铸坯质量分析

气泡
• 沿柱状晶生长方向伸 • 展，在铸坯表面附近 的大气泡称之为气泡； 而对比较小的气泡且 密集的称之为气孔。 根据气泡的位置，将 露出表面的称之为表 面气泡；对不露出表 面的称之为皮下气泡 在实际生产中，常见 的导致因素有：脱氧 不足；钢水过热度大； 二次氧化；保护渣水 分超标；结晶器上口 渗水；结晶器润滑油 过量；中间包衬潮湿。
表面缺陷
• 表面纵向裂纹 • 在铸坯表面，沿铸坯 轴向扩展的裂缝，称 之为表面纵向裂纹。 发生在铸坯角部及靠 近角部的称之为表面 纵向角裂。表面纵向 角部裂纹有时与纵向 凹陷及菱形变形同时 发生。 • 表面纵向裂纹起源于 结晶器内，凝壳不均 匀，抗张应力集中在 某一薄弱部位，则造 成了纵裂。
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表面横向裂纹
渗漏
• 出现在铸坯表面的钢液称为渗漏。 • 渗漏是由于凝壳上的小裂缝被幸运地焊 合，其可能发生在结晶器内或二次冷却 装置上部。渗漏往往与其他一些缺陷及 事故相关。发生渗漏时，如果不及时对 结晶器或二次冷却适当加强冷却，那么 将发生漏钢。
擦伤
• 外来的金属异物粘附 在导辊、拉矫辊等其 他固定辊上引起的铸 坯表面机械损伤称为 擦伤。 • 停机检修时及时清理 铸坯运动路径上的冷 钢等异物；在浇注过 程中，为减少钢水损 失，可对造成擦伤部 位前的铸坯进行适当 强冷，减缓擦伤深度 及宽度，但应在浇完 该炉钢水后，马上停 机清理。
中心偏析
缩孔
角部裂纹
钢液在结晶器内、外冷却强度不 当及冷却不均，造成连铸坯角部 受的应力超过钢的强度
各种低倍缺陷产生原因及应采取的措施
缺陷名称 产生原因 结晶器变形，局部摩擦力过大， 对弧不准，结晶器及二冷区冷却 不均，连铸坯鼓肚及矫直应力过 大 连铸坯由于冷却不均，出二冷区 后表面温度回升产生热应力，在 拉坯和矫直时连铸坯受的机械应 力过大。柱状晶发达也助长裂纹 的发生 应采取的措施 更换结晶器，严格对弧，调整一次及 二次冷却参数，控制好矫直应力，防 止铸坯出现鼓肚。
形状缺陷
• 菱形变形（“脱方”） • 在方（矩形）坯的截面 中，如果一条对角线大 于另一条对角线称之为 菱形变形又称“脱方”， 菱形变形不仅仅是产生 简单的形状缺陷，影响 下道轧制工序中轧机的 咬入，而且会伴生一系 表面及内部缺陷，如： 沿钝角侧对角线方向的 内裂；在钝角部位的角 部纵向裂纹；甚至还会 发生漏钢等影响浇铸的 事故。
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内部裂纹
• 它是铸坯在凝固过程中过冷 或不均匀二次冷却所产生的 热应力作用在树枝晶间较弱 的部位而产生的，故也称为 冷却裂纹。 合理设置二次冷却的比水量 及钢水的过热度是减少该裂 纹的方法。 中间裂纹是由于菱形变形在 铸坯角部附近形成的一种裂 纹，一般处于对角线上，离 表面很浅的地方，有时甚至 沿对角线惯穿。防止菱形变 形的发生是减少角部内裂纹 的方法。 • 从铸坯中心呈星状扩展的径 向裂纹称为中心星状裂纹。 当钢中含氢偏高时，凝固末 期氢气压力大于钢水静压力， 阻碍了钢水补缩，而产生缩 孔。因而该裂纹与中心偏析 和中心疏松一起产生。二次 冷却过激也是产生中心星状 裂纹的原因之一。二次冷却 的比水量和浇铸温度对轴心 裂纹均有影响。
振痕异常
• 正常振痕呈波浪状等 • 距离地分布在铸坯表 面。如果振痕不是水 平线，而是在离铸坯 角部很部的距离处即 变成模糊的变形曲线， 再在靠近相对的角部 重新变成水平线状， 这就是异常振痕。 结晶器振动异常是造 成振痕异常的根本原 因。结晶器铜管内表 面不平整，特别是弯 月面处有沟槽以及结 晶器内润滑不当造成 振痕异常。
夹渣
• 直径为2～3mm到10mm以 上的脱氧产物和侵蚀的 耐火材料卷入弯月面， 在连铸坯表面形成的斑 点称为夹渣。
• 结晶器弯月面的渣子熔 点高，流动性差，与钢 水的浸润性差时，便残 留在铸坯表面形成夹渣。 实际生产中常见的夹渣 导致夹渣原因有：耐火 材料质量差造成的侵蚀 产物；浇铸过程中捞渣 操作不及时；结晶器内 液面不稳定，波动过大、 过快，造成未熔解粉末 的卷入；钢水Mn/Si比低 造成钢水流动性差。拉 速过慢或浇铸温度偏低 也容易形成夹渣缺陷。
