对连铸坯渣沟问题的分析

防止连铸坯夹渣（杂）缺陷的措施及规定连铸质量及干净钢消费决定了提供连铸钢水的温度、成分和纯洁度都要进展操纵，同时平衡有节拍的为连铸机提供合格质量的钢水，也是保证连铸机消费顺利及质量保障的首要条件。

提高质量认识，标准质量行为，使炼钢-连铸消费过程的质量受控，是本规定的主旨。

1连铸坯夹渣（杂）缺陷的成因1.1定义：来自于炼钢和浇注过程中的物理化学产物、耐火材料侵蚀产物或卷入钢液的保护渣被称为非金属夹杂物。

非金属夹杂物在酸浸低倍试样上表现为暗黑色斑点。

而铸坯夹渣是夹杂物镶嵌于铸坯外表(形状不规那么)或皮下(深浅不一)的渣疤。

1.2成因：1.2.1钢水氧化性强、温度高、夹杂物多，流淌性不好，中包水口壁上高熔点的大块附着物忽然脱落进入结晶器钢水。

1.2.2保护渣功能不良，渣条多，渣条未捞净，以及中间包液面、结晶器液面急剧波动，造成中间包下渣、结晶器内卷渣并镶嵌于坯壳处。

1.2.3钢包底吹制度执行不好，造成脱氧产物上浮排除不充分。

1.2.4保护浇注执行不好，造成钢液被二次氧化。

1.2.5中包钢水过热度高，耐火材料质量差。

1.2.6中间包内吹氧、加调温料以及金属料等。

2连铸坯夹渣（杂）缺陷的危害2.1破坏了钢的连续性和致密性，轧制过程不能被焊合消除，对钢材质量造成危害。

2.2夹渣部位坯壳薄，容易破裂导致漏钢；夹渣铸坯轧制后，钢材外表遗留为结疤。

3钢水质量操纵措施及规定3.1在一定的消费条件下，要降低转炉终点溶解氧[O]溶，必须精确操纵终点钢水碳和温度。

3.1.1冶炼Q195及其他钢种，终点[C]操纵≥0.06%。

3.1.2开机第一炉及热换第一炉，终点温度操纵在1735～1755℃，出钢温度操纵在1715～1735℃。

特别情况下按机长要的温度操纵。

连浇时那么按温度制度规定操纵。

3.1.3提高转炉终点碳和温度的命中率，杜绝后吹。

挡渣出钢操纵下渣量。

3.1.4冶炼Q195，开机及热换第一炉，成品[Mn]按0.45%左右操纵，成品[Si]按0.15%左右操纵，锰硅比≥2.8；并按3.0左右操纵。

对轴承钢铸坯渣沟问题的分析对于我厂前段时间生产的220方连铸坯表面有严重渣沟缺陷，严重的渣沟需进行铸坯的修磨方可出厂。

笔者对此进行查证，分析如下。

1.渣沟缺陷的外观特征(1)铸坯表面出现一道不影响轧制的浅沟(2)随着浅沟逐渐变宽，出现焊点状的钢水渗漏2．渣沟缺陷的形成机理经过对许多资料的学习，认为以下观点符合我们实际生产的情况，可以以此形成机理为基础展开研究解决渣沟问题。

由渣沟中存在有振痕的事实，根据振痕形成理论——对于使用保护渣润滑的铸坯，渣沟是由于结晶器下行时，粘在结晶器壁上的渣圈对初生坯壳进行挤压，致使坯壳向内弯曲而形成。

可以推断渣块块必然来源于渣圈。

即渣圈中局部存在的较大渣粒，在结晶嚣下行时，对初生坯壳施加了较大的挤压力，致使该处的初生坯壳产生了较大的内弯，在随后结晶器上行过程中，由于泵吸作用，在该内弯处有较多的液渣被吸入，这些较多的保护渣，在随后稳定的坯壳形成过程中。

阻碍了该处坯壳由于钢水静压力而产生的向外鼓胀，这样一直持续到坯壳达到足够的厚度、在坯壳与结晶器之间开始形成稳定的气隙。

此时这种较大的内弯也同振痕一起被固定在坯壳上。

因为渣圈对坯壳的挤压作用是连续不断的，所以形成的这种较大的内弯也是连续不断的，而这种连续不断的内弯就是我们所说的渣构。

并且提出此观点者还认为，渣沟或“冷疤”在经过一段连续化、密集化的渗漏后，会随着一个大渣块的出现而自行消失。

此现象在我们厂并没有被重点观测，也不失为一个可以验证此观点的途径。

出现渗漏的原因：渣沟内部的坯壳本身较簿．而且由于沟内存在振痕，振痕的谷底显然是渣沟缺陷中坯壳更薄弱的地方。

当渣沟足够深即坯壳足够薄时，在这些更为薄弱的地方。

钢水会突破坯壳与渣层的阻力渗出，特别是在结晶器与坯壳间形成稳定的气隙以后，气隙的形成致使渣道内空间增大，体积密度减小，渣层对坯壳的支撑减弱，这种渗漏出现的可能性进一步增大。

