下载文档原格式
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。
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。
连铸小方坯常见的质量缺陷作者: 日期：摘要对连铸小方坯常见的质量缺陷进行了分类，对质量缺陷形成的原因进行了分析，提出了控制小方坯质量缺陷的技术措施.关键词小方坯;质量缺陷;成因；控制近年来,随着连铸技术的发展,连铸坯的热装、热送及热轧技术取得了很大进步,产生了明显的经济效益.这一生产工艺对连铸坯的质量提出了更高的要求．本文对连铸小方坯中常见的质量缺陷及其形成原因和控制措施进行讨论.1 小方坯的表面缺陷1. １重接1.1.1 形成原因a．因各种操作故障引起浇注中断，重新开浇后在铸坯表面易造成重接缺陷.ｂ. 拉速慢导致铸坯表面振痕太深,形成重接.1.1.2 控制措施ａ.充分做好浇钢的各项准备工作,保证浇钢的正常与稳定,避免停流事故.b．保证拉速的正常与合理.1.2 夹杂与结疤１． 2.１形成原因ａ.结晶器液面波动剧烈,使钢液面上的保护渣或其它夹杂物卷入铸坯,在铸坯表面形成夹杂.b. 钢液在拉漏处溢出,被结晶器冷却,在铸坯表面形成缺陷.c.拉速波动过大且频繁.1.2 ．２控制措施a．提高操作人员的技术素质和工作责任心,保证结晶器液面的稳定.b. 改善保护渣的性能,增加熔渣层厚度,使之提高对夹杂物的吸收能力.ｃ. 严格工艺操作规程,稳定拉速.d．提高中间包水口和塞头的抗侵蚀性能.1.3 划痕１.3． 1 形成原因a. 二冷段机架足辊上有废钢,造成铸坯表面划痕.b. 拉矫辊不平或二次冷却不均匀,造成铸坯跑偏,铸坯与拉矫机架接触划伤铸坯表面．1.3.2 控制措施a．加强二冷段的维护,发现漏钢要及时处理干净.b ．加强拉矫系统的维护,保证拉矫辊的水平度,并安装侧导向装置,防止铸坯跑偏.１.4 振痕１.4.１形成原因a. 振痕是结晶器振动的必然结果,难以完全消除,结晶器液面波动越大,振痕越深.b ．拉速越慢,振动频率越低,振痕越深.c.钢种凝固特性对振痕有很大的影响．收缩敏感型钢振痕深，裂纹敏感型钢振痕浅.1.4.2 控制措施a.采用低振幅、高频率的正弦式振动.ｂ. 采取措施保证结晶器液面的稳定.2 小方坯的内部缺陷2． 1 偏析2.1.1 形成原因 a.铸坯内部杂质元素的偏析程度是由钢种的化学成份和冷却速度决定的．一般情况下，主要取决于冷却速度.在冷却速度适当的情况下，钢种的含碳量越高,偏析越严重.b．从连铸的角度分析,铸坯内部偏析主要受二次冷却强度的影响．二次冷却强度越大,铸坯内部杂质元素偏析越严重.2. １.２控制措施a．根据钢种的化学成份及连铸拉速的要求,选择适当的二次冷却强度．对含碳量高的钢种,采用弱冷方式．b．若有条件,对内部偏析控制要求高的钢种,宜采用二次冷却区电磁搅拌． 2.2 皮下气泡2．2．1 形成原因a.浇注过程中氢浸入钢水.ｂ.钢水包和中间包烘烤不彻底,水汽进入钢水.c.钢水中氢和氧含量高,当钢中的H２以及 C 与O 反应生成的ＣO 压力大于大气压和钢水静压力时形成气泡.d. 保护渣受潮或结晶器渗水,水份进入铸坯内部．2.2.2 控制措施a.强化钢水脱氧措施.b. 采用保护渣浇注,避免钢水在浇注过程中受污染.c.钢水包和中间包要彻底烘烤，保证干燥．ｄ.加强烧注用保护渣定置管理,防止受潮.e. 加强对结晶器的管理,避免渗、漏水现象,一旦发现渗漏及时更换.2.3 成份不匀2． 3.1 形成原因a. 钢水吹氩搅拌时间不够,顶吹氩时吹氩枪插入的深度不够，底吹氩时底吹压力不够, 从而造成钢水成份不匀.b．所加调整钢水温度的废钢与所浇钢水不是同一钢种. c．