成分過(guò)冷與溫度過(guò)冷有何區(qū)別？48.成分過(guò)冷對(duì)結(jié)晶有何影響？49.什么是偏析，其分類(lèi)？如何衡量？50.偏析產(chǎn)生的原因是什么，減輕偏析可采取哪些措施？51.什么是凝固收縮，它由哪幾部分組成？52.鑄坯熱應(yīng)力的主要影響因素是什么？46.什么是選分結(jié)晶，成分過(guò)冷？53.結(jié)晶器內(nèi)坯殼是如何形成的？54.連鑄機(jī)有哪幾個(gè)冷卻傳熱區(qū)？55.氣隙是如何產(chǎn)生并穩(wěn)定的？56.為什么說(shuō)角部是坯殼最薄弱的部位？57.減輕彎月面區(qū)域坯殼過(guò)度收縮及凹陷的措施有哪些？58.為了促進(jìn)結(jié)晶器內(nèi)坯殼均勻生長(zhǎng)，在操作上應(yīng)注意哪些？59.冷卻水與結(jié)晶器壁接觸狀態(tài)有哪幾種形式，各有何特點(diǎn)？60.二冷區(qū)鑄坯表面溫度傳遞方式有哪幾種？53.結(jié)晶器內(nèi)坯殼是如何形成的？61.影響二冷區(qū)傳熱的因素有哪些？62.鑄坯的液相穴深度是什么，它與哪些因素有關(guān)？63.簡(jiǎn)述連鑄坯的凝固結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。64.什么是“小鋼錠”結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)述其產(chǎn)生過(guò)程。65.如何控制連鑄坯凝固結(jié)構(gòu)？66.澆鑄溫度、出鋼溫度是如何確定的？67.鋼液在傳遞過(guò)程中溫度是如何變化的？68.澆鑄溫度對(duì)連鑄生產(chǎn)和鑄坯質(zhì)量有何影響？61.影響二冷區(qū)傳熱的因素有哪些？69.對(duì)連鑄鋼水成分的基本要求是什么？70.簡(jiǎn)述開(kāi)澆操作的要點(diǎn)。71.拉速如何確定，影響拉速的因素是什么，拉速如何調(diào)整和控制？72.鋼的高溫脆性曲線有何特點(diǎn)？73.簡(jiǎn)述二次冷卻的控制方法。74.怎樣實(shí)現(xiàn)多爐連澆操作，異鋼種連澆如何操作？75.簡(jiǎn)述停澆操作的要點(diǎn)。76.鋼包滑動(dòng)水口竄鋼如何處理？77.中間包塞棒澆注水口堵塞如何處理？78.滑動(dòng)水口堵塞如何處理？69.對(duì)連鑄鋼水成分的基本要求是什么？79浸入式水口堵塞如何處理？80.鋼流失控如何處理？81.連鑄漏鋼如何處理，開(kāi)澆引錠頭漏鋼如何處理，連鑄結(jié)晶器溢鋼如何處理？82.連鑄凍坯如何處理，連鑄頂坯如何處理？83.設(shè)備漏水如何處理，結(jié)晶器斷水如何處理？84.鋼包穿漏事故如何處理？85.高溫鋼及低溫鋼事故如何處理？86.保護(hù)渣結(jié)團(tuán)如何處理？87.中間包有哪些冶金功能，中間包鋼液流動(dòng)形態(tài)如何控制？88.中間包精煉技術(shù)包括哪些內(nèi)容？89.什么是鋼的清潔度，外來(lái)夾雜，內(nèi)生夾雜？90.澆注過(guò)程中二次氧化源有哪些？79浸入式水口堵塞如何處理？91.連鑄生產(chǎn)中如何防止鋼水二次氧化？92.對(duì)結(jié)晶器內(nèi)鋼水流動(dòng)有哪些要求？93.浸入式水口有何作用？94.結(jié)晶器采用EMB技術(shù)有哪些冶金效果？95.簡(jiǎn)述結(jié)晶器的冶金作用。96.簡(jiǎn)述與二次冷卻有關(guān)的鑄坯缺陷。97.從鑄坯質(zhì)量考慮二次冷卻應(yīng)滿足哪些條件？98.評(píng)價(jià)連鑄坯質(zhì)量應(yīng)從哪幾方面考慮？99.簡(jiǎn)述連鑄坯中夾雜物的類(lèi)型和來(lái)源。