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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：⑴无渣出钢。
连铸板坯缺陷对下工序的质量影响摘要：为满足用户对产品质量越来越严格的要求，生产价格便宜高质量产品是人们追求的目标。
而轧制产品质量是与连铸坯缺陷紧密相联系的。
关键字：连铸坯；质量控制引言：在现代的工业发展中，质量的高低已逐渐决定着企业的命运。
市场竞争以价格竞争为主转向以质量竞争为主，为了达到提高连铸板坯质量更好的为下工序服务的目标，使我们的产品在下游客户的手中能更好的体现使用价值。
一、连铸板坯缺陷的分类与分析1、连铸板坯缺陷的分类炼钢-精炼-连铸工艺流程生产的连铸板坯作为半成品共给轧钢，轧制成不公规格的板材以满足不同单位的需求。
只有提供高质量的连铸板坯，才能轧制出高质量的产品。
连铸板坯缺陷包括以下几个方面：连铸板坯的纯净度：主要是钢中夹杂物类型、形貌、尺寸和分布。
（1）连铸板坯的表面缺陷：主要是指连铸板坯的表面纵裂纹、横裂纹、网状裂纹、夹渣、气泡等。
缺陷严重的会造成废品，甚至会已传至轧制产品内。
（2）连铸板坯的内部缺陷：主要是指连铸板坯内部裂纹、中心疏松、缩孔、偏析等。
缺陷严重者会影响轧制产品的力学性能和使用性能。
2、连铸板坯缺陷的分析2.1连铸板坯夹杂物的主要来源钢中夹杂物数量要少，钢中总氧要低，在钢中的夹杂物呈弥散分布而避免成链状串簇状分布（1）内生夹杂物：主要是脱氧产物。
其特点是溶解氧增加，脱氧产物增多。
（2）外来夹杂物：钢水与环境（空气、包衬、炉渣、水口等）作用下的二次氧化产物，其特点为夹杂物粒径大、组成复杂的氧化物、来源广泛、在连铸板坯中成偶然性分布、对产品危害大。
2.2连铸板坯表面裂纹缺陷连铸板坯裂纹包括表面裂纹（纵裂纹、横裂纹、网状裂纹）和内部裂纹（三角区裂纹、中心线裂纹）。
连铸板坯裂纹的形成是一个复杂冶金、物理过程。
是传热、传质、凝固和应力的相互结果。
带液芯的高温铸坯在连铸机运行过程中，各种力作用于高温坯壳产生变形，超过了钢的允许强度和应是产生裂纹的外因，钢对裂纹敏感性是产生裂纹的内因，而连铸机热工做状态和工艺操作是产生裂纹的条件。
连铸坯质量外观检验标准
作者：周毅发表日期：2007-9-19 阅读次数：157
1、尺寸及允许偏差单位：毫米
2、连铸坯长度根据客户要求交货，具体如下：单位:米
3、连铸坯头尾切除量
新开浇的连铸坯，接头部切除应不小于200mm，尾部切除应符合表2的规定。
表2
表面质量
连铸坯表面不得有肉眼可见的裂纹、重接、翻皮、结疤、缩孔，深度或高度大于3 mm的划痕、压痕、擦伤、冷溅、耳子、凸坑凹坑，深度大于2mm,的气孔、皱纹、横向振痕和深度大于1mm,发纹。
低碳低硅和焊条钢坯表面及横截面距表面2 mm 之内不得有气泡或针孔，其它部位允许存在气泡和针孔，其它钢坯横截面不得有皮下气泡。
连铸坯表面如存在上述不允许或超出允许规定的缺陷，应进行清除，应沿纵向清除，清除处应圆滑无棱角，清除宽度应不小于深度的6倍，长度应不小于深度的8倍。
表面清除深度，单面应不大于连铸坯边长10%，两相对面清除深度之和不大于深度的12%。
弯曲度
(1)连铸坯弯曲度每米不大于20mm, 弯曲度不大于总长的2%
(2)长度不小于6米、边长为150*150及200*200的连铸坯总弯曲度不大于80mm
(3)连铸坯不得有明显的扭转
边长测量
在连铸坯长度的垂直方向测量，测量部位应在有缺陷区以外。
鼓肚总高度
测量连铸坯有鼓肚处的最大厚度减去边长。
连铸坯质量的控制
一、引言
连铸是钢铁生产过程中的重要环节，其连铸坯的质量影响着钢质的稳定性、物
理性能和化学成分等方面。
因此，连铸坯质量控制一直是钢铁生产中的关键技术之一。
二、连铸坯质量的影响因素
1.原料质量：包括钢水、氧化渣等的质量；
