连铸基础知识及提高连铸坯质量措施
1.钢水由液体转变为固体的条件是什么?我们把一杯水(如20℃)放在-20℃
的冷库里，当水的温度降到0℃时，杯子里就有晶体出现，此时是水和水的晶体共存，温度仍是0℃，只有当水完全结冰后，杯子整个温度下降到与冷库温度相同。所以，把水开始结冰的温度叫凝固温度。钢水的凝固结晶过程也同水一样，当温度降到凝固温度(1535℃)时，就有晶体出现。由此可知，要实现液体转变为固体的过程，必须满足两个条件，即一定的过冷度和结晶核心。所谓过冷度，就是实际温度低于凝固温度的度数。如纯铁，只有过冷度达到295℃时，液体金属中许多体积很小、近程有序排列的原子集团才能形成胚胎晶核作为结晶核心而逐渐长大。然而在实际生产中，把钢水浇到模子里，结晶所需的过冷度只有几度，这是因为：1)模子温度低，钢水温度高，模壁提供了冷却动力。2)模型表面的凸凹不平，提供了“依托”，有利晶核形成。3)钢水中悬浮的质点也可作为结晶核心。
2.钢水凝固过程中的收缩包括哪些?钢水由液态转变为固态，随着温度下降，收缩可分为： (1)液态收缩：由浇注温度降到液相线温度的收缩。对于低碳钢一般为1％； (2)凝固收缩：液体完全变为固体的体积收缩。对于钢一般为3～4％。体积收缩会在钢锭中留下缩孔。 (3)固态收缩：从固相线温度冷却到室温的收缩。一般为7～8％。固态收缩表现为整个钢锭的线收缩，它与钢冷却过
程的相变有关。对钢锭产生裂纹有重要影响。液体钢密度为7.0g/cm3，固体钢密度为7.8g/cm3，则液体变为固体收缩量为：((7.8-7.0)/7.0)×100％=11.4％，其中液态收缩量约1％,凝固收缩3～6％，固态收缩7～8％。凝固时3～4％的体积收缩在钢锭中会留下缩孔，采用保护帽使缩孔集中在钢锭头部。而连铸时钢水不断补充到液相，故连铸坯中无集中缩孔。而带液芯的铸坯继续凝固时的线收缩对铸坯质量和生产安全性有重要影响。因此结晶器应保持一定的倒锥度，二次冷却区支承辊的辊缝从上到下应符合铸坯线收缩的规律。也就是说带液芯的铸坯在许多对辊子所构成的内外弧包络面空间运行．辊间的开口度应随铸坯冷却过程的线收缩而减小。如带直立段的立弯式板坯连铸机,在二次冷却区布置有99对辊子，要使辊子开口度从上到下呈连续递减，这在机械结构上是有困难的。因此，把辊间距开口度设定呈阶梯形收缩。如厚250mm板坯，结晶器上口窄面厚度为258mm，下口厚为257mm，出结晶器后分成10个阶梯减到第99对辊间距为253mm。
3.连铸坯凝固过程有哪些特点?与模铸比较，连铸凝固过程的特点是： (1)连铸坯凝固是热量传递过程。钢水浇入结晶器边传热、边凝固、边运行，形成了液相穴相当长的连铸坯(板坯长20多米)，为加速凝固，在连铸机内布置了3个冷却区：—一次冷却区：钢水在结晶器内形成足够厚且均匀的坯壳，保证出结晶器不拉漏。—二次冷却区：喷水冷却以加速内部热量的传递使铸坯完全凝固。—三次冷却区：使铸坯温度均匀化。 (2)连铸坯凝固是沿液相在凝固温度区间把液体转变为固体的过程。连铸坯可看成是液相很长的钢锭，以一个
固定速度在连铸机内沿弧形轨道运动。铸坯在运动中凝固。实质上是沿液相固液界面的潜热释放和传递过程。而在凝固界面的晶体强度非常小(仅1～3N/mm2)，由变形到断裂的应变为0.2～0.4％。因此，当铸坯所受的外力(如鼓肚力、矫直力、热应力等)超过上述临界值，就在固液界面产生裂纹，并沿柱状晶扩展，直到凝固壳能抵抗外力为止。这是铸坯产生内裂纹的原因。 (3)连铸坯凝固是分阶段的凝固过程。凝固生长经历了三个阶段：—钢水在结晶器形成初生坯壳。—带液芯的铸坯在二次冷却区稳定生长。—临近凝固末期的液相加速生长。在凝固过程中，结晶器注流在液相引起的流动和混合对铸坯凝固有重要影响。研究指出：液相上部为强制对流区，对流区高度决定于注流方式、浸入式水口类型和铸坯断面。在液相下部液体流动主要是坯壳收缩、晶体下沉所引起的自然对流，或者是由铸坯鼓肚所引起的流动。流动对铸坯结构、夹杂物上浮及溶质元素偏析有重要影响。 (4)已凝固坯壳在连铸机内冷却可看成是经历形变热处理。凝固壳一方面受到力的作用，另一方面受到喷水冷却，随温度的降低发生相变，组织也发生变化，可能发生硫化物、氮化物质点在晶界沉淀，增加高温脆性，是铸坯产生表面裂纹的根源。因此，应深入认识上述四个方面相互联系和相互制约的规律，才能在设备和工艺上制订正确的对策，使连铸机达到生产效率高和铸坯质量好的目的。
4.钢水凝固放出的热量包括哪几部分?钢水从浇注温度冷却到室温放出的热量包括三部分： (1)钢水过热：钢水从浇注温度冷却到凝固温度放出的热量。
(2)凝固潜热：钢水从液相线温度(T
L )冷却到固相线温度(T
s
)放出的热量s (3)
物理显热：钢从固相线温度冷却到室温放出的热量。凝固潜热主要决定于钢成分。对纯铁为273kJ/kg，对低碳钢为310kJ/kg。只有潜热放出来，钢水才能凝固，要提高凝固速度，就是加速潜热的放出。因此潜热的放出速度直接关系到连铸的生产率。
5.什么叫凝固偏析?经过炉外精炼和吹气搅拌后，钢包中任何位置的钢水成分是均匀的。而凝固之后,在钢锭或连铸坯从表面到中心化学成分是不一样的，有的差别甚大。把这种成分的不均匀性叫做偏析。偏析可分为两种：一种叫显微偏析，是树枝晶主干和枝晶间成分的差异，一般距离很小是几微米范围的偏析。另一种叫宏观偏析，是长距离范围(以厘米或米来计算)内的成分差异。从铸坯取纵断面或横断面试样，做硫印或酸浸检查，可用肉眼观察偏析的状况，也叫低倍偏析。偏析产生的原因是： (1)元素在液态和固态中的溶解度差异。定义分配系数K来表征偏析程度： K=C
ι(液相中元素浓度)/C S(固相中元素浓度) 如K=1，则C
ι=C S说明凝固产品中无偏析，K<1，说明凝固产品有偏析。测定不同元素的K值为：C、0.13；S、0.02，O、0.02，P、0.13，Si、0.66，N、0.28，Mn、0.84，Cr、0.95。可见，S、P、O、C是强偏析元素。 (2)冷却速度。冷却速度越快，偏析程度越小。 (3)元素在固相中扩散速度。元素在高温固体中扩散速度快，可减轻偏析。如碳的K值为0.13，也是强偏析元素，但在高温退火时，碳原子扩散能力强，有利于均匀化。 (4)凝固前沿液相中的流动越强，则宏观偏析越严重。如连铸坯鼓肚是造成铸坯严重中心偏析的重要原因。
6.连铸坯质量的含义是什么?最终产品质量决定于所供给的铸坯质量。从广义来说，所谓连铸坯质量是指得到合格产品所允许的铸坯缺陷严重程度。它的含