100.影響鑄坯中夾雜物的因素有哪些？101.如何提高連鑄坯的純凈度？91.連鑄生產(chǎn)中如何防止鋼水二次氧化？102.簡(jiǎn)述鑄坯表面縱裂紋形成的原因及預(yù)防措施。103.簡(jiǎn)述方坯表面橫裂紋形成的原因及預(yù)防措施。104.簡(jiǎn)述方坯角部縱裂紋形成的原因及預(yù)防措施。105.簡(jiǎn)述星狀裂紋形成的原因及預(yù)防措施。106.簡(jiǎn)述鑄坯表面凹陷產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施。107.簡(jiǎn)述鑄坯中間裂紋產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施。108.簡(jiǎn)述鑄坯中心裂紋產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施。109.簡(jiǎn)述鑄坯中心偏析產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施。110.簡(jiǎn)述鑄坯中心疏松產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施。111.簡(jiǎn)述鑄坯脫方產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施。112.簡(jiǎn)述鑄坯鼓肚產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施。102.簡(jiǎn)述鑄坯表面縱裂紋形成的原因及預(yù)防措施。

第九章連鑄坯質(zhì)量控制所謂連鑄坯質(zhì)量是指得到合格產(chǎn)品所允許的鑄坯缺陷的嚴(yán)重程度評(píng)價(jià)連鑄坯質(zhì)量應(yīng)從以下幾方面考慮A.連鑄坯的純凈度：指鋼中夾雜物的含量、形態(tài)和分布。鑄坯的純凈度主要決定于鋼水進(jìn)入結(jié)晶器之前的處理過(guò)程，也就是說(shuō)要把鋼水搞“干凈“些，必須在鋼水進(jìn)入結(jié)晶器之前各工序下功夫，如選擇合適的爐外精煉，鋼包→中間包→結(jié)晶器的保護(hù)澆注等。第九章連鑄坯質(zhì)量控制所謂連鑄坯質(zhì)量是B.連鑄坯的表面質(zhì)量：指連鑄坯表面是否存在裂紋、夾渣及皮下氣泡等缺陷。連鑄坯的表面缺陷主要決定于鋼水在結(jié)晶器的凝固過(guò)程。它是與結(jié)晶器內(nèi)坯殼的形成、結(jié)晶器振動(dòng)、保護(hù)渣性能、浸入式水口設(shè)計(jì)及鋼液面穩(wěn)定性等因素有關(guān)的，必須嚴(yán)格控制影響表面質(zhì)量的各參數(shù)在合理的目標(biāo)值以內(nèi)，以生產(chǎn)無(wú)缺陷的鑄坯，這是熱送和直接軋制的前提。B.連鑄坯的表面質(zhì)量：C.連鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量：指連鑄坯是否具有正確的凝固結(jié)構(gòu)，等軸晶與柱狀晶的比例，以及裂紋、偏析、疏松等缺陷的程度。鑄坯內(nèi)部質(zhì)量主要決定于鑄坯在二冷區(qū)的凝固冷卻過(guò)程和鑄坯的支撐系統(tǒng)的精度。合理的二冷水量分布、支撐輥的嚴(yán)格對(duì)中、防止鑄坯鼓肚變形等，是提高內(nèi)部質(zhì)量的關(guān)鍵。C.連鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量：D.連鑄坯的外觀形狀：指連鑄坯的形狀是否規(guī)矩，尺寸誤差是否符合規(guī)定要求。鑄坯的外觀形狀與結(jié)晶器內(nèi)腔尺寸和表面狀態(tài)及冷卻的均勻性有關(guān)。