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 (3)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 (13)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 (18)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 (19)2.3.3 中间裂纹 (20)2.3.4 矫直裂纹 (21)2.3.5 压下裂纹 (21)2.3.6 断面裂纹----中心线裂纹 (22)2.3.7三角区裂纹 (23)2.3.8角部附近的裂纹 (24)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 (29)致谢 (30)摘要连铸坯质量决定着最终产品的质量。

从广义来说所谓的连铸坯质量是得到严格产品所允许范围以内，叫合格产品。

连铸坯的合格产品主要是取决于连铸坯的表面质量、内部质量、星状缺陷。

本论文分别从这几个方面来论述产生连铸坯质量问题的原因，并对常见质量问题进行分析，并在此基础上提出控制措施。

关键词：连铸坯、质量、缺陷、控制1连铸坯纯净度与产品质量1.1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。

与模铸相比，连铸的工序环节多，浇注时间长，因而夹杂物的来源范围广，组成也较为复杂；夹杂物从结晶器液相穴内上浮比较困难，尤其是高拉速的小方坯夹杂物更难于排除。

夹杂物的存在破坏了钢基体的连续性和致密性。

大于50um的大型夹杂物往往伴有裂纹出现，造成连铸坯倍结构不合格，板材分层，并损坏冷轧钢板的表面等，对钢危害很大。

夹杂物的大小、形态和分布对钢质量的影响也不小，如果夹杂物细小，呈球状，弥散分布，对钢的质量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。

例如：从深冲钢板冲裂废品的检验中发现，裂纹处存在着100-300um不规则Cao-Al2O3和Al2O3的大型夹杂物。

再如，由于连铸坯皮下有Al2O3夹杂物的存在，轧成的汽车薄板薄棉出现黑线缺陷，导致薄板表面涂层不良。

1.2提高纯净度的措施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。

为此应采取一下措施：（1）无渣出钢。

转炉应挡渣出钢：电炉采用偏心炉底出钢，组织钢渣进入盛钢桶。

（2）根据钢种的需要选择合适的精炼处理方式，以纯净钢液，改善夹杂物的形态。

（3）采用无氧化浇注技术。

经过精炼处理后的钢液氧含量已降到20X10一下：在盛钢桶→中间罐→结晶器均采用保护浇注：中间罐使用双层渣覆盖剂，钢液与空气隔绝，避免钢液的二次氧化。

（4）充分发挥中间罐冶金净化器的作用。

采用吹Ar搅拌，改善钢液流动状况，消除中间罐死区：加大中间罐容量和加深熔池深度，延长钢液在中间罐停留时间，促进夹杂物上浮，进一步净化钢液。

（5）连铸系统选用耐火度高，融损小，高质量的耐火材料，以减少钢中外来夹杂物。

（6）充分发挥结晶器的钢液净化器和铸坯表面质量控制器的作用。

选用的浸入式水口应有的合理的开口形状和角度，控制注流的运动，促进夹杂物的上浮分离：并辅以性能良好的保护渣，吸收溶解上浮夹杂物净化钢液。

2连铸坯质量通常衡量铸坯质量标准如下：连铸坯几何形状质量；连铸坯表面质量；连铸坯内部质量；连铸坯洁净程度。

2.1 连铸坯的几何形状质量连铸坯几何形状缺陷不仅是铸坯外观形状问题，还与铸坯表面裂纹、内部裂纹等密切相关。

形状缺陷的种类随铸坯形状和大小而异，常见的几何形状缺陷有鼓肚、菱变、凹陷及梯形缺陷。

2.1.1 铸坯形状缺陷类型*铸坯鼓肚缺陷，*铸坯菱变或脱方缺陷，*梯形坯，*表面凹陷2.1.2 铸坯形状缺陷产生原因及防止措施2.1.3 铸坯鼓肚是由于浇注温度高，拉速快，足辊和夹持辊开口度选择不当、夹持辊弯曲及零段水和一段水冷却强度弱等原因引起的，还与钢种有关。

为了防止铸坯鼓肚，应采用密节辊；足辊和夹持辊开口度应选择好；增加零段水和一段水的冷却强度。

2.1.4 铸坯菱变主要是由于结晶器液面波动大、结晶器变形、结晶器水缝偏差较大以及水口不对中和冷却不均匀等原因引起的。

为了防止铸坯菱变，应采用结晶器液面自动控制；防止结晶器变形；控制好管式结晶器水缝误差；水口安装要对中及冷却要均匀。

2.1.5 铸坯变成梯形坯是由于铸坯厚，弧形半径小，矫直压力过大引起的，多产生在超低头铸机。

为了防止梯形坯的产生，应采用高温多点矫直。

2.2 连铸坯表面质量铸坯表面缺陷有：铸坯表面振痕缺陷，表面裂纹（纵裂纹、横裂纹、角部纵横裂纹、网状裂纹和星状裂纹），表面夹杂（渣），表面气孔。

表面凹陷，重结和重皮及表面渗碳等。

2.2.1 连铸坯表面振痕连铸坯表面振痕是由于伸入式水口保护渣工艺引起的。

通常在正常情况下（振痕深度≤0.7mm），对铸坯表面质量没有影响。

但控制不当给铸坯表面带来许多缺陷，特别是不锈钢和高强度钢。

2.2.2 振痕形成机理a、由弯月面顶端溢流造成的；b、由初生的弯月面薄壳反弯造成的；c、由二次弯月面形成的。

2.2.3 振痕对铸坯质量的影响*增加铸坯表面横裂纹、角部横裂纹及矫直裂纹；*增加铸坯表面夹杂（渣）；*振痕处易产生网状裂纹及穿钢现象；*振痕处晶粒粗大易产生晶间裂纹；*增加不锈钢铸坯剥皮量或修磨量，从而减少成材率。

