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方坯铸坯缺陷产生原因及预防措施1.前言由于连铸坯质量问题多发于连铸，因此对连铸质量缺陷进行了分析，总结出发生原因，以减少连铸坯质量问题的发生。
2.铸坯主要有以下几种缺陷：2.1卷渣2.1.1表面卷渣（见图1）2.1.2内部卷渣（见图2）图1 图22.2裂纹2.2.1表面裂纹：头部表面裂纹（图3 ）、尾部表面裂纹（见4）。
图3 图42.2.2内部裂纹（见图5）图52.3气泡缺陷（见图6、见图7）图6 图73、缺陷产生原因及预防措施3.1卷渣产生原因及预防措施3.1.1表面卷渣产生原因及预防措施产生原因：（1）结晶器内形成渣条，当结晶器内钢液面波动量大于熔渣层厚度时、或挑渣条未挑净时、或在挑渣条过程中将渣条带入结晶器坯壳上时形成卷渣。
（2）在换包或等包降速过程中，由于操作不当造成中包液位较浅，导致中包内钢液形成涡流将中包渣卷进结晶器内，在上浮过程中被坯壳捕作形成卷渣。
（3）调整渣线高度超过液渣层厚度、或有渣条未挑净、等原因时造成颗粒渣被卷到坯壳上而形成卷渣。
（4）在开浇升速前液渣厚度未达到标准，造成颗粒渣或予熔层的保护渣直接与钢液接触，升速过程中在结晶器内造成钢液面发生波动，导致保护渣被卷入到坯壳上，形成卷渣。
（5）中包掉料或有杂物，开浇过程中被钢水冲到结晶器内，从而形成卷渣。
（6）中包内钢液面剧烈波动时，造成中包内覆盖剂被卷入中包钢液中，此时被卷入的覆盖剂受两个力作用：向上的钢水的浮力和向下的钢流股吸力作用，当向下的钢流股吸力大于向上钢水的上浮力时，卷入的覆盖剂就被卷入到结晶器内，在钢流流股的作用下，如被坯壳捕作而形成皮下卷渣，如被向下流股带入液相穴深处而形成内部卷渣。
（7）挑渣条用8#钢线（或细铁线），在钢线上结钢瘤或渣块，有钢瘤的8#线熔断到结晶器钢液内部，如被坯壳捕作到而形成皮下卷渣，如进入液相穴深处而形成内部卷渣。
（8）拉速波动，特别是在升速或降速过程，由于拉矫机电机转速发生变化，从而造成结晶器液面波动，从而形成渣条，形成的渣条被卷入结晶器坯壳上形成卷渣。
缺陷名称纵裂 Longitudinal Crack照片缺陷形貌及特征：缺陷形貌及特征纵裂纹是距钢板边部有一定距离的沿轧制方向裂开的小裂口或有一定宽度的线状裂纹。
板厚大于20mm的钢板出现纵裂纹的机率较大。
缺陷成因：1. 板坯凝固过程中坯壳断裂，出结晶器后进一步扩展形成板坯纵向裂纹，在轧制过程中沿轧制方向扩展并开裂；2. 板坯存在横裂，在横向轧制过程中扩展和开裂形成。
预防：防止纵列纹产生的有效措施是使板坯坯壳厚度均匀，稳定冶炼，连铸工艺是减少纵裂纹产生的关键推荐处理措施：1. 深度较浅的纵裂可采用修磨去除。
2. 修磨后剩余厚度不满足合同要求的钢板可采用火切切除、改规的方法，由于纵裂有一定长度，一般不采用焊补的方法挽救；3. 纵裂面积较大时钢板可直接判次或判废可能混淆的缺陷1. 边部折叠2. 边部线状缺陷缺陷名称横裂 Transverse Crack缺陷形貌及特征：缺陷形貌及特征：裂纹与钢板轧制方向呈30°～90°夹角，呈不规则的条状或线状等形态，有可能呈M或Z型，横向裂纹通常有一定的深度。
