鑄坯質(zhì)量分析

1、鑄坯質(zhì)量分析鑄坯質(zhì)量分析概述概述 連鑄方坯的缺陷一般可分為表面缺陷、內(nèi)部缺陷和形狀缺陷。表面連鑄方坯的缺陷一般可分為表面缺陷、內(nèi)部缺陷和形狀缺陷。表面缺陷包括：表面裂紋（含橫向、縱向、角部和面部裂紋）、氣泡、缺陷包括：表面裂紋（含橫向、縱向、角部和面部裂紋）、氣泡、夾渣、雙澆、翻皮、振痕異常、滲漏、冷濺，擦傷等。內(nèi)部缺陷包夾渣、雙澆、翻皮、振痕異常、滲漏、冷濺，擦傷等。內(nèi)部缺陷包括：內(nèi)裂、非金屬夾雜物、中心偏析和中心疏松等。形狀缺陷包括：括：內(nèi)裂、非金屬夾雜物、中心偏析和中心疏松等。形狀缺陷包括：菱形變形又稱菱形變形又稱“脫方脫方”、縱向和橫向凹陷等。、縱向和橫向凹陷等。概述概述引起表面裂紋的

2、主要原因是：鑄溫過高，拉速過快，結晶器變形，一次冷卻過快且不均勻。其次的原因是二次冷卻過分劇烈，二次冷卻噴嘴位置不正，鑄坯矯直時溫度過低等。另外，當鋼水脫氧不完全或鋼水中含有氫氣時會形成皮下氣泡；鋼水溫度過低，拉速太慢，結晶器保護渣不良，鋼水飛濺等還會相應引起其它一些表面缺陷。引起內(nèi)裂的主要原因是鑄坯在二次冷卻區(qū)時所承受的熱應力和機械應力過大；另外，拉速過快會引起中心縮孔。引起脫方的主要原因是結晶器變形、鑄溫過高、拉速過快、支撐不當?shù)取?可以這樣認為：表面缺陷起源于結晶器，內(nèi)部缺陷起源于二冷區(qū)。因此，維護好結晶器、穩(wěn)定結晶器內(nèi)的各項操作、向結晶器內(nèi)提供合適的鋼水是避免產(chǎn)生表面缺陷的必要條件；而

3、維護好二次冷卻設備、穩(wěn)定二次冷卻操作是避免產(chǎn)生內(nèi)部缺陷的重要途徑。 概述概述 影響連鑄坯缺陷的因素可以歸納為三個方面：鋼水、工藝、設備。鋼水條件主要指鋼水脫氧情況、碳含量、錳硅比、錳硫比和雜質(zhì)元素含量等；操作工藝主要指鋼水溫度、拉速、保護澆鑄方式，冷卻水量及分布、鋼水吹氬攪拌、喂絲等；設備狀況主要指結晶器和二次冷卻裝置等主要在線設備的運行狀況。連鑄過程充其量是一個保持過程，不可能修正煉鋼及設備的問題，因此，有了“煉鋼是其礎，設備是保證”，才可能有“以連鑄為中心”。 形狀缺陷形狀缺陷 菱形變形（菱形變形（“脫方脫方”）在方（矩形）坯的截面中，如果一條對角線大于另一條對角線稱之為菱形變形又稱“脫方

4、”，菱形變形不僅僅是產(chǎn)生簡單的形狀缺陷，影響下道軋制工序中軋機的咬入，而且會伴生一系表面及內(nèi)部缺陷，如：沿鈍角側(cè)對角線方向的內(nèi)裂；在鈍角部位的角部縱向裂紋；甚至還會發(fā)生漏鋼等影響澆鑄的事故。 各種原因造成的結晶器內(nèi)凝殼不均勻是產(chǎn)生菱形變形的主要原因。在實際生產(chǎn)中常見的原因有：結晶器磨損、變形、和內(nèi)表面不平整；結晶器銅管的菱形變形或組裝結晶器銅板在安裝中已發(fā)生偏斜；由于水垢造成冷卻不均勻；因定徑水口安裝偏斜或浸入式水口不對中造成的注流偏斜及局部沖刷凝殼。而二次冷卻不均勻加劇了菱形變形。造成二次冷卻不均勻的因素有：個別噴嘴的堵塞；噴嘴安裝不對中；四側(cè)的水量不均勻；噴嘴噴射角度過大，造成角部過冷；以

