方坯铸坯缺陷产生原因及预防措施

方坯铸坯缺陷产生原因及预防措施
1.前言
由于连铸坯质量问题多发于连铸，因此对连铸质量缺陷进行了分析，总结出发生原因，以减少连铸坯质量问题的发生。

2.铸坯主要有以下几种缺陷：
2.1卷渣
2.1.1表面卷渣（见图1）
2.1.2内部卷渣（见图2）
图1 图2
2.2裂纹
2.2.1表面裂纹：头部表面裂纹（图3 ）、尾部表面裂纹（见4）。

图3 图4
2.2.2内部裂纹（见图5）
图5
2.3气泡缺陷（见图6、见图7）
图6 图7
3、缺陷产生原因及预防措施
3.1卷渣产生原因及预防措施
3.1.1表面卷渣产生原因及预防措施
产生原因：
（1）结晶器内形成渣条，当结晶器内钢液面波动量大于熔渣层厚度时、或挑渣条未挑净时、或在挑渣条过程中将渣条带入结晶器坯壳上时形成卷渣。

（2）在换包或等包降速过程中，由于操作不当造成中包液位较浅，导致中包内钢液形成涡流将中包渣卷进结晶器内，在上浮过程中被坯壳捕作形成卷渣。

（3）调整渣线高度超过液渣层厚度、或有渣条未挑净、等原因时造成颗粒渣被卷到坯壳上而形成卷渣。

（4）在开浇升速前液渣厚度未达到标准，造成颗粒渣或予熔层的保护渣直接与钢液接触，升速过程中在结晶器内造成钢液面发生波动，导致保护渣被卷入到坯壳上，形成卷渣。

（5）中包掉料或有杂物，开浇过程中被钢水冲到结晶器内，从而形成卷渣。

（6）中包内钢液面剧烈波动时，造成中包内覆盖剂被卷入中包钢液中，此时被卷入的覆盖剂受两个力作用：向上的钢水的浮力和向下的钢流股吸力作用，当向下的钢流股吸力大于向上钢水的上浮力时，卷入的覆盖剂就被卷入到结晶器内，在钢流流股的作用下，如被坯壳捕作而形成皮下卷渣，如被向下流股带入液相穴深处而形成内部卷渣。

（7）挑渣条用8#钢线（或细铁线），在钢线上结钢瘤或渣块，有钢瘤的8#线熔断到结晶器钢液内部，如被坯壳捕作到而形成皮下卷渣，如进入液相穴深处而形成内部卷渣。

（8）拉速波动，特别是在升速或降速过程，由于拉矫机电机转速发生变化，从而造成结晶器液面波动，从而形成渣条，形成的渣条被卷入结晶器坯壳上形成卷渣。

预防措施：
（1）减少造成结晶器液面波动原因，减少渣条产生，挑渣条要挑净。

一旦结晶器内钢液面瞬间波动超过±5mm，浇注工要重点观察结晶器内保护渣情况，结晶器内钢液面瞬间波动超过±10mm，机前浇注工有权立即停浇。

（2）每浇次第1、2包及换包过程中，浇注工要注意液面波动情况并观察结晶器保护渣渣条情况，如有渣条浇注工及时挑净。

（3）中包在浇注过程中，要求中包深度不小于300mm，否则机前停浇。

（4）铸中调整水口渣线时，要求先将渣条挑净并保证液渣厚度达到10mm以上方可调整水口渣线，并且一次调整量不许大于液渣层厚度。

（5）开浇升速过程中液渣厚度大于5mm方可升速，以防卷渣。

（6）中包内不许有杂物，中包烘烤过程中掉料，要求开浇前彻底清净，否则不许开浇。

（7）挑渣条必须使用木条。

（8）机前要相应调整好中包氩气量，大包工合理补加覆盖剂，以保证中包不出现中包浇注孔附近出现钢液面剧烈波动。

（9）恒拉速操作。

3.1.2 铸坯内部卷渣（或夹杂）产生原因及预防措施
产生原因：
（1）铸机停浇中包降速过快，造成尾坯缩孔较长，液态或固态保护渣流入铸坯缩孔中位置较长，在正常切割条件下不能将缩孔切净从而形成尾坯夹渣。

（2）切尾未按标准切割，造成尾部夹渣。

（3）中包停浇深度较浅（小于200mm），导致在浇注末期中包渣被卷入结晶器内，形成铸坯卷渣。

（4）钢液镇静时间不够（或弱吹氩时间短），造成钢液内夹杂物未充分上浮，导致夹杂物在结晶器内上浮被凝固前沿捕作到而形成内部夹杂。

（5）由于大包-中包、中包表面、中包-结晶器、结晶器表面保护不好，造成钢液发生二次氧化，形成夹杂物在结晶器内上浮排除，有一部分被凝固前沿捕作而形成内部夹杂。

（6）挑渣条用8#钢线（或细铁线），在钢线上结钢瘤或渣块，8#线熔断到结晶器内，进入液相穴深处形成内部卷渣。

（7）中包内钢液面剧烈波动，造成中包内覆盖剂被卷入结晶器内形成卷渣，进入液相穴深处形成内部卷渣。

解决措施：
（1）严格执行方坯中包降速标准，以控制尽可能短的尾坯缩孔长度。

（2）严格执行中包停浇深度，以减少因中包钢液深度过浅而造成中包渣被卷入铸坯内。

（3）在事故状态停浇下，因此时铸坯缩孔较长，为保证铸坯质量要求切尾长度不小于3m。

（4）中包停浇深度不小于200mm。

（5）控制合理的钢液镇静时间，减少VD、LF炉处理结束后因温度过高，采取特大氩气流量吹来降温，保证钢液中大型夹杂物上浮。

（6）加强大包-中包、中包钢液表面、中包-结晶器、结晶器钢液表面等保护浇注，减少钢液二次氧化。

3.2裂纹产生原因及预防措施
3.2.1表面裂纹原因及预防措施
产生原因：
（1）结晶器内壁，特别是弯液面附近有凹坑、龟裂、镀层脱落等缺陷或结晶器弯液面以下有凹坑等缺陷时，在有缺陷处，如保护渣流入不好即不能添到缺陷处，造成此处坯壳的凝固前沿冷却不均，受热应力作用形成微小裂纹，在二冷区发展，在铸坯的表面或皮下形成较大裂纹。