D.連鑄坯的外觀形狀：連鑄坯質(zhì)量控制示意圖：連鑄坯質(zhì)量控制示意圖：§9—1鑄坯純凈度一.鑄坯純凈度與產(chǎn)品質(zhì)量連鑄坯的純凈度是指鋼中夾雜物的數(shù)量、形態(tài)和分布。1.連鑄坯中夾雜物特點(diǎn)：①來(lái)源廣泛，組成復(fù)雜；②結(jié)晶器液相穴內(nèi)夾雜物上浮困難?！?—1鑄坯純凈度一.鑄坯純凈度與產(chǎn)品質(zhì)量2.鋼中夾雜物分類(lèi)：①超顯微夾雜，均勻分布在鋼中；②顯微夾雜，其尺寸小于50μm，它與鋼中溶解〔O〕含量有關(guān)；③宏觀夾雜（大型夾雜），尺寸大于50μm。這種夾雜顆粒大、數(shù)量少、在鋼中呈偶然性分布，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量危害最大。2.鋼中夾雜物分類(lèi)：3.夾雜物與產(chǎn)品質(zhì)量①夾雜物的形態(tài)和組成沿軋制方向伸長(zhǎng)的夾雜物能使鋼的橫向力學(xué)性能惡化。②夾雜物大小超顯微夾雜物及大型夾雜物的危害大。大型夾雜物是鋼材分層的原因，使鋼材質(zhì)量顯著下降。③夾雜物的聚集狀態(tài)即使存在著小的夾雜物聚集，也有可能使鋼材產(chǎn)生分層。3.夾雜物與產(chǎn)品質(zhì)量④夾雜物的存在部位鋼材表面附近的夾雜物不僅影響鋼材表面質(zhì)量，而且影響加工時(shí)應(yīng)力的大小。一般來(lái)說(shuō)，在鋼材中間有夾雜物時(shí)影響較小。⑤夾雜物的數(shù)量夾雜物的含量越高，對(duì)鋼材質(zhì)量的影響越大。大塊夾雜物使鋼材造成分層缺陷，嚴(yán)重開(kāi)裂缺陷，結(jié)疤缺陷和表面缺陷等。④夾雜物的存在部位例如，夾雜物是深沖薄板鋼沖裂廢品的主要原因；連鑄坯軋制長(zhǎng)條和中厚板產(chǎn)品，夾雜物是產(chǎn)生內(nèi)部缺陷（如裂紋）的潛在危險(xiǎn)。氧化鋁簇狀?yuàn)A雜物可導(dǎo)致汽車(chē)和電器產(chǎn)品用薄鋼板表面缺陷，也能引起DI罐用薄鋼板裂紋，還可造成輪胎子午線等線材斷線，以及使軸承鋼等棒鋼的疲勞性能惡化。例如，夾雜物是深沖薄板鋼沖裂廢品的主要原因；二．連鑄坯夾雜物1.連鑄坯夾雜物的形成特征一是連鑄坯由于鋼液凝固速度快，其夾雜物聚集長(zhǎng)大機(jī)會(huì)少，因而尺寸較小，不易從鋼液中上??；其二是多了一個(gè)中間包，鋼液和大氣、熔渣、耐火材料接觸時(shí)間長(zhǎng)易被污染；同時(shí)在鋼液進(jìn)入結(jié)晶器后，在鋼液流股影響下，夾雜物難以從鋼液分離；其三是連鑄坯僅靠切頭切尾難以解決夾雜物問(wèn)題。二．連鑄坯夾雜物2.連鑄坯中夾雜物的類(lèi)型和來(lái)源類(lèi)型：取決于澆注鋼種和脫氧方法。在連鑄坯中較常見(jiàn)的夾雜物有Al2O3和以SiO2為主并含有MnO和CaO的硅酸鹽，以及以Al2O3為主并含有SiO2、CaO和CaS等的鋁酸鹽。此外還有硫化物如FeS、MnS等。來(lái)源：出鋼過(guò)程鋼液氧化產(chǎn)物占10%,脫氧產(chǎn)物占15%，熔渣卷入占5%，注流的二次氧化占40%，耐火材料的沖刷約占20%，中間包渣約占10%?？梢?jiàn)，鑄坯中基本上是外來(lái)夾雜物，主要來(lái)自于鋼液澆注過(guò)程中的二次氧化。2.連鑄坯中夾雜物的類(lèi)型和來(lái)源3.影響夾雜物的因素A.機(jī)型對(duì)鑄坯中夾雜物的影響在工藝條件一定的情況下，夾雜物在鑄坯內(nèi)的數(shù)量和分布主要決定于鑄機(jī)類(lèi)型。