连铸板坯的质量保证
连铸坯质量缺陷
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。
连铸坯的缺陷及控制
二冷段和末端区的电磁搅拌可有效抑制枝晶搭桥形成封闭 的液窝。
连铸主要工艺参数
① 拉坯速度及其控制 ② 铸坯的冷却（结晶器冷却、二次冷却）
连铸坯的内部凝固是在出结晶器后进行的，后继的二次水冷、 弯曲矫直等直接影响内部质量。
连铸坯的缺陷及控制
提高连铸坯内部质量的工艺措施：
① 控制二冷段的传热，使铸坯均匀凝固，提高等轴晶率； 偏析、缩孔、缩松
② 降低浇钢的过热度； ③ 使用性能好的保护渣，防止钢水二次氧化和污染； ④ 控制拉速，保证连铸机正常运行； ⑤ 电磁搅拌（二冷段和末端区）。 偏析、缩孔、缩松
连铸坯的缺陷及控制
提高连铸坯表面质量的工艺措施：
① 控制结晶器的传热，使初凝固壳均匀； 裂纹、凹陷
② 控制结晶器的振动；
振痕、横裂纹
③ 使用性能好的保护渣；
气孔、夹杂
④ 优化结晶器结构；
倒锥角度，弧形壁
⑤ 电磁搅拌；
气孔、夹杂
⑥ 软接触电磁连铸。
振痕、裂纹
电磁搅拌的部位：
结晶器电磁搅拌：
（1）借助旋转电磁场使连铸 机结晶器内的金属液产生平 面旋转，去除杂质、气体。
结晶器电磁搅拌：
（2）扩大等轴晶区改善宏观 偏析，减少粗大柱状晶区 。
软接触电磁连铸：
软接触电磁连铸：
（1）减轻结晶器振动对弯月 面的影响，液态渣膜连续均 匀。
软接触电磁连铸：
（2）减小初凝壳对结晶器的 连铸坯的内部缺陷
裂纹 气孔 夹杂 缩孔、缩松 成分偏析
连铸坯的缺陷及控制
连铸坯的缺陷及控制
1. 连铸坯的表面缺陷
裂纹 气孔 夹杂 振痕、凹陷 成分偏析
连铸坯的缺陷及控制
1. 连铸坯的表面缺陷
连铸坯质量
● 对于极细的钢丝（如直径为0.10-0.25mm 对于极细的钢丝（如直径为0 10- 25mm
的轮胎钢丝）和极薄钢板（如厚度为 025mm的镀锡板） mm的镀锡板 0.025mm的镀锡板）中，其所含夹杂物的尺 寸就可想而知了。 寸就可想而知了 。 夹杂物的尺寸和数量对 钢质量的影响还与铸坯表面积有关。 钢质量的影响还与铸坯表面积有关。
采用压缩浇铸技术或者应用多点矫直技术二冷区采用合适夹辊辊距支撑辊准确对弧二冷水分配适当保持铸坯表面温度均匀合适拉辊压下量最好采用液压控制机构带液心的铸坯在运行过程中于两支撑辊之间高温坯壳中钢液静压力作用下发生鼓胀成凸面的现象称之为鼓肚变形
连铸坯质量控制
内容提要
◆ 连铸坯的质量评价 ◆ 连铸坯的纯净度及控制 ◆ 连铸坯表面质量及控制 ◆ 连铸坯内部质量及控制 ◆ 连铸坯形状缺陷及控制
星状裂纹 一般发生在晶间的细小裂
呈星状或呈网状。 纹，呈星状或呈网状。通常是隐藏在氧化铁 皮之下难于发现， 皮之下难于发现，经酸洗或喷丸后才出现在 铸坯表面。主要是由于铜向铸坯表面层晶界 铸坯表面。 的渗透，或者有AlN,BN或硫化物在晶界沉淀， AlN,BN或硫化物在晶界沉淀 的渗透，或者有AlN,BN或硫化物在晶界沉淀， 这都降低了晶界的强度,引起晶界的脆化, 这都降低了晶界的强度,引起晶界的脆化,从 而导致裂纹的形成。 而导致裂纹的形成。