义是：—铸坯纯净度(夹杂物数量、形态、分布、气体等)。—铸坯表面缺陷(裂纹、夹渣、气孔等)。—铸坯内部缺陷(裂纹、偏析、夹杂等)。铸坯纯净度主要决定于钢水进入结晶器之前处理过程。也就是说要把钢水搞“干净”些，必须在钢水进入结晶器之前各工序下功夫，如选择合适的炉外精炼、中间包冶金、保护浇注等。铸坯的表面缺陷主要决定于钢水在结晶器的凝固过程。它是与结晶器坯壳形成、结晶器液面波动、浸入式水口设计、保护渣性能等因素有关的。必须控制影响表面质量各参数在目标值以内，以生产无缺陷铸坯，这是热送和直接轧制的前提。铸坯的内部缺陷主要决定于在二次冷却区铸坯冷却过程和铸坯支撑系统。合理的二次冷却水分布、支承辊的对中、防止铸坯鼓肚等是提高铸坯内部质量的前提。因此，为了获得良好的铸坯质量，可以根据钢种和产品的不同要求，在连铸的不同阶段如钢包、中间包、结晶器和二次冷却区采用不同的，工艺技术，对铸坯质量进行有效控制。
7.提高连铸钢种的纯净度有哪些措施?纯净度是指钢中非金属夹杂物的数量、形态和分布。要根据钢种和产品质量，把钢中夹杂物降到所要求的水平，应从以下5方面着手：—尽可能降低钢中[O]含量。—防止钢水与空气作用。—减少钢水与耐火材料的相互作用。—减少渣子卷入钢水内。—改善流动促进钢水中夹杂物上浮。从工艺操作上，应采取以下措施： (1)无渣出钢：转炉采用挡渣球，电炉采用偏心炉底出钢，防止出钢渣大量下到钢包。 (2)钢包精炼：根据钢种选择合适的精炼方法，以均匀温度、微调成分、降低氧含量、去除气体夹杂物等。 (3)无氧化浇注：钢水经钢包处理后，钢中总氧含量可由130ppm下降到20ppm以下。如钢包→中间包注流不保护或保护不良，则中间包钢水中总氧量又上升到60～100ppm范围，恢复到炉外精炼前的水平，使炉外精炼的效果前功尽弃。 (4)中间包冶金：中间包采用大容量，加挡墙和坝等是促进夹杂物上浮的有效措施。如6t中间包，板坯夹杂废品率12％，夹杂物为0.82个/m2；12t中间包+挡墙，板坯夹杂废品为0，夹杂物为0.04个/m2。 (5)浸入式水口+保护渣：保护渣应能充分吸收夹杂物。浸入式水口材料、水口形状和插入深度应有利于夹杂物上浮分离。
8.提高连铸坯表面质量有哪些措施?铸坯表面缺陷主要是指夹渣、裂纹等。如表面缺陷严重。在热加工之前必须进行精整，否则会影响金属收得率和成本。生产表面无缺陷铸坯是热送热装的前提条件。铸坯表面缺陷形状各异，形成原因是复杂的。从总体上说，铸坯表面缺陷主要受结晶器钢水凝固过程的控制。为保证表面质量，在操作上必须注意以下几点： (1)结晶器液面的稳定性：钢液面波动会引起坯壳生长的不均匀，渣子也会被卷入坯壳。试验指出：液面波动与铸坯皮下夹渣深度的关系如下：液面波动范围，mm 皮下夹渣深度，mm ±20 <2±40<4 >40<7 当皮下夹渣深度<2mm，铸坯在加热时可消除，夹渣深度在2～5㎜时铸坯必须进行表面清理。钢液面波动在±10mm，可消除皮下夹渣。因此，选择灵敏可靠的液面控制系统，保证液面波动在允许范围内，是非常重要的。 (2)结晶器振动：铸坯表面薄弱点是弯月面坯壳形成的“振动痕迹”。振痕对表面质量的危害是：1)振痕波谷处是横裂纹的发源地，2)波谷处是气泡、渣粒聚集区。为此，采用高频率小振幅的结晶器振动机构，可以减少振痕深度。 (3)初生坯壳的均匀性：结晶器弯月面初生坯壳不均匀会导致铸坯产生纵裂和凹陷，以致造成拉漏。坯壳生长的均匀性决定于钢成分、结晶器冷却、钢液面稳定性和
保护渣润滑性能。 (4)结晶器钢液流动：结晶器由注流引起的强制流动，不应把液面上的渣子卷入内部。浸入式水口插入深度小于50mm，液面上渣粉会卷入凝固壳，形成皮下夹渣；浸入式水口插入深度>170mm，皮下夹渣也会增多。因此，浸入水口插入深度和出口倾角是非常重要的参数。 (5)保护渣性能：应有良好的吸收夹杂物能力和渣膜润滑能力。
9.提高连铸坯内部质量应采取哪些措施?铸坯内部质量是指低倍结构、成分偏析、中心疏松、中心偏析和裂纹等。铸坯经过热加工后，有的缺陷可以消失、有的变形、有的则原封不动的保留下来，对产品性能带来不同程度的危害。铸坯内部缺陷的产生，涉及到铸坯凝固传热、传质和应力的作用，生成机理是极其复杂的。但总的来说，铸坯内部缺陷是受二次冷却区铸坯凝固过程控制的。改善铸坯内部质量的措施有： (1)控制铸坯结构：首要的是要扩大铸坯中心等轴晶区，抑制柱状晶生长。这样可减轻中心偏析和中心疏松。为此采用钢水低过热度浇注、电磁搅拌等技术都是有效的扩大等轴晶区的办法。 (2)合理的二次冷却制度：在二次冷却区铸坯表面温度分布均匀，在矫直点表面温度大于900℃，尽可能不带液芯矫直。为此采用计算机控制二次冷却水量分布、气一水喷雾冷却等。
(3)控制二次冷却区铸坯受力与变形：在二次冷却区凝固壳的受力与变形是产生裂纹的根源。为此采用多点弯曲矫直、对弧准确、辊缝对中、压缩浇铸技术等。
(4)控制液相穴钢水流动，以促进夹杂物上浮和改善其分布。如结晶器采用电磁搅拌技术、改进浸入式水口设计等。
10.连铸坯缺陷有哪几种类型?连铸坯表面缺陷是影响连铸机产量和铸坯质量的重要缺陷。据统计，各类缺陷中裂纹占50％。铸坯出现裂纹，重者会导致拉漏或废品，轻者要进行精整。这样既影响铸机生产率，又影响产品质量，因而增加了成本。铸坯内部缺陷影响产品的机械性能、使用性能和使用寿命。如图6-1所示，铸坯缺陷可分为以下3类：图6-1 连铸坯表面缺陷示意图 1一角部横裂纹；2一角部纵裂纹； 3一表面横裂纹；4一宽面纵裂纹； 5一星状裂纹；6—振动痕迹; 7一气孔；8一大型夹杂物 (1)表面缺陷：包括表面纵裂纹、横裂纹、网状裂纹、皮下夹渣、皮下气孔、表面凹陷等。 (2)内部缺陷：包括中间裂纹、皮下裂纹、压下裂纹、夹杂、中心裂纹和偏析等。 (3)形状缺陷：方坯菱变(脱方)和板坯鼓肚。
11.连铸坯表面纵裂产生的原因及其防止方法有哪些?连铸坯表面纵裂纹，会影响轧制产品质量。如长300mm、深2.5mm的纵裂纹在轧制板材上留下1125mm 分层缺陷。纵裂纹严重时会造成拉漏和废品。研究指出：纵裂纹发源于结晶器弯月面初生坯壳厚度的不均匀性。作用于坯壳拉应力超过钢的允许强度，在坯壳薄弱处产生应力集中导致断裂，出结晶器后在二次冷却区扩展。纵裂产生的原因可归纳为：1)水口与结晶器不对中而产生偏流冲刷凝固壳。2)保护渣熔化性能不良、液渣层过厚或过薄导致渣膜厚薄不均，使局部凝固壳过薄。液渣层<10mm，纵裂纹明显增加。3)结晶器液面波动。液面波动>10㎜，纵裂发生几率30％。4)钢中S+P含量。钢中S>0.02％，P>0.017％，钢的高温强度和塑性明显降低，发生纵裂趋向增大。5)钢中C在0.12～0.17％，发生纵裂倾向增加。防止纵裂发生的措施是：1)水口与结晶器要对中。2)结晶器液面波动稳定在±10mm。
3)合适的浸入式水口插入深度。4)合适的结晶器锥度。5)结晶器与二次冷却区上
部对弧要准。6)合适的保护渣性能。7)采用热顶结晶器，即在弯月面区75mm铜板内镶入不锈钢等导热性差的材料，减少了弯月面区热流50～70％，延缓了坯壳收缩，减轻了凹陷，因而也减小了纵裂发生几率。
