北京科技大学蔡开科讲座资料 连铸坯(圆坯)质量控制

连铸坯质量控制连铸坯质量控制引言连铸坯质量是决定钢铁产品质量的重要因素之一。

在连铸过程中，通过控制连铸坯的凝固结晶形貌、尺寸尺寸以及内部缺陷等，可以保证最终钢铁产品的质量稳定性。

本文将介绍连铸坯质量控制的基本原则和常用技术手段。

1. 连铸坯凝固结晶形貌控制1.1 凝固路径设计连铸坯的凝固路径设计是影响凝固结晶形貌的关键因素。

凝固路径包括主要凝固温度区间、凝固速度以及凝固过程中应有的温度梯度等要点。

通过科学合理地设计凝固路径，可以控制连铸坯的凝固结晶形貌，提高产品的均匀性和致密性。

1.2 凝固浸没深度控制凝固浸没深度是指连铸坯在铸机中浸没的深度。

凝固浸没深度的调整可以通过调整浇注速度、浇注高度和结晶器深度等因素来实现。

恰当地控制凝固浸没深度可以优化凝固结构，减少坯壳厚度和缩孔等缺陷的发生。

2. 连铸坯尺寸控制2.1 坯型设计连铸坯的尺寸控制需要科学合理地设计坯型。

坯型设计要考虑连铸机的性能和工艺条件，以及产品需要达到的尺寸要求。

有效的坯型设计可以保证连铸坯尺寸的精确控制，减少修磨损失并提高铸坯产量。

2.2 坯型换边控制连铸坯在连铸过程中，由于挤压力和引拉力的作用，容易发生坯型换边的情况。

坯型换边会导致铸轧过程中尺寸控制困难，甚至导致产品尺寸不合格。

通过控制连铸机的工艺参数和优化设备结构，可以有效地控制坯型换边，提高铸坯质量。

3. 连铸坯内部缺陷控制3.1 结晶器设计结晶器是连铸过程中控制坯内部缺陷的关键设备。

结晶器的设计应考虑到坯内部的流动状态，并通过合理的传热和传质方式，控制连铸坯内的气体和夹杂物等缺陷。

合理的结晶器设计可以有效减少坯内部夹杂物和气体等缺陷的产生。

3.2 液相线保护措施液相线是连铸过程中凝固结构变化的关键位置。

液相线的形成过早或过晚都会导致内部缺陷的产生。

通过合理的冷却水设定和轧制工艺，可以保证液相线的稳定形成，有效控制坯内部缺陷。

结论连铸坯质量控制是保证钢铁产品质量稳定的关键环节。

《连铸坯质量控制》(之前上传的只讲了1/2，完整版再次传给朋友们共享。

在此祝朋友们好！对中天给予我的方便表示衷心感谢！)，第1～第6共6章，占全书的1/3左右。

讲转炉冶炼+炉外精炼的一些基本知识，可以不用看，第7章起真正接触连铸坯质量控制知识。

虽然有《连铸铸钢生产》(河北工业职业技术学院冯捷的职工培训教材)、《连铸铸钢》(武汉科技大学陈雷的教材)、《连续铸钢原理与工艺》(北科大蔡开科、程士富的教材)、《新编连续铸钢工艺及设备》(首钢工学院王雅贞的中专教材)、《品种钢、优特钢连铸900问》(工程院院士干勇主编的冶金科学技术普及读物)，但以这本《连铸坯质量控制》(蔡开科的独著)讲的最好。

好就好在深奥的道理用浅显易懂的文字进行了表述，而且极大部分知识正在工厂中应用着并改进着。

所以，我原来的单位——沙钢也将这本教材作为培训用书(我89年7月～07年7月在沙钢工作)，许茂清同志制作了100多页的PPT培训讲义。

《连铸坯质量控制》的内容，我的理解为(个人观点，本人学的是机械制造，做了4年多时间钳工，94年以后才自豪奋勇去干炉长，从此和炼钢结下了不解之缘，走上了不归路。

我不是科班出生，我的观点、书中的文本框意见仅供朋友们参考，请中天的朋友们指正！)：①一只中间包，从120mm的涂层厚度到换下时＜30mm的涂层厚度，这10多个小时侵蚀掉的100kg左右的90mm厚镁质涂料，怎么去除？②控制中心偏析(特别是C、Mn偏析)。

