连铸坯质量控制零缺陷战略_蔡开科
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。
BOF-LF-CC生产特殊钢连铸坯的质量控制-蔡开科
图7 铸坯针孔与[O]关系
硅镇静钢，不加铝脱氧，钢中酸溶铝[Al]s 几乎为零（<0.002%）。水口堵塞不是 AMln2OO3·而SiO是2S液iO态2夹夹杂杂所（致图。5）为，此应应控生制成Mn/Si： • M可n能/S性i低时形成SiO2夹杂，增加了水口堵塞 • Mn/Si高时生成典型的液态MnO. S容iO易2上(M浮nO 54.1%，SiO2 45.9%)，夹杂物
图16 Mn与Si平衡关系
(3)控制Al2O3夹杂形 成
如图17所示，增加[Si]会形成 液态MnO·SiO2夹杂。但对于 高碳Si-K钢，如Si=0.2%则钢 中[Al]s>0.003%，可能有固 态Al2O3析出堵水口。为保持 [Al]s＝0.003%水平，则可提 高Si含量以得到液态夹杂。 然而增加[Si]加入SiFe也多， 带入的残余Al也多，成本增 加，也降低了Mn/Si比，促进 了固态SiO2夹杂形成。
有效手段 结语
前言
特殊钢的特点： l 特殊用途。轴承、齿轮、弹簧、硬线、结构件、重轨等
l 中高碳的碳锰钢 l 大部分为棒线材的长材产品（小方坯、大方坯） l 生产流程 ： BOF(EAF)—精炼（吹Ar、LF、LF+VD）—
CC。
• 我国采用BOF(EAF)—LF（VD）—CC流程。 下面仅就生产中几个问题进行讨论。
0.66～0.70 193～203 0.01～0.01 1622～1635 7.47～7.54
0.68
198
0.01
1628
7.51
0.29
130
0.04
25
1.89
2. 脱氧：用铝还是不用铝？
用Al脱氧的好处：
连铸坯质量控制-蔡开科
北 京 科 技 大 学 冶 金 学 院
连 铸 坯 质 量 控 制
北京科技大学冶金学院 蔡开科
2019/2/16
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连 铸 坯 质 量 控 制
北 京 科 技 大 学 冶 金 学 院
目
录
2019/2/16
• 连铸坯质量概念 • 连铸坯洁净度 • 连铸坯裂纹控制 • 连铸坯内部缺陷控制 • 连铸坯形状缺陷控制 • 结论
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连 铸 坯 质 量 控 制
北 京 科 技 大 学 冶 金 学 院
图2－3（b）金相观察铸坯厚度方向上夹杂物的分布
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连 铸 坯 质 量 控 制
北 京 科 技 大 学 冶 金 学 院
2.2.4铸坯表层下Ar气泡＋Al2O3夹杂（图2－4）。 • 连铸坯中夹杂物分布，导致轧制产品形成不同缺 陷。
• 转炉吹炼终点： [O] 夹 → 0 ， [O] 溶 =600 ～ 900ppm，此时T[O]= [O]溶 • 钢包脱氧合金化： [O] 溶 很低， T[O]=[O]
夹
• 用LECO仪分析的氧为T[O]量，T[O]越高， 说明钢中氧化物夹杂就越多。如AL－K钢， 钢中酸溶铝[Al]s=0.02～0.05%，由AL－ O 平衡图可知， [O] 溶 =3 ～ 7ppm. 如连铸坯 中测定T[O]＝20ppm,除去[O]溶外，氧化物 夹杂中的氧[O]夹为13～17ppm，说明钢中 5
6
轮胎钢芯线 滚珠 管线 钢轨
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连 铸 坯 质 量 控 制
北 京 科 技 大 学 冶 金 学 院
表 2 产品缺陷与夹杂物关系 钢种 DI 罐用镀锡 板 ERW 管材 镀锡板 深冲深拉用 冷轧钢板 UO 管材 UOE 管 （厚钢板）
炼钢-精炼-连铸钢中夹杂物控制蔡开科
图 3.1 转炉冶炼终点 C-O 关系图 Ⅰ区： [C][O]=0.0027
炉龄＜2500 炉 Ⅱ区： [C][O]=0.0031~0.0037
炉龄＞2500 炉 处理好溅渣护炉高炉龄与复吹关系，也就是高炉龄与产品质量的矛盾，尤其 是深冲冷轧薄板质量。 (2) 终点温度
9
终点氧含量（ppm）
1800 1600 1400
炼钢－精炼－连铸钢中夹杂物控制
蔡开科 孙彦辉 倪有金 北京科技大学
冶金与生态工程学院 2008 年 9 月
1
目录
1 前言 2 洁净钢概念 3 转炉终点氧活度的控制 4 脱氧和夹杂物的控制 5 浇注过程中的二次氧化产物的控制 6 连铸坯中的夹杂物 7 炼钢生产过程中夹杂物控制对策 8 结语
2
1前 言