缺陷成因：板坯在凝固过程中，局部产生超出材料迁都极限的拉伸应力导致板坯横裂，在轧制过程中扩展和开裂形成。
有可能是板坯振痕过深，造成钢坯横向微裂纹；钢坯中铝，氮含量较高，促使AIN沿奥氏体晶界析出，也可能诱发横裂纹；二次冷却强度过高也会造成板坯上的横裂预防：1. 减少板坯振痕；2. 控制板坯表面温度均匀并尽量减少板坯表面和边部的温度差；3. 根据港中不同合力选用保护渣；4. 合理控制钢中的铝、氮含量。
推荐处理措施：1. 深度较浅的横裂可用修磨的方法去除；2. 修磨后剩余厚度不满足合同要求的钢板可采用厚度改规或切除缺陷后改尺的方法；3. 缺陷面积较大时钢板可直接判次或判废；可能混淆的缺陷1. 夹渣2. 折叠3. 星型裂纹缺陷名称边裂 Edge Crack缺陷形貌及特征：边部裂纹是钢板边部表面开口的月牙型，半圆型裂口，通常位于钢板单侧或两侧100mm 范围内，一般沿钢板边部密集分布。
连铸坯缺陷已轧成的钢材质量多数情况由最初的铸坯质量决定。
本文研究了连铸坯一系列缺陷的形式、影响缺陷形成和发展的因素，以及它们在热轧过程中的转化。
铸坯断面的畸变或它周边个别区段几何形状的变化（图1）可能是铸坯受裂纹损伤的间接标志。
除此之外，铸坯断面的畸变，即使它们不伴有裂纹，也会在后续加工中造成一系列困难。
图1 连铸坯形状的畸变缺陷缺陷名称缺陷形式定量估计导致缺陷形成和发展的因素菱 变100)(5.0100)(2121⨯+⨯⨯+AaD D D D结晶器工作空间不适当的形状；不适当的二次冷却； 金属流向结晶器的偏心浇注； 在结晶器中不均匀润滑。
椭圆度)(5.0100)(2121D D D D +⨯-铸坯边的凸度（凹度）100⨯Lb结晶器工作空间不适当形状；不适当的二次冷却； 支承系统损坏。
弯曲 （新月形）100⨯LC拉校机不适当校正；铸坯不适当的第三次冷却；扭 曲Lα铸坯不适当的第三次冷却菱变是坯壳渐增扭曲的结果，它起源于结晶器内且在离弯月面100~150mm 已显现。
与结晶器壁未接触的钝角区中的坯壳比在已接触的锐角区中的以更低的速度凝固。
这种情况在坯壳处于结晶器内的所有时间过程中都保持着。
所以在其他条件相同情况下，结晶器越长，铸坯菱变越大。
菱变在铸坯处于二冷区的头几分钟内显著增大。
此后，当坯壳厚度沿横断面均匀之后，菱变扩大趋势被终止了。
在弱二冷下，坯壳从结晶器出来之后，菱变扩大被减缓了。
这样一来，在连铸坯中菱变的形成乃是在熔融金属液面附近形成的坯壳不均匀厚度自动催化扩大的过程。
横截面形状的畸变是在浇注过程中由于在某一棱角区中形成坯壳的接触中断而使结晶器内散热中断情况下发生的。
其起因可能是：不均匀的润滑，或由于结晶器工作空间不适当的形状导致坯壳和结晶器接触中断或由于坯壳扭曲（不均匀二次冷却、装备工艺轴线的偏移）引发的变形。
在近代连铸装置中，防止菱变发展的有效方法——在结晶器下安装支承辊（足辊），这些支承辊牢固地支撑结晶器机架。