其实早在结晶器内坯壳表面就存在细小裂纹， 其实早在结晶器内坯壳表面就存在细小裂纹，铸坯进 入二冷区后， 微小裂纹继续扩展形成明显裂纹。 入二冷区后 ， 微小裂纹继续扩展形成明显裂纹 。 由于结 晶器弯月面区初生坯壳厚度不均匀，其承受的应力超过 晶器弯月面区初生坯壳厚度不均匀 ， 了坯壳高温强度， 在薄弱处产生应力集中致使纵向裂纹。 了坯壳高温强度 ， 在薄弱处产生应力集中致使纵向裂纹 。 坯壳承受的应力包括： 坯壳内外， 坯壳承受的应力包括 ： 坯壳内外 ， 上下存在温度差 产生的热应力； 产生的热应力 ； 钢水静压力阻碍坯壳凝固收缩产生的应 力； 坯壳与结晶器壁不均匀接触而产生的摩擦力。这些 坯壳与结晶器壁不均匀接触而产生的摩擦力。
连铸坯的质量控制概述
提高铸坯洁净度的措施： （1）无渣出钢 （2）选择合适的精炼处理方式 （3）采用无氧化浇铸技术 （4）充分发挥中间包冶金净化的作用 （5）选用优质耐火材料 （6）充分发挥结晶器的作用 （7）采用电磁搅拌技术，控制铸流运动
三、铸坯表面质量及控制
控制表面质量的必要性 表面缺陷的形成 表面裂纹的主要种类 液面结壳 凹坑和重皮
4.3.2 内部纵向裂纹
包括中心线裂纹、三角区裂纹和角部裂纹 形成原因：液相穴末端板坯鼓肚；
板坯宽面、窄面鼓肚 主要影响因素：
1、浇铸速度过快； 2、浇铸温度过高； 3、钢水含硫量过大； 4、结晶器锥度太小； 5、铸流不对正。
减少内部裂纹的措施
采用多点矫直技术以弥补单点矫直的 不足
二冷区采用合适的夹辊辊距，支撑辊 准确对弧
对弧，并确保二冷区的均匀冷却
5.2 圆柱坯变形
定义：圆坯变形成椭圆形或不规则多边 形。圆坯直径越大，变成随圆的倾向越 严重。
椭圆变形原因： （1）圆形结晶器内腔变形 （2）二冷区冷却不均匀 （3）连铸机下部对弧不准 （4）拉矫辊的夹紧力调整不当，过分压下
应对圆柱坯变形的措施： （1）及时更换变形的结晶器 （2）连铸机要严格对弧 （3）二冷区均匀冷却 （4）可适当降低拉速
3.5 深振痕
结晶器上下振动时，在铸坯表面形成 周期性的和拉坯方向垂直的振动痕迹。 较深（大于0.5mm）时，振痕谷部会 形成缺陷，危害成品质量。
振痕深度与振动参数、含碳量、保护 渣性能及结晶器液面波动状态等因素 有关。
3.6 表面气泡（和皮下气泡）
形成原因：凝固过程中，钢中氧、氢、氮 和碳等元素在凝固界面富集，当其生成的 CO、H2、N2等气体的总压力大于钢水静 压力和大气压力之和时，即有气泡产生。
板坯工艺技术质量要求
1
2
3
4
5
6
7
8
钢类别
采用标准
钢牌号
特殊要求
产品流向
其他要求
钢类别 代码第一位： （代码第一位：A-Z)
采用标准 代码第二位： （代码第二位：A-Z)
代码 A B C E F G H I J K L M N Z
内容 碳素结构钢 优质碳素结构钢 低合金高强度结构钢 船用钢 压力容器用钢 锅炉用钢 桥梁用钢 合金结构钢 汽车大梁用钢板 焊接结构钢 管线用钢 模具用钢 Z向性能钢 向性能钢 其它
代码 A B C D E F G H I J
内容 协议 企标 国标 冶标 德国标准 美国标准 日本标准 国内军标 欧洲标准 国际标准
Z
其它
特殊要求 代码第六位： （代码第六位：0-9)
产品流向 代码第七位： （代码第七位：0-9)
代码 1 2 3 4
内容 无规定 探伤 热处理 探伤+热处理 探伤 热处理
2、连铸坯技术质量条件 、