纵向凹陷
• 在方坯角部附近，平行 于角部，有连续的或断 续的凹陷称之为纵向凹 陷。纵向凹陷通常是由 于菱形变形所引起的， 纵向凹陷通常伴生纵向 裂纹，严重的会导致漏 钢 • 铸坯在结晶器中冷却不 均匀，局部收缩是造成 纵向凹陷的主要原因。 在实际生产中常见的导 致因素：菱形变形伴生 的缺陷；结晶器与二次 冷却装置对弧不准；二 次冷却局部过冷（特别 是二次冷却装置的上 部）；拉矫辊上有金属 异物粘附等
减少钢液的气体及夹杂含量；控制过 热度、拉速；采用电磁搅拌
采用低温浇注、电磁搅拌及轻压下、 控制冷却强度；避免坯壳变形、控制 夹辊间距、严格对弧对中 控制过热度、拉速及二次冷却；采用 电磁搅拌及轻压下 检查结晶器的形状及表面损伤、水缝 的均匀及锥度情况；检查对弧及控制 冷却水量；浸入水口与结晶器对中不 形成偏流；控制矫直时铸坯角部温度
皮下气泡
加强钢液的脱气；加强渣料的烘烤
各种低倍缺陷产生原因及应采取的措施
缺陷名称 非金属夹 杂物 产生原因 应采取的措施 加强精炼操作；防止二次氧化，保护 浇注；合理选择耐材
冶炼时脱氧产物、二次氧化产物 等形成的夹杂物进入结晶器内未 能上浮
中心偏析与中心疏松
• 对连铸坯沿中心轴 • 纵向剖开并抛光后， 在轴心附近有细小 空洞，称之为中心 疏松。中间偏析与 中心疏松是对应的。
方坯凝固末端液相穴相 当尖，极易产生“搭 桥”，生成“小钢锭” 结构，从而产生周期性 的，断续的缩孔与偏析。 任何促使铸坯凝固时柱 状晶发达的因素均是导 致偏析和疏松的主要原 因。 • 使用各种方式促进铸坯 中心凝固组织等轴晶化 是减缓疏松和偏析的措 施。
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概述
• 影响连铸坯缺陷的因素可以归纳为三个方面： 钢水、工艺、设备。钢水条件主要指钢水脱氧 情况、碳含量、锰硅比、锰硫比和杂质元素含 量等；操作工艺主要指钢水温度、拉速、保护 浇铸方式，冷却水量及分布、钢水吹氩搅拌、 喂丝等；设备状况主要指结晶器和二次冷却装 置等主要在线设备的运行状况。连铸过程充其 量是一个保持过程，不可能修正炼钢及设备的 问题，因此，有了“炼钢是其础，设备是保 证”，才可能有“以连铸为中心”。
皮下裂纹
中间裂纹
控制二冷区的冷却，避免铸坯温度回 升过大；避免鼓肚；严格对弧
中心裂纹
连铸坯凝固末期坯的心部钢液凝 固收缩产生的应力、连铸坯鼓肚、 控制拉速；控制热坯压力 二冷制度不当、矫直应力过大、 钢液过热度高。气体含量高也能 引起连铸坯中心裂纹
钢液脱氧不良及二次氧化，气体 含量高，加入钢液的原材料或浇 注系统不干燥，结晶器保护渣烘 烤不好
• 引起表面裂纹的主要原因是： 铸温过高，拉速过快，结晶 器变形，一次冷却过快且不 均匀。其次的原因是二次冷 却过分剧烈，二次冷却喷嘴 位置不正，铸坯矫直时温度 过低等。另外，当钢水脱氧 不完全或钢水中含有氢气时 会形成皮下气泡；钢水温度 过低，拉速太慢，结晶器保 护渣不良，钢水飞溅等还会 相应引起其它一些表面缺陷。 引起内裂的主要原因是铸坯 在二次冷却区时所承受的热 应力和机械应力过大；另外， 拉速过快会引起中心缩孔。
内部裂纹
• 各种应力作用的脆弱的凝固 界面上产生的裂纹称之为内 部裂纹。由于在凝固界面上 成分富集的钢液流入裂纹部 位，通过硫印和低倍酸浸才 可显出的这些裂纹，所以也 有的称之为偏析裂纹或偏析 条纹。除了较大的裂纹，一 般均可在随后的轧制过中焊 合。按内部裂纹的出现部位 及成因将之分为挤压裂纹、 中间裂纹、角部裂纹和中心 星状裂纹。 • 挤压裂纹是铸坯在带液相进 行拉坯或矫直时，所承受的 变形率超过了铸坯所允许的 变形率，则形成裂纹。 稳定操作、减少漏钢后的强 制拉坯；设置限位垫块，防 止过压、可避免该裂纹发生。 中间裂纹是在铸坯外侧和中 心之间的中间某一位置，在 柱状晶间产生的裂纹，其位 置一般在中间，故称为中间 裂纹。
