连铸坯缺陷及预防措施

连铸坯缺陷及预防措施

1、方坯晶间裂纹、

根源

☐Cu 、Ni、Sn、Nb 与Al等元素的影响；

☐铸机表面凹限，即使轻微凹限也会引起裂纹；

☐保护渣不合适；

☐结晶器液面波动严重；

☐菱变严重；

☐结晶器锥度太小；

措施

减少杂质元素含量；

导致晶间裂纹的最主要原因是粗大晶粒结构以及沿晶粒边界的沉析，所以防止其产生的主要措施是在结晶器初始凝固阶段得以形成细小而均匀的结构；

防止产生凹馅；

用多水口代替直水口；

2、气泡及针孔

铸坯皮下通气孔称为针孔，而皮下闭气孔称为气泡

根源

☐脱氧不好，氢、氮含量高；

☐润滑过度，油中含水；

☐保护渣中含水；

☐中间塞棒吹氩过度；结晶器波动

措施

☐有效地脱氧；

☐注流及钢液面进行有效保护；

☐加热润滑油及保护渣；

☐采用EMS可有效减少针孔与铸坯表面皮下气泡的数量；

☐减少结晶器液面波动

3、铸坯表面夹渣

根源

☐钢水脱氧不够；

☐钢水中氧化铝含量高，SiO2、MnO与FeO含量低（铝镇静钢）；

☐耐火材料质量差；结晶器喂铝线；

☐中包水口及结晶器中形成的块渣进入钢水。

措施

☐采用无渣出钢；

☐对钢水进行有效脱氧，采用保护浇注；

☐中间包碱性覆盖剂；

☐加深中包，增大中包钢液深度；

☐中包采用挡堰；

☐采用能快速吸收钢水夹杂的保护渣（高碱度）；

☐加大保护渣的用量；

☐减少结晶器液面波动，水口侵入深度必须100-150mm

4、横向裂纹

横向裂纹通常出现在角部，但中部区域也会出现，横向裂纹一般出现在振痕的底部。

1、因热脆而形成的表面裂纹

☐C含量0.17-0.25%；

☐S含量高；

☐随合金元素含量增加，如：Al、Nb、V 及大于1%Mn，裂纹数量增加；

☐Al、Nb、N及C沉析于晶粒表面；

☐二冷区冷却不挡导致晶粒粗大；

☐二冷区支撑辊对中不好；

☐保护渣选择不当；

☐负滑脱时间过长。

2、横向角部裂纹

角部冷却过度；

☐结晶器冷却不当；

☐结晶器和支撑辊对中不好；

☐矫直温度过低；

☐高如：Al、Nb、V 及大于1%Mn含量钢水非常敏感，加入钛能有效降低裂纹的程度；☐二冷区冷却不均或冷却过度；

☐保护渣不合适；

☐铜管弯月面区域变形过大；

☐钢水温度过低；

☐结晶器锥度过大。

措施：

☐使S含量<0.020%；

☐拉矫机区域温度保持在900℃以上；

☐采用多点矫直；

☐如果在奥氏体晶粒面存在AlN，加入0.02-0.04%Ti，降低可溶性N含量则可有效减少横向裂纹；

☐准确控制结晶器及其锥度、变形和磨损等；

☐严格控制结晶器震动；

☐调整好二冷区冷却及支撑辊。

5、纵向表面裂纹

纵向裂纹的源头在结晶器，但在整个工艺过程中由于热应力及机械应力，裂纹会长大。该类型的裂纹大多数出现在含1%Mn，0.03%Nb及V的高强度钢种中，与S、P一样，高铝和氮含量也会有影响。

