连铸板坯的质量保证
连铸坯质量缺陷
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：⑴无渣出钢。
连铸坯的缺陷及控制
二冷段和末端区的电磁搅拌可有效抑制枝晶搭桥形成封闭 的液窝。
连铸主要工艺参数
① 拉坯速度及其控制 ② 铸坯的冷却（结晶器冷却、二次冷却）
连铸坯的内部凝固是在出结晶器后进行的，后继的二次水冷、 弯曲矫直等直接影响内部质量。
连铸坯的缺陷及控制
提高连铸坯内部质量的工艺措施：
① 控制二冷段的传热，使铸坯均匀凝固，提高等轴晶率； 偏析、缩孔、缩松
② 降低浇钢的过热度； ③ 使用性能好的保护渣，防止钢水二次氧化和污染； ④ 控制拉速，保证连铸机正常运行； ⑤ 电磁搅拌（二冷段和末端区）。 偏析、缩孔、缩松
连铸坯的缺陷及控制
提高连铸坯表面质量的工艺措施：
① 控制结晶器的传热，使初凝固壳均匀； 裂纹、凹陷
② 控制结晶器的振动；
振痕、横裂纹
③ 使用性能好的保护渣；
气孔、夹杂
④ 优化结晶器结构；
倒锥角度，弧形壁
⑤ 电磁搅拌；
气孔、夹杂
⑥ 软接触电磁连铸。
振痕、裂纹
电磁搅拌的部位：
结晶器电磁搅拌：
（1）借助旋转电磁场使连铸 机结晶器内的金属液产生平 面旋转，去除杂质、气体。
结晶器电磁搅拌：
（2）扩大等轴晶区改善宏观 偏析，减少粗大柱状晶区 。
软接触电磁连铸：
软接触电磁连铸：
（1）减轻结晶器振动对弯月 面的影响，液态渣膜连续均 匀。
软接触电磁连铸：
（2）减小初凝壳对结晶器的 连铸坯的内部缺陷
裂纹 气孔 夹杂 缩孔、缩松 成分偏析
连铸坯的缺陷及控制
连铸坯的缺陷及控制
1. 连铸坯的表面缺陷
裂纹 气孔 夹杂 振痕、凹陷 成分偏析
连铸坯的缺陷及控制
1. 连铸坯的表面缺陷
连铸坯质量
● 对于极细的钢丝（如直径为0.10-0.25mm 对于极细的钢丝（如直径为0 10- 25mm
的轮胎钢丝）和极薄钢板（如厚度为 025mm的镀锡板） mm的镀锡板 0.025mm的镀锡板）中，其所含夹杂物的尺 寸就可想而知了。 寸就可想而知了 。 夹杂物的尺寸和数量对 钢质量的影响还与铸坯表面积有关。 钢质量的影响还与铸坯表面积有关。
采用压缩浇铸技术或者应用多点矫直技术二冷区采用合适夹辊辊距支撑辊准确对弧二冷水分配适当保持铸坯表面温度均匀合适拉辊压下量最好采用液压控制机构带液心的铸坯在运行过程中于两支撑辊之间高温坯壳中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
连铸坯质量控制
内容提要
◆ 连铸坯的质量评价 ◆ 连铸坯的纯净度及控制 ◆ 连铸坯表面质量及控制 ◆ 连铸坯内部质量及控制 ◆ 连铸坯形状缺陷及控制
星状裂纹 一般发生在晶间的细小裂
呈星状或呈网状。 纹，呈星状或呈网状。通常是隐藏在氧化铁 皮之下难于发现， 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 铸坯表面。 的渗透，或者有AlN,BN或硫化物在晶界沉淀， AlN,BN或硫化物在晶界沉淀 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, 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。 而导致裂纹的形成。
其实早在结晶器内坯壳表面就存在细小裂纹， 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。 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 晶器弯月面区初生坯壳厚度不均匀 ， 了坯壳高温强度， 在薄弱处产生应力集中致使纵向裂纹。 了坯壳高温强度 ， 在薄弱处产生应力集中致使纵向裂纹 。 坯壳承受的应力包括： 坯壳内外， 坯壳承受的应力包括 ： 坯壳内外 ， 上下存在温度差 产生的热应力； 产生的热应力 ； 钢水静压力阻碍坯壳凝固收缩产生的应 力； 坯壳与结晶器壁不均匀接触而产生的摩擦力。这些 坯壳与结晶器壁不均匀接触而产生的摩擦力。
连铸坯的质量控制概述
提高铸坯洁净度的措施： （1）无渣出钢 （2）选择合适的精炼处理方式 （3）采用无氧化浇铸技术 （4）充分发挥中间包冶金净化的作用 （5）选用优质耐火材料 （6）充分发挥结晶器的作用 （7）采用电磁搅拌技术，控制铸流运动
三、铸坯表面质量及控制
控制表面质量的必要性 表面缺陷的形成 表面裂纹的主要种类 液面结壳 凹坑和重皮
4.3.2 内部纵向裂纹
包括中心线裂纹、三角区裂纹和角部裂纹 形成原因：液相穴末端板坯鼓肚；
板坯宽面、窄面鼓肚 主要影响因素：
