连铸坯缺陷分析

40．二次冷却与铸坯质量有什么关系?
经过二次冷却的铸坯，易存在表面缺陷、内部缺陷和形状缺陷，它影响了铸坯的质量。

通常表面缺陷起源于结晶器，内部缺陷也起源于结晶器，在连铸界已成共识。

但二次冷却区若软硬件配置不合理，将进一步扩大各种缺陷的发展。

在这里我们只分析二次冷却的影响。

a 表面缺馅
(1)表面纵向裂纹：主要原因是二次冷却局部过冷产生纵向凹陷从而导致纵向裂纹。

(2) 表面、角部横向裂纹：二次冷却的水量过大、喷嘴偏斜直射铸坯角部等造成了表面横向裂纹。

(3)表面对角线裂纹：一般出现在方坯中，主要是由于四个面喷水不均匀、喷嘴堵塞等造成。

b 内部缺陷
(1) 中间裂纹：它是由于铸坯在凝固过程中过冷或不均匀二次冷却产生的热应力作用在树枝晶较弱的部位而产生的、也称为冷却裂纹。

(2)中心星状裂纹(轴心裂纹)：原因是二次冷却过激造成了中心星状裂纹。

(3)中心偏析与中心疏松：中心偏析与中心疏松是对应的，它的形成是铸坯在二次冷却区凝固过程中，由于喷水冷却不均，柱状晶生成不规则；产生了“搭桥·现象。

c 形状缺陷
(1)菱形变形：它主要是在结晶器中形成，二次冷却不均匀会加剧菱形变形的形成，原因是喷嘴堵塞及安装时不对中、四侧水量不均匀、喷射角过大造成角部过冷。

(2)纵向凹陷：原因是二冷装置对弧不准，二次冷却局部过冷(特别是二次冷却装置的上部)。

41．高效连铸的二次冷却与传统连铸有什么不同?
高效连铸与传统连铸相比，拉坯速度明显提高。

在高拉速浇铸情况下，结洁净器出口处坯壳较薄，冶金长度增加。

高效连铸的二次冷却与传统连铸二次冷却相比的特点是：
①冷却强度提高。

在国外高速连铸中，二冷比水量已达到2.5～3.0L ／kg。

②二次冷却要求均匀，即根据铸坯不同情况实现控制冷却。

为了满足连铸高效化的要求，达到均匀强冷的效果，获得具有恒定高温的连铸坯，在板坯连铸中趋向于采用有直线段的二冷段(立弯式)冷却，以获取对称的均匀冷却，在方坯连铸中尽量采用无障碍喷淋冷却，已获得更有效、更均匀的冷却效果，因此多采用刚性引锭杆。

在供水制度控制上广泛采用了计算机机动态控制二冷技术，对二冷实行优化配水。

此外；对冷却方式进行改进：开发高效冷却技术，如采用了气一水喷雾冷却；喷雾冷却、干式冷却等。

42．二次冷却的强度是如何确定的?
确定二次冷却强度的原则：
(1)在整个二冷区应当采取自上到下冷却强度由强到弱的原则；由结
晶器拉出的铸坯进入二冷区上段时，内部液芯量大，坯壳薄，热阻小，坯壳凝固收缩产生的应力也小。

此时加大冷却强度可使坯壳厚度迅速增加，并且在较高的拉速下也不会拉漏。

当坯壳厚度增加到一定程度以后，随着坯壳热阻的增加，则应逐渐减小冷却强度，以避免铸坯表面热应力过大产生裂纹。

(2)为了提高铸机的生产率，应当采取高拉速和高冷却效率，但在提高冷却效率的同时，要避免铸坯表面局部温降剧烈而产生裂纹，故应使铸坯表面横向及纵向都能均匀降温，通常铸坯表面温度回升应小于100℃／m。

(3)700-900℃的温度范围是铸坯的脆性温度区，如铸坯表面温度在此范围内矫直时，易于产生横裂纹，所以应控制二次冷却强度，使铸坯表面温度降至900℃以上，即高于脆性温度区进行娇直。