12.连铸坯表面横裂产生的原因及其防止方法有哪些?横裂纹是位于铸坯内弧表面振痕的波谷处，通常是隐藏看不见的。经酸洗检查指出，裂纹深度可达7mm，宽度0.2mm。裂纹位于铁素体网状区，而网状区正好是初生奥氏体晶界。且晶界上有细小质点(如AlN)的沉淀。尤其是C—Mn—Nb(V)钢，对裂纹敏感性更强。横裂产生的原因：1)振痕太深是横裂纹的发源地。2)钢中A1、Nb含量增加，促使质点(A1N)在晶界沉淀，诱发横裂纹。3)铸坯在脆性温度900～700℃矫直。4)二次冷却太强。防止横裂发生的措施：1)结晶器采用高频率(200～400次/分)小振辐(2～4mm)是减少振痕深度的有效办法。2)二次冷却区采用平稳的弱冷却，使矫直时铸坯表面温度大于900℃。3)结晶器液面稳定，采用良好润滑性能、粘度较低的保护渣。4)用火焰清理表面裂纹。
13.连铸坯表面网状裂纹产生的原因及其防止方法有哪些?这种裂纹在铸坯表面酸洗之后才能发现，深度可达5mm。产生的原因： (1)高温铸坯表面吸收了结晶器的铜，而铜变成液体再沿奥氏体晶界渗透所致。 (2)铸坯表面铁的选择性氧化，使钢中残余元素(如Cu、Sn等)残留在表面沿晶界渗透形成裂纹。研究表明，裂纹区有Cu、Sn、Sb等元素的富集，钢中Cu含量大于0.1％，裂纹加重；钢中Al含量增加，网状裂纹加重。防止办法：1)结晶器表面镀Cr或Ni 以增加硬度。2)合适的二次冷却水量。3)控制钢中残余元素如Cu<0.2％。4)控制Mn/S>40。
14.连铸坯角部纵裂纹形成原因及防止措施有哪些?角部纵裂纹可能位于宽面与窄面交界棱边附近，有的离棱边10～15㎜，有的刚好位于棱边上，严重时会造成漏钢。形成的原因：对于方形，可能是沿结晶器高度水缝厚度不均匀，造成结晶器角部冷却不良；结晶器锥度太小，结晶器圆角半径太小。对于板坯，可能是由于(1)窄面支撑不当造成窄面鼓肚。窄面有6～12mm的鼓肚伴随有角部纵裂导致漏钢。(2)锥度不合适。(3)窄面冷却水不足。改进方法：对于方坯1)控制好结晶器几何形状防止变形。2)合适的圆角半径。3)装配结晶器时，保持冷却水缝厚度一致，使冷却均匀。对于板坯1)调整窄面足辊间隙使其向内l～2㎜限制鼓肚。2)合适锥度(1.0％/m)。3)合适冷却水量。4)水口与结晶器对中不要偏流。
15.连铸坯角部横裂纹形成原因及防止措施有哪些?这是一种位于铸坯角部的细小横裂纹。其产生的原因可能是：1)结晶器锥度太大。2)结晶器表面划伤。
3)结晶器出口与零段对弧不准。改进方法：调整结晶器锥度，严格对弧，调整二次冷却使矫直时铸坯角部温度不能小于800℃。
16.连铸坯的皮下气泡是如何形成的?在位于铸坯表皮以下，有直径和长度各在1毫米和10毫米以上的向柱状晶方向生长的大气泡。这些气泡如裸露在外面的叫表面气泡，没有裸露的叫皮下气泡，比气泡小呈密集的小孔叫皮下针孔。在加热炉内，铸坯的表面气泡或皮下气泡内表面被氧化而形成脱碳层，轧制后不
能焊合而形成表面缺陷。埋藏浅的气泡可用砂轮、风铲和火焰清理等办法清除。埋藏深的气泡很难发现，会使产品产生裂纹。钢水脱氧不足是产生气泡的主要原因，如采用强化脱氧，以降低钢中的氧含量，会使钢水中的铝含量达到0.01～0.015％，从而使气泡消除。另外，钢水中的气体含量(尤其是氢)也是生成气泡的一个重要原因。因此，加入钢水中的一切材料(如铁合金、渣粉等)应干燥，钢包、中间包应烘烤，润滑油用量要适当，注流采用保护浇注，对减少气泡的效果是明显的。
17.什么叫连铸坯表面折叠缺陷?在铸坯表面有横向的折叠痕迹，严重时伴随有横向裂纹。形成原因： (1)结晶器内悬挂使凝固壳撕裂，由于结晶器的强冷，在撕裂处漏出的钢水立刻凝固在表面形成折叠痕迹； (2)结晶器振动参数调整不当； (3)结晶器出口与二次冷却段对弧不良； (4)结晶器润滑不良，坯壳与铜壁粘结。
18.铸坯表面“冷痣”产生的原因是什么?在铸坯表皮下嵌入的金属硬块或渣块叫“冷痣”。产生原因是： (1)敞开浇注时钢流的喷溅粘到结晶器表面的冷钢嵌入凝固壳； (2)结晶器液面波动太大，把渣中的不溶物卷入凝固壳。
19.什么叫连铸坯表面的重皮缺陷?在铸坯表面呈现横向不连续性，有明显的不完全焊合的痕迹叫重皮。产生原因： (1)结晶器的注流突然停浇，或瞬间停止拉坯。如果停浇时间过长，就会在铸坯表面形成明显的重接； (2)钢水太粘、温度过低、水口堵塞、注流偏离等都可能引起重皮。
20.为什么连铸坯表面有时呈凹状?此缺陷常见于方坯或板坯窄面。形成原因：(1)结晶器锥度过大； (2)二次冷却区不均匀冷却。使用合适的结晶器锥度和均匀二次冷却可以防止。
21.为什么连铸坯表面有时呈凸状?此缺陷常见于矩形坯和板坯窄面。其原因是由于出结晶器的足辊或支承辊对弧不良和冷却过弱，使其凝固壳鼓胀所致。
连铸钢坯质量考核制度 为了加强连铸坯质量管理，确保下道工序正常生产，结合实际生产需要，现制定连铸坯质量考核制度： 1、钢坯五大元素的控制，应严格按照公司内控标准执行， 五大元素超出内控标准的，考核炼钢厂1000元/项。2、连铸坯长度允许偏差为+80mm，超出该范围考核炼钢厂 100元/根。 3、连铸坯边长允许偏差为±5mm,超出该范围考核炼钢厂 100元/根。 4、连铸坯两对角线之差应≤10mm，超出该范围则判定为脱 方，脱方钢坯考核炼钢厂500元/根。 5、连铸坯切斜应≤12mm，超出该范围考核炼钢厂200元/ 根。 6、连铸坯鼓肚应≤5mm，超出该范围考核炼钢厂200元/ 根。 7、连铸坯弯曲度不得大于20mm/m，总弯曲度不得大于总 长度的2%，超出该范围考核炼钢厂200元/根。 8、连铸坯表面不得有目视可见的重接、翻皮、结疤、夹杂， 一经发现，考核炼钢厂500元/根。 9、连铸坯不得有深度或高度大于3mm的划痕、压痕、擦伤、 气孔、皱纹、冷溅、凸块、凹坑（包括由于手工切割造 成连铸坯端部不平整、凸块、凹坑、裂痕），一经发现，
考核炼钢厂200元/根。 10、连铸坯端面不允许有中心偏析产生的黑点、缩孔、裂纹及皮下气泡（允许有5个以下气泡），一经发现，考核炼钢厂500元/根。 11、连铸坯应按炉组批发运并喷写炉批号，随炉号跟踪卡一同发送到下道工序，此三项若不能按要求执行，考核炼钢厂200元/项。 以上连铸坯质量问题一经发现需及时整改，如流转到下道工序则按照上述制度考核，同时按废坯退回炼钢;如发现弄虚作假，对责任单位考核2000元/次。 技术中心 2014年7月29日