• • 引起脱方的主要原因是结晶 器变形、铸温过高、拉速过 快、支撑不当等。 可以这样认为：表面缺陷起 源于结晶器，内部缺陷起源 于二冷区。因此，维护好结 晶器、稳定结晶器内的各项 操作、向结晶器内提供合适 的钢水是避免产生表面缺陷 的必要条件；而维护好二次 冷却设备、稳定二次冷却操 作是避免产生内部缺陷的重 要途径。
• 各种原因造成的结晶器内凝 壳不均匀是产生菱形变形的 主要原因。在实际生产中常 见的原因有：结晶器磨损、 变形、和内表面不平整；结 晶器铜管的菱形变形或组装 结晶器铜板在安装中已发生 偏斜；由于水垢造成冷却不 均匀；因定径水口安装偏斜 或浸入式水口不对中造成的 注流偏斜及局部冲刷凝壳。 而二次冷却不均匀加剧了菱 形变形。造成二次冷却不均 匀的因素有：个别喷嘴的堵 塞；喷嘴安装不对中；四侧 的水量不均匀；喷嘴喷射角 度过大，造成角部过冷；以 及足辊间距过大，无法对出 结晶器下口的铸坯进行适当 的校正等。
各种低倍缺陷产生原因及应采取的措施
缺陷名称 产生原因 应采取的措施
中心疏松
钢液凝固时体积收缩而没有足够 的钢液补充及最后凝固时气体析 集和杂质集聚 钢液在凝固过程中，由于选分结 晶的影响及连铸坯中心部位冷却 较慢，造成心部的成分偏析。连 铸坯鼓肚加重偏析程度 钢液在凝固时柱状晶发达及局部 柱状晶“搭桥”，中心最后凝固 部分集中收缩而得不到钢液补充
横向凹陷
• 局部的表面凹陷，垂直 • 凝壳与结晶器接触不良 于轴线，沿铸坯表面间 和磨擦阻力是产生横向 隔分布被称为横向凹陷。 凹陷的原因。常见的是 在横向凹陷部位有时伴 因为结晶器内润滑不当 有横向裂纹出现，严重 及结晶器内液面波动过 的会导致渗漏及漏钢 快、过大所造成的。 • 局部的横向凹陷是由于 操作不当所引起的；连 续的横向凹陷则与保护 渣性状有关
铸坯质量分析
概述
连铸方坯的缺陷一般可分为表面缺陷、内部缺陷和形状缺陷。表面 缺陷包括：表面裂纹（含横向、纵向、角部和面部裂纹）、气泡、 夹渣、双浇、翻皮、振痕异常、渗漏、冷溅，擦伤等。内部缺陷包 括：内裂、非金属夹杂物、中心偏析和中心疏松等。形状缺陷包括： 菱形变形又称“脱方”、纵向和横向凹陷等。
概述
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非金属夹杂物
• 连铸坯内夹杂物的主要成因大致包括：脱氧产 物、渣子卷入、耐材熔损、氧化产物、渣粉卷 入等。抑制夹杂物的生成，促进夹杂物的分离， 防止钢水受到污染，改变夹杂物形态等措施， 是提高钢水质量、降低或减少铸坯非金属夹杂 物的途径。针对小方坯连铸机而言，减少夹杂 物的工作必须在钢不进入结晶器前完成，同时， 还应谨慎的选用保护浇铸工艺。
• 在铸坯表面，沿振动 • 波纹的波谷处发生的 横向开裂称为表面横 向裂纹。对发生在铸 坯角部的横向开裂， 称之为表面横向角裂。 表面横裂有时发生在 横向凹陷中，表面横 裂与角裂往往同时发 生。 振动异常是表面横向 裂纹产生的最常见的 原因。可能的原因还 有低温矫直和二次冷 却过度。
表面龟裂
• 表面龟裂一般指在铸 坯表面的星状裂纹。 该缺陷一般覆盖在氧 化铁皮下。表面龟裂 的铸坯在轧制时，裂 纹会扩展。 • 结晶器内的凝壳与铜 管内壁磨擦，把铜磨 削下来，铜渗入铸坯 表层，尤其沿晶界优 先扩散渗入，使铸坯 的表层的热态强度恶 化而导致龟裂。
双浇
• 因各种原因使钢液浇铸 • 减少钢流中断时间是防 止双浇的唯一措施。 中断而在弯月面处产生 凝壳，且不易与再浇铸 的钢液相融，在铸坯四 周产生的连续痕迹称之 为“重接”或“双浇”。 该缺陷与铸锭中的“冷 隔”相似，如果操作不 慎，会引起结晶器出口 处的漏钢。
翻皮
• 凝壳在结晶器内发生轻 微的破裂，会有少量钢 水流出来，弥合裂口， 铸坯表面好像贴了一层 皮似的，称为翻皮或重 皮。这种缺陷发展严重 时会导致漏钢。 • 初始凝壳的反复撕裂－ 弥合，是造成翻皮的原 因。常见的导致因素有： 操作不当造成结晶器内 润滑不足或短时间拉速 过快造成的润滑不足； 结晶器弯月面处的铜管 内壁有变形、凹坑；烧 氧造成的毛糙形成的挂 钢；铸温过高，凝壳薄， 易裂等。