（2）由于保护渣流入不好，导致局部坯壳与结晶器铜管直接接触，从而导致坯壳局部过冷而使铸坯收缩较大，从而使铸坯坯壳在结晶器内形成气隙，从而导致铸坯的凝固前沿凝固不均而形成微小裂纹，在二冷发展形成表面裂纹。

（3）钢中[P]、[S]含量较高（[P]≥0.025%，[S]≥0.015%），导致铸坯冷脆、热脆较大，易产生裂纹。

解决措施：
（1）结晶器结晶器弯液面不许有龟裂、凹坑等缺陷，其它部位缺陷不许超标，否则通知调度更换结晶器。

（2）控制合理的保护渣熔渣层厚度及减少渣条量，保证液渣的均匀流入，防止局部坯壳与结晶器铜板直接接触。

（3）结晶器内钢液面瞬间波动超过±5mm，作为注意材，结晶器内钢液面瞬间波动超过±10mm，机前停浇。

（4）降低钢液中[P]、[S]含量，[P]≤0.025%、[S]≤0.015%。

3.2.2内部裂纹产生原因及预防措施
产生原因：
（1）中包过热度过高（高于30℃以上），由于铸坯内部的柱状晶比较发达，易导致铸坯内部由于柱状晶搭桥而形成微小缩孔，或易导致柱状晶发达，又因为柱状晶发达造成在柱状晶间隙易形成小裂纹，形成的小裂纹在二冷发展形成较大裂纹。

（2）铸机对弧不好，特别是结晶器与足辊、足辊与支撑导向段、支撑导向段内部对弧超标，造成铸坯在凝固前沿受外应力作用而形成内部裂纹。

（3）二冷水状态不好，造成铸坯在凝固前沿产生应力作用或造成铸内部局部柱状晶发达，从而导致铸坯内部开裂形成铸坯内部裂纹。

（4）保护渣流入不好、液面波动等原因在结晶器内形成渣条，造成铸坯冷却不均，在凝固前沿形成微小裂纹，在二冷发展形成铸坯内部裂纹。

（5）电磁搅拌投入状态不好：电流波动低于下限值、投入量过小、未投电磁搅拌等，造成铸坯内部柱状晶发达，易产生裂纹。

（6）在升降速过程中特别是降速过程中，由于二冷水管道阀门的开与关需要一定时间，从而导致二冷水没有跟上拉速变化，造成铸坯过冷，从而在短时间内铸坯受强冷作用导致铸坯内部形成小裂纹，发展形成较大裂纹。

（7）由于结晶器偏振，造成铸坯的凝固前沿受外应力作用，造成在凝固前沿形成小裂纹，在二冷发展形成较大裂纹。

解决措施：
（1）严格控制按钢种要求控制中包过热度，减少铸坯内部微小缩孔形成或降低柱状晶发展程度。

（2）严格按标准进行中包降速、按标准进行切尾操作，保证尾坯内部质量。

（3）更换结晶器要对足辊与弧形段进行对弧检验，并不定时的对结晶器与足辊对弧情况进行检验。

（4）每浇次停浇后认真检查二冷水、辊道情况，不满足要求时，不许生产。

（5）连铸主控工要随时掌握电磁搅拌的电流波动情况，若电磁搅拌的电流波动大于±10A，要记录好流号、起止时间，电磁搅拌投不上或电流低于400A按标准长度切废。

（6）机前发现结晶器偏振，通知检修人员测量结晶器偏振幅度，及时调整。

（7）恒拉速浇注。

3.3铸坯皮下气泡缺陷
铸坯产生皮下气泡有以下主要原因：
（1）中包涂抹及烘烤温度低，造成中包涂抹料中水分未完全蒸发干净。

（2）用柴油烘烤时，柴油漏入中包。

（3）由于出钢加入的终脱氧剂数量不足，造成钢中残有一定数量的[O]，而造成在凝固过程中出现二次C-O反应，而造成在铸坯内部出现气孔。

（4）在大包不自浇过程中，由于钢液发生严重的二次氧化，而造成钢液中[O]含量大幅度增加，而造成铸坯内部出现气泡(图8）。

图8
预防措施：
（1）针对中包涂抹及烘烤温度低
①中包周转包涂抹温度＞100℃，并且涂抹工作在3小时内必须完成，以便于
充分利用余热干燥涂抹层。

②要保证浇铸前9000C以上温度烘烤时间＞2小时。

③中包温度＞10000C时方可投付使用。

（2）中包改柴油烘烤为煤气烘烤。

（3）要求炼钢出钢要求保证钢液的脱氧程度。

在LF要求造白渣，并要求白渣保持时间。

（4）提高大包自浇率。

4、结束语
通过以上操作能够很好地保证连铸坯质量，减少了废品的产生，同时也降低了质量异议的产生，为公司减少了经济损失。