GCr15连铸坯组织及缺陷的超声波检测 赵荒培 （中冶京诚（营口）装备技术有限公司营口115004） 本文采用UT评估大型轴承钢连铸坯的质量。提出组织衰减、表征缩孔及指示性缺陷的数字表述等三项指标。可作为评判连铸坯质量的判据。 关键词：UT, 连铸坯，轴承钢，质量 随着国内工业的发展，轴承钢需求量日益增加。轴承钢连铸坯（≥Ф600mm）的组织与缺陷对最终产品质量有相关影响。因此，提高轴承钢的质量的研究对于企业的发展，满足市场需求起着重要的作用[1-4]。 常规的连铸坯的宏观检查虽然能直观地观察到偏析，疏松、缩孔等缺陷；但其单一横截面的检测不易对整体质量进行准确的评估。相对于装备制造行业而言，对连铸坯进行检查，以便较早除去对后面工序无价值的不合格品，可以改善制造方法和作业方法以及提高效率。 本文采用检测连铸坯的超声波组织衰减及其孔洞式缺陷。并试图制定一个适用于对生产具有参考意义的方法。 1 大型连铸坯检测依据 1.1 GCr15低倍组织的特点 GCr15轴承钢是一种典型的高碳特殊钢。其低倍组织有两个显著地特点：（1）凝固组织与宏观碳偏析关系颇为复杂；（2）由于其高碳、铬所导致的凝固温度区较宽，其低倍组织缩孔出现的概率较大。 连铸坯由外至内，柱状晶、树枝晶、和等轴晶组成。外层的超声波穿透性好于内部等轴晶。钢锭的结晶由外至内，激冷层-柱状晶（树枝晶）-等轴晶（自由晶）。柱状晶的超声波的穿透性比等轴晶好。金属的显微组织的差异对超声波衰减有显著影响。衰减小的具有较细的晶粒而致密。其底波和伤波下降较小。 1.2 UT检测的目的 UT是用于非破坏性方法把材料中的缺陷作为超声波能量的变化检测出来简洁方法[5-10]。可以直接而客观地估计：是否存在缺陷，其位置、分布与形状等。这些推断必须加上材料的性质、制造的方法等冶金学的统计经验和知识，而且有时还需要与其它的方法结合使用。
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 Quality for Steel Continuous Casting CAI 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
20秋学期《连铸坯凝固与质量控制》在线平时作业3 钢的高温塑性曲线是如何获得的，下面哪一种结论是对的？style=FONT-SIZE:12pt;LINE-HEIGHT:125%;FONT-FAMILY:宋体;mso-bidi-font- weight:boldstyle=mso-bidi-font-weight:bold A:是模型计算获得； B:实验测试获得； C:经验积累获得； 答案：B 用合金凝固动态曲线可以直接分析合金凝固过程的质量，此种说法对吗？ A:对； B:不对； 答案：A 高碳钢和低碳钢相比，在结晶器凝固过程中，哪一种钢形成的气隙大一点？A:低碳钢大一点； B:高碳钢大一点； 答案：A 一般情况下亚包晶钢连铸时结晶器冷却强度大好？还是小好？style=FONT-SIZE:12pt;LINE-HEIGHT:125%;FONT-FAMILY:宋体style=FONT-SIZE:12pt;LINE-HEIGHT:125%;FONT-FAMILY:宋体 A:冷却强度大好； B:冷却强度小好； 答案：B 方坯结晶器传热与板坯结晶器传热有什么不同，下面分析哪一种是正确的？ A:方坯结晶器传热与板坯结晶器传热，扳坯结晶器宽面更容易不均匀； B:方坯结晶器传热与板坯结晶器传热，方坯结晶器换热强度更大； C:方坯结晶器传热与板坯结晶器传热，板坯结晶器的液面释放热量更大； 答案：A 二冷区的水流密度越高传热过程中的换热系数越大此种论述是否正确？
A:正确； B:不正确； 答案：A 金属凝固动态曲线是把凝固体的断面上不同位置的点在不同时间达到相同温度的点的连线，此种叙述是否准确？ A:不准确； B:准确； 答案：B 连铸坯结晶器凝固传热过程下面哪一种分析是正确的？ A:结晶器凝固传热过程中90%以上热量是通过结晶器的冷却水带走的； B:结晶器凝固传热过程中30%以上热量是通过结晶器液面释放的； 答案：A 方坯与板坯比较二冷区传热最大不同是下面哪一种叙述？①②③ A:方坯与板坯比较二冷区传热最大不同是方坯主要是只有对流传热； B:方坯与板坯比较二冷区传热最大不同是板坯只有传导传热； C:方坯与板坯比较二冷区传热最大不同是它们的传热强度不同； 答案：C 高碳钢和低碳钢相比连铸时结晶器内凝固时气隙小、坯壳较厚、拉坯阻力大，要注意使用旧结晶器，稳定拉速，论述是否正确？style=FONT-SIZE:12pt;LINE-HEIGHT:125%;FONT-FAMILY:宋体①style=FONT-SIZE:12pt;LINE- HEIGHT:125%;FONT-FAMILY:宋体② A:论述正确； B:论述不正确； 答案：A 修正铸坯凝固传热模型中的换热系数的方法下面那几种是不正确的？ A:①铸坯表面温度测量方法； B:射钉测量坯壳厚度方法； C:铸坯液芯长度测量方法；
连铸坯的质量缺陷及控制 摘要 连铸坯质量决定着最终产品的质量。从广义来说所谓连铸坯质量是得到合格产品所允许的连铸坯缺陷的严重程度，连铸坯存在的缺陷在允许范围以内，叫合格产品。连铸坯质量是从以下几个方面进行评价的： (1)连铸坯的纯净度：指钢中夹杂物的含量，形态和分布。 (2)连铸坯的表面质量：主要是指连铸坯表面是否存在裂纹、夹渣及皮下气泡等缺陷。连铸坯这些表面缺陷主要是钢液在结晶器内坯壳形成生长过程中产生的，与浇注温度、拉坯速度、保护渣性能、浸入式水口的设计，结晶式的内腔形状、水缝均匀情况，结晶器振动以及结晶器液面的稳定因素有关。 (3)连铸坯的内部质量：是指连铸坯是否具有正确的凝固结构，以及裂纹、偏析、疏松等缺陷程度。二冷区冷却水的合理分配、支撑系统的严格对中是保证铸坯质量的关键。 (4)连铸坯的外观形状：是指连铸坯的几何尺寸是否符合规定的要求。与结晶器内腔尺寸和表面状态及冷却的均匀程度有关。 下面从以上四个方面对实际生产中连铸坯的质量控制采取的措施进行说明。 关键词：连铸坯；质量；控制 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。夹杂物的存在破坏了钢基体的连续性和致密性。夹杂物的大小、形态和分布对钢质量的影响也不同，如果夹杂物细小，呈球形，弥散分布，对钢质量的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。 此外，夹杂物的尺寸和数量对钢质量的影响还与铸坯的比表面积有关。一般板坯和方坯单位长度的表面积（S）与体积（V）之比在0.2～0.8。随着薄板与薄带技术的发展，S/V 可达10～50，若在钢中的夹杂物含量相同情况下，对薄板薄带钢而言，就意味着夹杂物更接近铸坯表面，对生产薄板材质量的危害也越大。所以降低钢中夹杂物就更为重要了。 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。为此应采取以下措施：