1、浇铸速度过快； 2、浇铸温度过高； 3、钢水含硫量过大； 4、结晶器锥度太小； 5、铸流不对正。
减少内部裂纹的措施
采用多点矫直技术以弥补单点矫直的 不足
二冷区采用合适的夹辊辊距，支撑辊 准确对弧
对弧，并确保二冷区的均匀冷却
5.2 圆柱坯变形
定义：圆坯变形成椭圆形或不规则多边 形。圆坯直径越大，变成随圆的倾向越 严重。
椭圆变形原因： （1）圆形结晶器内腔变形 （2）二冷区冷却不均匀 （3）连铸机下部对弧不准 （4）拉矫辊的夹紧力调整不当，过分压下
应对圆柱坯变形的措施： （1）及时更换变形的结晶器 （2）连铸机要严格对弧 （3）二冷区均匀冷却 （4）可适当降低拉速
3.5 深振痕
结晶器上下振动时，在铸坯表面形成 周期性的和拉坯方向垂直的振动痕迹。 较深（大于0.5mm）时，振痕谷部会 形成缺陷，危害成品质量。
振痕深度与振动参数、含碳量、保护 渣性能及结晶器液面波动状态等因素 有关。
3.6 表面气泡（和皮下气泡）
形成原因：凝固过程中，钢中氧、氢、氮 和碳等元素在凝固界面富集，当其生成的 CO、H2、N2等气体的总压力大于钢水静 压力和大气压力之和时，即有气泡产生。
板坯工艺技术质量要求
1
2
3
4
5
6
7
8
钢类别
采用标准
钢牌号
特殊要求
产品流向
其他要求
钢类别 代码第一位： （代码第一位：A-Z)
采用标准 代码第二位： （代码第二位：A-Z)
代码 A B C E F G H I J K L M N Z
内容 碳素结构钢 优质碳素结构钢 低合金高强度结构钢 船用钢 压力容器用钢 锅炉用钢 桥梁用钢 合金结构钢 汽车大梁用钢板 焊接结构钢 管线用钢 模具用钢 Z向性能钢 向性能钢 其它
代码 A B C D E F G H I J
内容 协议 企标 国标 冶标 德国标准 美国标准 日本标准 国内军标 欧洲标准 国际标准
Z
其它
特殊要求 代码第六位： （代码第六位：0-9)
产品流向 代码第七位： （代码第七位：0-9)
代码 1 2 3 4
内容 无规定 探伤 热处理 探伤+热处理 探伤 热处理
2、连铸坯技术质量条件 、
根据宽厚扳厂《工艺质量管理办法》，宽厚板厂质量检验分 为原料质量检验、过程质量检验和最终质量检验。宽厚板厂 的生产原料来源于公司的炼钢厂，板加作业区负责原料的入 厂验收，对按材质代码交付的原料，宽厚板厂应按对应的产 品技术质量要求进行原料验收。 对于从钢厂送来的连铸坯或钢锭，应按三级系统中的原料输 送单与实物核对炉号、熔炼号、规格、数量、重量、化学成 分等进行表面质量、外形、尺寸检查验收。对于入厂检验不 合格的原料，在MES系统中填写《原料检验不合格品检验及 处置记录》表，通过MES系统调用天车吊放指定的板坯到待 处理区。
1 宽厚板厂产品实现过程
连铸坯质量控制
连铸坯质量控制连铸坯质量控制概述连铸坯是铸造工序中的一项重要环节，其质量直接影响到后续热加工和成形过程中的产品质量。
因此，对于连铸坯的质量控制十分关键。
本文将介绍连铸坯质量控制的主要内容和方法，并阐述其重要性及影响因素，匡助读者更好地理解和应用质量控制方法。
重要性连铸坯的质量控制对于保证最终产品的质量和性能具有重要意义。
一方面，优质的连铸坯可以减少缺陷的产生，提高产品的表面光洁度和机械性能；另一方面，良好的质量控制可以减少生产中的浪费和成本，提高生产效率，增加企业的竞争力。
影响因素连铸坯的质量受到多种因素的影响，包括：1. 原料成份和纯度2. 浇注温度和浇注速度3. 结晶器结构和冷却水温度4. 结晶器护盖的材质和形状5. 连铸速度和拉速6. 过度超熔度和段距这些因素的合理控制和调整，可以有效地提高连铸坯的质量。
质量控制方法质量控制步骤连铸坯质量控制主要包括以下几个步骤：1. 原料质量检验：对原料的成份、纯度及其它关键指标进行检验，确保原料的质量符合要求。
2. 浇注质量控制：合理控制浇注温度和速度，以避免过热或者过冷引起的坯体缺陷。
3. 结晶器质量控制：结晶器的结构和冷却水温度对坯体的结晶质量有直接影响，因此需加强结晶器的质量控制。
4. 连铸速度和拉速控制：坯体的连铸速度和拉速会影响坯体的晶粒细化程度和坯体的机械性能，需要进行合理的控制。
5. 坯体表面质量控制：通过加强护盖材料和形状的选取，合理调整过度超熔度和段距，以提高坯体表面的光洁度。
质量控制指标连铸坯的质量控制需要依据具体产品的要求和标准来制定相应的指标。
普通来说，常见的质量控制指标包括：1. 外观质量：包括表面光洁度、无裂纹、无疤痕等；2. 坯体几何尺寸：包括宽度、厚度、长度等；3. 结晶质量：包括坯体的晶粒细化程度、晶界清晰度等；4. 坯体力学性能：包括抗拉强度、屈服强度、延伸率等；以上指标应根据产品要求，通过实验和测试方法进行监控和评估。
连铸坯质量的控制
连铸坯质量的控制
一、引言