根据宽厚扳厂《工艺质量管理办法》，宽厚板厂质量检验分 为原料质量检验、过程质量检验和最终质量检验。宽厚板厂 的生产原料来源于公司的炼钢厂，板加作业区负责原料的入 厂验收，对按材质代码交付的原料，宽厚板厂应按对应的产 品技术质量要求进行原料验收。 对于从钢厂送来的连铸坯或钢锭，应按三级系统中的原料输 送单与实物核对炉号、熔炼号、规格、数量、重量、化学成 分等进行表面质量、外形、尺寸检查验收。对于入厂检验不 合格的原料，在MES系统中填写《原料检验不合格品检验及 处置记录》表，通过MES系统调用天车吊放指定的板坯到待 处理区。
1 宽厚板厂产品实现过程
连铸坯质量控制
连铸坯质量控制连铸坯质量控制概述连铸坯是铸造工序中的一项重要环节，其质量直接影响到后续热加工和成形过程中的产品质量。
因此，对于连铸坯的质量控制十分关键。
本文将介绍连铸坯质量控制的主要内容和方法，并阐述其重要性及影响因素，匡助读者更好地理解和应用质量控制方法。
重要性连铸坯的质量控制对于保证最终产品的质量和性能具有重要意义。
一方面，优质的连铸坯可以减少缺陷的产生，提高产品的表面光洁度和机械性能；另一方面，良好的质量控制可以减少生产中的浪费和成本，提高生产效率，增加企业的竞争力。
影响因素连铸坯的质量受到多种因素的影响，包括：1. 原料成份和纯度2. 浇注温度和浇注速度3. 结晶器结构和冷却水温度4. 结晶器护盖的材质和形状5. 连铸速度和拉速6. 过度超熔度和段距这些因素的合理控制和调整，可以有效地提高连铸坯的质量。
质量控制方法质量控制步骤连铸坯质量控制主要包括以下几个步骤：1. 原料质量检验：对原料的成份、纯度及其它关键指标进行检验，确保原料的质量符合要求。
2. 浇注质量控制：合理控制浇注温度和速度，以避免过热或者过冷引起的坯体缺陷。
3. 结晶器质量控制：结晶器的结构和冷却水温度对坯体的结晶质量有直接影响，因此需加强结晶器的质量控制。
4. 连铸速度和拉速控制：坯体的连铸速度和拉速会影响坯体的晶粒细化程度和坯体的机械性能，需要进行合理的控制。
5. 坯体表面质量控制：通过加强护盖材料和形状的选取，合理调整过度超熔度和段距，以提高坯体表面的光洁度。
质量控制指标连铸坯的质量控制需要依据具体产品的要求和标准来制定相应的指标。
普通来说，常见的质量控制指标包括：1. 外观质量：包括表面光洁度、无裂纹、无疤痕等；2. 坯体几何尺寸：包括宽度、厚度、长度等；3. 结晶质量：包括坯体的晶粒细化程度、晶界清晰度等；4. 坯体力学性能：包括抗拉强度、屈服强度、延伸率等；以上指标应根据产品要求，通过实验和测试方法进行监控和评估。
连铸坯质量的控制
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。
连铸工艺、设备--09连铸坯质量控制
液相穴内夹杂物上浮示意图： ａ—带垂直段立弯式连铸机； ｂ—弧形连铸机
B.连铸操作对铸坯中夹杂物的影响
连铸操作有正常浇注和非正常浇注两种情况。
在正常浇注下，浇注过程比较稳定，铸坯中 夹杂物多少主要由钢液的纯净度决定。
B.连铸坯的表面质量：
指连铸坯表面是否存在裂纹、夹渣及皮下 气泡等缺陷。
连铸坯的表面缺陷主要决定于钢水在结晶 器的凝固过程。它是与结晶器内坯壳的形 成、结晶器振动、保护渣性能、浸入式水 口设计及钢液面稳定性等因素有关的，必 须严格控制影响表面质量的各参数在合理 的目标值以内，以生产无缺陷的铸坯，这 是热送和直接轧制的前提。