渣沟中局部出现渗漏时，随着钢水的再次遇冷凝固，下渣的通道被堵塞，渣道内的压力上升，因而阻碍了渗漏的进一步发展，所以初期发生的渗漏是不连续和间断的，但是随着渣沟的进一步发展、进一步变宽变深，阻碍渗漏发生所需的压力会逐渐增加：当一处渗漏所形成的压力不足以抗拒钢水的静压力时，连续的渗漏就会发生。

连铸方坯的缺陷及其处理连铸方坯的缺陷及其处理1 表面缺陷1.1 气孔和针孔定义 : 垂直铸坯表面并在铸坯表面肉眼可见的小气孔并可能以针孔的形式深入表面。

原因 : 钢水脱氧不足、凝固时产生一氧化碳;脱氧后又钢流二次氧化吸收的气体;结晶器保护渣质量不合要求;钢包及中间包烘烤不好改进方法: 钢水完全脱氧;不浇注过氧化的钢水;保持浇注温度;（注温不能过高）使用干燥的钢水罐及中间罐;保护渣不能受潮，摆放时间不能太久。

1.2 坯头气孔及针孔定义: 同1.1,但仅出现在每次浇注的第一根钢坯坯头处原因: 钢液温度太低;结晶器中钢水氧化;保护渣受潮或杂质多;结晶器内壁上有冷凝水;引锭头潮湿;填入结晶器中切屑及废钢有锈、有油或潮湿;中间罐内衬及钢水罐内衬潮湿;改进方法: 保持浇注温度;采用适宜的保护渣;采用干燥和洁净的废钢及切屑;绝对避免在结晶器内壁及锭头上产生冷凝水;干燥及烘烤中间罐;1.3 夹渣定义: 表面分布不均匀的夹渣,有时针孔和渣聚集,呈疏松态的外观原因: 由保护渣耐火材料颗粒和钢水氧化产物以及出钢渣等引起,随着钢流带入并被卷至铸坯表面。