此外，为了保证铸坯在二冷区支承辊之间形成的鼓肚量最小，在整个二冷区应限定铸坯表面温度，通常控制在1100℃以下。

(4)在确定冷却强度时要必须适应不同钢种的需要，特别是裂纹敏感性强的钢种，要采用弱冷。

(5)在板坯连铸机中要采用小辊径、多节辊，以保证铸坯不发生鼓肚、变形。

43．为什么要采用液芯矫直?
提高拉坯速度是提高连铸机生产能力的有效途径。

按常规设计，铸坯的液芯长度与拉速成正比。

因此，高拉速连铸机铸坯的液芯必然很长，如仍采用固相矫直，势必使连铸机半径很大，这明显不合理。

因此就
需要采用带液芯矫直。

44．什么叫多点弯曲、多点矫直技术?
一点矫直是铸坯从结晶器出来后，经1／4圆弧长度(丌R／2)达到水平切线的切点，被强迫矫直后才沿水平线送出。

此设计的弧形半径R 为一常数(R=R0，RO为矫直时半径)，曲线的曲率c一直保持某个常量(C=1／BO)；在切点处突然变为0(C=1／∞，)，即为一直线。

每个矫直点都会由内弧二辊外弧一辊构成。

多点矫直是把集中在一点的大幅度变形分散到若干点去逐步变形，使每一点的变形率不致超过允许的极跟。

中间要用若干过渡半径R1 R2 R3……Rn顺序分步达到目标。

总的矫直变形率是R0～Rn一点矫直时的变形率的总和。

一点弯曲是指直结晶器出来的铸坯需经一组顶弯辊顶弯后进人弧形段。

多点弯曲是指直结晶器出来的铸坯需经多组顶弯辊顶弯后进入弧形段。

45．为什么高效连铸普遍使用多点矫直、多点弯曲技术?
由于高效连铸中铸坯的液芯长度很长，需要进行带液芯矫直。

在带液相矫直时，铸坯在两相区界面处坯壳的强度和允许的变形率极低。

采用多点矫直可以把集中一点的应变量分散到多个点完成，将矫直点韵变形率控制在允许范围之内；消除了铸坯产生内裂的可能性，可以实现带液芯矫直。

因此，在高速连铸中普遍使用多点弯曲、多点矫直技术。

铸坯结疤的产生原因及其对策结疤是指重轨表面的疤皮或鱼鳞状的金属片，它与金属基体连接，
在重轨头、腰、底部等处有局部粘附的金属薄片状疤皮而形成的结疤，主要有折疤、点状夹结疤、块状结疤、锯齿结疤等类型，影响重轨的质量，造成损失。

结疤的产生与钢在生产过程产生的裂纹有密切关系。

钢坯上的裂纹在加热和轧制过程导致了裂缝延伸和氧化，出现氧化亚铁和氧化圆点。

进而导致结疤。

分析铸坯裂纹主要有角部裂纹、三角区裂纹等。

角部裂纹主要是由于连铸坯出结晶器下口的二冷段过量的二冷水角部冷却造成收缩应力所致。

三角区裂纹主要是由角部强冷或凹陷及支撑辊位置移位变化造成。

概括之，连铸时铸温、铸速控制不当、保护渣卷入、二冷强度过大等都会造成铸坯表面和内部的缺陷。

尤其是表面裂缝和翘皮的缺陷，在加热和轧制的过程中就可能使原有缺陷进一步发展，轧制变形的结果，在成品钢轨上出现结疤缺陷。

故而，在轧制前出现的裂缝和翘皮一经发现，应及时予以精整清除。

此外，结疤的产生还与铸坯的皮下气泡、表面夹渣相关，造成顶部、角部折叠状裂纹，顶部黑斑等结疤缺陷。

因此，提高钢的纯净度、减轻连铸坯中心偏析和改善连铸坯表面质量，对于解决重轨生产中的结疤缺陷有重要作用。

故而，冶炼时要脱氧良好，减少钢中夹杂物，连铸时要控制钢液过热度，保持合理的浇注温度和注度，以及与之匹配的连铸冷却制度（结晶器和二冷段冷却），是解决重轨结疤的根本途径，应以此来指导重轨生产。

与保护渣有关的缺陷产生原因及可能的补救措施
结晶器保护渣性能对铸坯质量和过程控制的影响
保护渣各组分对其性能的影响
T br=1120o C-%MO MO为氧化物
T sol=1242o C-x(MO) x为克分子系数。