连铸是钢铁生产过程中的重要环节，其连铸坯的质量影响着钢质的稳定性、物
理性能和化学成分等方面。
因此，连铸坯质量控制一直是钢铁生产中的关键技术之一。
二、连铸坯质量的影响因素
1.原料质量：包括钢水、氧化渣等的质量；
2.坯型结构和尺寸：坯型结构和尺寸的设计直接影响坯料的冷却效果和
内部应力状态；
3.坯料表面状态：表面缺陷会在浇铸过程中暴露出来，影响坯料的质量；
4.坯料内部缺陷：坯料内部缺陷会影响钢材的使用寿命和物理性能；
5.连铸工艺参数：包括浇注速度、结晶器温度和冷却水流量等。
三、连铸坯质量控制的措施
为了控制连铸坯质量，需要在生产过程中采取以下措施：
1.加强原料质量控制：保证钢水、氧化渣等原料的质量，避免对坯料质
量的不利影响；
2.优化坯型设计：通过设计合理的坯型结构和尺寸，使坯料均匀冷却、
内部应力均匀分布；
3.改进坯料清理技术：减少表面缺陷的产生；
4.加强坯料表面处理：处理坯料表面缺陷，消除缺陷部位；
5.控制连铸工艺参数：调整浇注速度和结晶器温度等工艺参数控制坯料
成分，改善坯料品质。
四、
通过加强原料质量控制、优化坯型设计、改进坯料清理技术、加强坯料表面处
理和控制连铸工艺参数等措施，可以有效地控制连铸坯质量。
同时，连铸坯质量控制也是钢铁生产中不可或缺的环节，对于提高钢材质量和降低成本都具有非常重要的意义。
连铸工艺、设备--09连铸坯质量控制
液相穴内夹杂物上浮示意图： ａ—带垂直段立弯式连铸机； ｂ—弧形连铸机
B.连铸操作对铸坯中夹杂物的影响
连铸操作有正常浇注和非正常浇注两种情况。
在正常浇注下，浇注过程比较稳定，铸坯中 夹杂物多少主要由钢液的纯净度决定。
B.连铸坯的表面质量：
指连铸坯表面是否存在裂纹、夹渣及皮下 气泡等缺陷。
连铸坯的表面缺陷主要决定于钢水在结晶 器的凝固过程。它是与结晶器内坯壳的形 成、结晶器振动、保护渣性能、浸入式水 口设计及钢液面稳定性等因素有关的，必 须严格控制影响表面质量的各参数在合理 的目标值以内，以生产无缺陷的铸坯，这 是热送和直接轧制的前提。
2.钢包精炼。
根据钢种的需要选择合适的精炼处理方法，以均 匀温度、微调成分、降低氧含量、去除气体夹杂 物、改善夹杂物形态等。
3.无氧化浇注技术。
从钢包→中间包用长水口，中间包→结晶器用浸 入式水口（板坯、大方坯）或气体保护（小方 坯），中间包采用覆盖剂，结晶器用保护渣。
4.充分发挥中间包冶金净化器的作用。
C.在操作中，注温和拉速对铸坯中夹杂物也有 一定影响
当钢液温度降低时，夹杂物指数升高；随着 拉速的提高，铸坯中夹杂物有增多的趋势。
D.耐火材料质量对铸坯夹杂物的影响
注连铸过程中由于钢液和耐火材料接触， 钢液中的元素（锰和铝等）会与耐火材料中 的氧化物发生作用生成夹杂物，当其不能上 浮时就遗留在铸坯中。
2.连铸坯中夹杂物的类型和来源
类型：取决于浇注钢种和脱氧方法。在连铸 坯中较常见的夹杂物有Al2O3和以SiO2为主并 含有MnO和CaO的硅酸盐，以及以Al2O3为主 并含有SiO2、CaO 和CaS等的铝酸盐。此外还 有硫化物如FeS、MnS等。
连铸板坯裂纹的可能原因
连铸板坯裂纹的可能原因连铸板坯裂纹是指在连铸过程中板坯表面或内部出现的裂纹现象。
连铸板坯是制造板材的重要中间产品，其质量直接关系到最终产品的质量。
因此，了解连铸板坯裂纹的可能原因对于提高板材质量具有重要意义。
连铸板坯裂纹的可能原因主要包括以下几个方面：1. 温度控制不当：温度是连铸过程中最重要的控制参数之一。
如果连铸板坯的冷却速度过快或过慢，都会导致板坯表面或内部的温度梯度过大，从而引起裂纹的产生。
此外，连铸机的冷却水温度和流量的不稳定也会对板坯的温度分布产生影响，进而导致裂纹的形成。
2. 铸造过程中的应力：连铸板坯在冷却过程中由于温度变化而产生应力，如果应力超过了材料的承受能力，就会引起裂纹。
铸造过程中的应力主要包括热应力、冷却应力和收缩应力。
热应力是由于连铸板坯的非均匀冷却引起的，冷却应力是由于冷却水的不均匀冷却引起的，而收缩应力是由于连铸板坯的收缩引起的。
3. 材料质量问题：连铸板坯的质量直接关系到裂纹的产生。
如果原料中存在夹杂物、气孔或其他缺陷，都会在连铸过程中发展为裂纹。
此外，连铸板坯的化学成分和物理性能也会对裂纹的形成起到重要影响。
4. 连铸工艺参数调整不当：连铸过程中的各项工艺参数对于连铸板坯的质量具有重要影响。
如果连铸机的浇注速度、结晶器的冷却强度、结晶器的振动频率等参数调整不当，都会导致连铸板坯出现裂纹。
为了避免连铸板坯裂纹的产生，可以采取以下措施：1. 合理控制连铸过程中的温度，保证板坯的均匀冷却。
2. 优化连铸工艺参数，确保连铸板坯的质量稳定。
3. 加强原料检验，确保原料的质量达标。