改进方法: 用挡渣出钢;采用适宜的保护渣及耐火材料;钢水不能过氧化，注温要合适。

1.4 振动波纹及折叠定义: 在与铸坯轴线垂直方向上,铸坯表面上以均匀间距分布的波纹振痕，在不利的情况下出现折叠。

原因: 浇注速度波动大,使结晶器中钢液面不稳定。

改进方法: 保持均匀的浇注速度，稳定结晶器钢水液面。

调整振动频率使其与拉速相适应。

1.5 结疤与重皮定义: 铸坯角部和表面上出现的疤痕原因: 由于结晶器内坯壳破裂、钢水渗入到结晶器和铸坯之间的夹缝，以及保护渣结块造成。

改进方法: 保证结晶器具有准确的锥度，当结晶器使用时间过长而磨损会使坯壳过早脱离结晶器内壁而导致坯壳破裂。

1.6 分层: (双浇)定义: 铸坯中间出现分界层原因: 浇注中断又重新开始浇注时,使两次浇注连接出现重接。

改进方法: 浇注过程中不要断流，拉速要相对稳定，不要忽高忽低。

防止连铸坯夹渣（杂）缺陷的措施及规定连铸坯夹渣缺陷是指坯料表面或内部存在杂质、气泡、夹杂等不良缺陷，影响钢材的质量、抗拉强度和弯曲性能等。

为了达到优良的钢材质量，必需实行有效的措施和规定来防止连铸坯夹渣缺陷。

本文将从以下三个方面进行阐述：一、提高原材料采购质量1. 严格掌控原材料入厂质量，切实保证原材料质量符合生产要求。

对于原材料中含有较多夹杂物、矿物质等的，必需进行筛选、洗涤等处理。

2. 检验原材料物理化学性质，特别是对低熔点元素（如锌、铅等）的含量进行监控，以避开因过高的含量而引起的夹渣问题。

3. 尽可能避开原材料采纳较差的杂质来源，如回炉钢、铸造铁水等，以免发生连铸坯夹渣缺陷造成挥霍。

二、加强连铸设备及工艺掌控1. 针对连铸消耗品（如喷嘴、钢水箱等）进行补修或更换，保证其完好无损，确保钢水顺畅流动。

2. 对连铸工作过程中的电子设备进行定期维护保养，避开设备显现失灵情况。

3. 加强连铸实时监控，适时把握连铸过程中的各项参数，特别是钢水温度、流速、液面高度等指标，对显现异常情况要适时进行调整。

4. 订立连铸操作规定，严格掌控好连铸的操作时间、温度、速度等参数，防止显现突发事件，尽力避开连铸坯夹渣缺陷的发生。

5. 对于连铸工艺中加入的各种药剂和保护剂，要严格依照比例和规定加入，以确保连铸炉体内的化学环境稳定，避开发生夹渣现象。

三、加强质量监测与数据分析1. 加强对坯料全过程的监控，包括原材料采购、加工过程、连铸过程等方面，对质量异常情况进行记录，以便进行分析和改进。

2. 严格执行连铸产品检验规定，对检验结果不合格的坯料适时予以退换，避开将有问题的坯料流入后续生产环节。

3. 利用科学的统计方法，对连铸产品（如钢板、钢管等）质量进行分析和统计，发觉质量异常情况时，要适时订立矫正措施。

4. 对每一批次的连铸坯料，要进行全方位的检测与检验，对于可能引发夹渣缺陷的界限要进行特别关注。

为了有效防止连铸坯夹渣缺陷，需要各个环节搭配，形成一个完整的质量管理闭环。

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。

连铸坯表面凹陷和纵裂分析一、现象描述2013年11月10日，2号机5机5流连铸机，浇注断面165*280mm，结晶器流量为每流170m³/h，拉速在1.0m/min在生产过程中，炉号3110340、3110346钢水生产的铸坯，出现表面凹陷、纵向裂纹，严重影响连铸坯质量。

下面结合该缺陷的形成机理及影响因素、现场条件及成分等加以分析。

二、连铸坯表面凹陷及纵裂的状态连铸坯上所形成的纵向凹陷经常出现在铸坯内弧侧表面，距横断面边长约1/4处。

此缺陷宽窄不等，长短不一，有局部凹沟，也有贯穿整支铸坯，多呈凹弧面状，内部有裂纹，剪切时有纵向裂纹产生，裂口粗糙不齐，长度一般在50～150mm，宽度1～3mm，深度30～50mm。

角部凹陷和纵裂在生产中出现过许多，不但影响连铸坯的表面质量，同样也影响铸坯的内部质量。

铸坯表面凹陷及纵裂形态图及现场照片。

三、主要缺陷炉号成分分析由炉前化验和复检结果分析可见，炉号3110340的钢水钢中S含量明显偏高，Mn/S 为6.1，远远小于控制范围的正常Mn/S 比≥20，对钢水的可浇性产生较大影响。

四、表面凹陷、裂纹产生原因分析1、钢水成分的影响1）含碳量的影响我厂生产的连铸坯主要为低碳镇静钢，以Q195、Q235为主，碳含量范围为0.06% ～0.22%。

碳量在0.10%～0.17%(均为质量分数)的钢种凝固时处于包晶反应区(L+δ→γ),在固相线温度以下20～50℃钢的线收缩最大，此时结晶器弯月面刚凝固的坯壳随温度下降发生δFe →γFe 转变，伴随着较大的收缩，坯壳与结晶器铜壁脱离形成气隙，导出的热流最小，坯壳最薄，在表面会形成凹陷。

凹陷部位冷却和凝固速度比其他部位慢，结晶组织粗化，对裂纹敏感性强。

坯壳出结晶器后受到喷水冷却和钢水的膨胀作用，在凹陷的薄弱处造成应力集中而产生裂纹。

坯壳表面凹陷越深，坯壳厚度不均匀性就严重，纵裂出现的几率越大。

2）S 、P 及Mn/S 的影响钢中S 、P 对钢的高温性能有较大影响。

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。

连铸坯端面带渣问题的整改建议一、情况分析经轧钢厂反馈和技术中心人员现场调查，萍乡、安源炼钢厂连铸工序由于采用了火焰切割方式对连铸坯进行定尺切割，确实存在切割端面的下部挂渣（准确说叫粘渣）的情况，其原因是：火焰预热连铸坯后，用高压氧气吹穿连铸坯（切割效果）的过程中，氧气与铁反应，产生液态的氧化铁与钢液混合物（简称流渣，具有一定粘度）顺着氧气流向连铸坯切割面的底部，大部分的流渣被吹离连铸坯进入收集水沟，而有一小部分流渣粘挂在连铸坯的底部，随着温度的下降凝固成挂渣。