第二篇连铸板坯缺陷(AA)第二篇连铸板坯缺陷(AA) (1)2.1表面纵向裂纹(AA01) (4)2.2表面横裂纹(AA02) (6)2.3星状裂纹(AA03) (7)2.4角部横裂纹(AA04) (8)2.5角部纵裂纹(AA05) (10)2.6气孔(AA06) (11)2.7结疤(AA07) (12)2.8表面夹渣(AA08) (13)2.9划伤(AA09) (14)2.10接痕(AA13) (15)2.11鼓肚(AA11) (16)2.12脱方(AA10) (17)2.13弯曲(AA12) (18)2.14凹陷(AA14) (19)2.15镰刀弯(AA15) (20)2.16锥形(AA16) (21)2.17中心线裂纹(AA17) (22)2.18中心疏松(AA18) (23)2.19三角区裂纹(AA19) (25)2.20中心偏析(AA20) (27)2.21中间裂纹(AA21) (28)2.1表面纵向裂纹(AA01)图2-1-11、缺陷特征表面纵向裂纹沿浇注方向分布在连铸板坯上下表面，裂纹深度一般为2mm～15mm，裂纹部位伴有轻微凹陷。
在连铸浇注过程中，当连铸板坯坯壳在结晶器内所受到的应力超过了坯壳所能承受的抗拉强度时，即产生表面纵向裂纹。
表面纵向裂纹缺陷在结晶器内产生，出结晶器后若二次冷却不良，裂纹将进一步加剧。
2、产生原因及危害产生原因：①钢中碳含量处于裂纹敏感区内；②结晶器钢水液面异常波动。
当结晶器钢水液面波动超过10mm时，表面纵向裂纹缺陷易于产生；③结晶器保护渣性能不良。
保护渣液渣层过厚、过薄或渣膜厚薄不均，使连铸板坯凝固壳局部过薄而产生表面纵向裂纹；④中间包浸入式水口与结晶器对中不良，钢水产生偏流冲刷连铸板坯凝固壳，而产生表面纵向裂纹。
危害：轻微的表面纵裂纹经火焰清理后均能消除；表面纵向裂纹严重时可能会造成漏钢；表面纵向裂纹若送热轧进行轧制可能导致热轧产品出现分层、开裂缺陷。
精心整理连铸方坯缺陷图谱1.表面纵裂纹定义与外观沿拉坯方向，铸坯表面中心位置附近产生的裂纹，裂纹长10～1500mm，宽0.1～3.5mm，深＜5mm。
成因及危害在结晶器弯月面区（钢液面下170mm）左右，钢液凝固在固相线以下发生δ→γ转变，导致凝固厚度生产的不均匀性，由于热收缩使坯壳产生应力梯度，在薄弱处产生应力集中，坯壳在表面形成纵向凹陷，从而形成纵向裂纹。
简言之，结晶器弯月面区凝固壳厚度不均匀性是产生表面纵裂纹的根本原因，在二冷区铸坯裂纹进一步扩展。
导致表面包晶反应钢(3)面波动≥56）结（1（2（3150μ（4（5（6（72.5mm。
成因及危害成因：（1）与形成表面纵裂的原因基本相同。
（2）钢流对角部冲击过强。
（3）沿结晶器高度水缝厚度不均匀，造成结晶器角部冷却不良。
（4）结晶器圆角半径太小。
预防及消除方法（1）与形成表面纵裂的预防及消除方法基本相同。
（2）保证浸入式水口对中良好，减少钢流对角部的过强冲击。
（3）装配结晶器时，保证冷却水缝厚度一致，使之冷却均匀。
（4）合适的圆角半径。
裂纹严重时会造成漏钢和钢坯废品。
检查与处置用肉眼检查；进行火焰清理，缺陷严重部位切除判废。
3.表面横裂纹定义与外观生成于铸坯面部的横向裂纹，简称为表面横裂纹。
与振痕共生，深度2～7mm，长度较短，一般在5～50mm之间，裂纹处常常被FeO覆盖。
成因及危害产生于结晶器初生坯壳形成振痕的波谷处，振痕越深，则横裂纹越严重，由于：◆冷却速度降低，晶粒粗大；◆4）（1（2（3（4（5（6（745～20mm（1（2）结晶器表面划伤。