4. 定期检查和维护连铸机设备，确保设备的正常运行。
5. 引入先进的控制技术，如自动化控制系统和智能监测设备，提高连铸过程的稳定性和可控性。
连铸板坯裂纹的产生是由多种因素共同作用的结果。
通过合理控制连铸过程中的温度、调整工艺参数、优化原料质量以及加强设备维护，可以有效地避免连铸板坯裂纹的产生，提高板材的质量。
连铸坯质量控制
连铸坯质量控制连铸坯质量控制引言连铸坯质量是决定钢铁产品质量的重要因素之一。
在连铸过程中，通过控制连铸坯的凝固结晶形貌、尺寸尺寸以及内部缺陷等，可以保证最终钢铁产品的质量稳定性。
本文将介绍连铸坯质量控制的基本原则和常用技术手段。
1. 连铸坯凝固结晶形貌控制1.1 凝固路径设计连铸坯的凝固路径设计是影响凝固结晶形貌的关键因素。
凝固路径包括主要凝固温度区间、凝固速度以及凝固过程中应有的温度梯度等要点。
通过科学合理地设计凝固路径，可以控制连铸坯的凝固结晶形貌，提高产品的均匀性和致密性。
1.2 凝固浸没深度控制凝固浸没深度是指连铸坯在铸机中浸没的深度。
凝固浸没深度的调整可以通过调整浇注速度、浇注高度和结晶器深度等因素来实现。
恰当地控制凝固浸没深度可以优化凝固结构，减少坯壳厚度和缩孔等缺陷的发生。
2. 连铸坯尺寸控制2.1 坯型设计连铸坯的尺寸控制需要科学合理地设计坯型。
坯型设计要考虑连铸机的性能和工艺条件，以及产品需要达到的尺寸要求。
有效的坯型设计可以保证连铸坯尺寸的精确控制，减少修磨损失并提高铸坯产量。
2.2 坯型换边控制连铸坯在连铸过程中，由于挤压力和引拉力的作用，容易发生坯型换边的情况。
坯型换边会导致铸轧过程中尺寸控制困难，甚至导致产品尺寸不合格。
通过控制连铸机的工艺参数和优化设备结构，可以有效地控制坯型换边，提高铸坯质量。
3. 连铸坯内部缺陷控制3.1 结晶器设计结晶器是连铸过程中控制坯内部缺陷的关键设备。
结晶器的设计应考虑到坯内部的流动状态，并通过合理的传热和传质方式，控制连铸坯内的气体和夹杂物等缺陷。
合理的结晶器设计可以有效减少坯内部夹杂物和气体等缺陷的产生。
3.2 液相线保护措施液相线是连铸过程中凝固结构变化的关键位置。
液相线的形成过早或过晚都会导致内部缺陷的产生。
通过合理的冷却水设定和轧制工艺，可以保证液相线的稳定形成，有效控制坯内部缺陷。
结论连铸坯质量控制是保证钢铁产品质量稳定的关键环节。
连铸坯质量控制管理办法
1目的和适用范围1.1 目的：提高质量意识，规范质量行为，使质量受控。
1.2 适用范围：本程序适用于三炼钢厂连铸坯质量控制及质量管理。
2、相关文件和术语2.1 相关文件2.1.1 武钢A、B标准2.1.2 冶金产品企业标准汇编2.1.3 连铸机辊间隙测量和控制管理办法2.1.4连铸坯低倍检验管理办法2.1.5 质量事故管理办法2.1.6 三炼钢厂经济责任制2.1.7工序质量管理办法2.1.8质量异议管理办法3 职责3.1 主管领导对全厂质量工作全面负责。
3.2 厂生产技术部负责质量的归口管理，组织协调质量控制各相关环节或部门的工作配合，按工艺标准要求进行各工序计划准备，组织协调连铸生产，合理安排铸机检修及临时故障处理，及时协调解决全连铸生产中出现的质量异常，尤其应正确处理不合格钢水及批量出现缺陷坯时生产与质量的关系，确保全连铸优质、稳产，并检查各责任单位质量控制工作的落实情况。
有权对违规责任单位（人）进行考核。
3.3 厂设备部负责工序设备，备品备件和能源介质以及专用工（器）具的管理和保障，同时使工序设备状态按工艺标准要求受控，并仲栽相关单位对设备问题的争议。
3.4 炼钢车间负责为连铸车间提供成份、温度、节奏合格的钢水。
3.6 连铸车间负责连铸工艺操作标准的正确执行和各类规章制度的具体落实，并赋有铸坯在线检查的职责，及时反馈和处置各类异常信息，避免批量不合格品甚至废品的出现。
积极应用技术进步成果，不断提高铸坯质量。
3.7 运转、炉检、连检车间负责工序设备点检及维护管理，及时排除设备故障或反馈设备异常信息，保证设备运行自始至终处于受控之中，同时避免因设备偶发故障造成的不合格品或废品的出现。
4、工作程序4.1 钢水质量控制管理4.1.1 冶炼轧板用料的铁水必须100%脱硫及扒渣，并原则上保证入炉铁水硫≤0.010%，其它铁水必须按要求脱硫及扒渣，保证脱硫效果，确保扒渣时间；称量入炉；无成份铁水不得入炉。
第五讲-连铸坯内部质量控制
第六讲连铸坯内部质量的控制北京科技大学课程主要内容1.绪论2.连铸技术的发展3.凝固理论（形核、长大、凝固组织控制）4.钢液的凝固原理（结晶器、二次冷却）5.连铸坯表面质量控制6.连铸坯内部质量控制7.连铸新技术主要内容1 连铸坯中心缺陷概念2 影响连铸坯中心缺陷形成因素3 防止铸坯中心缺陷的对策4 铸坯中心缺陷形成机理5 结语前言从结晶器拉出来带有液芯的坯壳，在连铸机内边传热、边凝固、边运行而形成很长液相穴的铸坯（少则几米多则十几或二十几米），由于受凝固、传热、传质和工艺的限制，沿液相穴路径常常发生钢水补缩不好，在铸坯完全凝固后，沿铸坯轴向（拉坯方向）某些局部区域常常发现疏松、缩孔和偏析，常称为中心缺陷。