5、及足輥間距過大，無法對出結晶器下口的鑄坯進行適當?shù)男Ｕ取?縱向凹陷縱向凹陷 在方坯角部附近，平行于角部，有連續(xù)的或斷續(xù)的凹陷稱之為縱向凹陷?？v向凹陷通常是由于菱形變形所引起的，縱向凹陷通常伴生縱向裂紋，嚴重的會導致漏鋼 鑄坯在結晶器中冷卻不均勻，局部收縮是造成縱向凹陷的主要原因。在實際生產(chǎn)中常見的導致因素：菱形變形伴生的缺陷；結晶器與二次冷卻裝置對弧不準；二次冷卻局部過冷（特別是二次冷卻裝置的上部）；拉矯輥上有金屬異物粘附等 橫向凹陷橫向凹陷 局部的表面凹陷，垂直于軸線，沿鑄坯表面間隔分布被稱為橫向凹陷。在橫向凹陷部位有時伴有橫向裂紋出現(xiàn)，嚴重的會導致滲漏及漏鋼 凝殼與結晶器接觸不良和磨擦阻

6、力是產(chǎn)生橫向凹陷的原因。常見的是因為結晶器內(nèi)潤滑不當及結晶器內(nèi)液面波動過快、過大所造成的。 局部的橫向凹陷是由于操作不當所引起的；連續(xù)的橫向凹陷則與保護渣性狀有關 表面缺陷表面缺陷 表面縱向裂紋表面縱向裂紋 在鑄坯表面，沿鑄坯軸向擴展的裂縫，稱之為表面縱向裂紋。發(fā)生在鑄坯角部及靠近角部的稱之為表面縱向角裂。表面縱向角部裂紋有時與縱向凹陷及菱形變形同時發(fā)生。 表面縱向裂紋起源于結晶器內(nèi)，凝殼不均勻，抗張應力集中在某一薄弱部位，則造成了縱裂。表面橫向裂紋表面橫向裂紋 在鑄坯表面，沿振動波紋的波谷處發(fā)生的橫向開裂稱為表面橫向裂紋。對發(fā)生在鑄坯角部的橫向開裂，稱之為表面橫向角裂。表面橫裂有時發(fā)生在橫向

7、凹陷中，表面橫裂與角裂往往同時發(fā)生。 振動異常是表面橫向裂紋產(chǎn)生的最常見的原因。可能的原因還有低溫矯直和二次冷卻過度。 表面龜裂表面龜裂 表面龜裂一般指在鑄坯表面的星狀裂紋。該缺陷一般覆蓋在氧化鐵皮下。表面龜裂的鑄坯在軋制時，裂紋會擴展。 結晶器內(nèi)的凝殼與銅管內(nèi)壁磨擦，把銅磨削下來，銅滲入鑄坯表層，尤其沿晶界優(yōu)先擴散滲入，使鑄坯的表層的熱態(tài)強度惡化而導致龜裂。 氣泡氣泡 沿柱狀晶生長方向伸展，在鑄坯表面附近的大氣泡稱之為氣泡；而對比較小的氣泡且密集的稱之為氣孔。根據(jù)氣泡的位置，將露出表面的稱之為表面氣泡；對不露出表面的稱之為皮下氣泡 在實際生產(chǎn)中，常見的導致因素有：脫氧不足；鋼水過熱度大；二次

8、氧化；保護渣水分超標；結晶器上口滲水；結晶器潤滑油過量；中間包襯潮濕。夾渣夾渣 直徑為23mm到10mm以上的脫氧產(chǎn)物和侵蝕的耐火材料卷入彎月面，在連鑄坯表面形成的斑點稱為夾渣。 結晶器彎月面的渣子熔點高，流動性差，與鋼水的浸潤性差時，便殘留在鑄坯表面形成夾渣。實際生產(chǎn)中常見的夾渣導致夾渣原因有：耐火材料質(zhì)量差造成的侵蝕產(chǎn)物；澆鑄過程中撈渣操作不及時；結晶器內(nèi)液面不穩(wěn)定，波動過大、過快，造成未熔解粉末的卷入；鋼水Mn/Si比低造成鋼水流動性差。拉速過慢或澆鑄溫度偏低也容易形成夾渣缺陷。 雙澆雙澆 因各種原因使鋼液澆鑄中斷而在彎月面處產(chǎn)生凝殼，且不易與再澆鑄的鋼液相融，在鑄坯四周產(chǎn)生的連續(xù)痕跡稱