经现场取样称重：连铸坯一端最大挂渣重量约为80g左右，一根钢坯约160g左右，而一根钢坯约2吨，所以挂渣量为80g/吨钢。

二、相关影响1、按照2016年计划钢产量446万吨来算，轧钢厂接受挂渣量356.8吨，影响实物成材率0.008%；挂渣与钢坯价差900元左右（估算），影响轧钢工序经济损失约32万元。

（公司未实际损失，挂渣不能成材，只是上下工序关系问题）2、挂渣在轧制中受轧辊挤压变形成刀片状（简称刀片钢），由于挂渣与钢坯基体粘结不牢受变形应力影响后剥落，掉入轧制线水沟、过桥、导卫或轧机上、或机下轨道等处，增加了轧钢人员的清理劳动强度和难度。

三、相关整改措施1、对标使用火焰切割连铸坯的其他先进钢企，学习和引进挂渣处理方法和有关标准（要求一点渣都不挂不现实，尽量去控制和减少），形成专题报告，供集团、公司决策、定夺。

2、根据挂渣形成的原因，内部尝试相关解决办法，开展科技攻关、小改小革或QC小组活动课题；有关个人建议如下（仅供参考）1）调整和优化火切割嘴的口径（减小一点），优化燃料的选用（加点减少氧化的气体等），从源头上减少挂渣量。

2）或者调整火切的角度，斜着切，使连铸坯底面的角度大于90度，尝试95度左右（会增加钢损成本，也可能会方便掉渣，需大量测算）。

3）在连铸坯切割底部现场加装吹扫装置，加根吹扫氮气管什么的。

4）由于高温时候挂渣与钢坯基体粘结不牢，建议在高温连铸坯输送过程中，对辊道进行改造，做个钢丝刷什么的，机械方式或者摩擦方式剥离、清理挂渣，使挂渣不流入轧钢工序。

山西冶金SHANXI METALLURGY Total 181No.5，2019DOI:10.16525/14-1167/tf.2019.05.09试（实）验研究总第181期2019年第5期70钢铸坯表面渣沟缺陷分析与优化关文博，王峥，朱嘉，宋明明（山西建邦集团通才工贸有限公司，山西侯马043400）摘要：分析了70钢在连铸过程中出现渣沟的原因，通过对连铸结晶器锥度优化，由原先的1.21%/m 调整为1.07%/m ，并改善结晶器保护渣，降低黏度和熔化温度，提高结晶器保护渣耗量等措施，解决了表面渣沟问题。

关键词：连铸渣沟保护渣结晶器锥度中图分类号：TG115.1文献标识码：A文章编号：1672-1152（2019）05-0021-02收稿日期：2019-09-16第一作者简介：关文博（1991—），男，本科，毕业于北京科技大学，助理工程师，从事钢铁冶金工作。

山西建邦集团通才工贸有限公司钢厂在连铸生产70钢时，连铸钢坯表面出现了严重的渣沟缺陷，甚至出现渣沟漏钢等恶性生产事故。

针对此缺陷，经过分析认为是结晶器保护渣熔化性能不良，摩擦阻力大，润滑不良造成。

通过对结晶器锥度和保护渣性能的优化，解决了渣沟问题，保证了钢坯质量和生产顺行。

1方坯连铸机主要参数山西建邦集团通才工贸有限公司钢厂生产70钢连铸钢坯的铸机主要参数如下：机型：全弧形连铸机；弧形半径：9m ；铸坯断面：150mm 伊150mm ；结晶器长度：90mm ；二冷形式：全水+气雾冷却；电磁搅拌：内置式首端电磁搅拌和凝固末端电磁搅拌；振动方式：液压振动。

2缺陷位置和形貌70钢连铸坯表面纵向渣沟（见图1）主要分布在铸坯的内孤，有少部分出现在侧弧。

铸坯表面纵向渣沟外观特征表现：1）在连铸钢表面出现多道沟状缺陷。

2）部分缺陷呈现出逐渐变深变宽的趋势。

3）部分发展为出现零星焊点状渗漏的较深沟状缺陷，后焊点状渗漏逐渐密集。

4）深沟前方有明显渣块。

5）大多数表面渣沟缺陷消失；少量铸坯表面缺陷严重时，出现漏钢（见图2）。