连铸板坯缺陷特征和 缺陷图谱 首钢京唐板坯质检编制 2010年8月8日
一．连铸坯质量特征综述 1.1连铸坯质量定义和特征 所谓连铸坯质量是指的到合格产品所允许的铸坯缺陷的严重程度。对铸坯质量要求而言，主要有四项指标，即连铸坯几何形状、表面质量、内部组织致密性和钢的洁净性；而这些质量要求与连铸机本身设计，采取的工艺以及凝固特点密切相关。 1.2铸坯的检查和清理的意义 提高钢的质量,降低成本,加强产品市场的竞争力是企业追求的目标，生产无缺陷连铸坯以保证高附加值产品优良的性能是永恒的主题，连铸坯的裂纹和夹杂物所产生的缺陷可以说是影响产品质量的两大障碍，生产无缺陷或缺陷不足以影响产品质量的连铸坯,这是要努力达到的目标，而连铸坯裂纹和夹杂物所产生的缺陷是受设备、工艺、管理等多种因素制约的。因此设备、工艺和管理的现代化加上人的质量意识是提高产品质量的关键。，但是在连铸生产中，铸坯的各种缺陷总是无法避免的，铸坯清理对钢厂保障铸坯质量、降低废品比例具有重要意义。 （1）火焰铸坯清理的注意事项 1）一般对表面质量要求较高的钢种，铸坯清理的目的以检查铸坯表面和皮下质量为主，包括夹杂物、气泡、裂纹等分布情况，在清理检查的基础上提供铸坯的进一步处理（清除缺陷、决定铸坯表面质量级别、是否送机器去皮、决定钢种是否达到热送条件等）的意见。 2）微合金钢如Nb、V微合金钢和包晶钢等容易产生角部横裂纹，往往位于铸坯振痕谷底，也需要用火焰清理才能发现。这方面也应引起足够重视。 3）对于包晶钢、中碳钢等钢种，则以人工清理肉眼可见缺陷为主，包括铸坯常见的表面缺陷，如纵裂、角横裂、重接、凹陷、夹渣、毛刺等，以便尽量降低铸坯判废损失。 （2）不良的火焰清理的危害 虽然火焰清理是检查和去除连铸坯表面缺陷的一个极好的方法。但是，这项操作的确需要掌握一定的技巧，一旦能够正确地操作可确保最终产品不产生额外的表面缺陷。连铸坯表面上的深槽、凸脊和界面必须平滑以确保清理操作本身不造成额外表面缺陷。如果采取了正确的操作，轧制表面通常不会产生与清理操作有关的缺陷。一个确保光滑过渡的良好操作是清理工作宽度要6倍于清理深度，如果没有采用正确的清理操作，那么缺陷会折叠，轧制后看起来像一条连续的划伤。 二连铸板坯内部缺陷 1.1中心疏松和缩孔 【定义与特征】在板坯断面上就可以发现中心附近有许多细小的空隙，中心疏松严重时会形成中心缩孔。 【鉴别与判定】用肉眼观察，铸坯轧制压缩比达3～5mm时，中心疏松可焊合，所以小的中心疏松和缩孔可以放过。但是严重的中心疏松会对产品质量危害甚大，所以必须进行切尺处理。 【图谱】
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)
连铸坯内部缺陷 连铸坯的内部质量，主要取决与其中心致密度。而影响连铸坯中心致密度的缺陷是各种内部裂纹、中心偏析和中心疏松，以及铸坯内部的宏观非金属夹杂物。连铸坯的内裂、中心偏析和疏松这些内部缺陷的产生，在很大程度上和铸坯的二次冷却以及自二冷区至拉矫机的设备状态有关。 1）内部裂纹形成的原因各种应力（包括热应力、机械应力等）作用在脆弱的凝固界面上产生的裂纹成为内部裂纹。通常认为内裂纹是在凝固的前沿发生的，大都伴有偏析的存在，因而也把内裂纹称为偏析裂纹。还有一种说法是内裂纹是在凝固前沿发生的，其先端和凝固界面相连接，所以内裂纹也可以称为凝固界面裂纹。除了较大的裂纹，一般内裂纹可在轧制中焊合。 连铸坯的内部裂纹是指从铸坯表面一下直至铸坯中心的各种裂纹，其中包有中间裂纹、对角线裂纹、矫直弯曲裂纹、中心裂纹、角部裂纹。无论内裂文的类型如何，其形成过程大都经过三个阶段： 1 拉伸力作用到凝固界面；2 造成柱状晶的晶界见开裂； 3 偏析元素富集的钢液填充到开裂的空隙中。内裂发生的一般原因，是在冷却、弯曲和矫直过程中，铸坯的内部变形率超过该刚中允许的变形率。通常在压缩比足够大的情况下，
且钢的纯净度较高时，内裂纹可以在轧制中焊合，对一般用途的钢不会带来危害；但是在压缩比小，钢水纯净度较低，或者对铸坯心部质量有严格要求的铸坯，内裂就会使轧制材性能变坏并降低成材率。 2）中心裂纹 铸坯中心裂纹在轧制中不能焊合，在钢板的断面上会出现严重的分层缺陷，在钢卷或薄板的表面呈中间波浪形缺陷，在轧制中还会发生断带事故，给成品材的轧制和使用带来影响 A 裂纹的成因分析 铸坯裂纹的形成时传热、传质和应力相互作用的结果。带液芯的高温铸坯在铸机内运行过程中，各种力的作用是产生裂纹的外因，而钢对裂纹的敏感性是产生裂纹的内因。铸坯是否产生裂纹决定于钢高温力学性能、凝固冶金行为和铸机运行状态，板坯中心裂纹是由于凝固末端铸坯鼓肚或中心偏析、中心凝固收缩产生的。 1 控制铸机的运行状态刚的高温力学性能与铸坯裂纹有直接关系，铸坯凝固过程固、液及诶按承受的应力（如热应力、鼓肚力、矫直力等）和由此产生的塑性变形超过允许的高温强度和临界应变值，则形成树枝晶间裂纹，柱状晶越发达，越有利于裂纹的扩展。因此要减少铸坯发生裂纹的概率，就必须使用于铸坯上应力的总和最小。因此
(单选题)1: 钢的高温塑性曲线是如何获得的，下面哪一种结论是对的？ A: 是模型计算获得； B: 实验测试获得； C: 经验积累获得； 正确答案: B (单选题)2: 用合金凝固动态曲线可以直接分析合金凝固过程的质量，此种说法对吗？ A: 对； B: 不对； 正确答案: A (单选题)3: 高碳钢和低碳钢相比，在结晶器凝固过程中，哪一种钢形成的气隙大一点？A: 低碳钢大一点； B: 高碳钢大一点； 正确答案: A (单选题)4: 一般情况下亚包晶钢连铸时结晶器冷却强度大好？还是小好？ A: 冷却强度大好； B: 冷却强度小好； 正确答案: B (单选题)5: 方坯结晶器传热与板坯结晶器传热有什么不同，下面分析哪一种是正确的？A: 方坯结晶器传热与板坯结晶器传热，扳坯结晶器宽面更容易不均匀； B: 方坯结晶器传热与板坯结晶器传热，方坯结晶器换热强度更大； C: 方坯结晶器传热与板坯结晶器传热，板坯结晶器的液面释放热量更大； 正确答案: A (单选题)6: 二冷区的水流密度越高传热过程中的换热系数越大此种论述是否正确？ A: 正确； B: 不正确； 正确答案: A (单选题)7: 金属凝固动态曲线是把凝固体的断面上不同位置的点在不同时间达到相同温度的点的连线，此种叙述是否准确？ A: 不准确； B: 准确； 正确答案: B (单选题)8: 连铸坯结晶器凝固传热过程下面哪一种分析是正确的？ A: 结晶器凝固传热过程中90%以上热量是通过结晶器的冷却水带走的； B: 结晶器凝固传热过程中30%以上热量是通过结晶器液面释放的； 正确答案: A (单选题)9: 方坯与板坯比较二冷区传热最大不同是下面哪一种叙述？① ② ③