9、之為“重接”或“雙澆”。該缺陷與鑄錠中的“冷隔”相似，如果操作不慎，會引起結晶器出口處的漏鋼。 減少鋼流中斷時間是防止雙澆的唯一措施。 翻皮翻皮 凝殼在結晶器內(nèi)發(fā)生輕微的破裂，會有少量鋼水流出來，彌合裂口，鑄坯表面好像貼了一層皮似的，稱為翻皮或重皮。這種缺陷發(fā)展嚴重時會導致漏鋼。初始凝殼的反復撕裂彌合，是造成翻皮的原因。常見的導致因素有：操作不當造成結晶器內(nèi)潤滑不足或短時間拉速過快造成的潤滑不足；結晶器彎月面處的銅管內(nèi)壁有變形、凹坑；燒氧造成的毛糙形成的掛鋼；鑄溫過高，凝殼薄，易裂等。 振痕異常振痕異常 正常振痕呈波浪狀等距離地分布在鑄坯表面。如果振痕不是水平線，而是在離鑄坯角部很部的距離處即

10、變成模糊的變形曲線，再在靠近相對的角部重新變成水平線狀，這就是異常振痕。 結晶器振動異常是造成振痕異常的根本原因。結晶器銅管內(nèi)表面不平整，特別是彎月面處有溝槽以及結晶器內(nèi)潤滑不當造成振痕異常。 滲漏滲漏 出現(xiàn)在鑄坯表面的鋼液稱為滲漏。 滲漏是由于凝殼上的小裂縫被幸運地焊合，其可能發(fā)生在結晶器內(nèi)或二次冷卻裝置上部。滲漏往往與其他一些缺陷及事故相關。發(fā)生滲漏時，如果不及時對結晶器或二次冷卻適當加強冷卻，那么將發(fā)生漏鋼。 擦傷擦傷 外來的金屬異物粘附在導輥、拉矯輥等其他固定輥上引起的鑄坯表面機械損傷稱為擦傷。 停機檢修時及時清理鑄坯運動路徑上的冷鋼等異物；在澆注過程中，為減少鋼水損失，可對造成擦傷部

11、位前的鑄坯進行適當強冷，減緩擦傷深度及寬度，但應在澆完該爐鋼水后，馬上停機清理。內(nèi)部裂紋內(nèi)部裂紋 各種應力作用的脆弱的凝固界面上產(chǎn)生的裂紋稱之為內(nèi)部裂紋。由于在凝固界面上成分富集的鋼液流入裂紋部位，通過硫印和低倍酸浸才可顯出的這些裂紋，所以也有的稱之為偏析裂紋或偏析條紋。除了較大的裂紋，一般均可在隨后的軋制過中焊合。按內(nèi)部裂紋的出現(xiàn)部位及成因?qū)⒅譃閿D壓裂紋、中間裂紋、角部裂紋和中心星狀裂紋。擠壓裂紋是鑄坯在帶液相進行拉坯或矯直時，所承受的變形率超過了鑄坯所允許的變形率，則形成裂紋。穩(wěn)定操作、減少漏鋼后的強制拉坯；設置限位墊塊，防止過壓、可避免該裂紋發(fā)生。中間裂紋是在鑄坯外側(cè)和中心之間的中間某

12、一位置，在柱狀晶間產(chǎn)生的裂紋，其位置一般在中間，故稱為中間裂紋。內(nèi)部裂紋內(nèi)部裂紋它是鑄坯在凝固過程中過冷或不均勻二次冷卻所產(chǎn)生的熱應力作用在樹枝晶間較弱的部位而產(chǎn)生的，故也稱為冷卻裂紋。合理設置二次冷卻的比水量及鋼水的過熱度是減少該裂紋的方法。中間裂紋是由于菱形變形在鑄坯角部附近形成的一種裂紋，一般處于對角線上，離表面很淺的地方，有時甚至沿對角線慣穿。防止菱形變形的發(fā)生是減少角部內(nèi)裂紋的方法。從鑄坯中心呈星狀擴展的徑向裂紋稱為中心星狀裂紋。當鋼中含氫偏高時，凝固末期氫氣壓力大于鋼水靜壓力，阻礙了鋼水補縮，而產(chǎn)生縮孔。因而該裂紋與中心偏析和中心疏松一起產(chǎn)生。二次冷卻過激也是產(chǎn)生中心星狀裂紋的原因