根据钢种和产品用途不同，对连铸坯中心缺陷有严格要求，板坯中心缺陷严重会引起中厚板横向性能尤其是冲击韧性不合格，管线钢抵抗，氢脆（HIC）裂纹能力恶化。
对于中高碳大方坯轧制棒材或线材产品常常会因中心缺陷严重使大方坯低倍检验不合格而导致产品合格率降低。
因此减轻铸坯中心缺陷至不使产品产生废品，这是提高连铸坯内部质量的一个重要任务。
1 连铸坯中心缺陷概念1.1 铸坯中心缺陷形貌沿铸坯横向或纵向轴线剖开经硫印或酸浸后，可显示出低倍结构，（图1-1）沿铸坯纵剖面中心轴线可发现：y中心疏松y中心缩孔y中心偏析（宏观偏析，它与疏松缩孔伴生）y点状或V形偏析（半宏观偏析）沿铸坯横剖面，则中心区有点状疏松或缩孔。
图1-1 铸坯低倍形貌1.2 铸坯中心缺陷评价（1）宏观评级零级相当于中心结构致密，5级为中心疏松尺寸大且连续。
在高过热度浇铸时，约80%铸坯相当于1、2、3级，而20%铸坯相当于4、5级。
（3）化学元素分布从铸坯横断面从内弧到外弧隔一定距离钻样，分析C、Si、Mn、S、P元素以表征铸坯表面至中心的成分差异（图1-3）。
图1-3 铸坯横断面成分分布从铸坯纵向轴线剖开沿中心线隔一定距离钻样，分析C、Si、Mn、S、P成分，以表征铸坯中心线区域成分差异（图1-4）图1-4 铸坯中心成分分布表1-1 铸坯偏析比也可用SEM(Scanning Electron Microscope) 来描述铸坯或轧材试样上Mn偏析图谱，以表征微观偏析状况。
板坯连铸质量提升关键技术的研究与应用
板坯连铸质量提升关键技术的研究与应用摘要板坯连铸工艺是现代工业生产中应用的主要技术，技术应用质量提升，有利于提升板坯件的生产质量。
而当前，技术研究发现，板坯连铸工艺还存在一定的问题，影响到生产质量。
因此，本文开展对板坯连铸工艺质量提升关键技术的研究探讨，文章在进行研究的过程中，以天荣炼钢厂的连铸大板坯纯净度提升工艺技术为研究对象，该厂在提质关键技术研究中提出工艺优化必要性，并以自身现有连铸技术条件为基础，开展对提质技术的探讨，最终提出了板坯连铸工艺提升措施，而根据实践验证表明，该厂提出的新技术与传统板坯连铸工艺相比有长足进步，技术应用已经符合标准，更有利于促进技术发展，保证技术快速发展。
关键词：板坯连铸；质量提升；关键技术板坯连铸生产过程中，对工艺应用质量和效率的要求比较高。
尤其是在我国工业对板坯件质量要求逐渐加强的背景下，传统板坯连铸工艺已经不能够满足生产质量需求。
工艺中存在的质量问题、效率问题已经非常明显。
因此，为优化板坯连铸工艺，相关工厂和技术研发部门正在大力开展板坯连铸工艺提升关键技术研究，希望通过关键技术研究，对传统技术进行革新，继而解决关键问题，确保生产达到最佳效果。
1.板坯连铸工艺提质技术研究的必要性分析对板坯连铸工艺进行优化研究已经势在必行，是工业生产中出现的实际问题，引导技术优化创新改革。
以天荣炼钢厂为例，改产技术升级改造，目的明确，理由充分。
首先，该厂其他工艺已经升级，为满足板坯连铸生产新需求，更要求做好技术改造。
如，该厂2#板坯连铸设备进行了升级改造，将浇注断面增加至180*670～870mm，浇注拉速提升至1.0～1.2m/min，年产量可达到220万吨。
为尽快使用新生产模式，要求对板坯连铸工艺进行再次优化，确保工艺与整体技术流程匹配。
其次，传统工艺问题严重。
传统的板坯连铸工艺开始逐渐暴露问题，严重影响到生产。
如，传统生产工艺已经适用现高拉速，连续的大批量生产模式。
造成的铸坯质量纯净度不稳定，铸坯氧含量高、夹杂物超标等缺陷，铸坯氧含量最高超过120ppm，夹杂物等级达到3.5级，严重影响产品质量。
连铸坯质量及控制方法
连铸坯质量及控制方法1、连铸坯质量的含义是什么？最终产品质量决定于所供给的铸坯质量。
从广义来说，所谓连铸坯质量是指得到合格产品所允许的铸坯缺陷的严重程度。
它的含义是：——铸坯纯净度（夹杂物数量、形态、分布、气体等）。
——铸坯表面缺陷（裂纹、夹渣、气孔等）。
——铸坯内部缺陷（裂纹、偏析、夹杂等）。
铸坯纯净度主要决定于钢水进入结晶器之前处理过程。
也就是说要把钢水搞“干净”些，必须在钢水进入结晶器之前各工序下功夫，如冶炼及合金化过程控制、选择合适的炉外精炼、中间包冶金、保护浇注等。
铸坯的表面缺陷主要决定于钢水在结晶器的凝固过程。
它是与结晶器坯壳形成、结晶器液面波动、浸入式水口设计、保护渣性能有关的。
必须控制影响表面质量各参数在目标值以内，以生产无缺陷铸坯，这是热送和直接扎制的前提。