钢水混浇或倒浇.ｄ.合金料加入时间过晚或追加料补吹氩不及时.2.3 ．2 控制措施a.严格按工艺要求对钢水进行吹氩处理．b.保证所加调温废钢与所浇钢水为同一钢种.c.严禁钢水混浇或倒浇．ｄ.出钢时,严格按时加入合金料,避免加入时间过晚;追加料后，一定要及时补吹氩.2.4 内部夹杂2.４.1 形成原因ａ．钢水纯净度差,钢液中杂质元素和非金属氧化物含量高.ｂ.钢水浇注过程中对钢流的保护不好,钢水二次氧化严重. c．结晶器钢液面波动严重, 造成夹杂物卷入铸坯内部． d.正常浇钢时,中间包液面过低,夹杂物上浮时间短,导致夹杂物随钢流进入铸坯内部.ｅ.保护渣性能不良,结晶器钢液上的溶渣层太薄,熔渣吸收夹杂物的能力差.2.4. ２控制措施a. 严格按工艺要求对钢水进行吹氩处理，促使夹杂物充分上浮＼b.加强钢水生产过程中的保护,如大包加覆盖剂、钢流保护浇注等防止钢水二次氧化．C 保证对中间包钢流稳定性的控制, 以提高结晶器钢液面的稳定性.d. 改善保护渣性能,提高其吸收夹杂物的能力.ｅ.连铸正常浇钢时,保证中间包液面高度大于３５0m m .f. 保护渣操作应坚持勤加、少加、勤捞的原则.2.5 中心疏松和穿晶2.5.１形成原因a.中心疏松和穿晶是由钢种的凝固特性决定的,含碳量越高，越易在中心处出现疏松和穿晶.b. 二次冷却过强.铸坯二次冷却强度越大，越易在中心处出现疏松和穿晶．c. 拉速过快.拉速越快,液芯越长,钢水的补缩能力越差，越易出现疏松和穿晶.2.5.2 控制措施ａ．针对钢种的凝固特性,选择适当的二次冷却强度.b. 合理控制拉坯速度,使之与钢水过热度相适应.c.采用低温快铸工艺.3 小方坯的形状缺陷３.1 菱变3.1.1 形成原因a.结晶器各面或角冷却不均匀． b.结晶器磨损严重,倒锥度过小.c. 铸机二次冷却不均匀.d. 拉坯速度与钢水过热度不匹配,拉速过快.3.1 ． 2 控制措施a 提高结晶器铜管的安装精度, 使结晶器各面水缝宽度一致．b.加强结晶器铜管的定期维护,保证倒锥度满足连铸工艺要求．Ｃ加强二次冷却系统的维护,保证铸坯的冷却要求. ｄ．在一定的过热度下,正确控制铸坯的拉速ｅ.3.2 鼓肚 3.２.１形成原因ａ.结晶器下口足辊安装不精确，对铸坯支撑不良．b．结晶器磨损严重,倒锥度过小.ｃ.结晶器下口二次冷却强度不够． 3.2.2 控制措施ａ．保证结晶器下口足辊的安装精度，使之为坯壳提供良好的支撑.b.加强结晶器的管理，保证定期更换,避免超期服役.c. 在结晶器下口附近采用集中强冷的冷却方式.d. 控制拉坯速度,使之与钢水过热度相匹配．３.3 压扁3.3．1 形成原因ａ.二次冷却水量太小,铸坯矫直温度过高.b. 拉速过快,铸坯带液芯矫直.c.拉矫机矫直压力过高.3. ３．２控制措施a.保证二冷水量与拉速相匹配, 对铸坯充分冷却.b.控制拉速，使之与钢水过热度相匹配.c.及时检查并调整拉矫系统的压力,保证正常的工作压力．综上所述，必须大力加强全面质量管理，从人、机、料、法、环入手,不断提高操作工人的技术素质,增强其责任心,加强标准化操作和管理,不断进行技术攻关，使铸坯的质量缺陷得到有。
连铸坯缺陷及预防措施1、方坯晶间裂纹、根源☐Cu 、Ni、Sn、Nb 与Al等元素的影响；☐铸机表面凹限，即使轻微凹限也会引起裂纹；☐保护渣不合适；☐结晶器液面波动严重；☐菱变严重；☐结晶器锥度太小；措施减少杂质元素含量；导致晶间裂纹的最主要原因是粗大晶粒结构以及沿晶粒边界的沉析，所以防止其产生的主要措施是在结晶器初始凝固阶段得以形成细小而均匀的结构；防止产生凹馅；用多水口代替直水口；2、气泡及针孔铸坯皮下通气孔称为针孔，而皮下闭气孔称为气泡根源☐脱氧不好，氢、氮含量高；☐润滑过度，油中含水；☐保护渣中含水；☐中间塞棒吹氩过度；结晶器波动措施☐有效地脱氧；☐注流及钢液面进行有效保护；☐加热润滑油及保护渣；☐采用EMS可有效减少针孔与铸坯表面皮下气泡的数量；☐减少结晶器液面波动3、铸坯表面夹渣根源☐钢水脱氧不够；☐钢水中氧化铝含量高，SiO2、MnO与FeO含量低（铝镇静钢）；☐耐火材料质量差；结晶器喂铝线；☐中包水口及结晶器中形成的块渣进入钢水。