怎样提高连铸坯质量 钢材其他合金在完成冶炼过程后，往往首先要浇铸成锭，然后进行其它深加工，注定的凝固组织形态、组织致密度及成分偏析等对后续加工工艺及最终的制件质量具有决定性的影响。连铸坯表面缺陷是影响连铸机产量和铸坯质量的重要缺陷。据统计，各类缺陷中裂纹占50％。铸坯出现裂纹，重者会导致拉漏或废品，轻者要进行精整。这样既影响铸机生产率，又影响产品质量，因而增加了成本。铸坯内部缺陷影响产品的机械性能、使用性能和使用寿命。 连铸坯主要存在着以下几个方面的缺陷：(1)连铸坯纯净度达不到要求。主要指钢中夹杂物的含量超标，形态和分布不合理。夹杂物主要有非金属夹杂物，金属夹杂物，夹渣。其中非金属夹杂和夹渣属脆性物质，轧制时，如果这两种缺陷超标准，极易损坏轧槽导卫，导致轧制故障。同时，极大的影响成品材的质量。(2)铸坯的表面质量。指铸坯表面是否存在裂纹．夹渣及皮下气泡等缺陷。较小的表面缺陷，在轧制时，可以焊接并消除，但在总延伸～定的情况下．表面缺陷超标准，不仅破坏生产的正常进行，而且材的质量也达不到要求。(3)铸坯内部质量。指铸坯是否具有正确的凝固结构，以及内部裂纹，偏析、疏松等缺陷程度，同样这些缺陷的大小、数量也应控制在合理的范围内，否则将直接导致棒材质量不合格。(4)连铸坯的外观形状。指连铸坯的几何尺寸是否符合规定的要求，如菱形变形(也称脱方)，铸坯的鼓肚(凸起)，以及与菱形变形相关的凹陷，形状缺陷通常是影响生产的正常进行。如脱方严重，菱变大于12mm，鼓肚大于5mm，将直接导致粗轧件冲击出口导卫，以及轧件拉丝划伤，严重的将在成品材上形成折叠。 纯净度是指钢中非金属夹杂物的数量、形态和分布。要根据钢种和产品质量，把钢中夹杂物降到所要求的水平，应从以下5方面着手：—尽可能降低钢中[O]含量。—防止钢水与空气作用。—减少钢水与耐火材料的相互作用。—减少渣子卷入钢水内。—改善流动促进钢水中夹杂物上浮。从工艺操作上，应采取以下措施： (1)无渣出钢：转炉采用挡渣球，电炉采用偏心炉底出钢，防止出钢渣大量下到钢包。 (2)钢包精炼：根据钢种选择合适的精炼方法，以均匀温度、微调成分、降低氧含量、去除气体夹杂物等。 (3)无氧化浇注：钢水经钢包处理后，钢中总氧含量可由130ppm下降到20ppm 以下。如钢包→中间包注流不保护或保护不良，则中间包钢水中总氧量又上升到60～ 100ppm范围，恢复到炉外精炼前的水平，使炉外精炼的效果前功尽弃。 (4)中间包冶金：中间包采用大容量，加挡墙和坝等是促进夹杂物上浮的有效措施。如6t中间包，板坯夹杂废品率12％，夹杂物为0.82个/m2；12t中间包+挡墙，板坯夹杂废品为0，夹杂物为0.04个/m2。 (5)浸入式水口+保护渣：保护渣应能充分吸收夹杂物。浸入式水口材料、水口形状和插入深度应有利于夹杂物上浮分离。
连铸坯质量控制 摘要：连铸坯的表面质量，主要是指连铸坯表面是否存在裂纹、夹渣及皮下气泡等缺陷。连铸坯这些表面缺陷主要是钢液在结晶器内坯壳形成生长过程中产生的，与浇注温度、拉坯速度、保护渣性能、浸入式水口的设计，结晶式的内腔形状、水缝均匀情况，结晶器振动以及结晶器液面的稳定因素有关。连铸坯的内部质量，是指连铸坯是否具有正确的凝固结构，以及裂纹、偏析、疏松等缺陷程度。二冷区冷却水的合理分配、支撑系统的严格对中是保证铸坯质量的关键。 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50μm的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同，如果夹杂物细小，呈球形，弥散分布，对钢质量的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100~300μm 不规则的CaO-Al 2O 3 和Al 2 O 3 的大型夹杂物。 再如，由于连铸坯皮下有Al 2O 3 夹杂物的存在，轧成的汽车薄板表面出 现黑线缺陷，导致薄板表面涂层不良。 还有用于包装的镀锡板，除要求高的冷成型性能外，对夹杂物的尺寸和数量也有相应要求。国外生产厂家指出，对于厚度为0.3mm的薄钢板，在1m2面积内，粒径小于50μm的夹杂物应少于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的重要性。
1目的和适用范围 1.1 目的： 提高质量意识，规范质量行为，使质量受控。 1.2 适用范围： 本程序适用于三炼钢厂连铸坯质量控制及质量管理。 2、相关文件和术语 2.1 相关文件 2.1.1 武钢A、B标准 2.1.2 冶金产品企业标准汇编 2.1.3 连铸机辊间隙测量和控制管理办法 2.1.4连铸坯低倍检验管理办法 2.1.5 质量事故管理办法 2.1.6 三炼钢厂经济责任制 2.1.7工序质量管理办法 2.1.8质量异议管理办法 3 职责 3.1 主管领导对全厂质量工作全面负责。 3.2 厂生产技术部负责质量的归口管理，组织协调质量控制各相关环节或部门的工作配合，按工艺标准要求进行各工序计划准备，组织协调连铸生产，合理安排铸机检修及临时故障处理，及时协调解决全连铸生产中出现的质量异常，尤其应正确处理不合格钢水及批量出现缺陷坯时生产与质量的关系，确保全连铸优质、稳产，并检查各责任单位质量控制工作的落实情况。有权对违规责任单位（人）进行考核。 3.3 厂设备部负责工序设备，备品备件和能源介质以及专用工（器）具的管理和保障，同时
使工序设备状态按工艺标准要求受控，并仲栽相关单位对设备问题的争议。 3.4 炼钢车间负责为连铸车间提供成份、温度、节奏合格的钢水。 3.6 连铸车间负责连铸工艺操作标准的正确执行和各类规章制度的具体落实，并赋有铸坯在线检查的职责，及时反馈和处置各类异常信息，避免批量不合格品甚至废品的出现。积极应用技术进步成果，不断提高铸坯质量。 3.7 运转、炉检、连检车间负责工序设备点检及维护管理，及时排除设备故障或反馈设备异常信息，保证设备运行自始至终处于受控之中，同时避免因设备偶发故障造成的不合格品或废品的出现。 4、工作程序 4.1 钢水质量控制管理 4.1.1 冶炼轧板用料的铁水必须100%脱硫及扒渣，并原则上保证入炉铁水硫≤0.010%，其它铁水必须按要求脱硫及扒渣，保证脱硫效果，确保扒渣时间；称量入炉；无成份铁水不得入炉。 4.1.2 转炉应不断提高冶炼水平，防止钢水过氧化，并按规定应用底吹后搅确保终点[C]-[O]平衡，无任何可供判断终点状况的依据（指在线检测或过程计算机抽提供）不准出钢。 4.1.3 维护好挡渣机械，挡渣出钢，按标准控制好下渣量。 4.1.4 精炼按钢种目标成份和温度控制，过程不暴吹，加入废钢、铝、合金后需吹气搅拌3分钟以上，对最后一道精炼工序处理结束必须测温、取样且按规定加足覆盖剂。 4.1.5 精炼、热修、维检共同确保大罐底吹氩气系统正常。 4.1.6 热修按要求座罐，并向炼钢和连铸中控报准罐底重量及罐况，确保底吹砖通畅。及时翻罐并尽可能翻尽大罐内残渣，罐沿不超标不积渣。 4.1.7 平台按要求测温；拒浇温度不得开浇；拒浇温度的测量以《全连铸生产组织管理办法》规定执行。 4.1.8 旋转塔大罐加盖，加强罐盖机械维护，确保正常应用。 4.1.9 维护好保护浇铸机械，推广应用下渣检测，尽力做到全程保护浇铸，减少二次氧化。 4.1.10 中包干燥干净，避免开浇沸腾。铸中确保中包液面深度和正常浇铸时中包内钢水重量（50吨以上），促进夹杂上浮。 4.1.11 维护并应用好结晶器液面测量控制装置，稳定浇钢液面，减少卷渣。 4.1.12 工序异常时，钢水应及时转LHF炉或回炉处理，尽可能减少废品；避免后果扩大。