一是工艺参数，包括过热度、拉速(恒速、保持结晶器液面稳定，减少偏析)、比水量等；二是设备参数，a、电磁搅拌，小方坯而言，是M-EMS、还是M-IEMS、还是(M+F)-EMS；b、出足辊后为防止鼓肚，要不要密排辊，密排辊的距离需多少，会不会影响漏钢后冷钢的清理，鼓肚的实质也是解决中心偏析；c、支撑辊对中技术，钢柔性对弧样板自身的弧度准不准、对弧时的操作技巧等，支撑辊对中的目的也是通过减少鼓肚达到减轻中心偏析的目的；d、为什么品种钢如SWRCH6～35K(碳素钢冷镦盘圆用钢)、SCM435(合金钢冷镦盘圆用钢)、L09D70等钢帘线用钢、82A PC钢绞线用钢(见我整理的沙钢高品质线材的研发现状)等必须降低拉速，原因是通过降低拉速，达到二冷缓冷的目的，而缓冷又可增加等轴晶的比率，等轴晶增加了，又可以达到减轻中心偏析(低倍检测)、缩孔、疏松的目的，所以，控速的根本目的是提高质量，改善偏析；e、高温钢的危害，除易漏钢外，还导致柱状晶的比例增加，偏析(宏观、微观)加重，总之，在高效连铸机、优特钢普及的当下，随着钢水过热度的下降，连铸坯凝固过程中柱状晶生长缓慢，等轴晶比例增大，所以低过热度钢水对改善中心偏析有好处；f、F-EMS的安装位置，这一点比较主要，否则就起不到效果，F-EMS要安装在固-液两相区之间，液态比率大约30%，用射钉法检测液态厚度大约1/3处的位置，(F+M)-EMS，可进一步改善偏析；g、新技术的应用，即中间包热交换水口技术(这个技术我没有接触过)，但采用这个技术后，可以适当提高钢水过热度，在确保生产顺行的情况下，而达到进一步稳定结晶器钢水的过热度＜10℃，这样可以更进一步改善偏析。

连铸坯质量检验及控制一、连铸坯的内部结构（凝固组织）的一般特征及检验。

连铸坯的检验方法连铸坯的内部结构：经过酸浸（酸洗）或硫印的方法在连铸坯横断面或纵断面上用肉眼或低倍放大镜看到内部组织结果。

硫印硫印是用感光相纸显示试样上硫偏析（合金中各组成元素在结晶时分布不均匀的现象称为偏析）的方法，主要用于钢铁行业铸坯质量的检验。

从铸坯上取纵向或横向试样，试验面加工的光洁度不应低于6。

使用反差大的溴化银表面相纸，把与试样大小相同的相纸放入稀硫酸中浸泡1-2分钟后取出，将相纸对准检查面轻轻覆盖好，将试样与相纸间气泡赶净，待接触2-5分钟后取下，将相纸在流水中冲洗，然后定影烘干，即完成一张硫印。

印基本原理：硫酸与试样上的硫化物(FeS、MnS)发生反应，生成硫化氢气体，硫化氢气体再与感光相纸上的溴化银作用，生成硫化银沉淀在相纸相应的位置上，形成黑色或褐色斑点。