就鑄坯夾雜物分布而言，結(jié)晶器注流沖擊影響到弧形連鑄機(jī)鑄坯內(nèi)弧側(cè)的彎曲區(qū)，固液界面容易捕捉上浮的夾雜物，在內(nèi)弧表面10mm左右形成Al2O3的聚集，大顆粒夾雜在內(nèi)弧側(cè)1∕4～1∕5厚度形成集聚，這是弧形連鑄機(jī)的弱點(diǎn)。對(duì)于帶垂直段的立彎式連鑄機(jī)，結(jié)晶器注流沖擊深度的影響區(qū)在直線部分，夾雜物在夜相穴內(nèi)容易上浮，鑄坯中夾雜物分布均勻。3.影響夾雜物的因素液相穴內(nèi)夾雜物上浮示意圖：ａ—帶垂直段立彎式連鑄機(jī)；ｂ—弧形連鑄機(jī)液相穴內(nèi)夾雜物上浮示意圖：連鑄坯質(zhì)量控制培訓(xùn)課件B.連鑄操作對(duì)鑄坯中夾雜物的影響連鑄操作有正常澆注和非正常澆注兩種情況。在正常澆注下，澆注過(guò)程比較穩(wěn)定，鑄坯中夾雜物多少主要由鋼液的純凈度決定。而非正常澆注情況下，如澆注初期，澆注末期和多爐連澆的換包期間，鑄坯中夾雜物往往有所增加。這是因?yàn)樵跐沧⒊跗阡撘罕荒突鸩牧衔廴据^嚴(yán)重；在澆注末期隨著中間包液面的降低，因渦流作用會(huì)把中間包渣吸入到結(jié)晶器中。在換包期間由于上述原因也常使鋼中夾雜物增多。因而采取相應(yīng)措施（如提高耐火材料質(zhì)量、避免下渣等）對(duì)于提高鑄坯純凈度是必要的。B.連鑄操作對(duì)鑄坯中夾雜物的影響C.在操作中，注溫和拉速對(duì)鑄坯中夾雜物也有一定影響當(dāng)鋼液溫度降低時(shí)，夾雜物指數(shù)升高；隨著拉速的提高，鑄坯中夾雜物有增多的趨勢(shì)。D.耐火材料質(zhì)量對(duì)鑄坯夾雜物的影響注連鑄過(guò)程中由于鋼液和耐火材料接觸，鋼液中的元素（錳和鋁等）會(huì)與耐火材料中的氧化物發(fā)生作用生成夾雜物，當(dāng)其不能上浮時(shí)就遺留在鑄坯中。C.在操作中，注溫和拉速對(duì)鑄坯中夾雜物也有一定影響連鑄坯內(nèi)夾雜物分布：弧形連鑄機(jī)：1—低溫澆注；2—高溫澆注立彎式連鑄機(jī)：1—低溫澆注；2—高溫澆注連鑄坯內(nèi)夾雜物分布：連鑄機(jī)機(jī)型對(duì)大型夾雜物的影響：1—弧形連鑄機(jī)；2—直結(jié)晶器弧形連鑄機(jī)；3—立式連鑄機(jī)連鑄機(jī)機(jī)型對(duì)大型夾雜物的影響：三.提高鑄坯純凈度的措施1.無(wú)渣出鋼。轉(zhuǎn)爐采用倒渣球，電爐采用偏心爐底出鋼，防止出鋼時(shí)渣大量下到鋼包。2.鋼包精煉。根據(jù)鋼種的需要選擇合適的精煉處理方法，以均勻溫度、微調(diào)成分、降低氧含量、去除氣體夾雜物、改善夾雜物形態(tài)等。3.無(wú)氧化澆注技術(shù)。

從鋼包→中間包用長(zhǎng)水口，中間包→結(jié)晶器用浸入式水口（板坯、大方坯）或氣體保護(hù)（小方坯），中間包采用覆蓋劑，結(jié)晶器用保護(hù)渣。三.提高鑄坯純凈度的措施4.充分發(fā)揮中間包冶金凈化器的作用。中間包采用大容量、加擋墻和壩等促進(jìn)夾雜物上浮的有效措施。還有中間包吹氬、使用過(guò)濾器、復(fù)合渣，以及使用堿性包襯等，都有利于中間包進(jìn)一步凈化鋼液。5.連鑄系統(tǒng)選用耐火度高，融損小，高質(zhì)量的耐火材料，以減少鋼中外來(lái)夾雜物。6.充分發(fā)揮結(jié)晶器的鋼液凈化器和鑄坯表面質(zhì)量控制器的作用；7.采用電磁攪拌技術(shù)，控制注流的運(yùn)動(dòng)。4.充分發(fā)揮中間包冶金凈化器的作用?！?—2鑄坯表面質(zhì)量板坯表面缺陷示意圖：1—表面縱裂紋；2—表面橫裂紋；3—網(wǎng)狀裂紋；4—角部橫裂紋；5—邊部橫裂紋；6—表面夾渣；7—皮下針孔；8—深振痕§9—2鑄坯表面質(zhì)量板坯表面缺陷示意圖：連鑄坯表面缺陷：1—角部橫裂紋；2—角部縱裂紋；3—表面橫裂紋；4—寬面縱裂紋；5—星狀裂紋；6—振動(dòng)痕跡；7—?dú)饪祝?