（3）结晶器出口与零段对弧不准。
（4）铸坯角部冷却太强，矫直时表面温度小于900℃。
（5）当铸坯角部有星状裂纹时，受到矫直力的作用，就会以这些星状裂纹为缺口，形成角部横裂纹。
（6）振痕太深。
裂纹严重时会造成钢坯废品。
预防及消除方法（1）合适的结晶器锥度。
（2）处理事故、送引定或放入冷料等操作时避免结晶器表面损伤或划伤。
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】
1.2中心裂纹
【定义与特征】一般出现在板坯断面的1/2处，裂口呈锯齿状，长度有长有短，长时达坯宽的3/4,裂口宽一般较细，严重时达
0.5--1.5mm。
【鉴别与判定】用肉眼检查，因为板坯中心裂纹在轧制中不能焊合，轧制成的钢板其断面上会出现严重的分层缺陷，或在钢卷或薄板的表面呈中间波浪形缺陷,有的在轧制中还会发生断带事故，这给成品材的轧制和使用带来严重威胁，所以必须切尺处理，不能送至下道工序轧制。
【图谱】
1.3三角区裂纹
三角区定义：在板坯横截面上，以窄边为底，两底角为45℃的等角三角形范围内。
【定义与特征】因该裂纹发生在宽面柱状晶与窄面柱状晶交汇的三角区部位，故称为三角区裂纹，外观与中心裂纹相似，一般发生在距窄边30。
50mm厚度的中心处，裂纹长10。
60mill。
裂口宽0.1一0.5mm，严重时两端贯穿。
【鉴别与判定】对轻微的三角区裂纹冷检时先用小锤轻除氧化铁皮，近距离观察断面方可见到，轻微的三角区裂纹在轧制过程中一般可以焊合，不会对热轧簿板造成影响。
当裂纹有开口度时就是严重的三角区裂纹将引起板卷开裂，须要精整切除直至裂纹消除，若无法消除则
判为废坯。
【图谱】
1.4气孔/针孔
【定义与特征】接近表面的皮下气孔，，有时候与表面连通，形成表面细孔，细小而密集的气孔，也叫针孔。
一般发生在板坯窄面，头坯的头部，尾坯的尾部也时有发生。
【鉴别与判定】气孔/针孔几乎是在所有铸坯上都常见的，也是最易被忽略的板坯缺陷，只有采取了正确的火焰清理处理，才能发现板坯上的皮下气泡和针状气孔。
因为加热炉内铸坯皮下气泡表面被氧化，轧制过程不能焊合，产品形成裂纹，所以发现在板坯表面或横截面发现气孔或气泡，必须处理，但是如果窄面的气泡在单位范围内没有聚集，不是很深，一般情况下可以放过。
【图谱】
三连铸板坯表面缺陷
2.1振痕
【定义与特征】
在板坯表面周期性的沿整个周边的横纹状的痕迹。
【鉴别与判定】用肉眼检查，连铸坯均有振痕，但深度随钢种、生产操作的变化而不同，如果超出允许的深度，导致横裂纹出现而造成表面缺陷，在加热炉中不会被氧化掉而形成质量问题，就要进行火焰清理了。
【图谱】
2.2表面纵裂
【定义与特征】表面纵裂是板坯表面沿浇铸方向的裂纹，大多出现在板坯宽面的中间段，由于缺陷裂口较宽（2—5mm）而且裂口内通常无填充熔渣，因而在板坯上呈现一条十分明显的裂纹，深度一般为8—15mm,严重时达到50—200mm,且左右交错，但大多呈连续条状裂纹，长达0.4—1.5m。
【鉴别与判定】用肉眼观察，不用火焰清理就能辨别的垂直于振痕的裂纹，是一种严重的表面缺陷会影响轧制产品质量，所以对裂纹处必须处理。
如果裂纹较浅，用火焰清理，如果裂纹深度超过标准规定，则做切尺或报废处理。