T[O]<20ppm 单个 D<13μm 链状 D<200μm
防薄板表面线状缺 陷
防飞边裂纹 防止图象浸蚀
防冷拔断裂 增加疲劳寿命
酸气腐蚀
断裂
5
备注:D 指夹杂物直径
钢中夹杂物对钢质量的影响：
钢的清洁度与产品制造和使用过程中所出现的众多缺陷密切相关，一些厂家 对某些高纯度钢种发生缺陷所作的调查如表 4 所示，可以看出钢中的夹杂物尤其 是大颗粒夹杂物是引起产品缺陷的主要原因。
钢包脱氧合金化后： T[O] = [O]溶+[O]夹 对于 Al－K 钢： [Al]S=0.02-0.05％，[O]溶=4-8ppm（图 4.2）,如在连铸坯中测定 T[O]=20ppm， 则说明除[O]溶外，氧化物夹杂[O]夹为 12－18ppm，这说明钢中很干净了。
连铸坯表面裂纹形成及防止(蔡开科)
图2-17 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）
2 铸坯表面纵裂纹
（7） 结晶器振动
振痕浅，无角部纵裂纹； 振痕深，角部纵裂纹增加； 负滑脱时间值增大，板坯表面纵裂升高；＝0.2～0.3s，纵裂降低。 （8） 结晶器钢液流动 水口对中，防止产生偏流；水口材质浸蚀，出口流股不对称，造 成偏流。 水口插入深度合适
图2-8 结晶器液面波动对纵裂纹的影响
图2-9 液面控制方式对纵裂纹的影响
2 铸坯表面纵裂纹
（5） 结晶器热流和冷却
如图2-10所示，90×1000mm 板坯结晶器弯月面以下45mm热流 与纵裂纹指数关系。 ◆低碳钢（0.05%C），结晶器热 流>60Cal/cm2· s（2.1MW/ M2）, 纵裂纹增加； ◆中碳钢（0.11%C），结晶器热 流>41Cal/cm2· s(1.7MW/M2),纵裂 纹增加。
3 铸坯（1） 钢成分 C＝0.10～0.15%，坯壳厚度不均 匀性强，振痕深，表面易产生凹陷 或横裂纹；生产实践表明，C＝ 0.15～0.18%或0.15～0.20%时， 振痕浅了，铸坯边部横裂减少； 降低钢中[N]，防止氮化物沉淀； （2） 结晶器振动特点 振痕深度增加，横裂纹增加（图 3-4）； 振动频率f增加,振痕变浅，横裂纹 减少（图3-5）； 负滑脱时间增加，振痕深度增加 （图3-6），方坯tN=0.12～0.15s， 板坯tN=0.20s。
2 铸坯表面纵裂纹
（2） 结晶器钢水流动的合理性
液面波动±3～±5mm
浸入式水口对中，防止偏流 合理的浸入式水口设计（合适的出口直径，倾角） 合适的水口插入深度
（3） 结晶器振动
连铸坯质量控制
连铸坯质量控制连铸坯质量控制1. 引言2. 连铸坯质量特点连铸坯的质量特点主要包括以下几个方面：2.1 凝固结构连铸坯是通过冷却凝固过程形成的，其凝固过程直接影响到坯体的凝固结构。
凝固结构的好坏会对后续的加工以及材料性能产生重要影响。
2.2 化学成分均匀性连铸坯的化学成分均匀性是其质量的重要指标之一。
成分不均匀容易导致后续钢材性能不稳定，从而影响到产品的质量。
2.3 表面缺陷由于连铸坯制造过程中的一些不可避免的因素，气体夹杂、氧化皮等，会在坯体表面形成一些缺陷。
这些表面缺陷会对后续产品的外观质量产生负面影响。
2.4 尺寸偏差连铸坯的尺寸偏差是指坯体的实际尺寸与标准尺寸之间的差异。
尺寸偏差会影响到钢材的加工工艺和成形质量。
3. 连铸坯质量控制因素及措施连铸坯质量的影响因素众多，包括原料质量、连铸工艺参数、设备状况等。
针对这些影响因素，可以采取以下控制措施来提高连铸坯的质量：3.1 原料质量控制通过严格控制原料的化学成分和物理性能，确保连铸坯的化学成分均匀性和机械性能达到要求。
3.2 连铸工艺参数控制连铸工艺参数的合理设置对坯体的凝固结构和表面质量具有决定性影响。
需要通过优化连铸工艺参数，如冷却水流量、浇注速度等，来控制连铸坯的质量。
3.3 设备维护与改进连铸设备的状态对连铸坯质量也有重要影响。
定期进行设备维护和检修，及时处理设备故障，可以保证设备处于良好状态，进而提高连铸坯的质量。
3.4 检测手段与技术利用先进的检测手段和技术，如超声波检测、磁力检测等，可以对连铸坯进行质量检测，及时发现问题并采取相应措施。
4.连铸坯质量控制是钢铁生产中至关重要的环节。
通过对连铸坯质量特点的分析和影响因素的控制，可以采取相应的措施来提高连铸坯的质量。
这不仅对于保证下游产品质量，还对于提高工业生产效益和降低资源消耗具有重要意义。
开展连铸坯质量控制工作是必不可少的。
连铸钢水质量纯净度控制ppm战略(蔡开科)
C
鱼雷罐+喷CaC2
D 铁水罐喷石灰+Mg粉
E
铁水罐CaC2+Mg粉
F 铁水罐喷石灰+Mg粉
G
KR法
H
铁水罐喷镁粉
I
铁水罐喂包芯镁线
脱硫后 [S]/ppm
15 11 15 10.5 10 30 10 20 30