2.坯型结构和尺寸：坯型结构和尺寸的设计直接影响坯料的冷却效果和
内部应力状态；
3.坯料表面状态：表面缺陷会在浇铸过程中暴露出来，影响坯料的质量；
4.坯料内部缺陷：坯料内部缺陷会影响钢材的使用寿命和物理性能；
5.连铸工艺参数：包括浇注速度、结晶器温度和冷却水流量等。
三、连铸坯质量控制的措施
为了控制连铸坯质量，需要在生产过程中采取以下措施：
1.加强原料质量控制：保证钢水、氧化渣等原料的质量，避免对坯料质
量的不利影响；
2.优化坯型设计：通过设计合理的坯型结构和尺寸，使坯料均匀冷却、
内部应力均匀分布；
3.改进坯料清理技术：减少表面缺陷的产生；
4.加强坯料表面处理：处理坯料表面缺陷，消除缺陷部位；
5.控制连铸工艺参数：调整浇注速度和结晶器温度等工艺参数控制坯料
成分，改善坯料品质。
四、
通过加强原料质量控制、优化坯型设计、改进坯料清理技术、加强坯料表面处
理和控制连铸工艺参数等措施，可以有效地控制连铸坯质量。
同时，连铸坯质量控制也是钢铁生产中不可或缺的环节，对于提高钢材质量和降低成本都具有非常重要的意义。
炼钢-精炼-连铸流程连铸坯质量“零缺陷”控制北京科技大学冶金与生态工程学院蔡开科孙彦辉2012.5目录1.连铸凝固过程的冶金特性2.连铸钢水质量纯净度（洁净度）控制3.连铸坯裂纹缺陷控制4.连铸坯内部中心缺陷控制5.结语21. 连铸坯凝固过程的冶金特性1. 1连铸坯凝固过程基本特征把钢水凝固成固体，根据冷却速度不同有两种凝固工艺如图：●钢锭模浇注工艺●连续铸钢工艺连铸与模铸流程比较连续铸钢是一项把钢水直接浇注成形的新工艺，它的出现从根本上改变了一个世纪以来占统治地位的钢锭→初轧工艺。
与模铸相比，连铸的优点：◆节省工序，缩短流程◆提高金属收得率10~14%◆降低能耗减少1/2~1/4◆机械化自动化程度高◆产品质量好2011年中国钢产量达到6.75亿吨,2011年我国连铸比达98%以上，已达到饱和状态。
近年来近终型（Near Net-Shape）连铸技术如薄板坯连铸连轧（CSP、FTSC…）和中等厚度板坯连铸得到了很大的发展。
与钢锭模浇铸工艺相比，如图所示，连续铸钢过程基本特点如下：（1）连铸坯凝固过程实质上是动态热量传递过程钢水从液态转变为固体放出热量：钢水→固体+Q放出热量包括：✓过热✓凝固潜热✓物理显热连铸凝固过程示意图以20钢为例，钢水凝固冷却到室温放出热量是：✓过热25.2 kJ/kg✓潜热328 kJ/kg✓显热958 kJ/kg总热量中大约1/3从液体→固体放出，其余2/3是完全凝固后放出的。
钢水在连铸机内凝固是一个热量释放和传递的过程，铸坯边运行，边放热，边凝固，形成了很长的液相穴（10~20几米），在液相穴长度上布置了三个冷却区：●一次冷却区：钢水在结晶器中形成足够厚的均匀坯壳，以保证铸坯出结晶器不拉漏。
●二次冷却区：喷水加速铸坯内部热量的传递，使其完全凝固。
●三次冷却区：铸坯向空气中辐射传热使铸坯温度均匀化。
以20钢为例，经过钢水凝固热平衡计算，得出以下概念：a）钢水从结晶器→二冷区→辐射区大约有40%热量放出来，铸坯钢水才能完全凝固。
23.什么是连铸坯的质量问题?最终钢材产品的质量取决于连铸坯的质量。
所谓连铸坯的质量是指得到合格钢材产品所允许的铸坯缺陷的严重程度。
我们关心的是，哪些连铸坯的质量问题可以通过电磁搅拌来解决，这就一定会涉及质量问题产生的原因。
24.铸坯质量问题主要有哪些?(1)铸坯的纯净度(夹杂物数量、形态、分布等)；(2)铸坯的表面缺陷(裂纹、夹渣、气孔等)；(3)铸坯内部缺陷(裂纹、偏析、夹杂、疏松和缩孔等)。
铸坯的纯净度主要取决于钢水进入结晶器之前的处理过程，即在浇注前把钢水搞“干净”些；同时浇铸时要控制工艺，不让夹杂物随钢水下行。
铸坯纯净度的控制是从熔炼开始(电炉、转炉)到炉外精炼、中间包冶金、保护浇注以及电磁搅拌工艺的全过程控制。
铸坯的表面缺陷主要取决于钢水在结晶器内的凝固过程，它与结晶器内坯壳的形成过程、结晶器液面波动、浸入式水口设计、保护渣性能等因素有关。