铸坯的内部缺陷主要决定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担。
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、结晶器和二次冷却区采用不同的工艺技术，对铸坯质量进行有效控制。
2、提高连铸钢种的纯净度有哪些措施？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，应从以下五方面着手：——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；——改善钢水流动性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（或挡渣锥），防止钢渣大量下到钢包。
（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：钢水经钢包精炼处理后，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，恢复到接近炉外精炼前的水平，使炉外精炼的效果前功尽弃。
第六章_连铸坯质量及控制
2．钢含碳量：低碳钢和高碳钢有较大的柱 状晶区；含碳量为0.18~0.45%的钢种有较 大的等轴晶区。 3．铸机机型（弧形）：内弧侧柱状晶长度 大于外弧侧柱状晶的长度。 4．铸坯断面：铸坯断面增大到一定程度后， 等轴晶率显著提高。
6．4．1连铸坯的质量特征 连铸坯的质量要求的四项指标： 1）几何形状（外观性质）； 2）表面质量； 3）内部组织致密性（内部质量）； 4）清洁度（纯净度）。 连铸坯在一个基本相同条件下凝固的，整 个长度方向的质量是均匀的。
切割断 连铸坯端部的切斜不得大于20mm，因剪切造成的宽展不得大于边长的10%。 面缺陷
内部 裂纹 偏析 条纹
在冷却、 皮下裂纹 弯曲、矫 直过程中， 铸坯内部 中间裂纹 变形率超 过该钢种 允许的变 矫直裂纹 形率 压下裂纹
分布在铸坯表皮往里20mm左右的范围内，并与表面相垂直，大 部分靠角部附近。
在板坯厚度中心线上出现的裂纹。 凝固末期铸坯心部的收缩，由于钢水温度过高，浇注太快，二冷过激，造成 的裂纹。
中心 疏松
中心 偏析
中心疏松常伴随着中心偏析。
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， 中心部位碳、磷、硫的含量明显高于其它部位。
A板坯 该类产品主要是用于消费品，因此它们必 须在轧制后具有好的加工性能，足够的强 度和漂亮的外观，此外还要求与其它材料 相比具有竞争力。
6.6.2易切削钢用连铸坯 易切削钢中常添加有硫或铅，其目的是得 到需要的易切削性能，即造成许多低硬度 的大颗粒夹杂物以减轻工具的磨损和降低 切割力以及摩擦力。
B类：氧化铝类
夹杂物分类
C类：硅酸盐类 D类：钙铝酸盐类 DS（E）类：氮化物类
形 状 缺 陷
连铸薄板坯质量控制
① 包 晶反 应 ； 铸 坯原 始组 织不 化 ， 吸 收 变 形 的 晶 界 面 积 相 对 增 ② 均 匀 ； 部分再 结 晶 区轧制 或轧 加 ，本身抗裂纹性就会提高 。 ③ 后 层流冷 却 不均匀 等 。薄板 坯连 铸 连轧 工艺 中 ，轧 前原 始奥 氏体
晶 粒 比冷 装 再 加 热 后 要 粗 大 。 同
连 铸 薄板 坯 内部 质 量
混 晶
表 面夹 渣是 铸坯 和 最终 轧 制
混 晶产 生 的主 要原 因在 于 ：
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夹杂物
铸 坯 中存 在 夹杂物 直接 影 响
产 品都 要避 免 的严 重缺 陷 。浇铸 结 晶器在振 动 时形 成 的拉应 力 使 时 由 于保 护 渣热 传 导性 差 ，易发 处 在外 壳处 的保护 渣 由弯 月面 处 生夹 渣并 会使 夹 渣 区域 内部 的凝 卷 入 流股 形成 ，这种 缺 陷 目前 还 同速 度 降低 ，坯 壳 变薄 ，容 易造 不 能 完全 避 免。理 论 上 ，沿 整 个
现 热 应 力集 中 ，预 防 细 小 裂 纹 的
气 的吸 人 ，避 免 注流 氧化 产 生 浮 不足 、钢 水过热度 大 、二次氧化 、
渣。
产 生 和发展 。此 外 ，保证 钢 水 质
件。
为 了减 轻 和消 除薄板 坯 表 面 有 关 。
量 可 以为连 铸生 产创 造 良好 的 条 夹渣 缺 陷 ，浸 入式 水 口的设 计必 须合 理 ，保 证 最 大 的弯月 面 流速 低 丁 产 生 夹 渣 的 临 界值 。此 外 ， 采 用 结 晶 器 液 面 自动 控 制 技 术 ， 表面夹渣