用硫印试验，可显示钢锭、连铸坯中心裂纹、偏析线、低倍结构和夹杂分布等。

酸洗用酸液洗去基体表面锈蚀物和轧皮的过程。

用酸浸或硫印法所显示的组织结构属于宏观结构，是连铸坯和金属材料检验中最为常见的检验技术。

连铸坯的内部结构连铸坯自表面至中心都是由边缘等轴晶区（激冷区）、柱状晶区和中心等轴晶，区三部分组成。

温度梯度较大时，固液两相区（图1）小，有利于柱状晶的生长，而凝固速度较快，则易于生成枝晶间距小的铸造组织，所以连铸坯具有较发达的柱状晶组织，并具有较小的枝晶间距。

（图1）枝晶间距是指相邻同次枝晶间的垂直距离，它是树枝晶组织细化程度的表征。

枝晶间距越小，组织就越细密，分布于其间的元素偏析范围也就越小，故越容易通过热处理而均匀化。

通常采用的有一次枝晶（柱状晶主干）间距d1，和二次分枝间距d2两种。

连铸坯宏观组织的好坏可以用等轴晶所占的比例多少来衡量，轴晶结构致密，加工性能能好。

柱状晶具有明显的方向性，加工性能差，容易导致中心偏析，中心疏松和中心裂纹等缺陷。

二、连铸坯内部凝固结构的控制连铸坯凝固过程的一般特征：从连铸坯的侧面优先凝固，其温度梯度高，凝固速度快，连铸坯内部结晶体成长是不规则的，局部优先生长使内部晶体生长使内部晶体产生“搭桥”等现象，造成因钢水补充不足而出现中心缩孔等缺陷。

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............................................................ 错误!未定义书签。

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 (14)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 (19)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 (20)2.3.3 中间裂纹 (20)2.3.4 矫直裂纹 (21)2。

3。

5 压下裂纹 (22)2.3。

6 断面裂纹-——-中心线裂纹 (22)2。

3。

7三角区裂纹 (24)2。

3.8角部附近的裂纹 (25)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 (28)致谢 (29)摘要连铸坯质量决定着最终产品的质量。

连铸坯质量控制技术引言连铸是一种重要的铸造工艺，用于生产大批量的金属坯料。

连铸坯的质量直接影响到后续工艺的效果和产品的质量。

因此，连铸坯质量控制技术是提高产品质量和降低生产成本的关键。

本文将介绍连铸坯质量控制技术的重要性，并详细探讨了影响连铸坯质量的因素和常用的质量控制方法。

连铸坯质量的重要性连铸坯是下一步金属加工的原料，其质量直接影响到成品的质量。

良好的连铸坯质量可以保证产品的力学性能、表面质量和尺寸精度。

同时，优质的连铸坯还可以减少加工过程中的金属损耗和工时，提高生产效率和经济效益。

此外，连铸坯质量控制也是减少缺陷和事故的重要环节。

通过合理的质量控制措施，可以有效预防坯料的开裂、缺口、气孔等缺陷，避免金属材料的浪费和安全事故的发生。

综上所述，连铸坯质量控制技术对于提高产品质量和生产效率具有重要意义。

影响连铸坯质量的因素连铸坯质量受到多个因素的影响。

以下是一些常见的影响因素：1. 喷水冷却水质量连铸过程中的喷水冷却是保证连铸坯结晶过程良好进行的重要环节。

冷却水的质量对连铸坯表面质量和内部组织均匀性有很大影响。

如果冷却水中含有过多的杂质和氯离子，容易导致坯料表面起泡、气孔等缺陷。

2. 浇注温度和速度浇注温度和速度是影响连铸坯结晶行为的关键参数。

过高的温度和过快的浇注速度会导致坯料表面凝固不均匀，产生质量缺陷。

而过低的温度和过慢的浇注速度则会引起结晶过程延长，出现细晶区、大晶区等组织缺陷。

3. 结晶器结构和材料结晶器是连铸过程中实现坯料结晶的关键部件。

结晶器的结构和材料选择直接影响到连铸坯的结晶行为和组织性能。

不合理的结构设计和材料选择可能导致结晶器磨损、结晶不良等问题。

4. 冷却方式和参数连铸坯的冷却方式和参数选择对坯料的宏观和微观组织均有影响。

合理的冷却方式和参数可以保证连铸坯结晶行为的均匀性和完整性，防止产生缺陷和组织不良现象。

常用的质量控制方法为了确保连铸坯质量的稳定和一致性，可以采用以下几种常用的质量控制方法：1. 自动化控制系统自动化控制系统可以通过实时监测和控制连铸过程的关键参数，如浇注温度、浇注速度和冷却水流量等，来确保连铸坯的质量符合要求。