必须控制影响表面质量的各参数在目标值以内，从而生产无缺陷的铸坯，这是热送和直接轧制的前提。
铸坯的内部缺陷包括内部裂纹、疏松与缩孔，主要取决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。
铸坯内部元素偏析，是与全过程有关的。
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、结晶器和二冷区采用不同的工艺技术(包括电磁搅拌)，对铸坯质量进行有效的控制。
25.连铸坯中非金属夹杂物有哪些类型?连铸坯中非金属夹杂物，按其生成方式可分为内生夹杂和外来夹杂。
内生夹杂，主要是指出钢时，加铁合金的脱氧产物和浇注过程中钢水和空气的二次氧化产物，如铝的氧化物。
外来夹杂，主要是冶炼和浇铸过程中带入的夹杂物，如钢包、中间包耐火材料的浸蚀物，卷入的包渣和保护渣、水口被冲刷的残留物等。
连铸坯中最后凝固的夹杂物的数量、分布和粒度，是受中间包内钢水的纯净度、结晶器内注流的冲击深度以及注流的运动状态等制约的。
连续铸钢板坯标准
连续铸钢板坯的尺寸和外形允许偏差以及外形允许偏差都有相应的标准。
连续铸钢板坯的尺寸允许偏差为:公称厚度+4.0mm。
公称宽度+10mm,连铸板坯可按定尺或非定尺交货，定尺长度允许偏差+ 80mm。
连续铸钢板坯的外形允许偏差包括横截面脱方、镰刀穹、不平度、鼓肚、切斜、凹陷等，具体标准如下:
1.横截面脱方:公称厚度< 150mm，as4.0mm; 公称厚度150 ~ 200mm, a<6.0mm; 公称厚度> 200mm,as8.0mm。
2.镰刀穹:每米不大于8mm.
3.不平度:每米不大于15mm，总不平度总长度的1.5%。
4.鼓肚:宽面鼓肚:铸坯厚度最大尺寸与铸坯厚度最小尺寸之差<1%铸坯宽度;侧面鼓肚:≤5%铸坯厚度。
5.切斜:宽度方向s25mm，厚度方向≤10mm。
6.凹陷:侧面凹陷≤5mm，宽面凹陷≤5mm。
此外。
连续铸钢板坯还规定了连铸板坯牌号和连铸板坯标准。
制表：审核：批准：。
连铸板坯质量
概述
纵裂纹时发生在板坯宽面与浇注方向平行的表面裂纹。
该类缺陷造成板坯表面清理量增大，收得率低，严重时大量报废，甚至漏钢，给生产带来不稳定因素，影响铸机生产和铸坯质量。
铸坯纵裂纹影响因素
✧钢水过热度与拉速
过热度高，拉速波动大，对板坯表面质量有显著影响。
过热度和拉速决定结晶器内坯壳的厚度。
在结晶器水量设定不变，二冷水自动控制的条件下，拉速与过热度的匹配，对纵裂纹的发生率有着重要影响。
过热度过高时，拉速降低，虽然能在结晶器上部形成一定厚度的坯壳，但在结晶器中下部过早形成气隙，使传热不均匀，坯壳不能均匀生长，造成热应力，摩擦力加大，极易导致纵裂纹，另外，钢水过热度高，导致钢水凝固推迟，坯壳厚度薄且平均温度高，坯壳温度向钢的第Ⅰ脆性区移动，使纵裂倾向加重。
✧钢种成份
1、碳的影响
C在0.10%—0.16%范围内的碳钢凝固过程会发生包晶反应，在凝固点附近体积收缩率增大，属于裂纹敏感区，极易因收缩不均匀产生纵裂。
而又因Mn等合金的加入，碳的范围还要向下移，宝钢生产的中碳钢相当一部分在这个范围内。
例如，表3-1中Ⅳ钢，其碳含量在0.08%—0.11%之间，属亚包晶钢，占每个月纵裂报废的大头。
2、钢种各元素对纵裂纹的影响程度用纵裂纹敏感因子表示如下：
CSF=36%C+12%Mn+8%Si+540%S+812%P+5%Ni+3.5%Co-20%V
从上式中可以看到，P和S对纵裂的影响极大，主要是因为P、S在δ-Fe中的溶解度和扩散系数要比在γ-Fe中大得多，在相变时有可能产生晶界富集，导致裂纹的发生。
因此降低钢中P、S含量，对提高坯壳的强度，减少裂纹的初生与扩展都是有益的，有经验表明提高Mn/S可以有效降低S对裂纹的影响，减少纵裂的发生，当Mn/S<40时，会发生严重的晶界脆化现象，Mn/S>100时，使FeS充分转化为MnS，减少了低熔点硫化物的析出，可使裂纹发生率降低。