铁水罐 [S]/ppm
22 21 25 10.5 10 30 10 30 30
回硫 ppm
≤900；
70年代
≤800；
80年代
≤600；
90年代
≤100；
2000年后 ≤50。
纯净度是个相对概念，钢中的有害杂质元素降到什么样的 水平决定于钢种和产品的用途。
本文简要评述钢中五大有害元素在炼钢-精炼-连铸过程中 的去除及达到水平。
1. 钢中硫
1.1 钢中硫含量的要求
硫的主要危害：钢中[S]>0.015%时，连铸
碱度一定，渣中（FeO）太高， LP反而下降 ，渣稀会冲刷炉衬。
因此，在BOF渣R=3.0，（FeO）=20%， LP可 达150。
（2）较低的熔池温度
钢中[P]和渣中（MgO）含量的关系
（3）熔池搅拌动力学
在BOF中，LP仅为70~90，在顶底复吹转 炉，增加了熔池搅拌动能，加速了钢水与乳 化渣滴之间脱P反应，故LP比顶吹提高了 35~40%。
对于生产超低硫钢(<30ppm)，二次精炼脱硫方法有
出钢渣洗脱硫 钢包渣/金搅拌脱硫 喷石灰粉脱硫 真空室脱硫等 喂钙线脱硫
其[S]含量演变如表所示。
S<30ppm钢水脱硫
工艺 [S]开，ppm [S]终，ppm 脱硫率，% [N]终，ppm
连铸坯质量的控制
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............................................................ 错误!未定义书签。
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 (14)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 (19)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 (20)2.3.3 中间裂纹 (20)2.3.4 矫直裂纹 (21)2。
3。
5 压下裂纹 (22)2.3。
6 断面裂纹-——-中心线裂纹 (22)2。
3。
7三角区裂纹 (24)2。
3.8角部附近的裂纹 (25)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 (28)致谢 (29)摘要连铸坯质量决定着最终产品的质量。
连铸坯的质量控制
连铸坯的质量控制
2009-04-21
1、液相穴末端采用收缩 、 辊缝； 、 辊缝；2、改善铸坯导向 支撑系统； 、 支撑系统；3、更换弯曲 辊子； 、 辊子；4、调整浇铸温度 和速度； 、 和速度；5、维持正确的 结晶器锥度； 、 结晶器锥度；6、检查喷 水冷却系统； 、 水冷却系统；7、降低钢 水硫含量
夹杂物的控制
控制炼钢炉下渣量 钢包精炼渣的成分控制 保护浇铸 中间包控流装置 中间包覆盖剂 碱性包衬 钢种微细夹杂物去除 防止浇铸过程下渣和卷渣 防止Ar气泡吸附夹杂物 防止 气泡吸附夹杂物 结晶器钢水流动控制
缺
陷
原
因
主要影响因素
预防措施
内部横向裂纹
坯壳变形； 坯壳变形；坯壳受挤压
1、铸坯受弯曲力和矫 、 直力过大； 、 直力过大；2、支承辊 对正不良； 、 对正不良；3、坯壳鼓 肚；4、辊子偏心；5、 、辊子偏心； 、 钢水含硫量过大（＞ 钢水含硫量过大（＞ 0.02%） ）
1、改善铸坯导向支撑系 、 统；2、更换弯曲辊子； 、更换弯曲辊子； 3、调整浇铸温度与速度； 、调整浇铸温度与速度； 4、降低钢水硫含量；5、 、降低钢水硫含量； 、 降低辊子接触压力
内 容
铸坯表面质量及控制 铸坯内部质量及控制 连铸坯形状缺陷及控制
铸坯表面质量
控制表面质量的必要性 表面缺陷形成原因：较为复杂， 表面缺陷形成原因：较为复杂，但总体 来讲， 来讲，主要是受结晶器内钢液凝固所控 制。
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
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
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 裂纹 气孔 夹杂 振痕、凹陷 成分偏析
钢水在结晶器内形成初凝固壳的状态是决定铸坯表面质量的关键
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 压力和摩擦力 。
连铸坯的缺陷及控制
2. 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
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 优化结晶器结构气孔、夹杂