—大型夾雜物連鑄坯表面缺陷：一.表面裂紋1.表面縱裂紋⑴產(chǎn)生原因表面縱裂是在結(jié)晶器彎月面區(qū)初生坯殼厚度不均勻，作用于坯殼上的拉應(yīng)力超過(guò)鋼的高溫允許強(qiáng)度和應(yīng)變，在坯殼的薄弱處產(chǎn)生應(yīng)力集中導(dǎo)致產(chǎn)生縱裂，出結(jié)晶器后在二冷區(qū)繼續(xù)擴(kuò)展。一.表面裂紋作用于坯殼上的應(yīng)力：A.由凝固殼溫度不均勻而形成的熱應(yīng)力；B.板坯寬度方向凝固殼收縮在鋼水靜壓力作用下產(chǎn)生的鼓脹力；C.坯殼與銅板不均勻接觸而產(chǎn)生的摩擦力；D.由于產(chǎn)生氣隙，寬面凝固收縮受窄面的約束而使坯殼承受的彎曲應(yīng)力。其中A與B為最大。作用于坯殼上的應(yīng)力：⑵影響縱裂的因素A.鋼中碳含量大約在鋼中[C]=0.10%～0.12％左右時(shí)板坯縱裂最嚴(yán)重。這是因?yàn)殇撃烫幱诎^(qū)（L+δ→γ），在固相線溫度以下20～50℃鋼的線收縮最大，此時(shí)結(jié)晶器彎月面剛凝固的坯殼隨溫度下降發(fā)生δFe→γFe轉(zhuǎn)變，伴隨著較大的收縮，坯殼與銅板脫離形成氣隙，導(dǎo)出熱流最小坯殼最薄，在表面會(huì)形成凹陷。凹陷部位冷卻和凝固速度比其它部位慢，組織粗化，對(duì)裂紋敏感性強(qiáng)，在熱應(yīng)力和鋼水靜壓力作用下，在凹陷薄弱處造成應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂紋。⑵影響縱裂的因素B.鋼中S+P+As含量高，板坯縱裂發(fā)生幾率增大。C.保護(hù)渣的影響渣子熔化速度過(guò)快或過(guò)慢，使液渣層過(guò)厚或過(guò)薄；或者渣子粘度不合適，流入坯殼與銅板之間渣膜厚度不均勻，致使結(jié)晶器導(dǎo)熱不均而導(dǎo)致局部區(qū)域坯殼厚度不均，使熱應(yīng)力和彎曲應(yīng)力局部增大而促使縱裂紋發(fā)生。D.鑄坯的寬度板坯越寬，由于鋼水靜壓力阻礙坯殼收縮的應(yīng)力就越大，產(chǎn)生裂紋的可能性也就越大。B.鋼中S+P+As含量高，板坯縱裂發(fā)生幾率增大。E.結(jié)晶器液面波動(dòng)的影響澆注板坯越寬，液面波動(dòng)增大，發(fā)生縱裂紋趨勢(shì)越嚴(yán)重。而結(jié)晶器液面的穩(wěn)定性是受鋼水流量、水口堵塞、水口結(jié)構(gòu)、插入深度以及由鋼水再循環(huán)引起的彎月面產(chǎn)生的波浪有關(guān)的，這是一個(gè)復(fù)雜的體系。例如，水口插入深度太淺，液面波動(dòng)大，容易發(fā)生縱裂紋，尤其是澆注寬板鑄坯時(shí)，縱裂紋更為嚴(yán)重。插入太深，熱中心下移，縱裂紋也增多。E.結(jié)晶器液面波動(dòng)的影響⑶防止縱裂產(chǎn)生的措施A.穩(wěn)定的結(jié)晶器液面。液面波動(dòng)由±5mm增加到±20mm，縱裂指數(shù)由0增加到2.0。B.合適的浸入式水口插入深度和出口傾角。出口傾角太小，流股碰點(diǎn)在窄面上端，引起液面紊流，液渣不能均勻流入坯殼，會(huì)導(dǎo)致寬面縱裂。出口傾角太大，流股靠近窄面下端，角部沖刷嚴(yán)重，容易引起角部縱裂。浸入式水口插入深度和傾角應(yīng)由模型試驗(yàn)決定，一般是傾角向下15°～35°,插入深度在125±25mm。⑶防止縱裂產(chǎn)生的措施C.合適的結(jié)晶器錐度。合適的倒最度，可使坯殼表面與銅壁接觸良好，冷卻均勻，可避免產(chǎn)生裂紋和發(fā)生漏鋼。最好采用多錐度、鉆石型或拋物線形結(jié)晶器。D.浸入式水口與結(jié)晶器對(duì)中，以防止鋼流熱中心位移而沖刷坯殼。