3、另外Cu、Sn等元素在钢种能显著降低钢的热塑性，在晶界富集降低晶界表面能，
增大晶界处孔洞形核与长大速度，增加裂纹的敏感度。
宝钢生产的耐候钢中P含量很高，C含量又在亚包晶范围内，因此纵裂发生率及报废量特别高，约占50%，在不影响产品质量的情况下，我们对其中的几个钢种进行了降碳试验，结果表明，C含量避开包晶范围能有效降低纵裂的发生率。
✧结晶器一冷水
结晶器缓冷能减轻初生坯壳的热应力，有效减少纵裂的发生。
①提高结晶器入口水温，经与能源部水处理分厂协商，为减少纵裂的发生，把结晶器入
口水温目标值由原来的36℃提高到38℃，对防止纵裂有一定的好处。
②减小结晶器水量，减小结晶器水量能有效减少结晶器的冷却强度，对纵裂敏感性钢种
均采用K1方式（小水量）取得了一定效果，但为防止结晶器一冷水的局部沸腾，对一冷水的流速有最低限制，为了能得到进一步的缓冷，我们采取了减少结晶器水槽深度的方法，把原来深度为28-29mm的水槽改为25-26mm，22-23mm，这样水量有了进一步调节的余地。
✧铸坯纵裂影响因素
结晶器内形成的裂纹大都细而浅，铸坯进入二冷区后，如果冷却强度过大或冷却不均匀，强的热应力会促使铸坯已形成的微细裂纹扩大、延伸，最终发展成表面纵裂缺陷。
目前
1930连铸对裂纹敏感性钢种，均采用弱冷方式，4—7区为气水冷却，经常保持对二冷区的检查和维护，对防止喷嘴堵塞、变形、管道漏水等非常重要，能有效减少铸坯二次冷却不均匀，减小纵裂在二冷区的扩展。
2003年6月份因2ST一号扇形段漏水，造成纵裂报废明显增加，也说明了二冷区的均匀冷却的重要性。
铸坯纵裂影响因素
保护渣是影响纵裂的重要因素之一。
结晶器内保护渣分三层，与钢水接触的为熔融层，中间为烧结层，最上层为为粉渣层。
熔融保护渣通过钢水弯月面与结晶器之间的间隙流入坯壳与结晶器之间，起润滑作用，坯壳与结晶器之间的保护渣膜实际是由液渣层、玻璃相固相渣层、结晶相固相渣层组成。
合理调节三个渣层的物性非常重要。
通过控制液渣层的粘度来保证润滑，防止液渣流入不均匀及过度传热；提高保护渣的结晶、凝固温度以增加固相层比率来减缓传热，并通过增加结晶比率来增加晶界热阻和减缓玻璃相的辐射传热，以抑制铸坯表面裂纹的产生。
横裂纹、角横裂纹
表面横裂纹：
中碳钢、含铌钢铸坯发生率高；
主要发生在铸坯表面振痕波谷处；
多发生在铸坯内弧侧；
有时“黑皮”状态不易发现，位于皮下；
裂纹沿晶界扩展延伸。
角横裂纹
发生在铸坯角部振痕底部；
长度5~20mm；
深度≤5mm；
铸坯“黑皮”状态不易发现。
横裂、角横裂的原因：
振痕（缺口效应、杂质富集）；
结晶器内摩擦力等应力；
氮化物、碳氮化物析出造成钢脆化；
二冷温度控制模式不当，铸坯表面温度进入脆性温度区；
矫直应力。
防止横裂、角横裂的对策
减小振痕深度、增大振痕曲率半径；
避免过低拉速；
减小结晶器钢水液面波动；
减小结晶器铸坯摩擦力；
提高铸机对弧、对中精度；
减少钢种氮含量，控制碳、氮化物析出；
采用合适的二冷温度模式；
矫直温度避开钢的脆性温度区。
（皮下）针孔缺陷
危害：
暴露在表面（清理、轧钢氧化）造成冷轧板表面缺陷
皮下未暴露的在退火或镀锌时造成冷轧板“鼓包”blister。
皮下气孔的原因：
主要是刚水流中吹入的Ar泡被凝固坯壳捕捉造成的。
钢种气体含量高时（N/O/H）易造成针孔缺陷。
部分气孔中伴随有夹杂物。
中心偏析
中心偏析严重影响钢材的Z向性能、抗HIC性能、焊接性能等。
中心偏析是在凝固最后阶段，钢收缩引起的最后部分钢水液流动造成的。
中心裂纹
中心裂纹会造成钢板严重分层缺陷，其产生原因主要是凝固末期铸坯心部没有钢水补缩造成的，与铸机开口度密切相关。
影响中心偏析的因素：
浇注温度
拉速
磷、硫含量
棍子状态
减轻铸坯中心偏析的对策：
降低杂质含量
强的二冷
严格辊缝管理
电磁搅拌
轻压下。