连铸坯表面质量缺陷及处理措施
连铸坯表面质量缺陷及处理措施【摘要】对于连铸板坯而言，振痕和裂纹是其主要的质量缺陷问题。
虽然这个缺陷在大多数情况下对连铸坯的质量影响不大，但是如果不及时有效的处理调还会带来很多附加的质量问题。
尤其是在生产不锈钢和高强度钢品种时，这种质量缺陷所带来的弊端更加明显。
【关键词】连铸坯；振痕；质量影响1振痕形成机理在连铸坯生产中，振痕和裂纹是两种最为常见的质量缺陷问题，主要是由于弯月面顶端溢流造成的，该缺陷形成以后会附带其他质量缺陷一并产生。
2振痕对铸坯质量的影响振痕对连铸坯的质量影响会导致后期出现列裂纹，包括横裂纹、角部横裂纹及矫直裂纹。
如果连铸坯内掺杂的杂质较多，会导致大规模网状裂纹的出现，甚至出现穿钢现象。
如果在连铸坯出现振痕的地方晶粒很大，就会产生晶间裂纹现象，在这样的情况下需要对连铸坯修磨，从而提高成材率。
3影响振痕深度的因素振动参数对振痕形状和深度有重要影响。
其中振幅、频率、负滑脱时间及振动方式最为重要；结晶器保护渣的耗量、粘度、保温性能及表面性能等有着重要影响；.钢的凝固特性对振痕有着重要影响，特别是当钢中碳含量和钢中Ni/Cr 比影响最突出。
当钢中碳含量为0.1%左右，Ni/Cr≈0.55左右，铸坯表面振痕最深。
4减少振痕深度的措施采用小振幅（s）、高频率（f）及减少负滑脱时间（tN），可以有效的减少振痕的深度；采用非正弦振动方式可以减少振痕的深度，这是因为非正弦振动其负滑脱时间tN比正弦振动短；采用渣耗量低，粘度高的保护渣，可以使振痕深度变浅。
采用保温性能好和能增加弯月面半径的保护渣可以减少振痕深度；提高不锈钢、钢液的过热度，尤其是含钛和含铝的不锈钢对减少该钢表面振痕深度是有效的。
提高结晶器进出冷却水的温差，对减少振痕深度是有利的。
5铸坯表面裂纹5.1表面纵裂纹铸坯表面纵裂纹是铸坯最主要表面缺陷，对铸坯质量影响极大，特别是板坯和圆坯最为突出，报废量和整修量很大。
5.1.1纵裂纹类型铸坯表面沟槽纵裂纹。
连铸坯质量控制
《连铸坯质量控制》(之前上传的只讲了1/2，完整版再次传给朋友们共享。
在此祝朋友们好！对中天给予我的方便表示衷心感谢！)，第1～第6共6章，占全书的1/3左右。
讲转炉冶炼+炉外精炼的一些基本知识，可以不用看，第7章起真正接触连铸坯质量控制知识。
虽然有《连铸铸钢生产》(河北工业职业技术学院冯捷的职工培训教材)、《连铸铸钢》(武汉科技大学陈雷的教材)、《连续铸钢原理与工艺》(北科大蔡开科、程士富的教材)、《新编连续铸钢工艺及设备》(首钢工学院王雅贞的中专教材)、《品种钢、优特钢连铸900问》(工程院院士干勇主编的冶金科学技术普及读物)，但以这本《连铸坯质量控制》(蔡开科的独著)讲的最好。
好就好在深奥的道理用浅显易懂的文字进行了表述，而且极大部分知识正在工厂中应用着并改进着。
所以，我原来的单位——沙钢也将这本教材作为培训用书(我89年7月～07年7月在沙钢工作)，许茂清同志制作了100多页的PPT培训讲义。
《连铸坯质量控制》的内容，我的理解为(个人观点，本人学的是机械制造，做了4年多时间钳工，94年以后才自豪奋勇去干炉长，从此和炼钢结下了不解之缘，走上了不归路。
我不是科班出生，我的观点、书中的文本框意见仅供朋友们参考，请中天的朋友们指正！)：①一只中间包，从120mm的涂层厚度到换下时＜30mm的涂层厚度，这10多个小时侵蚀掉的100kg左右的90mm厚镁质涂料，怎么去除？②控制中心偏析(特别是C、Mn偏析)。
一是工艺参数，包括过热度、拉速(恒速、保持结晶器液面稳定，减少偏析)、比水量等；二是设备参数，a、电磁搅拌，小方坯而言，是M-EMS、还是M-IEMS、还是(M+F)-EMS；b、出足辊后为防止鼓肚，要不要密排辊，密排辊的距离需多少，会不会影响漏钢后冷钢的清理，鼓肚的实质也是解决中心偏析；c、支撑辊对中技术，钢柔性对弧样板自身的弧度准不准、对弧时的操作技巧等，支撑辊对中的目的也是通过减少鼓肚达到减轻中心偏析的目的；d、为什么品种钢如SWRCH6～35K(碳素钢冷镦盘圆用钢)、SCM435(合金钢冷镦盘圆用钢)、L09D70等钢帘线用钢、82A PC钢绞线用钢(见我整理的沙钢高品质线材的研发现状)等必须降低拉速，原因是通过降低拉速，达到二冷缓冷的目的，而缓冷又可增加等轴晶的比率，等轴晶增加了，又可以达到减轻中心偏析(低倍检测)、缩孔、疏松的目的，所以，控速的根本目的是提高质量，改善偏析；e、高温钢的危害，除易漏钢外，还导致柱状晶的比例增加，偏析(宏观、微观)加重，总之，在高效连铸机、优特钢普及的当下，随着钢水过热度的下降，连铸坯凝固过程中柱状晶生长缓慢，等轴晶比例增大，所以低过热度钢水对改善中心偏析有好处；f、F-EMS的安装位置，这一点比较主要，否则就起不到效果，F-EMS要安装在固-液两相区之间，液态比率大约30%，用射钉法检测液态厚度大约1/3处的位置，(F+M)-EMS，可进一步改善偏析；g、新技术的应用，即中间包热交换水口技术(这个技术我没有接触过)，但采用这个技术后，可以适当提高钢水过热度，在确保生产顺行的情况下，而达到进一步稳定结晶器钢水的过热度＜10℃，这样可以更进一步改善偏析。