【图谱】
2.3表面横裂
【定义与特征】表面纵裂是板坯表面横向产生的裂纹，一般发生在振痕的波谷处，通常是隐藏看不见的，裂纹位于铁素体网状区，而网状区正是初生奥氏结晶界，晶界处有AlN 和
Nb
（CN）的沉淀。
【鉴别与判定】用肉眼检查，不用火焰清理，或者清理1—2mm 就可以看到的平行于振痕的裂纹，是一种严重的表面缺陷会影响轧制产品质量，所以对裂纹处必须处理。
如裂纹较浅，进行火焰清理，如裂纹深度超过标准规定，则做改尺或报废处理。
【图谱】
2.4表面划痕
【定义与特征】常出现在板坯宽面，轻微划痕深1—2mm，沿浇铸方向间断出现，严重时深达4—6mm，且常为连续贯通的划痕。
【鉴别与判定】用肉眼观察，不用火焰清理就能辨别的垂直与板坯的划痕，用火焰清理枪进行圆滑处理。
【图谱】
2.5角部纵裂
【定义与特征】角部纵裂是板坯靠近角部处有沿浇铸方向的连续或者间断的裂纹。
【鉴别与判定】据现在的经验，该缺陷必须经过火焰清理才能发现，对裂纹处必须处理。
如
果裂纹较浅，用火焰清理，如果裂纹深度超过标准规定，则做切尺或报废处理。
【图谱】
2.6角部横裂
【定义与特征】角部横裂是铸坯角部的横裂纹，一般发生在振痕的波谷处,
【鉴别与判定】用火焰清理是检查这类缺陷的最好方法，此缺陷一般发生在振痕的波谷处,不经火焰清理或清理1～2mm 就可以看到的裂纹，平行于振痕并主要出现在振痕谷底。
通常角部两侧都有，也有单侧出现的，是造成热卷边裂的主要原因，所以发现此类缺陷必须进行倒角处理。
【图谱】
【定义与特征】凹陷就是板坯表面向内的凹入。
【鉴别与判定】凹陷一般位于尾部，呈现是大面积不规则凹陷，凹陷部位由边缘向内逐渐加
深，最深可达40mm，凹陷坑大小不一，用测量工具测量凹陷量，如果超出标准，必须切尺。
【图谱】
【定义与特征】该缺陷为小颗粒渣痂，无规则的分布在铸坯表面，主要发生在第一块铸坯头部，铸坯表皮下2-10mm镶嵌有大块的渣子，区间在1.5m的长度上，其它部位表面夹渣尚属少见，铸坯表面夹渣，若不及时清除，往往会造成成品的表面缺陷。
【鉴别与判定】按标准检查铸坯头部，如有轻微少量的表面夹渣可采用火焰枪清除干净，若
无法清除干净，可将该部分切除。
【图谱】
2.8接痕（粘结）
【定义与特征】接痕是在板坯表面呈现横向不连续性，有较宽的铸波，有着明显的不能焊合的痕迹。
【鉴别与判定】用肉眼检查，这种缺陷非常明显，必须切尺或判废。
【图谱】
2.9重皮
【定义与特征】一般在表面形成一层不规则的重皮，其面积大小不一，厚度不等，覆盖在宽面或者窄面，一般出现的几率很小。
【鉴别与判定】用肉眼检查，这种缺陷非常明显，必须切尺或判废。
【图谱】
2.10毛刺和熔渣
【定义与特征】毛刺和切割熔渣是在板坯切割端面上，下表面粘着的切割熔渣和被融化的金属，上表面被称为切割熔渣，下表面为毛刺。
【鉴别与判定】用肉眼检查，这种缺陷非常明显，必须敲打下去，必要的话用火焰枪清理。
【图谱】
四结束语
以上十数种缺陷，是首钢京唐公司连铸坯缺陷的主要现象，在实际的生产中，诸多因素千变万化，且有较强的随机性，再加上很多缺陷的形成机理尚待进一步的研究，因此出现各种缺陷是难免的，当前的问题是怎么样减少甚至消除缺陷的出现，提高金属收得率。