20秋学期《连铸坯凝固与质量控制》在线平时作业1 红字部分为答案！ 单选题 1.适当提高铸坯中心等轴晶区的比例，下面哪一种工艺措施的叙述是不正确的 A.适当降低浇注温度； B.采用电磁搅拌技术； C.结晶器内的变质处理； D.在大包处理钢水； 2.亚包晶钢与高碳钢相比连铸时铸坯表面的渣层厚度哪一种钢的厚 A.亚包晶钢比高碳钢渣层厚； B.高碳钢比亚包晶钢渣层厚； 3.连铸坯在凝固过程中出现“小铸锭”凝固，是产生铸坯中心缺陷的重要因素，产生“小铸锭”凝固的原因，下面哪一种分析是正确的 A.拉速不稳定，二冷不均匀； B.结晶焕热过强； C.钢的过热度不稳定； 4.方坯结晶器传热与板坯结晶器传热有什么不同，下面分析哪一种是正确的 A.方坯结晶器传热与板坯结晶器传热，扳坯结晶器宽面更容易不均匀； B.方坯结晶器传热与板坯结晶器传热，方坯结晶器换热强度更大； C.方坯结晶器传热与板坯结晶器传热，板坯结晶器的液面释放热量更大； 5.连铸坯凝固传热过程中下面哪一种提法是不对的 A.释放全部的过热量； B.释放全部的凝固潜热； C.释放全部的显热； 6.二冷区的水流密度越高传热过程中的换热系数越大此种论述是否正确 A.正确； B.不正确； 7.连铸坯凝固传热模型中的换热系数的取值一般来说都可以依据推荐值确定，不会影响它的准确性和实用性判断对错 A.对； B.错； 8.大尺寸的铸坯如何增加中心区域的等轴晶比例，下面那一种工艺是不可行的 A.慢拉速； B.适当降低浇注温度； C.变质处理； D.提高二冷强度； 9.方坯与板坯比较二冷区传热最大不同是下面哪一种叙述 A.方坯与板坯比较二冷区传热最大不同是方坯主要是只有对流传热； B.方坯与板坯比较二冷区传热最大不同是板坯只有传导传热； C.方坯与板坯比较二冷区传热最大不同是它们的传热强度不同；
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-Al 2O 3 与Al 2 O 3 得大型夹杂物。 再如,由于连铸坯皮下有Al 2O 3 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。
毕业论文论文题目：连铸坯的质量控制 系别东大网络学院1009 系 专业班级冶金工程 学生姓名李野 指导教师王楠 日期 2012年7月25日
摘要 连铸坯质量决定着最终产品的质量。从广义来说所谓连铸坯质量是得到合格产品所允许的连铸坯缺陷的严重程度，连铸坯存在的缺陷在允许范围以内，叫合格产品。连铸坯质量是从以下几个方面进行评价的： (1)连铸坯的纯净度：指钢中夹杂物的含量，形态和分布。 (2)连铸坯的内部质量：是指连铸坯是否具有正确的凝固结构，以及裂纹、偏析、疏松等缺陷程度。二冷区冷却水的合理分配、支撑系统的严格对中是保证铸坯质量的关键。 (3)连铸坯的表面质量：主要是指连铸坯表面是否存在裂纹、夹渣及皮下气泡等缺陷。连铸坯这些表面缺陷主要是钢液在结晶器内坯壳形成生长过程中产生的，与浇注温度、拉坯速度、保护渣性能、浸入式水口的设计，结晶式的内腔形状、水缝均匀情况，结晶器振动以及结晶器液面的稳定因素有关。 (4)连铸坯的外观形状：是指连铸坯的几何尺寸是否符合规定的要求。与结晶器内腔尺寸和表面状态及冷却的均匀程度有关。 本文从以上四个方面对实际生产中连铸坯的质量控制采取的措施进行说明。 关键词：连铸坯；质量；控制
1 连铸坯纯净度度与产品质量 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50μm的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同，如果夹杂物细小，呈球形，弥散分布，对钢质量的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100～300μm不规 则的CaO-Al 2O 3 和Al 2 O 3 的大型夹杂物。 再如，由于连铸坯皮下有Al 2O 3 夹杂物的存在，轧成的汽车薄板表面出现黑 线缺陷，导致薄板表面涂层不良。 还有用于包装的镀锡板，除要求高的冷成型性能外，对夹杂物的尺寸和数量也有相应要求。国外生产厂家指出，对于厚度为0.3mm的薄钢板，在1m2面积内，粒径小于50μm的夹杂物应少于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的重要性。 对于极细的钢丝（如直径为0.01～0.25mm的轮胎钢丝）和极薄钢板（如厚度为0.025mm的镀锡板）中，其所含夹杂物尺寸的要求就可想而知了。此外，夹杂物的尺寸和数量对钢质量的影响还与铸坯的比表面积有关。一般板坯和方坯单位长度的表面积（S）与体积（V）之比在0.2～0.8。随着薄板与薄带技术的发展，S/V可达10～50，若在钢中的夹杂物含量相同情况下，对薄板薄带钢而言，就意味着夹杂物更接近铸坯表面，对生产薄板材质量的危害也越大。所以降低钢中夹杂物就更为重要了。
摘要 为了解决连铸坯的内部质量问题，我写此论文主要是关于连铸坯的质量缺陷主要表现为,形状缺陷,内部缺陷等.中心裂纹,皮下裂纹,横裂,纵裂较为明显,，该论文关于铸坯裂纹的形成的原因、形成过程、裂纹的类型及区别、内部缺陷、形状缺陷。通过对设备的点检完善及工艺操作的巩固,从而找出了形成质量缺陷和裂纹的成因,并做出了相应的控制措施,从而达到了减少铸坯质量问题. 关键词:形成原因；形成过程；类型及区别；内部缺陷；形状缺陷。