连铸坯质量控制连铸坯质量控制1. 引言2. 连铸坯质量特点连铸坯的质量特点主要包括以下几个方面：2.1 凝固结构连铸坯是通过冷却凝固过程形成的，其凝固过程直接影响到坯体的凝固结构。

凝固结构的好坏会对后续的加工以及材料性能产生重要影响。

2.2 化学成分均匀性连铸坯的化学成分均匀性是其质量的重要指标之一。

成分不均匀容易导致后续钢材性能不稳定，从而影响到产品的质量。

2.3 表面缺陷由于连铸坯制造过程中的一些不可避免的因素，气体夹杂、氧化皮等，会在坯体表面形成一些缺陷。

这些表面缺陷会对后续产品的外观质量产生负面影响。

2.4 尺寸偏差连铸坯的尺寸偏差是指坯体的实际尺寸与标准尺寸之间的差异。

尺寸偏差会影响到钢材的加工工艺和成形质量。

3. 连铸坯质量控制因素及措施连铸坯质量的影响因素众多，包括原料质量、连铸工艺参数、设备状况等。

针对这些影响因素，可以采取以下控制措施来提高连铸坯的质量：3.1 原料质量控制通过严格控制原料的化学成分和物理性能，确保连铸坯的化学成分均匀性和机械性能达到要求。

3.2 连铸工艺参数控制连铸工艺参数的合理设置对坯体的凝固结构和表面质量具有决定性影响。

需要通过优化连铸工艺参数，如冷却水流量、浇注速度等，来控制连铸坯的质量。

3.3 设备维护与改进连铸设备的状态对连铸坯质量也有重要影响。

定期进行设备维护和检修，及时处理设备故障，可以保证设备处于良好状态，进而提高连铸坯的质量。

3.4 检测手段与技术利用先进的检测手段和技术，如超声波检测、磁力检测等，可以对连铸坯进行质量检测，及时发现问题并采取相应措施。

4.连铸坯质量控制是钢铁生产中至关重要的环节。

通过对连铸坯质量特点的分析和影响因素的控制，可以采取相应的措施来提高连铸坯的质量。

这不仅对于保证下游产品质量，还对于提高工业生产效益和降低资源消耗具有重要意义。

开展连铸坯质量控制工作是必不可少的。

科技成果——连铸坯质量控制和提升技术技术开发单位北京科技大学技术领域钢铁冶金成果简介随着钢铁行业的高速发展，国内外钢铁产量已经达到了饱和状态，提升钢产品的质量成了钢铁行业发展的重要目标。

连铸坯的生产是钢材生产的关键，其连铸坯的质量对后续产品的生产及最终产品质量有重要影响，热轧板带表面缺陷大部分是连铸坯表面缺陷遗传而来。

高质量铸坯的生产成了连铸生产企业和连铸工作者的主要目标。

高温钢液在连铸过程中凝固成型，连铸坯的偏析、裂纹、疏松、夹杂物等质量问题基本上都产生于或源自连铸凝固过程。

要实现高质量铸坯的连铸生产，必须减少甚至消除这些质量缺陷。

（1）连铸坯凝固缺陷研究：针对连铸坯偏析、疏松、缩孔、裂纹开展相关调研，探究凝固缺陷产生机理，分析连铸工艺对连铸坯缺陷的影响规律。

通过调整结晶器一冷强度、二次冷强度、电磁搅拌、机械压下等技术参数，改善连铸坯凝固缺陷。

（2）中间包研究：模拟中间包内钢液流动过程，分析钢液流动的合理性；主要研究中间包内控流装置位置分布、高度设置、不同装置间的配合使用是否达到最优。

具体工作：模拟中间包内钢液流动传热行为，分析钢液温度的变化情况；模拟钢液液面的波动，分析和了解渣-钢界面间的相互作用；模拟中间包内钢水的传质现象，分析钢水在中间包内的停留时间，中间包内的活塞流、全混流以及死区等等。