13、之一。二次冷卻的比水量和澆鑄溫度對軸心裂紋均有影響。 非金屬夾雜物非金屬夾雜物 連鑄坯內(nèi)夾雜物的主要成因大致包括：脫氧產(chǎn)物、渣子卷入、耐材熔損、氧化產(chǎn)物、渣粉卷入等。抑制夾雜物的生成，促進夾雜物的分離，防止鋼水受到污染，改變夾雜物形態(tài)等措施，是提高鋼水質(zhì)量、降低或減少鑄坯非金屬夾雜物的途徑。針對小方坯連鑄機而言，減少夾雜物的工作必須在鋼不進入結晶器前完成，同時，還應謹慎的選用保護澆鑄工藝。中心偏析與中心疏松中心偏析與中心疏松 對連鑄坯沿中心軸縱向剖開并拋光后，在軸心附近有細小空洞，稱之為中心疏松。中間偏析與中心疏松是對應的。方坯凝固末端液相穴相當尖，極易產(chǎn)生“搭橋”，生成“小鋼錠”結構，從而產(chǎn)

14、生周期性的，斷續(xù)的縮孔與偏析。任何促使鑄坯凝固時柱狀晶發(fā)達的因素均是導致偏析和疏松的主要原因。使用各種方式促進鑄坯中心凝固組織等軸晶化是減緩疏松和偏析的措施。各種低倍缺陷產(chǎn)生原因及應采取的措施各種低倍缺陷產(chǎn)生原因及應采取的措施 缺陷名稱缺陷名稱產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因應采取的措施應采取的措施中心疏松中心疏松鋼液凝固時體積收縮而沒有足夠的鋼液補充及最后凝固時氣體析集和雜質(zhì)集聚減少鋼液的氣體及夾雜含量；控制過熱度、拉速；采用電磁攪拌中心偏析中心偏析鋼液在凝固過程中，由于選分結晶的影響及連鑄坯中心部位冷卻較慢，造成心部的成分偏析。連鑄坯鼓肚加重偏析程度采用低溫澆注、電磁攪拌及輕壓下、控制冷卻強度；避免坯殼變

15、形、控制夾輥間距、嚴格對弧對中縮孔縮孔鋼液在凝固時柱狀晶發(fā)達及局部柱狀晶“搭橋”，中心最后凝固部分集中收縮而得不到鋼液補充控制過熱度、拉速及二次冷卻；采用電磁攪拌及輕壓下角部裂紋角部裂紋鋼液在結晶器內(nèi)、外冷卻強度不當及冷卻不均，造成連鑄坯角部受的應力超過鋼的強度檢查結晶器的形狀及表面損傷、水縫的均勻及錐度情況；檢查對弧及控制冷卻水量；浸入水口與結晶器對中不形成偏流；控制矯直時鑄坯角部溫度各種低倍缺陷產(chǎn)生原因及應采取的措施各種低倍缺陷產(chǎn)生原因及應采取的措施缺陷名稱缺陷名稱產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因應采取的措施應采取的措施皮下裂紋皮下裂紋結晶器變形，局部摩擦力過大，對弧不準，結晶器及二冷區(qū)冷卻不均，連鑄坯鼓

16、肚及矯直應力過大更換結晶器，嚴格對弧，調(diào)整一次及二次冷卻參數(shù)，控制好矯直應力，防止鑄坯出現(xiàn)鼓肚。中間裂紋中間裂紋連鑄坯由于冷卻不均，出二冷區(qū)后表面溫度回升產(chǎn)生熱應力，在拉坯和矯直時連鑄坯受的機械應力過大。柱狀晶發(fā)達也助長裂紋的發(fā)生控制二冷區(qū)的冷卻，避免鑄坯溫度回升過大；避免鼓肚；嚴格對弧中心裂紋中心裂紋連鑄坯凝固末期坯的心部鋼液凝固收縮產(chǎn)生的應力、連鑄坯鼓肚、二冷制度不當、矯直應力過大、鋼液過熱度高。氣體含量高也能引起連鑄坯中心裂紋控制拉速；控制熱坯壓力皮下氣泡皮下氣泡鋼液脫氧不良及二次氧化，氣體含量高，加入鋼液的原材料或澆注系統(tǒng)不干燥，結晶器保護渣烘烤不好加強鋼液的脫氣；加強渣料的烘烤各種低