连铸坯质量控制技术
连铸坯质量控制技术引言连铸是一种重要的铸造工艺，用于生产大批量的金属坯料。
连铸坯的质量直接影响到后续工艺的效果和产品的质量。
因此，连铸坯质量控制技术是提高产品质量和降低生产成本的关键。
本文将介绍连铸坯质量控制技术的重要性，并详细探讨了影响连铸坯质量的因素和常用的质量控制方法。
连铸坯质量的重要性连铸坯是下一步金属加工的原料，其质量直接影响到成品的质量。
良好的连铸坯质量可以保证产品的力学性能、表面质量和尺寸精度。
同时，优质的连铸坯还可以减少加工过程中的金属损耗和工时，提高生产效率和经济效益。
此外，连铸坯质量控制也是减少缺陷和事故的重要环节。
通过合理的质量控制措施，可以有效预防坯料的开裂、缺口、气孔等缺陷，避免金属材料的浪费和安全事故的发生。
综上所述，连铸坯质量控制技术对于提高产品质量和生产效率具有重要意义。
影响连铸坯质量的因素连铸坯质量受到多个因素的影响。
以下是一些常见的影响因素：1. 喷水冷却水质量连铸过程中的喷水冷却是保证连铸坯结晶过程良好进行的重要环节。
冷却水的质量对连铸坯表面质量和内部组织均匀性有很大影响。
如果冷却水中含有过多的杂质和氯离子，容易导致坯料表面起泡、气孔等缺陷。
2. 浇注温度和速度浇注温度和速度是影响连铸坯结晶行为的关键参数。
过高的温度和过快的浇注速度会导致坯料表面凝固不均匀，产生质量缺陷。
而过低的温度和过慢的浇注速度则会引起结晶过程延长，出现细晶区、大晶区等组织缺陷。
3. 结晶器结构和材料结晶器是连铸过程中实现坯料结晶的关键部件。
结晶器的结构和材料选择直接影响到连铸坯的结晶行为和组织性能。
不合理的结构设计和材料选择可能导致结晶器磨损、结晶不良等问题。
4. 冷却方式和参数连铸坯的冷却方式和参数选择对坯料的宏观和微观组织均有影响。
合理的冷却方式和参数可以保证连铸坯结晶行为的均匀性和完整性，防止产生缺陷和组织不良现象。
常用的质量控制方法为了确保连铸坯质量的稳定和一致性，可以采用以下几种常用的质量控制方法：1. 自动化控制系统自动化控制系统可以通过实时监测和控制连铸过程的关键参数，如浇注温度、浇注速度和冷却水流量等，来确保连铸坯的质量符合要求。
连铸坯质量控制
连铸坯质量控制摘要:连铸坯得表面质量,主要就是指连铸坯表面就是否存在裂纹、夹渣及皮下气泡等缺陷。
连铸坯这些表面缺陷主要就是钢液在结晶器内坯壳形成生长过程中产生得,与浇注温度、拉坯速度、保护渣性能、浸入式水口得设计,结晶式得内腔形状、水缝均匀情况,结晶器振动以及结晶器液面得稳定因素有关。
连铸坯得内部质量,就是指连铸坯就是否具有正确得凝固结构,以及裂纹、偏析、疏松等缺陷程度。
二冷区冷却水得合理分配、支撑系统得严格对中就是保证铸坯质量得关键。
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、纯净度与质量得关系纯净度就是指钢中非金属夹杂物得数量、形态与分布。
与模铸相比,连铸得工序环节多,浇注时间长,因而夹杂物得来源范围广,组成也较为复杂;夹杂物从结晶器液相穴内上浮比较困难,尤其就是高拉速得小方坯夹杂物更难于排除。
夹杂物得存在破坏了钢基体得连续性与致密性。
大于50μm得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,并损坏冷轧钢板得表面等,对钢危害很大。
夹杂物得大小、形态与分布对钢质量得影响也不同,如果夹杂物细小,呈球形,弥散分布,对钢质量得影响比集中存在要小些;当夹杂物大,呈偶然性分布,数量虽少对钢质量得危害也较大。
例如:从深冲钢板冲裂废品得检验中发现,裂纹处存在着100~300μm不规则得CaO-Al2O3与Al2O3得大型夹杂物。
再如,由于连铸坯皮下有Al2O3夹杂物得存在,轧成得汽车薄板表面出现黑线缺陷,导致薄板表面涂层不良。
还有用于包装得镀锡板,除要求高得冷成型性能外,对夹杂物得尺寸与数量也有相应要求。
国外生产厂家指出,对于厚度为0、3mm得薄钢板,在1m2面积内,粒径小于50μm得夹杂物应少于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得重要性。
对于极细得钢丝(如直径为0、01~0、25mm得轮胎钢丝)与极薄钢板(如厚度为0、025mm得镀锡板)中,其所含夹杂物尺寸得要求就可想而知了。
3-连铸坯中心缺陷的控制-冶金网.