E.合適的鋼水過(guò)熱度。鋼水過(guò)熱度提高10℃，在結(jié)晶器內(nèi)高溫鋼水流動(dòng)會(huì)吃掉凝固殼約2mm。F.結(jié)晶器、足輥、二冷零段要準(zhǔn)確對(duì)弧。C.合適的結(jié)晶器錐度。G.合適的保護(hù)渣性能。在保護(hù)渣各項(xiàng)特性中，粘度對(duì)產(chǎn)生表面縱裂影響最大。渣高粘度使縱裂增加，渣低粘度產(chǎn)生縱裂少，因此要控制渣子的粘度與渣子溶融時(shí)間合適的比例。H.鋼的化學(xué)成分應(yīng)控制在合適的范圍。對(duì)于鋼中裂紋敏感的元素要嚴(yán)加控制，避免鑄坯出現(xiàn)縱裂紋。I.采用熱頂結(jié)晶器。即在彎月面區(qū)域75mm的銅板內(nèi)鑲?cè)氩讳P鋼、鍍Cr、Ni或碳鉻化合物的隔熱材料，使結(jié)晶器的熱流密度可以減少50～70％，延緩了坯殼的收縮，減輕了凹陷深度從而減少了裂紋的發(fā)生率。G.合適的保護(hù)渣性能。帶不銹鋼插件的熱頂結(jié)晶器1—鍍鎳層；2—不銹鋼插件；3—銅基板帶不銹鋼插件的熱頂結(jié)晶器帶陶瓷插件的熱頂結(jié)晶器：1—浸入式水口；2—保護(hù)渣；3—陶瓷結(jié)晶器；4—銅結(jié)晶器；5—坯殼帶陶瓷插件的熱頂結(jié)晶器：2.角部縱裂紋鑄坯的角部是二維傳熱，因而角部鋼水凝固速度較其它部位要快，初生坯殼收縮較早，從凝固一開(kāi)始就形成了不均勻氣隙，熱阻增加，影響坯殼均勻生長(zhǎng)，其薄弱處承受不住應(yīng)力作用而形成角部縱裂紋。角部縱裂紋產(chǎn)生的關(guān)鍵在結(jié)晶器的窄面，要有合適的錐度和形狀。2.角部縱裂紋3.表面橫裂紋表面橫裂紋通常是隱藏看不見(jiàn)的。它是位于鑄坯內(nèi)弧表面振痕的波谷處。金相檢查指出，深度可達(dá)7mm、寬度0.2mm。裂紋位于鐵素體網(wǎng)狀區(qū)，而網(wǎng)狀在好是出生奧氏體晶界。當(dāng)奧氏體晶界質(zhì)點(diǎn)粗大，呈稀疏分布，板坯橫裂紋產(chǎn)生的廢品減少；當(dāng)奧氏體晶界質(zhì)點(diǎn)細(xì)小，呈密實(shí)分布，板坯橫裂紋產(chǎn)生的廢品增加。因此控制沉淀在奧氏體晶界質(zhì)點(diǎn)的粗大或控制質(zhì)點(diǎn)（如AlN、TiN、MnS）不在晶界析出，可以降低對(duì)裂紋的敏感性。3.表面橫裂紋⑴影響橫裂紋的因素A.鋼種一般的C—Mn鋼（Mn＞1％）、C—Mn—Nb（V）鋼連鑄坯容易產(chǎn)生橫裂紋。因?yàn)樵谳^高溫度下（1050～1100℃），Nb（CN）已開(kāi)始在晶界沉淀，降低了晶界的結(jié)合力，導(dǎo)致沿沉淀物周?chē)目斩瓷L(zhǎng)，促使晶界裂紋的擴(kuò)展，同時(shí)使鋼的脆化溫度區(qū)間加寬，對(duì)裂紋敏感性增加。

⑴影響橫裂紋的因素鋼中含Al量增加，板坯橫向裂紋廢品增加。因?yàn)锳l促使晶界質(zhì)點(diǎn)呈細(xì)密分布，另外AlN在奧氏體晶界析出，降低了晶界內(nèi)聚力，增加了γ→α轉(zhuǎn)變的脆性，使900～700℃鋼延性大大降低，對(duì)裂紋敏感性增加。因此隨鋼中Al、Nb、V增加，在A3轉(zhuǎn)變溫度以上就有氮化物和C—N化物沉淀，擴(kuò)大了降低鋼延性溫度的范圍。鋼中含Al量增加，板坯橫向裂紋廢品增加。因?yàn)锳l促使晶界質(zhì)點(diǎn)B.連鑄二冷強(qiáng)度對(duì)質(zhì)點(diǎn)的析出有重要影響。二冷采用弱冷卻（0.6L∕kg鋼），沿奧氏體晶界AlN析出減少了，鑄坯保持較高溫度（950℃）矯直，可避免橫裂的產(chǎn)生。C.