根源：

☐高Al、Nb、V、Mn、N、S、P含量；

☐变化拉速和增加拉速；

☐结晶器液面波动；

☐浸入式水口对中不好；

☐浇注温度过高；

☐结晶器状况不佳；结晶器振动不规则；

☐保护渣不合适；

☐出结晶器后及喷淋段上部冷却过度；结晶器与足辊对中不好。

☐严格控制成分；

☐严格控制浇注；

☐严格检查结晶器状况；

☐控制好结晶器振动；

☐采用结晶器液面自动控制；

☐调整好冷却室辊道对中；

☐检查与调整好二冷段喷嘴。

6、纵向角部裂纹

根源：

☐结晶器倒角太大；

☐结晶器由于变形和磨损锥度反向；

☐结晶器锥度太小；

☐铸坯菱变严重，裂纹常位于铸坯钝角处；

☐浇注温度过高；

☐足辊安装不正确及与结晶器对中不好；

☐C0.17-0.25%，S>0.035%，P>0.035；

☐结晶器结垢；

☐结晶器冷却不规范。

措施：

☐控制好结晶器锥度；

☐用小倒角的结晶器；

☐调整好铸机对中；

☐控制好水的硬度；

☐加强结晶器的检查与维护。

7、重皮

根源：

☐结晶器润滑不良；

☐结晶器磨损严重；

☐结晶器锥度不对；

☐钢水中夹渣过多；

☐中包水口堵塞；

☐拉速过低；

☐结晶器过大；

☐结晶器振动不正常。

措施：

☐保持结晶器内表面光滑（采用含铬结晶器）；

☐保护渣和润滑由加入量要合适；

☐控制好炼钢过程，进行注流保护，采用高质量耐材以减少钢水中夹渣；☐避免结晶器液面波动。

8、冷隔

钢水在铸坯表面凝固即成冷隔

根源：

润滑差；

结晶器状况不好；

结晶器振动不合适；

拉速太低；

由于与结晶器摩擦，铸坯表面产生渗漏。

措施：

控制好浇注参数；

采用合适的结晶器；

保证结晶器润滑良好。

9 铸坯表面振痕与横向凹限

通常情况下、一个振动循环所浇入的钢水量就决定了振痕的间距。振痕会导致铸坯质量缺陷，尤其是内裂纹。振痕的产生原因常认为是由于坯壳的开裂与熔接，但更象是由于弯月处坯壳的变形而产生的皱折。在靠近振痕处，由于铸[坯与结晶器的接触状况变差，导致冷却效果变差，产生更多粗大晶粒结构的铸坯，使其开裂的倾向性增大。横向凹陷产生的直接原因是靠近弯月面处冷却强度过大，大多数情况下是采用油润滑且拉速过低。要获得高质量的铸坯表面就得降低振痕深度。以下列出铸坯表面斑痕与横向凹陷产生的根源及其应对措施。

根源

☐皱痕：弯月面处过冷，坯壳强度与润滑剂及其消耗不合适；

☐溢六流痕：结晶器液面波动；

☐撕裂/渗漏：铸坯与结晶器摩擦过度，形成异样振痕；

☐横向凹陷：拉速过低，采用润滑油；

措施

☐皱痕：提高过热度，减少保护渣的用量，缩短负滑脱的时间及振动循环周期，保证结晶器状况良好。

☐溢流痕：采用高稳定性的掖面自动控制；

☐撕裂/渗漏：选择合适的保护渣，并使其合理分布，保证结晶器合理外形及其对中；

使用过多的保护渣会导致较深的振痕。要降低振痕深度，特别是对于低碳钢（<0.20%），就需要尽量减少保护渣的消耗。可选用相对较高粘度的保护渣和缩短振动循环周期（即高振动频率），但保护渣用量主要取决于钢水的洁净度，浇注条件是否稳定，如：结晶器液面控制好坏，保护渣是否均匀喂入，弯月面是否波动等。

10、内裂纹

根源：

C含量对裂纹敏感性的影响在于凝固时相应的铁素体和奥氏体数量比率及其变化。目前可知的裂纹敏感性最低的是C含量0.10%；

S、P含量：S>0.025%和P>0.030%对裂纹的影响很大，如果有效控制S、P含量，则其他元素也很危险，如B、Bi、Pb等，增加Mn/S比率可有效降低钢种的开裂性；

凝固组织：通常拄状晶区比等轴晶区更容易产生裂纹，这意味着高温浇注是有害的；

应力作用：热应力---冷却不均、回温

机械应力----结晶器下鼓肚、菱变，指出辊间鼓肚，拉矫过程中机械力的作用。措施：

保持好结晶器的状况；

控制二冷段冷却；

调整好喷淋区喷嘴；

密切观察浇注特性指标，如：拉速、浇注温度、结晶器冷却、二冷段冷却等。

由于拄状晶区比等轴晶区更容易产生裂纹，采用结晶器EMS可减少拄状晶区，扩大等轴晶区。