1北京科技大学冶金与生态工程学院蔡开科孙彦辉2012.05连铸坯中心缺陷的控制2目录前言1. 连铸坯中心缺陷概念2. 连铸坯凝固低倍结构3. 铸坯中心缺陷评价4. 连铸坯低倍结构控制5. 连铸工艺优化6. 连铸电磁搅拌技术7. 连铸轻压下技术结语3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。
41 连铸坯中心缺陷概念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。
内部缺陷包括：z 中心疏松z 中心缩孔z 中心宏观偏析z V 形偏析（半宏观偏析）5这些缺陷会对轧制产品，尤其是对中厚板性能带来危害：制对铸坯中心硫化物夹杂物延伸使横向性能变坏； 板材冲击韧性下降造成钢材断裂；中心偏析易形成低温转变产物(马氏体和硫化物)，造成管线钢氢致裂纹（HIC）；高碳钢铸坯中心C、Mn偏析会发生碳化物和马氏体沉淀，引起抗拔脆断；铸坯中心疏松和偏析会引起钢轨呈“S”型断裂； 中心疏松缩孔偏析会使合金钢铸坯低倍检验不合格。
62. 连铸坯凝固低倍结构2.1铸坯低倍结构形成图2-1 铸坯低倍结构连铸坯低倍结构对产品质量有重要影响。
北京科技大学蔡开科讲座资料 连铸坯(圆坯)质量控制
– 二次冷却区：喷水加速铸坯内部热量的传递 ，使其完全凝固
– 三次冷却区：铸坯向空气中辐射传热使铸坯 温度均匀化
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以20钢为例，经过钢水凝固热平衡计算，得出以下 概念：
1） 钢水从结晶器→二冷区→辐射区大约有40%热量放 出来，铸坯才能完全凝固。这部分热量放出的速度决定 连铸机生产率和铸坯质量； 2） 铸坯切割后大约还有60%热量放出来，为了利用这 部分热量，以节约能源，成功开发了：
连铸坯质量概念：
◆ 铸坯洁净度（夹杂物数量、类型、尺寸 、分布）
◆ 铸坯表面质量（表面裂纹、夹渣、气孔 ）
◆ 铸坯内部质量（内部裂纹、夹杂物，中 心疏松、缩孔、偏析）
◆ 铸坯形状缺陷（鼓肚、脱方、椭圆）
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从生产流程来看，控制铸坯质量战略原则：
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缺陷的控制策略图
从冶金传输观点，控制铸坯质 量：
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（4）在连铸机内运行的已凝固坯壳的冷 却可看成是经历“形变热处理”过程
带液芯坯壳在连铸机运行过 程中，坯壳承受： – 外力作用（如拉应力、 机械力、鼓肚力…）使 坯壳发生变形 – 坯壳温度变化，发生了 δ→γ→α的反复相变， 相当于“热处理”，影 响铸坯质量 – 奥氏体晶界第二相质点 AlN、Nb（CN）析出
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上述几个方面现象是相互联系和相互制约 的，只有深入认识其规律性，才能在设备 和工艺上制定正确的对策，使连铸机达到 生产效率高和铸坯质量好的目的。
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与方、板坯相比较，圆坯凝固特点是：
（1）圆坯无角部优先凝固。凝固坯壳收缩较均匀，鼓肚少 有发生。
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2011年9月 连 铸 增刊288连铸坯质量控制零缺陷战略蔡开科1， 孙彦辉1， 韩传基2(1. 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083； 2. 中冶连铸北京冶金技术研究院，北京 100081) 摘 要：为满足用户对产品质量越来越严格要求，生产价格便宜高质量产品是人们追求目标。
而轧制产品质量是与连铸坯缺陷紧密相联系的。
本文系统地分析了在连铸过程中铸坯的表面缺陷、内部缺陷以及铸坯夹杂物产生的原因，提出了防止铸坯缺陷产生应采取的措施，进一步提高铸坯质量。