措施☐采用无渣出钢；☐对钢水进行有效脱氧，采用保护浇注；☐中间包碱性覆盖剂；☐加深中包，增大中包钢液深度；☐中包采用挡堰；☐采用能快速吸收钢水夹杂的保护渣（高碱度）；☐加大保护渣的用量；☐减少结晶器液面波动，水口侵入深度必须100-150mm4、横向裂纹横向裂纹通常出现在角部，但中部区域也会出现，横向裂纹一般出现在振痕的底部。
1、因热脆而形成的表面裂纹☐C含量0.17-0.25%；☐S含量高；☐随合金元素含量增加，如：Al、Nb、V 及大于1%Mn，裂纹数量增加；☐Al、Nb、N及C沉析于晶粒表面；☐二冷区冷却不挡导致晶粒粗大；☐二冷区支撑辊对中不好；☐保护渣选择不当；☐负滑脱时间过长。
2、横向角部裂纹角部冷却过度；☐结晶器冷却不当；☐结晶器和支撑辊对中不好；☐矫直温度过低；☐高如：Al、Nb、V 及大于1%Mn含量钢水非常敏感，加入钛能有效降低裂纹的程度；☐二冷区冷却不均或冷却过度；☐保护渣不合适；☐铜管弯月面区域变形过大；☐钢水温度过低；☐结晶器锥度过大。
管理及其他M anagement and other连铸方坯的常见表面缺陷及控制康旭辉摘要：连铸方坯表面的质量直接影响材料轧制后成品的质量，而近年来，我国部分企业在连铸方坯生产的过程中，存在诸多的表面缺陷问题，不能确保生产的质量和效果。
基于此，本文分析连铸方坯常见表面缺陷问题，提出几点表面缺陷控制的建议和措施，旨在为增强连铸方坯的表面质量提供帮助。
关键词：连铸方坯；常见表面缺陷；控制全面掌握方坯缺陷的类型、形成机理和消除途径是方坯质量控制的关键。
目前，国内外钢铁企业在钢坯质量控制方面取得了可喜的成绩，并获得了大量的生产数据和实际操作经验。
全面提高方坯质量，对提高连铸方坯成品率、改善钢材质量、节能降耗、降低成本具有重要意义。
连铸钢属于直接浇注钢水的工艺。
它的出现从根本上改变了主导了一个世纪的钢锭开坯过程。
液态金属连铸钢的概念早在19世纪中叶就被提出。
1840年，美国的销售商获得了连铸铅管的专利。
1846年，转炉的发明者贝塞默使用水冷旋转双辊连铸机生产锡箔、铅板和玻璃板。
1872年，David提出了移动式结晶器连铸的概念。
1886年～1889年，提出了立式连铸机的设计方案。
1921年，皮尔逊提出了结晶器振动的概念，即结晶器振动使板坯和结晶器之间连续的相对运动。
1933年，连铸的先驱德国准噶斯人建造了第一台1700t/月振动结晶器立式连铸机。
20世纪30年代，第一个成功铸造铜铝合金的有色金属连铸应用于生产。
目前，部分企业在连铸方坯生产的过程中，方坯表面的质量波动幅度很高，存在脱方缺陷、凹陷，缺陷和渣沟缺陷等，不能确保整体结构表面质量符合标准要求，对特钢产品生产质量造成一定的危害，因此，在连铸方坯实际生产的过程中需结合具体表面缺陷问题的发生原因与实际情况，采用有效的措施进行控制，确保连铸方坯表面质量符合标准规范，为特钢产品高质量生产夯实基础。
1 连铸方坯的常见表面缺陷和发生原因1.1 渣沟缺陷与原因从实际情况而言，连铸方坯表面出现渣沟缺陷问题，轧制以后线材表面出现裂纹缺陷问题的发生存在直接联系，从表面观察可以发现坯件有纵向贯通性的沟状缺陷问题，具体是在连铸方坯的内弧部分分布，很小一部分会在侧弧的位置，采用跟踪性轧制12.5mm绞丝钢实验的方式，可以发现线材的表面存在裂纹问题。