17、倍缺陷產(chǎn)生原因及應采取的措施各種低倍缺陷產(chǎn)生原因及應采取的措施缺陷名稱缺陷名稱產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因應采取的措施應采取的措施非金屬夾非金屬夾雜物雜物冶煉時脫氧產(chǎn)物、二次氧化產(chǎn)物等形成的夾雜物進入結晶器內(nèi)未能上浮加強精煉操作；防止二次氧化，保護澆注；合理選擇耐材白亮帶白亮帶電磁攪拌不當，鋼液運動速度快，凝固前沿溫度梯度減小、富集溶質(zhì)產(chǎn)生的成分負偏析形成白亮帶主要是二冷區(qū)電磁攪拌當其攪拌參數(shù)控制不當時，攪拌強度過大，易產(chǎn)生白亮帶夾渣夾渣中間罐低液位澆注產(chǎn)生旋渦將渣吸入結晶器內(nèi)未能上浮分離或結晶器內(nèi)液面波動過大，將渣卷入鋼液在凝固前未能浮出形成中心夾渣。距連鑄坯表面10mm以內(nèi)的夾渣稱皮下夾渣各種低倍缺陷

18、產(chǎn)生原因及應采取的措施各種低倍缺陷產(chǎn)生原因及應采取的措施缺陷名稱缺陷名稱產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因應采取的措施應采取的措施異金屬夾異金屬夾雜雜 加入的合金料或澆注過程中掉入異金屬未完全熔化 翻皮翻皮 由于澆注過程中結晶器內(nèi)液面波動過大，或水口插入淺，傾角不合適等將液面氧化膜卷入鋼液在凝固前未能浮出操作不當對連鑄的影響及應采取的措施操作不當對連鑄的影響及應采取的措施操作不當對連鑄的影響及應采取的措施操作不當對連鑄的影響及應采取的措施序序號號項目項目產(chǎn)生危害產(chǎn)生危害應采取的措施應采取的措施1中間包開澆鋼中間包開澆鋼水量少水量少產(chǎn)生斷面夾雜、夾渣按規(guī)程要求操作2保護渣選用不保護渣選用不當當產(chǎn)生表面凹坑，縱裂；

19、渣膜不均，振痕加深，影響冷卻效果；吸收功能降低，鑄坯夾雜增加按規(guī)程要求合理選用保護渣3不使用大包長不使用大包長水口水口造成二次氧化，使中間包的凈化效果降低，增加鑄坯的夾雜按要求使用大包長水口并吹氬保護4過熱度控制高過熱度控制高增加縮孔、偏析、疏松；柱狀晶發(fā)達降低性能；增加吸氣、坯殼減薄導致漏鋼按規(guī)程要求嚴格控制中間包溫度5中間包液面不中間包液面不穩(wěn)定穩(wěn)定當?shù)陀谂R界液面高度時，將使中間包的凈化作用降低，同時增加二次氧化，改變了浸入水口的流量特性，造成偏流；造成鑄坯夾雜增加按要求穩(wěn)定中間包液面，保證中間包鋼液量操作不當對連鑄的影響及應采取的措施操作不當對連鑄的影響及應采取的措施序序號號項目項目產(chǎn)生

20、危害產(chǎn)生危害應采取的措施應采取的措施6結晶器液面不結晶器液面不穩(wěn)定穩(wěn)定易造成卷渣，使鑄坯產(chǎn)生內(nèi)部夾雜缺陷；表面產(chǎn)生渣坑、裂紋、重皮、冷痣；嚴重時發(fā)生漏鋼穩(wěn)定結晶器液面，減少其波動；采用液面自動控制系統(tǒng)7拉坯速度高拉坯速度高疏松、縮孔、偏析加重；坯殼厚度減薄，易發(fā)生漏鋼；鑄坯回溫增加，鼓肚量加大，產(chǎn)生裂紋的傾向增大嚴格按工藝要求控制拉坯速度8加渣不當加渣不當量少，造成三層結構被破壞，使保護渣的作用未發(fā)揮，使表面質(zhì)量惡化，產(chǎn)生粘結，導致鑄坯產(chǎn)生裂紋的缺陷做到少加勤加，保證黑渣操作9浸入水口不對浸入水口不對中中產(chǎn)生偏流，造成坯殼厚薄不均，易產(chǎn)生表面和內(nèi)部裂紋按流間距調(diào)整好水口位置，開澆前保證水口對中準確；選擇合適的尺寸的水口10噴嘴堵塞噴嘴堵塞造成冷卻不均，產(chǎn)生菱變、鼓肚及表面缺陷和內(nèi)部缺陷必須檢查疏通每個噴嘴，使其能按要求滿足流量特性操作不當對連鑄的影響及應采取的措施操作不當對連鑄的影響及應采取的措施序序號號項目項目產(chǎn)生危害產(chǎn)生危害應采取的措施應采取的措施11熱坯壓力控制熱坯壓力控制不當不當過大產(chǎn)生矯直裂紋、壓下裂紋、中心裂紋調(diào)整熱坯