关键词：连铸坯；质量控制The “Zero Defect” Philosophy of Controlling Strand Qualityfor Steel Continuous CastingCAI Kai-ke 1, SUN Yan-hui 1, HAN Chuan-ji 2(1. School of Metallurgical and Ecological Engineering, University of Science and Technology Beijing ，Beijing100083，China ；2. Zhongye Research Institute Beijing ，Beijing100081，China)Abstract:With growing demands of steel quality, steel users expects as defect-free a product as possible to permit safe and reliable service, and more economic advantage. It is implicitly expected that all quality of rolling steel product such as bar, wire (rod), hot and cold strip can with a high probability be associated with the defects of strand during continuous casting. This paper briefly summarizes the formation of surface and interior defects and non-metallic inclusions of strand during continuous casting process of steel. The main technological measures to reach the aim of “Zero defect ” for casting strand are examined as well.Key words: continuous casting strand; quality controlling为满足用户对产品质量越来越严格要求，生产价格便宜高质量产品是人们追求目标。
而轧制产品质量是与连铸坯缺陷紧密相联系的。
连铸坯缺陷的存在是决定于生产流程原料、工艺、设备、控制、管理、检验等。
所谓产品缺陷原则上可分为：1) 可见的缺陷，在轧制板、管、带材上有可见或可探测到缺陷，如裂纹、夹杂、起皮等直接会影响成材率和成本；2) 检验标准所容许的残存缺陷，在制造过程中不可能完全消除，把残存在钢中的缺陷危害性减到最小；3) 隐藏的不可避免且不易检测的缺陷，如钢中夹杂物是不可能完全消除的，是影响产品质量的潜在危险。
对于第1）种缺陷应尽量避免，对第2）、3）种缺陷应力求保持在允许的检验标准以内。
钢铁生产流程中实行生产零缺陷产品，这是一个系统工程，它决定于钢的制造、初炼、精炼、钢的凝固铸造（连铸）和钢的热加工（轧制）。
从炼钢生产流程来看，生产零缺陷连铸坯，不仅为轧钢提供轧制高品质的成品（板、棒、管……），而且实现炼钢生产流程连续化和热装、热送和直接轧制的前提条件。
本文简要评述连铸坯缺陷形成及其防止措施。
1 连铸坯质量概论炼钢-精炼-连铸工艺流程生产的连铸坯（方坯、板坯、圆坯、异形坯等）作为半成品供给轧钢，轧制成不同规格板材和长材产品以满足国民经济各部门的需求。
只有提供高质量的连铸坯，才能轧制出高品质的产品。
所谓高质量的连铸坯包含以下几个方面：1) 铸坯的洁净度：主要是钢中夹杂物类型、DOI:10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.2011.s1.034形貌、尺寸和分布。
2) 铸坯表面缺陷：主要是指铸坯表面纵裂纹、横裂纹、网状裂纹、夹渣、气泡等。
缺陷严重者会造成废品，甚至会遗传到轧制产品。
3) 铸坯内部缺陷：主要是指铸坯内部裂纹，中心疏松、缩孔、偏析等。
缺陷严重者会影响轧制产品的力学性能和使用性能。
图1 连铸坯缺陷控制策略如图1所示，从生产工艺流程来看，铸坯洁净度水平主要决定于钢水进入结晶器以前各工序。
铸坯表面缺陷主要决定于钢水在结晶器凝固过程。
铸坯内部缺陷主要决定于带液芯铸坯在二冷区扇形段的凝固过程。
2 连铸坯非金属夹杂物2.1 连铸坯夹杂物与产品缺陷高品质钢对连铸坯洁净度基本要求：钢中夹杂物数量要少，钢中总氧要低，有的甚至要求<10ppm;钢中夹杂物尺寸要细小，尤其是大于50μm 夹杂物要少；夹杂物类型要求塑性夹杂；在钢中夹杂物呈弥散分布而避免成链状串簇状分布。
连铸坯夹杂物对产品缺陷影响如表1。