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2.2.3铸坯中偶然性夹杂物。如水口堵塞物，冲 入液相穴而留在铸坯中（图2－3）；
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图2－3（a）在线硫印夹杂物在板坯厚度方向 13 统计结果
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图2－3（b）金相观察铸坯厚度方向上夹杂物的分布
高附加值产品对洁净度要求：
• 钢中总氧T[O] 要低（<20ppm） • 夹杂物数量少 • 夹杂物尺寸要小（<50μ m） • 夹杂物形态要合适
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2.2 连铸坯夹杂物分布特征 2.2.1铸坯厚度1/4处夹杂物集聚（图2－1)
图2－1a铸坯内夹杂物分布
(2)中间包控流装置
·中间包不是简单的过渡容器，而是一个冶金反应容器， 对钢水进入结晶器之前进一步进行净化；
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·中间包中促进夹杂物上浮的方法： 1）增加钢水在中间包平均停留时间t：
t＝w/（a×b×ρ ×v） 中间包向大容量深熔池方向发展。 2）改变钢水在中间包流动路径和方向，促进夹杂物 上浮（图2－10） －挡墙＋坝（Weir+Dam） －多孔挡墙（Baffle） －阻流器(Turbostop) 中间包中 钢水夹杂物不同去除机制的贡献如表 3所示：
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图2－10（a）中间包设置示意图
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图2－10 （b）中间包阻流器示意图
图2－10 中间包控流装置
第六讲 连铸坯表面质量控制
◆ 横裂纹可位于铸坯面部或角部
◆ 横 裂 纹 与 振 痕 共 生 ， 深 度 2 ～ 4mm ， 可 达 7mm，裂纹深处生成FeO。不易剥落，热轧板 表面出现条状裂纹。振痕深，柱状晶异常，形 成元素的偏析层，轧制板上留下花纹状缺陷。
◆ 铸坯横裂纹常常被FeO覆盖，只有经过酸洗 后，才能发现。
－沿振痕波谷处元素呈正偏析。
这样，振痕波谷处，奥氏体晶界脆性增大，为裂纹产生提 供了条件。
（2） 铸坯运行过程中，受到外力（弯曲，矫直，鼓肚， 辊子不对中等）作用时，刚好处于低温脆性区（图1－ 5）的铸坯表面处于受拉伸应力作用状态，如果坯壳所 受的ε临>1.3%，在振痕波谷处就产生裂纹。
3.3.3影响产生横裂纹因素
结晶器弱冷，有利于减少纵裂纹（图3－ 11）。
图3-11 结晶器弱冷对小纵裂的影响
（6） 结晶器的锥度
图3-12 结晶器锥度和钢成分对皮下内裂的影响 （断面尺寸240x240mm,拉速0.7m/min）
◆ 锥度<0.8%/m，窄面凸出→角部纵裂； ◆ 锥度>0.8%/m，窄面凹入→无角部纵裂。
（7） 结晶器振动
3.3.2横裂纹产生原因
（1） 横裂纹产生于结晶器初始坯壳形成振痕的波谷处，振痕 越深，则横裂纹越严重，在波谷处，由于： －冷却速度降低，晶粒粗大（图3－13）；
图3-13 铸坯内γ晶粒尺寸对裂纹的影响
－奥氏体晶界析出沉淀物（AlN,Nb(CN)）,产生晶间断裂 （图3－14）；
断裂前
断裂后
图3-14 钢在600~900℃区域内发生脆断示意图
（1） 结晶器初始坯壳均匀生长
◆ 热顶结晶器（弯月面区热流减少50～60％） ◆ 波浪结晶器（弯月面区热流减少17～25％） ◆ 结晶器弱冷 ◆ 合适结晶器锥度
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连铸板坯的质量保证
发表日期：2007-11-3 阅读次数：262
摘要:连铸板坯的质量控制十分重要。
自从应用连铸以来在实验中和生产实践中找到了很多提高连铸板坯质量的方法,随着科技的进步新的更好的方法会不断地涌现。
关键词:板坯连铸机; 钢水质量; 温度控制; 中间包; 扇形段
大型板坯连铸机的出现是冶金历史上的一次重大的革命。
从而淘汰了多年使用的铸锭、脱锭、初轧的旧的生产方式,由连铸的方式代替。
生产方式的改变大大的减少了生产用地,省掉了很多机械设备,节省了大量的能源。
板坯的利用率提高到95%～97%。
因而节省大量设备投资和生产成本。
因此提高铸坯合格率和铸坯质量是生产中十分关键的问题。
下面简介提高铸坯质量的措施。
1 对钢水质量的要求