2.钢包精炼。
根据钢种的需要选择合适的精炼处理方法，以均 匀温度、微调成分、降低氧含量、去除气体夹杂 物、改善夹杂物形态等。
3.无氧化浇注技术。
从钢包→中间包用长水口，中间包→结晶器用浸 入式水口（板坯、大方坯）或气体保护（小方 坯），中间包采用覆盖剂，结晶器用保护渣。
4.充分发挥中间包冶金净化器的作用。
C.在操作中，注温和拉速对铸坯中夹杂物也有 一定影响
当钢液温度降低时，夹杂物指数升高；随着 拉速的提高，铸坯中夹杂物有增多的趋势。
D.耐火材料质量对铸坯夹杂物的影响
注连铸过程中由于钢液和耐火材料接触， 钢液中的元素（锰和铝等）会与耐火材料中 的氧化物发生作用生成夹杂物，当其不能上 浮时就遗留在铸坯中。
2.连铸坯中夹杂物的类型和来源
类型：取决于浇注钢种和脱氧方法。在连铸 坯中较常见的夹杂物有Al2O3和以SiO2为主并 含有MnO和CaO的硅酸盐，以及以Al2O3为主 并含有SiO2、CaO 和CaS等的铝酸盐。此外还 有硫化物如FeS、MnS等。
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连铸板坯的质量保证
发表日期：2007-11-3 阅读次数：262
摘要:连铸板坯的质量控制十分重要。
自从应用连铸以来在实验中和生产实践中找到了很多提高连铸板坯质量的方法,随着科技的进步新的更好的方法会不断地涌现。
关键词:板坯连铸机; 钢水质量; 温度控制; 中间包; 扇形段
大型板坯连铸机的出现是冶金历史上的一次重大的革命。
从而淘汰了多年使用的铸锭、脱锭、初轧的旧的生产方式,由连铸的方式代替。
生产方式的改变大大的减少了生产用地,省掉了很多机械设备,节省了大量的能源。
板坯的利用率提高到95%～97%。
因而节省大量设备投资和生产成本。
因此提高铸坯合格率和铸坯质量是生产中十分关键的问题。
下面简介提高铸坯质量的措施。
1 对钢水质量的要求
钢水要进行脱硫、脱磷、脱夹杂物的控制级温度控制。
钢水成分要进行调整,主要是调整钢水中的C、Mn、Si、Al 等成分,称之为合金微调。
钢水进行真空冶炼,主要是脱去氢气、氧气和氮气。
对钢水进行吹氩处理,目的是均匀钢水温度,并使夹杂物上浮。
经过上述处理的高质量合格钢水,由炼钢厂送入连铸厂大包回转台上,准备浇铸。
2 浇铸温度的控制
影响铸坯质量的重要因素是: 浇铸温度、浇铸速度、冷却水量、保护渣、耐火材质等。
其中浇铸温度是十分关键的要素。
钢水的铸造温度高低与钢坯中夹杂物的多少、产生内外裂纹和中心偏析及生产操作的稳定性有十分密切的关系。
当浇铸温度偏低时, 内裂和中心偏析可以得到理想的改善, 而且钢坯的晶粒组织均匀, 使得柱状晶粒减小并减少, 等轴晶粒比例提高, 但缺点是由于钢水温度低, 夹杂物
不易上浮, 中间包水口易堵。
但铸造温度高时容易产生漏钢事故, 内裂和中心偏析增强, 也可能产生钢坯纵裂使铸坯质量降低。
选择合适的铸造温度十分重要。
一般控制大包内的钢水温度为1600℃, 中间包内钢水温度为1550℃, 结晶器内钢水温度为1500℃, 偏差控制为±10℃。
3 采用大容量中间包
中间包授受大包铸入的钢水, 在铸入到结晶器内, 它具有贮存钢水, 稳流, 缓冲浇铸和浮渣的作用, 是实现多炉连浇的必须设备。
通过水利模型利用溢流坝、挡渣墙, 使钢水流向最佳化,使夹渣与钢水分离, 以免注入结晶器内。