鑄坯在矯直時(shí)內(nèi)弧受到張力外弧受到壓力，在矯直過(guò)程中，由于振痕的缺口效應(yīng)而產(chǎn)生應(yīng)力集中，再加上矯直溫度在脆化溫度700～900℃之間，加速了振痕波谷處橫裂紋的產(chǎn)生并沿奧氏體晶界擴(kuò)展。B.連鑄二冷強(qiáng)度對(duì)質(zhì)點(diǎn)的析出有重要影響。D.振痕對(duì)橫裂紋的影響振痕是與橫裂紋共生的，要減少橫裂紋就是要減少振痕深度。振痕的形成是由于結(jié)晶器振動(dòng)，引起彎月面鋼水周期性流動(dòng)使坯殼發(fā)生折疊所致。振幅越大，振痕越深；負(fù)滑脫時(shí)間越長(zhǎng)，振痕越深；振動(dòng)頻率越低，振痕越深。振痕深處樹(shù)枝晶粗大，溶質(zhì)元素富集，當(dāng)鑄坯受到應(yīng)力作用就成為裂紋的發(fā)源地。D.振痕對(duì)橫裂紋的影響⑵減少橫裂紋的措施A.結(jié)晶器采用高頻率（200～400次∕min）小振幅（2～4mm）是減小振痕深度的有效辦法。B.二冷區(qū)采用平穩(wěn)性冷卻，矯直時(shí)鑄坯表面溫度高于質(zhì)點(diǎn)沉淀溫度或高于γ→α轉(zhuǎn)變溫度，以避開(kāi)低延性區(qū)。C.降低鋼中S、O、N含量，或加入Ti、Zr、Ca以抑制C—N化物和硫化物在晶界析出，或使C—N化物質(zhì)點(diǎn)變粗，以改善奧氏體晶粒熱延性。⑵減少橫裂紋的措施D.減小結(jié)晶器液面波動(dòng)，采用低表面張力、潤(rùn)滑性能良好的保護(hù)渣。E.細(xì)化奧氏體晶粒。橫裂紋常沿著鑄坯表皮層下的粗大奧氏體晶界分布，可以通過(guò)二次冷卻使奧氏體晶粒細(xì)化，以減少對(duì)裂紋的敏感性。F.氣—水噴嘴參數(shù)要合理，板坯冷卻均勻可降低裂紋的發(fā)生。G.采用多點(diǎn)矯直技術(shù)，連續(xù)矯直技術(shù)或壓縮澆注技術(shù)等，均可避免產(chǎn)生橫裂紋。D.減小結(jié)晶器液面波動(dòng)，采用低表面張力、潤(rùn)滑性能良好的保護(hù)4.鑄坯表面網(wǎng)狀（星形或晶界）裂紋⑴產(chǎn)生原因A.高溫鑄坯表面吸收了結(jié)晶器的銅，而Cu熔化為液體沿奧氏體晶界滲透所致。但即使采用鍍Cr、Ni結(jié)晶器后，這種裂紋還是存在。B.鑄坯表面Fe的選擇性氧化，而使殘余元素（如Cu、Sn等）殘留在表面沿晶界滲透形成熱脆裂紋。4.鑄坯表面網(wǎng)狀（星形或晶界）裂紋⑵特點(diǎn)A.表面裂紋區(qū)有Cu、Ni、Sn、Sb的富集。富集相成分（％）：Cu85,Sn5，Ni4，F(xiàn)e5，Sb1。這種富集相大約在1050℃熔化沿晶界滲透。B.Cu含量增加裂紋加重。因?yàn)镃u在鑄坯表面的氧化鐵皮下形成液相，沿晶界穿行而失去塑性。C.Al的作用。鋼中Al含量增加，鑄坯表面網(wǎng)狀裂紋加重（AlN在晶界沉淀引起的）。D.二冷水量。弱冷會(huì)導(dǎo)致鑄坯表面溫度高，氧化鐵皮生成加速，促使殘余元素（Cu、Sn）沿晶界富集形成裂紋。⑵特點(diǎn)⑶減少鑄坯表面網(wǎng)狀裂紋的措施A.結(jié)晶器鍍Cr和Ni；B.合適的二冷水量；C.精選原料，控制鋼中殘余元素(Cu、Sn等)；D.控制鋼中Cu＜0.2％；E.控制鋼中Mn∕S＞40。⑶減少鑄坯表面網(wǎng)狀裂紋的措施5.縱向凹陷在方坯角部附近，平行于角部，有連續(xù)的或斷續(xù)的凹陷稱為縱向凹陷?？v向凹陷常伴有縱向裂紋，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致漏鋼。產(chǎn)生原因：A.結(jié)晶器內(nèi)冷卻不均勻；B.結(jié)晶器與二次冷卻裝置對(duì)弧不準(zhǔn)；C.二次冷卻局部過(guò)冷（特別是上部）；D.拉矯輥上有金屬異物粘附；E.產(chǎn)生菱形變形。5.縱向凹陷二.鑄坯表面夾渣1.對(duì)于敞開(kāi)澆注由于澆注時(shí)二次氧化，在結(jié)晶器鋼水面上生成浮渣。結(jié)晶器液面的波動(dòng)，浮渣可能卷入到初生坯殼表面而殘留下來(lái)形成夾渣。①對(duì)于硅鎮(zhèn)靜鋼，鑄坯表面夾渣與鋼中Mn∕Si比有關(guān)。根據(jù)鋼中Si、Mn含量，可能形成的夾雜物：