2.2.4 影响振痕深度的因素a.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；b.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；c.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。

2.2.5 减少振痕深度的措施a.采用小振幅(s)、高频率(f)及减少负滑脱时间(t N)，可以有效的减少振痕的深度；b.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t N比正弦振动短；c.采用渣耗量低，粘度高的保护渣，可以使振痕深度变浅。

d.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；e.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。

f.提高结晶器进出冷却水的温差，对减少振痕深度是有利的。

2.2.6 铸坯表面裂纹铸坯表面纵裂纹种类有：*表面纵裂纹；*角部纵裂纹；*表面横裂纹及角部横裂纹；*星状裂纹（或称铜裂）；*网状裂纹或微裂纹2.2.7 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。

据重钢240×1400mm断面1998年统计纵裂纹占表面缺陷94%。

含碳在0.12%左右的中碳钢板坯纵裂纹最为严重，此外随着板坯宽度的增加和拉速的提高，其纵裂纹数量急剧增加，同时板坯纵裂纹产生在结晶器上部，多数分布在板坯中部（即水口附近）。

a、纵裂纹类型*铸坯表面沟槽纵裂纹。

这种裂纹在铸坯表面纵向沟槽内，裂纹通常又长、又宽、又深，严重时引起漏钢事故发生；*铸坯表面平纵裂。

这种裂纹与表面一样平（或凹下很浅），而且直，长度较短(50~200mm左右)，其深度和宽度在1~2mm范围内；*结晶器划痕引起铸坯表面纵裂纹。

b、铸坯表面纵裂纹产生原因铸坏表面纵裂纹产生的条件，一是由于初生坯壳生长不均匀；二是由于传热速度快(温度梯度大和传热不均匀)；纵裂纹产生在结晶器由上部和水口附近。

似隐纹(未裂开)形成存在，随着铸坯下行时隐裂纹裂开成为开放式的纵裂纹。

同样钢种板坯比方坯纵裂要多。

*与钢种密切相关，特别是碳的含量在0.09~0.14%纵裂纹最为严重，或者说亚包晶钢最为严重；*结晶器内液面波动大，使弯月处传热不均匀，从而使初生坯壳生长不均匀引起纵裂纹产生；*铸机对中（或对弧）不良和夹持辊开口度过大，使铸坯发生鼓肚，造成纵裂纹的产生；*保护渣性能选择不当，这是板坯表面纵裂纹产生的最重要原因，尤其是保护渣的传热性能；*结晶器振动参数选择不当，尤其是S、f、t N、N S和N SR的选择较为重要，因为这些参数对传热均匀性有影响；*钢水质量对纵裂纹影响较大，尤其是过热度、可浇性及成分控制（C、S、P、Mn/S）最为重要。

同时不能忽视钢中Cu和As的含量对纵裂纹的影响；*伸入水口尺寸选择不当和使用不当都能使铸坯表面纵裂纹增加；*结晶器状况不良，如安装精度差、结晶器变形和结晶器锥度选择不当等都会引发表面纵裂纹；*中间包塞捧吹Ar过大和冲棒操作增加纵裂纹的产生。

*拉坯速度选择不当及变化频繁都会引起纵裂的产生。

c.控制铸坯表面纵裂纹的措施*严格控制钢水的质量，如浇注温度、可浇性和成份，其中C、S、P、Mn/S及Cu和As含量，通常将S和P控制0.02%左右，优质钢在0.01%以下；Mn/S≥25，最好大于30，S+P+As≤0.075；*采用结晶器液面自动控制对减少纵裂纹是很有效的；*铸机应保持良好状态，板坯采用密节辊铸机，尤其铸机对中（对弧）和夹持辊开口度的精度非常重要。

板坯要求小于±0.5mm方坯，控制在±1mm如宝钢板坯铸机对中精度大于0.5mm时，纵裂纹增多；*选择性能良好的板坯结晶器保护渣是当今控制板坯纵裂纹最经济，最有效的手段，是控制纵裂特效“药”；*选择合理的振动参数不仅能保持结晶器内传热均匀，而且保持工艺的顺利，从而减少纵裂纹；*采用恒速浇注对减少纵裂纹是有益的。

*严防塞棒吹Ar过大和“冲棒”操作，否则将会增加表面纵裂纹；*选择合理的一冷和二冷制度，即采用“弱冷”。

2.2.8 铸坯角部纵裂纹a、角部纵裂纹产生原因*板坯窄面支撑不当，造成窄面鼓肚，如窄面有6~12mm鼓肚，伴随角部纵裂纹产生，甚至导致漏钢；*结晶器锥度选择不当——锥度过小；*窄面冷却水不足，产生鼓肚；*结晶器转角半径选择不当；*水口在结晶器偏流（即不对中）；b、防止角部纵裂纹的措施*调整窄面足辊间隙使其向内1~2mm，限制鼓肚；*选择合适的锥度(1.0%/m)；*控制好侧边水量，不使窄面产生鼓肚；*选择合适的结晶器转角半径；*水口要对中不应偏流。