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。
连铸方坯低倍组织及缺陷特性分析
王英
(南京钢铁集团有限公司质管处南京，210035)
摘要：通过酸蚀低倍试验和金相检验，对连铸方坯内部的低倍组织及缺陷的类型、宏微观特征以及形成原因进行了分析，并提出了控制这些缺陷的主要措施。
关键词：连铸方坯；低倍组织；金相检验；缺陷
0 引言
连铸坯的冶金质量指标主要由钢的纯净度、钢坯的表面缺陷及内部低倍组织缺陷的情况来衡量。
钢的纯净度的状况在浇铸之前已由钢液的冶炼过程所控制，而铸坯的表面质量和内部质量由连铸机的浇铸过程来控制。
连铸方坯生产中发现的低倍缺陷有众多类型，每类缺陷对铸坯质量的影响因素各不相同；此外，不同的铸坯结晶组织状况对铸坯质量的影响也不尽相同，因此，分析研究铸坯低倍组织及缺陷的特征，进而弄清缺陷的形成原因，是控制铸坯质量的重要前提。
本文通过对本公司生产的130mm，150mm方等规格的铸坯进行大量的酸蚀低倍试验和金相检验，弄清了方坯内部缺陷的主要类型及其宏微观特征，并对缺陷的形成原因作了分析，在此基础上提出了控制缺陷的主要措施。
1 铸坯的低倍组织
通过大量的酸蚀低倍检验表明，无论什么钢种或什么规格，连铸方坯的低倍组织(即宏观组织)一般由边部细等轴晶、柱状晶和心部粗等轴晶三部分组成。
铸坯中能够获得这三种结构，特别是心部粗等轴晶占有一定的数量，这样的连铸坯是较为理想的情况，而柱状晶发达则易导致严重的坯内部缺陷。
1.1 边部细等轴晶区
边部细等轴晶区，又称激冷层，由等轴细晶组成，组织致密，杂质相对量低，表层质量较好。
具有均匀激冷层的铸坯，其正方度较好，表面无鼓肚或凹陷，为保证钢材的表面质量，提供了有利条件。
而往往由于操作条件的变化，坯壳厚度是不均匀的，在激冷层较薄的角部坯壳下凹，在下凹处皮下形成垂直于表面的裂纹，裂纹严重时扩展到坯的对角线，并且沿对角线向心部延伸扩展。
1.2 柱状晶区
铸坯的柱状晶区，柱状晶以树枝晶从表面向内部生长，其生长的方向即热流的散热传导方向，近似于垂直铸坯的表面。
连铸坯普遍存在柱状晶发达的弊端，特别是小方坯，柱状晶从表面一直伸长到铸坯中心，心部等轴区几乎看不到。
由于柱状晶平行排列，致使柱状晶区产生裂纹的敏感性比等轴晶要强。
另外，由
于柱状晶到达中户，柱状晶搭桥，在铸坯纵向形成断断续续的缩孔、中心偏析、中心裂纹等缺陷。
为此，必须对柱状晶加以控制，进而控制因柱状晶发达而产生的低倍缺陷。
1.3 心部等轴晶区
铸坯心部等轴晶区，由取向无规律的树枝晶构成。
为了控制铸坯的组织结构，使心部得到一定数量的等轴晶，除正确控制工艺条件外，控制钢液的过热度尤为重要。
心部等轴晶可以有效地防止缩孔、中心裂纹缺陷的产生，改善和提高铸坯的质量。
2 铸坯的低倍缺陷类型及特征
2.1 偏析型缺陷
偏析类型的缺陷包括中心偏析及中心疏松。
2.1.1 中心偏析
此种缺陷在方坯硫印片上表现为中心部的棕色斑点，酸蚀低倍试样上为暗黑色斑点。
用光学显微镜观察，偏析斑点处存大量的硫化物夹杂，硫化物夹杂在心部柱状晶的前沿或中心等轴间，沿晶界分布。
连铸方坯的中心偏析、缩孔的低倍缺陷形貌见图1。
图1 低倍缺陷形貌特征
有关文献指出，中心偏析是由于钢液由外向内逐次结晶过程中将钢液中低熔点的物质，如硫、磷等元素推向中心所形成。
中心偏析的形成与浇注速度和温度有关，中间包钢水过热度△T>25℃时，中心偏析严重。
消除中心偏析的主要措施是控制钢中S、P等元素含量以及浇注温度。
2.1.2 中心疏松