1 文献综述 1.1 国内外研究现状及分析 连铸取代模铸是炼钢生产流程中一次巨大技术变革。在1965年前绝大部分连铸机是比较简单的立式连铸机，在1975年80%板坯、70%大方坯和小方坯采用弧型连铸机生产，1984年已有30%板坯、20%大方坯采用连续弯曲矫直的立弯式连铸机生产。 目前世界上不少国家连铸比较接近饱和。连铸机型已基本定型化。 目前改进的方向是使连铸机的结构和辅助设备具有更高的综合性能,操作过程自动化、可控性和安全性达到更高水平。其目的在于进一步发挥连铸机的生产潜力和进一步提高铸坯质量。 提高连铸坯质量，主要是解决以下问题： 1）改善工艺控制生产无缺陷的连铸坯，为实现直接热送和直接轧制创造条件。 2）获得内部极为均质的连铸坯，已保证产品的性能的均匀性。对特殊用途钢种的铸坯，关键是改善铸坯内部结构和减少宏观偏析。近几年开发的技术解决铸坯内部质量取得了明显效果。 3）浇注过程的自动监控和计算机跟踪以及与铸坯质量在线统计分析相结合，是保证连铸坯质量的主要手段。采用这些技术可以实现对连铸坯质量在线表面缺陷进行检测，连铸设备的检控技术（如结晶器形状、振动等），铸坯质量在线识别模型。 1.2 课题的研究意义 通过对连铸坯质量缺陷的研究，使我对连铸坯有进一步的认识。使以后在生产过程中了解缺陷的形成，改善连铸坯质量有一定意义。
【关键字】方法 连铸坯质量及控制方法 1、连铸坯质量的含义是什么？ 最终产品质量决定于所供给的铸坯质量。从广义来说，所谓连铸坯质量是指得到合格产品所允许的铸坯缺陷的严重程度。它的含义是： ——铸坯纯净度（夹杂物数量、形态、分布、气体等）。 ——铸坯表面缺陷（裂纹、夹渣、气孔等）。 ——铸坯内部缺陷（裂纹、偏析、夹杂等）。 铸坯纯净度主要决定于钢水进入结晶器之前处理过程。也就是说要把钢水搞“干净”些，必须在钢水进入结晶器之前各工序下功夫，如冶炼及合金化过程控制、选择适宜的炉外精炼、中间包冶金、保护浇注等。 铸坯的表面缺陷主要决定于钢水在结晶器的凝固过程。它是与结晶器坯壳形成、结晶器液面波动、浸入式水口设计、保护渣性能有关的。必须控制影响表面质量各参数在目标值以内，以生产无缺陷铸坯，这是热送和直接扎制的前提。 铸坯的内部缺陷主要决定于在二次冷却区铸坯冷却过程和铸坯支撑系统。合理的二次冷却水分布、支承辊的对中、防止铸坯鼓肚等是提高铸坯内部质量的前担。 因此，为了获得良好的铸坯质量，可以根据钢种和产品的不同要求，在连铸的不同阶段如钢包、中间包、结晶器和二次冷却区采用不同的工艺技术，对铸坯质量进行有效控制。 2、提高连铸钢种的纯净度有哪些措施？ 纯净度是指钢中非金属夹杂物的数量、形态和分布。要根据钢种和产品质量，把钢中夹杂物降到所要求的水平，应从以下五方面着手： ——尽可能降低钢中[O]含量； ——防止钢水与空气作用； ——减少钢水与耐火材料的相互作用； ——减少渣子卷入钢水内； ——改善钢水流动性促进钢水中夹杂物上浮。 从工艺操作上，应采取以下措施： （1）无渣出钢：转炉采用挡渣球（或挡渣锥），防止钢渣大量下到钢包。 （2）钢包精炼：根据钢种选择适宜的精炼方法，以均匀温度、微调成分、降低氧含量、去除气体夹杂物等。 （3）无氧化浇注：钢水经钢包精炼处理后，钢中总氧含量可由130ppm下降到20ppm以下。如钢包→中间包注流不保护或保护不良，则中间包钢水中总氧量又上升到60～100ppm范围，恢复到接近炉外精炼前的水平，使炉外精炼的效果前功尽弃。 （4）中间包冶金：中间包采用大容量，加挡墙和坝等是促进夹杂物上浮的有效措施。（5）浸入式水口+保护渣：保护渣应能充分吸收夹杂物。浸入式水口材料、水口形状和插入深度应有利于夹杂物上浮分离。 3、提高连铸坯表面质量有哪些措施？ 铸坯表面缺陷主要是指夹渣、裂纹等。如表面缺陷严重，在热加工之前必须进行精整，否则会影响金属收得率和成本。生产表面无缺陷铸坯是热送热装的前提条件。 铸坯表面缺陷形状各异，形成原因是复杂的。从总体上说，铸坯表面缺陷主要受结晶器钢水凝固过程的控制。为保证表面质量，在操作上必须注意以下几点： （1）结晶器液面的稳定性：钢液面波动会引起坯壳生长的不均匀，渣子也会被卷入坯壳。
连铸坯质量及控制方法 1、连铸坯质量的含义是什么？ 最终产品质量决定于所供给的铸坯质量。从广义来说，所谓连铸坯质量是指得到合格产品所允许的铸坯缺陷的严重程度。它的含义是： ——铸坯纯净度（夹杂物数量、形态、分布、气体等）。 ——铸坯表面缺陷（裂纹、夹渣、气孔等）。 ——铸坯内部缺陷（裂纹、偏析、夹杂等）。 铸坯纯净度主要决定于钢水进入结晶器之前处理过程。也就是说要把钢水搞“干净”些，必须在钢水进入结晶器之前各工序下功夫，如冶炼及合金化过程控制、选择合适的炉外精炼、中间包冶金、保护浇注等。 铸坯的表面缺陷主要决定于钢水在结晶器的凝固过程。它是与结晶器坯壳形成、结晶器液面波动、浸入式水口设计、保护渣性能有关的。必须控制影响表面质量各参数在目标值以内，以生产无缺陷铸坯，这是热送和直接扎制的前提。 铸坯的内部缺陷主要决定于在二次冷却区铸坯冷却过程和铸坯支撑系统。合理的二次冷却水分布、支承辊的对中、防止铸坯鼓肚等是提高铸坯内部质量的前担。 因此，为了获得良好的铸坯质量，可以根据钢种和产品的不同要求，在连铸的不同阶段如钢包、中间包、结晶器和二次冷却区采用不同的工艺技术，对铸坯质量进行有效控制。 2、提高连铸钢种的纯净度有哪些措施？ 纯净度是指钢中非金属夹杂物的数量、形态和分布。要根据钢种和产品质量，把钢中夹杂物降到所要求的水平，应从以下五方面着手： ——尽可能降低钢中[O]含量； ——防止钢水与空气作用； ——减少钢水与耐火材料的相互作用； ——减少渣子卷入钢水内； ——改善钢水流动性促进钢水中夹杂物上浮。 从工艺操作上，应采取以下措施： （1）无渣出钢：转炉采用挡渣球（或挡渣锥），防止钢渣大量下到钢包。 （2）钢包精炼：根据钢种选择合适的精炼方法，以均匀温度、微调成分、降低氧含量、去除气体夹杂物等。 （3）无氧化浇注：钢水经钢包精炼处理后，钢中总氧含量可由130ppm下降到20ppm以下。如钢包→中间包注流不保护或保护不良，则中间包钢水中总氧量又上升到60～100ppm范围，恢复到接近炉外精炼前的水平，使炉外精炼的效果前功尽弃。 （4）中间包冶金：中间包采用大容量，加挡墙和坝等是促进夹杂物上浮的有效措施。（5）浸入式水口+保护渣：保护渣应能充分吸收夹杂物。浸入式水口材料、水口形状和插入深度应有利于夹杂物上浮分离。 3、提高连铸坯表面质量有哪些措施？ 铸坯表面缺陷主要是指夹渣、裂纹等。如表面缺陷严重，在热加工之前必须进行精整，否则会影响金属收得率和成本。生产表面无缺陷铸坯是热送热装的前提条件。 铸坯表面缺陷形状各异，形成原因是复杂的。从总体上说，铸坯表面缺陷主要受结晶器钢水凝固过程的控制。为保证表面质量，在操作上必须注意以下几点： （1）结晶器液面的稳定性：钢液面波动会引起坯壳生长的不均匀，渣子也会被卷入坯壳。试验指出：液面波动与铸坯皮下夹渣深度的关系如下：