连铸坯缺陷.ppt
板坯外观缺陷图谱
第一篇 连铸钢坯外观缺陷
目 次
1.1 方坯 ................................................................... 2
1.1.1脱方 ...............................................................
2
1.1.2鼓肚 ............................................................... 3
1.1.3弯曲 ............................................................... 4
1.1.4端面剪切变形 ....................................................... 5
1.1.5表面横裂 ........................................................... 6
1.1.6角部横裂 ...........................................................
7
1.1.7结疤或夹渣 ......................................................... 8
1.1.8划痕 ............................................................... 9
1.1.9气孔 ............................................................... 9
1.1.10凹陷 ............................................................. 10
连铸方坯的缺陷及其处理
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
连铸坯内部缺陷
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
连铸板坯缺陷图谱及产生的原因分析
第二篇 连铸板坯缺陷(AA)
2
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
连铸坯缺陷分析
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。
通常表而缺陷起源于结晶器，内部缺陷也起源于结晶器，在连铸界己 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表而缺馅
(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) 表而、角部横向裂纹：二次冷却的水量过大、喷嘴偏斜直射铸坯 角部等造成了表而横向裂纹。
(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，二冷比水量己达到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，己获得更有效、更均匀的冷却效果，因此多采用刚性引锭杆。在 供水制度控制上广泛采用了计算机机动态控制二冷技术，对二冷实行 优化配水。此外；对冷却方式进行改进：开发高效冷却技术，如采用 了气一水喷雾冷却；喷雾冷却、干式冷却等。
连铸坯质量缺陷
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：
连铸坯缺陷
1 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)(2121AaDDDD 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)(2121DDDD
铸坯边的凸度（凹度）
100Lb 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）
100LC 拉校机不适当校正；
铸坯不适当的第三次冷却；
扭 曲
L 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 2 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。
连铸坯表面凹陷和纵裂分析2013.11.11
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
炉号 样品类型 计划钢种 是否合格 C Si Mn P S Mn/S
3110340 C Q235 不合格 0.11 0.14 0.33 0.016 0.054 6.11
3110346 C Q235 合格 0.14 0.21 0.5 0.022 0.028 17.86
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。
连铸坯缺陷及对策
连铸坯缺陷及对策
连铸坯在凝固过程中形成裂纹的原因
随着市场竞争的日趋激烈，产品的质量已经成为占有市场的主要砝码，连铸坯作为炼钢厂的终端产品，其质量直接影响着轧材单位的产量和轧材质量，据统计炼钢厂连铸坯质量缺陷中约７０％为连铸坯裂纹，连铸坯裂纹成为影响连铸坯产量和质量的重要缺陷之一，下面将对铸坯在凝固过程中裂纹的形成做简要分析：
一、铸坯凝固过程的形成
铸坯在连铸机内的凝固可看成是一个液相穴很长的钢锭，而凝固是沿液相穴的固液界面在液固相温度区间把液体转变为固体把潜热释放出来的过程。在固液界面间刚凝固的晶体强度和塑性都非常小，当作用于凝固壳的热应力、鼓肚力、矫直力、摩擦力、机械力等外力超过所允许的外力值时，在固液界面就产生裂纹，这就形成了铸坯内部裂纹。而已凝固的坯壳在二冷区接受强制冷却，由于铸坯线收缩，温度的不均匀性，坯壳鼓肚、导向段对弧形不准，固相变引起质点如（ＡｌＮ）在晶界的沉淀等，容易使外壳受到外力和热负荷间歇式的突变，从而产生裂纹就是表面裂纹。
二、连铸坯裂纹形态和影响因素
连铸坯裂纹形态分为表面裂纹和内部裂纹，表面裂纹有纵向、横向角部裂纹、表面横裂和纵裂、网状裂纹和凹陷等，内部裂纹有中间、中心和矫直裂纹等。
连铸坯裂纹的影响因素：
连铸坯表面裂纹主要决定于钢水在结晶器的凝固过程，它是受结晶器传热、振动、润滑、钢水流动和液面稳定性所制约的，铸坯内部裂纹主要决定于二冷区凝固冷却过程和铸坯支撑系统（导向段）的对弧准确性。铸坯凝固过程坯壳形成裂纹，从工艺设备和钢凝固特性来考虑影响裂纹形成的因素可分为：
１、连铸机设备状态方面有：
１）结晶器冷却不均匀 ２）结晶器角部形状不当。
３）结晶器锥度不合适。
４）结晶器振动不良。
５）二冷水分布不均匀（如喷淋管变形、喷咀堵塞等）。
６）支承辊对弧不准和变形。
２、工艺参数控制方面有：
１）化学成份控制不良（如Ｃ、Ｍｎ／Ｓ）。
２）钢水过热度高。
３）结晶器液面波动太大。
连铸方坯缺陷图谱
精心整理
页脚内容 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。导致表面纵裂纹指数增加的因素有：（1）钢水成分◆[S]＞0.020%，[P]＞0.017%；◆Mn/S降低；◆[C]=0.12～0.17%;包晶反应钢δ→γ转变，收缩大，气隙形成，坯壳折皱，结晶器热流不稳定，坯壳厚度生产不均匀性加重；(2)拉速增加；(3)保护渣熔化性能不良、液渣层过厚或过薄导致渣膜厚薄不均，使局部凝固壳过薄。液渣层厚度＜10mm;(4)结晶器液面波动≥5mm;（5）结晶器热流和冷却◆低碳钢结晶器热流＞60Cal/cm2；◆中碳钢结晶器热流＞41Cal/cm2；（6）结晶器锥度不合适；（7）结晶器钢液流动◆水口不对中；◆水口插入深度不合适。（8）结晶器振动◆振痕深；◆负滑脱时间增大。
裂纹严重时会造成漏钢和钢坯废品。
预防及消除方法
防止纵裂纹产生的根本措施就是使结晶器弯月面区域坯壳厚度均匀生长。
（1） 尽量降低钢中[S]、[P]含量，提高Mn/S。
（2） 合适的拉坯速度。
（3） 合适的保护渣◆η·ν=2～4◆液渣层厚度10～15mm◆高结晶温度的保护渣◆均匀渣膜厚度（150μm/0.3～0.5kg/m2）。
（4） 保证结晶器钢水流动合理性◆结晶器液面波动±3～±5mm◆水口对中◆合适的水口插入深度。
（5） 保证结晶器初始坯壳均匀生长◆合适结晶器锥度◆结晶器弱冷◆热顶结晶器。
（6） 合适的结晶器振动◆合适的负滑脱值◆合适的频率和振幅◆振动偏差（纵向、横向＜0.2mm）。