在硫印片上为中心部位分散的棕色斑点，酸浸低倍试片上为中心部位分散的暗点和孔隙。
此种缺陷的产生是由于铸坯凝固时体积收缩引起的组织不致密及中心部位因最后凝固气体析集和夹杂物的聚集而形成。
中心疏松处往往存在着硫化物和氧化物等类夹杂物，且有沿晶界分析特征，见图2。
图2 中心疏松处的FeS夹杂(100×)
2.2 孔洞型缺陷
此类型缺陷包括缩孔和皮下气泡两种。
2.2.1 缩孔
在硫印片和低倍试样上为圆形或不规则的孔洞，形貌见图1，由于钢液在凝固时发生的体积集中收缩造成。
缩孔的形成与浇铸温度有关，当钢水温度偏高，柱状晶特别发达，生长至中心，柱状晶的前沿相互搭桥，使钢水流动受阻，不能填充由于凝固而产生的收缩，在铸坯心部形成大小不等的孔洞，在横向低倍上表现为中心处的孔洞，孔洞周围伴有疏松和夹杂物，主要是硫化物和硅酸盐(见图3)。
在纵向低倍上表现为铸坯轴线处断续存在缩孔，且缩孔处常有大颗粒硅酸盐夹杂(见图4)。
经金相组织观察，发现缩孔周围存在着碳偏析，表现为铸坯的心部增碳，见图5和图6。
图3 缩孔周围的硫化物及硅酸盐(100×) 图4 缩孔处的大颗粒硅酸盐夹杂(100×)
图5 正常部位组织(100×)
图6 缩孔部位组织(100×)
2.2.2 皮下气泡
这种缺陷的形貌特征为试面的皮下呈分散或成簇分布的细长裂缝或椭圆形气孔。
其主要是由于钢液脱氧不良和浇铸系统各环节潮湿在浇铸过程中产生的气体所造成的。
在本公司现有的连铸条件下，没有此缺陷出现。
2.3 夹杂型缺陷
连铸方坯中的非金属夹杂物可分为分散细小的夹杂和大颗粒夹杂两类。
分散细小的夹杂有硫化物、氧化物和硅酸盐三种，来自冶炼和浇铸过程中物理化学反应产物，在酸浸低倍试片上表现为暗黑色斑点以及腐蚀过重的孔隙。
大颗粒夹杂，则是由于浇铸系统耐火材料被高温钢水冲刷或混人保护渣所致，分布无规律，一般未纳人低倍评级标准进行级别评定。
YB4002-91标准中规定，大颗粒夹杂不允许存在。
夹杂型缺陷在本公司生产的铸坯中出现较少，因此目前尚未收集到更多的数据和图片。
2.4 裂纹型缺陷
连铸方坯中的裂纹包括中间裂纹、角部裂纹、中心裂纹及边部裂纹四种。
中间裂纹在柱状晶区产生，并沿柱状晶扩展，一般垂直于铸坯的两个侧面，严重时中心点的上下左右四个方向同时存在，是常见缺陷之一。
一般认为此种缺陷与二次冷却引起的热应力有关。
角部裂纹在方坯断面的四个角部发生，裂纹始于角部表面凹陷处的皮下一定深度处，垂直表面沿柱状晶向内部延伸，到达铸坯的对角线后沿对角线向中心延伸。
铸坯的形状对这种裂纹影响很大，菱变脱方严重时，此种裂纹越严重。
裂纹起始位置距表面越近，越易导致轧材表面在裂纹处加热时被氧化，从而产生钢材表面裂纹、降低成材率。
中心裂纹在靠近中心部位的柱状晶区产生，一般产生在内弧一侧，在中心无等轴晶时，裂纹可穿过中心。
一般认为铸坯通过喷水区后，由于回热而产生的热应力引起中心裂纹。
在中心下侧的等轴晶区几乎见不到这种缺陷，为此心部控制得到一定量的等轴晶，这一点非常重要，是防止中心裂纹产生的有效措施。
边部裂纹始于边部细等轴晶和柱状晶的交界处，并沿柱状晶向内部扩展，裂纹大部分在上、下侧产生。
一般认为边部裂纹是由于发生鼓肚的铸坯通过导辊矫直应力的作用而产生的，因此导辊的定位对于防止连部裂纹缺陷的产生是重要的。
3 结语
(l) 连铸方坯低倍组织及缺陷均有一定的宏、微观特征，各类缺陷均在一定的部位出现，因而在实际检验中可对不同缺陷进行分类与评级。
(2) 连铸方坯低倍组织缺陷可分为偏析、孔洞、夹杂和裂纹四大类型，这些缺陷的产生与铸坯结晶组织有着密切关系；凝固组织的等轴晶化，控制钢水过热度、浇铸温度、减少热应力及防止铸坯鼓肚持均是防止缺陷产生或减轻缺陷严重程度的有效途径。