4 结晶器铜板镀层的采用
结晶器是最核心的设备, 钢水铸入结晶器后, 在一次冷却水的作用下形成一定厚度坯壳的过程中, 结晶器铜板一直承受钢水静压力、摩擦力、钢水热量传递等。
结晶器在机械压力和热应力综合作用的恶劣条件下连续工作, 因此对具有良好导热冷却能力、耐磨性、刚性好的核心零件铜板有特殊要求。
最初采用紫铜板, 虽然导热性好, 但是强度、硬度、耐磨性低、寿命短, 造成昂贵稀缺的铜材质的浪费。
另外纯铜硬度低, 在1500℃钢水冲刷下, 使得Cu离子进入钢水中, 铸坯易产生裂纹影响质量。
后来采用含银铜板, 使其再结晶温度比纯铜板提高50℃, 可达到 318～326℃,但仍不十分理想。
后来又开发出含有Cr0.5%～1.5%、Zr0.08%～0.3%的铬锆铜板, 其硬度能提高HB100。
为提高铜板的耐磨性和防止铜离子进入钢水, 目前国际上普遍采用带镀层的铜板 ( 见图1、图2)。
单纯镀铬层, 由于铜和铬的热膨胀系数相差较大, 结合不牢。
使用中易剥落, 使铸坯产生星裂。
如果单独镀镍, 结合好但表面硬度低, 不耐磨。
因此采用Ni、Cr复合镀层, 解决了与铜
结合, 又解决了耐磨的问题。
由于复合镀层的采用, 既提高了铸坯质量又提高了铜板的使用寿命。
5 减小扇形段辊子间距
较早的辊子都采用整体辊, 为了保证辊子的强度和刚性, 辊子的直径就会很大, 一般达到
Φ300～Φ400mm。
由于辊子间距大, 使得带液心的铸坯臌肚大、变形大, 但其在弯曲和矫直区坯壳内表受拉的表面易产生裂纹。
为解决这一问题而采用多支点的分段辊, 使辊径减细到Φ100mm、Φ150mm、Φ230mm、Φ250mm。
由于增加支点减小辊径, 并通水内冷保证了强度和刚性,使铸坯臌肚变形减小, 显著提高了铸坯质量 (见图3、图4)。
为了提高辊子使用寿命, 辊子表面进行4～5mm厚的堆焊, 堆焊材料为含Cr11.50～14.00 mm,含 Ni2.5～4.0mm 合金, 采用带式、单丝摆动焊机, 硬度可达HRC47-57, 减少了维护工作量提高了生产率。
6 电磁搅拌EMS、DKS
采用电磁搅拌是为了减少柱状晶粒, 增加等轴晶, 改善中心偏析, 提高铸坯质量, 特别是特殊钢和厚钢板更为明显。
电磁搅拌将按照一定规律排列的线圈安装距铸坯表面20mm 处。
当线圈有定向电流通过就会产生定向磁场推力, 使未凝固钢液沿一定方向循环运动, 使钢液成分均匀化, 特别是使硫磷杂质均匀分散。
电磁搅拌装在结晶器中可使针孔减少, 夹杂物上浮。
设在二冷区即钢水未凝固部分为 25%～40%处时主要减少柱状晶粒, 增加等轴晶粒。
如果设在凝固尾部可解决硫磷偏析。
通过电磁搅拌大大提高了铸坯质量。
7 提高铸坯质量的其它措施
(1) 采用合理的一、二次冷却, 使铸坯表面温度控制在950℃左右。
(2) 采用漏钢装置, 减少事故发生。
(3) 采用直接晶器、多点弯曲、多点矫直。
目前已经开发出连续弯曲、连续矫直, 使用弯曲和矫直变形更有利于降低铸坯产生裂纹的可能性。
(4) 采用气水冷却。
气水冷却增大了冷却范围, 冷却均匀, 调整范围广, 提高了冷却效果。
合理选用气水比十分重要。
8 结语
为提高连铸板坯的质量, 人们已经采用了很多有利的措施。
随着科技的进步, 冶金连铸的技术将会更加先进, 板坯的质量会越来越好。