Mn∕Si＜4，形成SiO2浮渣容易在結(jié)晶器彎月面處冷凝結(jié)殼；

Mn∕Si＞4，形成液態(tài)MnO·SiO2流動(dòng)性好，浮渣也呈液態(tài)。

二.鑄坯表面夾渣因此，隨鋼中Mn∕Si比減小，生成浮渣熔點(diǎn)升高，流動(dòng)性不好，容易卷入坯殼。為保持流動(dòng)性良好的浮渣，應(yīng)保持鋼水中Mn∕Si＝3～6。②對(duì)于用Al脫氧鋼，應(yīng)限制加Al量（200g∕t）使鋼中酸溶鋁[Al]=0.005～0.007%，既可防止定徑水口堵塞，也可防止因Al2O3析出使浮渣變粘，增加表面夾渣。因此，隨鋼中Mn∕Si比減小，生成浮渣熔點(diǎn)升高，流動(dòng)性不好，2.對(duì)于保護(hù)澆注結(jié)晶器采用浸入式水口和保護(hù)渣澆注時(shí)，結(jié)晶器液面波動(dòng)是彎月面卷渣的根源。①結(jié)晶器液面波動(dòng)的原因A．外部干擾。如水口擴(kuò)大、堵塞或塞棒失靈；B．結(jié)晶器液體流動(dòng)的攪動(dòng)。如水口形狀、插入深度、吹氬量等引起液面不穩(wěn)定；C．拉速突然變化。2.對(duì)于保護(hù)澆注②防止結(jié)晶器卷渣的措施A.保持結(jié)晶器液面的穩(wěn)定性，控制液面波動(dòng)盡可能?。?mm）；B.浸入式水口合適的插入深度，插入深度125±25mm為宜；C.浸入式水口出口傾角應(yīng)使出口流股不攪動(dòng)彎月面渣層為原則；D.中間包塞棒合適的Ar氣流量，防止氣泡上浮增強(qiáng)鋼渣界面的攪動(dòng)；E.合適的保護(hù)渣粘度、渣中Al2O3含量（渣中Al2O3＞20％，液渣就不能吸收上浮的Al2O3使粘度增加）和液渣層厚度。②防止結(jié)晶器卷渣的措施三.鑄坯皮下氣孔泡與氣孔在鑄坯表皮下存在有直徑約1mm、長(zhǎng)度為10mm左右，沿柱狀晶生長(zhǎng)方向分布的氣泡，稱為皮下氣泡。這些氣泡若裸露于鑄坯表面稱為表面氣泡；小而密集的小孔叫皮下氣孔，也叫皮下針孔。鋼水中氧、氫含量高是形成氣泡的重要原因。三.鑄坯皮下氣孔泡與氣孔產(chǎn)生原因：1.脫氧不良是造成皮下氣孔的重要原因之一，鋼中溶解Al＞0.008%就可防止CO的生成。2.用油做潤(rùn)滑劑或保護(hù)渣、鋼包、中間包覆蓋劑，絕熱板干燥不良會(huì)導(dǎo)致H2逸出生成皮下氣孔。3.對(duì)于含Ti不銹鋼，鋼中的TiN與保護(hù)渣中的Fe2O3會(huì)發(fā)生以下反應(yīng)：

6TiN+4Fe2O3=6TiO2+8Fe＋3N2↑TiN+CaO+2FeO+2MnO=CaO·TiO2+2Fe＋2Mn＋1∕2N2↑

上述反應(yīng)釋放出來(lái)的N2可能在凝固坯殼處形成氣孔。產(chǎn)生原因：另外生成的TiO2和CaO·TiO2大大增加了渣子粘度，可能會(huì)在結(jié)晶器鋼水面上形成渣、鋼和氣體組成的硬殼，對(duì)不銹鋼鑄坯表面質(zhì)量帶來(lái)極大的危害。因此對(duì)含Ti不銹鋼，應(yīng)盡量降低鋼中的[N]和[O]含量，降低保護(hù)渣的堿度以及采用最佳幾何形狀的浸入式水口（如出口傾角向上15°）是有益的。4.中間包塞棒吹A(chǔ)r流量太大或拉速過(guò)快，會(huì)引起結(jié)晶器液面“鋼水沸騰”，增加了彎月面的攪動(dòng)，導(dǎo)致卷渣或