2.2 连铸坯夹杂物来源铸坯中夹杂物主要来源有：1) 内生夹杂物：主要是脱氧产物其特点是：溶解[O]增加，脱氧产物增多；夹杂物尺寸细小，一般是小于5μm钢包精炼搅拌大部分夹杂物上浮到渣相（>80%）钢水温度降低有新的夹杂物析出（<5μm）连铸坯常见的内生夹杂物：铝镇静钢（Al-K）：Al2O3，CaO·Al2O3·SiO2硅镇静钢（Si-K）：MnO·SiO2，MnO·SiO2·Al2O3钙处理Al-K钢：铝酸钙（xCaO·yAl2O3）表1 夹杂物对产品缺陷影响钢种产品缺陷引起缺陷夹杂物尺寸缺陷部位夹杂物镀锡板凸缘 60μm、150μm CaO-Al2O3ERW管材 UT、US缺陷 150μm、220μm Ca O·Al2O3，Al2O3镀锡板分层 400μm、500μm Ca O·Al2O3·SiO2深冲钢板冲压裂纹 250μm、 400μm Al2O3，CaO·Al2O3，CaO·SiO2，Al2O3·Na2O UBE管材裂纹 200μm、 220μm Al2O3，CaO·Al2O3易拉罐飞边裂纹>50μm CaO·Al2O3，Al2O3滚珠钢疲劳裂纹>15μm Al2O3，CaO·Al2O3钢轨断裂单个15μm，链状200μm Al2O3，CaO·Al2O3·SiO2钢帘线拔断 15～20μm Al2O3，CaO·Al2O3·SiO2钛处理Al-K钢：Al2O3，TiO2，TiN镁处理Al-K钢：铝酸镁（MgO·Al2O3）除氧化物夹杂外，还有CaS和MnS夹杂及以CaO·Al2O3为核心外围包有MnS（CaS）的双相复合夹杂物等。
2) 外来夹杂物：钢水与环境（空气、包衬、炉渣、水口等）作用下的二次氧化产物，其特点：夹杂物粒径大（>50μm）甚至几百μm组成复杂的氧化物系来源广泛289在铸坯中成偶然性分布对产品质量危害最大连铸过程中防止钢水再污染和二次氧化，减少外来的大颗粒夹杂物是提高铸坯洁净度重要任务。
2.3 连铸坯夹杂物分布特征从中间包流入结晶器钢水沿液相穴长度逐渐凝固成铸坯。
连铸坯内夹杂物分布特点：铸坯厚度1/4处有夹杂物集聚图2 铸坯内夹杂物分布如图2所示，在铸坯厚度1/4处夹杂物峰值最高，这是因为弧形连铸机内弧面有一捕捉面，捕获液相穴内上浮夹杂物。
浸入式水口插入越深，捕捉面积越大。
铸坯厚度1/4处夹杂物集聚这是弧形连铸机的缺点，为此改进措施：加大弧形半径R，减小捕捉面，但加大投资；采用精炼减少钢水中的夹杂物；采用带有2.5～3m直立段所谓立弯式铸机，避免夹杂物集聚。
此类铸机有了很大的发展。
2) 铸坯表层2～20mm夹杂物集聚图3表示铸坯表层2mm和10mm夹杂物较高，这是与结晶器SEN的流场运动有关。
3) 铸坯中偶然性分布夹杂物图4为铸坯在线硫印夹杂物统计的结果。
对立弯式铸机在板坯厚度1/4处不应有夹杂物集聚现象，板坯夹杂物组成分析表明主要是含Al2O3大颗粒夹杂，与SEN水口堵塞物成分相近。
说明浇注过程中冲棒操作把堵塞物冲入液相穴所致。
铸坯中夹杂物示踪试验表明（示踪元素分别是：钢包渣中加入Ce2O，中间包渣中加入SrO，钢包衬中加入La2O3，中间包衬耐材中加入ZrO2，结晶器渣为Na2O和K2O），有70%夹杂物都含有示踪元素。
也就是说，铸坯中夹杂物主要来源于非稳态浇注时钢包下渣、中间包和结晶器卷渣。
因此，从钢包→中间包→结晶器过程中防止二次氧化和下渣卷渣是生产洁净钢非常重要的操作。
4) 铸坯中Ar气泡+夹杂物铸坯中Ar气泡形貌如图5。
Ar气泡+夹杂物会引起冷轧薄板表面条痕状或起皮缺陷。
2.4 减少连铸坯夹杂物措施连铸坯中夹杂物来源主要是：脱氧产物(20%)浇注过程二次氧化产物(30%)非稳态浇注的下渣卷渣所形成的外来夹杂物(50%)因此炼钢-精炼-连铸生产流程中夹杂物控制技术主要集中在以下方面：1) 降低转炉终点溶解氧含量，这是产生夹杂物的源头。
2) 控制脱氧产物生成，促进钢水中原生夹杂物的去除(精炼、搅拌等)。
3) 防止浇注过程钢水二次氧化以免产生新的夹杂物(保护浇注、碱性包衬等)；4) 防止非稳态浇注对钢水的再污染，杜绝外来夹杂物形成。
5) 在钢水传递过程中（钢包→中间包→结晶器）控制钢水流动形态促进夹杂物去除，进一步净化钢水(中间包冶金、电磁搅拌、流动控制技术等)。
3 连铸坯裂纹连铸坯裂纹包括表面裂纹(纵裂纹、横裂纹、网状裂纹)和内部裂纹(角裂、中间裂纹和中心线裂纹)。
铸坯裂纹的形成是一个复杂冶金、物理过程。
是传热、传质、凝固和应力的相互作用结果。
带液芯的高温铸坯在连铸机运行过程中，各种力作用于高温坯壳产生变形，超过了钢的允许强度和应变是产生裂纹的外因，钢对裂纹敏感性是产生裂纹的内因，而连铸机热工作状态和工艺操作是产生裂纹的条件。
带液芯的高温铸坯在连铸机运行过程中是否产生裂纹（图6）主要决定于：1) 凝固壳所承受的外力作用；2) 钢高温力学性能；3) 铸坯凝固冶金行为；4) 铸机热工作状态。