连铸坯表面质量缺陷原因及防治措施

1. 表面裂纹
1）表面纵裂纹

连铸坯表面纵裂纹，会影响轧制产品质量。如长300mm、深2.5mm的纵裂纹在轧制板材上留下1125mm的分层缺陷。纵裂纹严重时会造成拉漏和废品。

研究指出：纵裂纹发源于结晶器初生坯壳厚度的不均匀。作用于坯壳拉应力超过钢的允许强度，在坯壳薄弱处产生应力集中导致断裂，出结晶器后在二次冷却区扩展。

产生纵裂纹的原因有：
A. 水口与结晶器不对中而产生偏流冲刷凝固壳；
B. 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<10mm，纵裂纹明显增加；
C. 结晶器液面波动。液面波动>10mm，纵裂发生几率30%；
D. 钢中S+P含量。钢中S>0.02%,P>0.017%，钢的高温强度和塑性明显降低，发生纵裂趋向增大；
E. 钢中C在0.12-0.17%，发生纵裂倾向增大。

防止措施有：
A. 水口与结晶器要对中；
B. 结晶器液面波动稳定在±10mm；
C. 合适的浸入式水口插入深度；
D. 合适的结晶器锥度；
E. 结晶器与二次冷却区上部对弧要准；
F. 合适的保护渣性能；
G. 采用热顶结晶器；
H. 根据所浇钢种确定合理的浇注温度及拉坯速度；
I. 钢的化学成分应控制在合适的范围。

2）表面横裂纹

横裂纹是位于铸坯内弧表面振痕的波谷处，通常是隐藏看不见的。

原因有：
A. 振痕太深是横裂纹的发源地；
B. 钢中Al、Nb含量增加，促使质点（AlN）在晶界沉淀，诱发横裂纹；
C. 铸坯在脆性温度900-700℃矫直；
D. 二次冷却太强。

防止措施有：
A. 结晶器采用高频率（200-400次/分）、小振幅（2-4mm）振动；
B. 二次冷却区采用平稳的弱冷却，使矫直时铸坯表面温度大900℃；
C. 结晶器液面稳定，采用良好润滑性能、粘度较低的保护渣；
D. 用火焰清理表面裂纹。

3）星状裂纹（网状裂纹）

星状裂纹一般发生在晶间的细小裂纹，呈星状或网状。通常是隐藏在氧化铁皮之下难于发现，经酸洗或喷丸后才出现在铸坯表面。

原因有：
A. 高温铸坯表面吸收了结晶器的铜，而铜变成液体再沿奥氏体晶界渗透所致；
B. 铸坯表面铁的选择性氧化，使钢中残余元素（如Cu、Sn等）残留在表面沿晶界渗透形成裂纹。

防止办法有：
A. 结晶器表面镀Cr或Ni以增加硬度；
B. 合适的二次冷却水量；
C. 控制钢中残余元素如Cu<0.2%；
D. 控制Mn/S>40；
E. 控制钢中的Al含量。

2. 表面加渣

指铸坯表皮下2-10mm镶嵌有大块的渣子。

铸坯表面夹渣，若不及时清除，往往会造成成品的表面缺陷，另外，渣子的导热性差，在夹渣处的凝固壳较薄，会引起拉漏事故。

防止措施：
(1) 要尽量减小结晶器液面波动；
(2) 浸入式水口插入深度应控制在（125±25）mm的最佳位置；
(3) 浸入式水口出孔的倾角要选择得当，以出口流股不致搅动弯月面渣层为原则；
(4) 选用性能良好的保护渣。

3. 皮下气泡与气孔

在铸坯表皮以下，直径约1mm，长度在10mm左右，沿柱状晶生长方向分布的气泡称为皮下气泡。这些气泡如裸露在外面的叫表面气泡。没有裸露的叫皮下气泡，比气泡小呈密集的小孔叫皮下针孔。在加热炉内铸坯皮下气泡表面被氧化，轧制过程不能焊合，产品形成裂纹。

原因：钢液中氧、氢含量高。

防止措施：
(1) 强化脱氧；
(2) 凡是入炉的一切材料，与钢液直接接触的所有耐火材料，如钢包、中间包及保护渣、覆盖剂等必须干燥，以减少氢的来源；
(3) 采用全程保护浇注；
(4) 采用合适的精炼方式降低钢中含气量。

4. 双浇

钢液浇铸中断，在弯月面处产生凝壳，且不易与再浇铸的钢液相融，在铸坯四周产生的连续痕迹叫“重接”或“双浇”。

原因：水口堵塞、更换浸入式水口等造成的钢液浇铸中断。

防止措施：减少钢流中断时间。

5. 重皮

在铸坯表面呈现横向不连续性，有明显的不完全焊合的痕迹叫重皮。

原因：
(1) 结晶器的注流突然停浇，或瞬间停止拉坯；
(2) 钢水太粘、温度太低、水口堵塞、注流偏离等都可能引起重皮。