钢水要进行脱硫、脱磷、脱夹杂物的控制级温度控制。
钢水成分要进行调整,主要是调整钢水中的C、Mn、Si、Al 等成分,称之为合金微调。
钢水进行真空冶炼,主要是脱去氢气、氧气和氮气。
对钢水进行吹氩处理,目的是均匀钢水温度,并使夹杂物上浮。
经过上述处理的高质量合格钢水,由炼钢厂送入连铸厂大包回转台上,准备浇铸。
2 浇铸温度的控制
影响铸坯质量的重要因素是: 浇铸温度、浇铸速度、冷却水量、保护渣、耐火材质等。
其中浇铸温度是十分关键的要素。
钢水的铸造温度高低与钢坯中夹杂物的多少、产生内外裂纹和中心偏析及生产操作的稳定性有十分密切的关系。
当浇铸温度偏低时, 内裂和中心偏析可以得到理想的改善, 而且钢坯的晶粒组织均匀, 使得柱状晶粒减小并减少, 等轴晶粒比例提高, 但缺点是由于钢水温度低, 夹杂物
不易上浮, 中间包水口易堵。
但铸造温度高时容易产生漏钢事故, 内裂和中心偏析增强, 也可能产生钢坯纵裂使铸坯质量降低。
选择合适的铸造温度十分重要。
一般控制大包内的钢水温度为1600℃, 中间包内钢水温度为1550℃, 结晶器内钢水温度为1500℃, 偏差控制为±10℃。
3 采用大容量中间包
中间包授受大包铸入的钢水, 在铸入到结晶器内, 它具有贮存钢水, 稳流, 缓冲浇铸和浮渣的作用, 是实现多炉连浇的必须设备。
通过水利模型利用溢流坝、挡渣墙, 使钢水流向最佳化,使夹渣与钢水分离, 以免注入结晶器内。
4 结晶器铜板镀层的采用
结晶器是最核心的设备, 钢水铸入结晶器后, 在一次冷却水的作用下形成一定厚度坯壳的过程中, 结晶器铜板一直承受钢水静压力、摩擦力、钢水热量传递等。
结晶器在机械压力和热应力综合作用的恶劣条件下连续工作, 因此对具有良好导热冷却能力、耐磨性、刚性好的核心零件铜板有特殊要求。
最初采用紫铜板, 虽然导热性好, 但是强度、硬度、耐磨性低、寿命短, 造成昂贵稀缺的铜材质的浪费。
另外纯铜硬度低, 在1500℃钢水冲刷下, 使得Cu离子进入钢水中, 铸坯易产生裂纹影响质量。
后来采用含银铜板, 使其再结晶温度比纯铜板提高50℃, 可达到 318～326℃,但仍不十分理想。
后来又开发出含有Cr0.5%～1.5%、Zr0.08%～0.3%的铬锆铜板, 其硬度能提高HB100。
为提高铜板的耐磨性和防止铜离子进入钢水, 目前国际上普遍采用带镀层的铜板 ( 见图1、图2)。
单纯镀铬层, 由于铜和铬的热膨胀系数相差较大, 结合不牢。
使用中易剥落, 使铸坯产生星裂。
如果单独镀镍, 结合好但表面硬度低, 不耐磨。
因此采用Ni、Cr复合镀层, 解决了与铜
结合, 又解决了耐磨的问题。
由于复合镀层的采用, 既提高了铸坯质量又提高了铜板的使用寿命。
5 减小扇形段辊子间距
较早的辊子都采用整体辊, 为了保证辊子的强度和刚性, 辊子的直径就会很大, 一般达到
Φ300～Φ400mm。
由于辊子间距大, 使得带液心的铸坯臌肚大、变形大, 但其在弯曲和矫直区坯壳内表受拉的表面易产生裂纹。
为解决这一问题而采用多支点的分段辊, 使辊径减细到Φ100mm、Φ150mm、Φ230mm、Φ250mm。
由于增加支点减小辊径, 并通水内冷保证了强度和刚性,使铸坯臌肚变形减小, 显著提高了铸坯质量 (见图3、图4)。
为了提高辊子使用寿命, 辊子表面进行4～5mm厚的堆焊, 堆焊材料为含Cr11.50～14.00 mm,含 Ni2.5～4.0mm 合金, 采用带式、单丝摆动焊机, 硬度可达HRC47-57, 减少了维护工作量提高了生产率。
6 电磁搅拌EMS、DKS
采用电磁搅拌是为了减少柱状晶粒, 增加等轴晶, 改善中心偏析, 提高铸坯质量, 特别是特殊钢和厚钢板更为明显。
电磁搅拌将按照一定规律排列的线圈安装距铸坯表面20mm 处。
当线圈有定向电流通过就会产生定向磁场推力, 使未凝固钢液沿一定方向循环运动, 使钢液成分均匀化, 特别是使硫磷杂质均匀分散。
电磁搅拌装在结晶器中可使针孔减少, 夹杂物上浮。
设在二冷区即钢水未凝固部分为 25%～40%处时主要减少柱状晶粒, 增加等轴晶粒。
如果设在凝固尾部可解决硫磷偏析。
通过电磁搅拌大大提高了铸坯质量。
7 提高铸坯质量的其它措施
(1) 采用合理的一、二次冷却, 使铸坯表面温度控制在950℃左右。
(2) 采用漏钢装置, 减少事故发生。
(3) 采用直接晶器、多点弯曲、多点矫直。
目前已经开发出连续弯曲、连续矫直, 使用弯曲和矫直变形更有利于降低铸坯产生裂纹的可能性。
(4) 采用气水冷却。
气水冷却增大了冷却范围, 冷却均匀, 调整范围广, 提高了冷却效果。
合理选用气水比十分重要。
8 结语
为提高连铸板坯的质量, 人们已经采用了很多有利的措施。
随着科技的进步, 冶金连铸的技术将会更加先进, 板坯的质量会越来越好。