模拟中间包内底吹气体的作用过程，分析和了解吹气对钢液流动特性的影响。

结晶器凝固钩控制技术结晶器流态模拟仿真（3）结晶器研究：A、结晶器内流场：确定结晶器类型，改变水口类型，水口浸入深度，拉速，结晶器锥度等工艺参数，研究不同工艺参数对结晶器内流场的影响规律，得到液面波动和表面流速量化结果，为工艺参数优化提供科学依据。

B、结晶器卷渣和夹杂物去除的研究：改变水口结构参数（不同水口类型、水口侧孔数、水口倾角、水口底部结构和水口浸入深度等）以及浇铸工艺参数（拉速，浇铸断面，电磁等）会对结晶器内的流场产生影响，进而影响结晶器冷却制度、液面波动、水口开口度等参数。

1北京科技大学冶金与生态工程学院蔡开科孙彦辉2012.05连铸坯中心缺陷的控制2目录前言1. 连铸坯中心缺陷概念2. 连铸坯凝固低倍结构3. 铸坯中心缺陷评价4. 连铸坯低倍结构控制5. 连铸工艺优化6. 连铸电磁搅拌技术7. 连铸轻压下技术结语3前言从结晶器拉出来带有液芯的坯壳，在连铸机内边传热、边凝固、边运行而形成很长液相穴的铸坯（少则几米多则十几或二十几米），由于受凝固、传热、传质和工艺的限制，沿液相穴路径常常发生钢水补缩不好，在铸坯完全凝固后，沿铸坯轴向（拉坯方向）某些局部区域常常发现疏松、缩孔和偏析，常称为中心缺陷。

根据钢种和产品用途不同，对连铸坯中心缺陷有严格要求，板坯中心缺陷严重会引起中厚板横向性能尤其是冲击韧性不合格，管线钢抵抗，氢脆（HIC ）裂纹能力恶化。

对于中高碳大方坯轧制棒材或线材产品常常会因中心缺陷严重使大方坯低倍检验不合格而导致产品合格率降低。

因此减轻铸坯中心缺陷至不使产品产生废品，这是提高连铸坯内部质量的一个重要任务。

41 连铸坯中心缺陷概念从结晶器拉出来带有液芯的坯壳，在连铸机内边传热、边凝固、边运行而形成很长液相穴的铸坯（少则几米多则十几或二十几米），由于受凝固、传热、传质和工艺的限制，沿液相穴路径常常发生钢水补缩不好，在铸坯完全凝固后，沿铸坯轴向（拉坯方向）某些局部区域常常发现疏松、缩孔和偏析，常称为中心缺陷。

内部缺陷包括：z 中心疏松z 中心缩孔z 中心宏观偏析z V 形偏析（半宏观偏析）5这些缺陷会对轧制产品，尤其是对中厚板性能带来危害：制对铸坯中心硫化物夹杂物延伸使横向性能变坏； 板材冲击韧性下降造成钢材断裂；中心偏析易形成低温转变产物(马氏体和硫化物)，造成管线钢氢致裂纹（HIC）；高碳钢铸坯中心C、Mn偏析会发生碳化物和马氏体沉淀，引起抗拔脆断；铸坯中心疏松和偏析会引起钢轨呈“S”型断裂； 中心疏松缩孔偏析会使合金钢铸坯低倍检验不合格。

62. 连铸坯凝固低倍结构2.1铸坯低倍结构形成图2-1 铸坯低倍结构连铸坯低倍结构对产品质量有重要影响。