连铸板坯和方坯表面缺陷的分析与判定.doc

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1、在钢板、板卷、棒材、型钢上的裂纹和其他等缺陷，大多源于板坯和方坯上的缺陷。大多数钢厂面临的最大挑战是缺乏如何判定、检查这些缺陷及相应地采取何种对策。令人遗憾的是，目前很多钢厂在遇到表面缺陷问题时所做的一些措施并不恰当，甚至没有对板坯和方坯进行检测分析便作出相应的判定和措施。 1.板坯和方坯的表面缺陷类型 板坯和方坯上的所有表面缺陷几乎可以被分成五大类，并且在世界上大多数铸机上它们的发生位置基本上也是可以预测的。基于经验，按照发生概率的大小顺序列出了五大类缺陷，即针状气孔/疏松、裂纹、深度振痕、不良清理、

2、结晶器壁污染和刮伤等。 依据加热炉的氧化条件，可以确定板坯和方坯表面缺陷的临界深度，从而判定缺陷是否最终会成为板材、板卷或棒材上的轧制表面缺陷。大部分加热炉操作会导致1%～2%厚度的铸坯氧化成氧化铁皮。如果铸坯的厚度为220mm，就意味着在加热过程中会造成2.2mm～4.4mm的厚度损失。这个厚度损失同样会传递到表面缺陷。如果铸坯表面缺陷的深度小于铸坯厚度的1%～2%，那么这些缺陷将在加热过程中消除。而那些比成为氧化铁的1%～2%厚度更深的缺陷，最终会造成轧材的表面缺陷。 1）针状气孔/疏松 在所有铸机

3、上，针状气孔/疏松几乎都是常见的，也是最容易被忽略的铸坯缺陷。如果钢中的气体得不到合理控制，就会在板坯和方坯表面上产生针状气孔/疏松。当凝固率达到90%而气体总压力Ar+H2+N2+CO+CO2>1atm时，针状气孔/疏松就会在板坯和方坯表面上形成。找出表面和皮下针状气孔/疏松的形成原因并不困难。在实际生产中，皮下通常是指表面以下10mm的深度。根据经验，针状气孔/疏松是影响钢板、板卷表面质量的最突出问题。 举一个板坯上的针状气孔/疏松的例子，钢种是V和Nb复合微合金化的A572Gr50结构钢，含0.1

4、5%C，在铸坯上角部出现针状气孔/疏松，导致14.3mm厚的成材的上边部出现缺陷。该板坯进行了展宽轧制以满足板宽尺寸的需要。随着为满足轧材宽度需要而采取的轧制方式（直轧或是展宽轧制）的变化，针状气孔/疏松的直径大小会同成材的厚度或直径（棒材）一起决定其在钢板上的最终几何形状或特征。 2）裂纹 纵裂和横裂是连续浇铸板坯和方坯的第二大常见的表面缺陷。在炼钢控制良好的情况下，纵裂相比于横裂少见。为拉速和碳含量选择合理的结晶器保护渣是控制纵裂的关键因素。懂得结晶器保护渣重要性的炼钢厂通常会有3种之多的保护渣，分

5、别满足低碳钢（wC＜0.09%），包晶钢（wC0.09%～0.15%）和碳含量高的钢种（wC＞0.15%）需要。令人遗憾的是，仍然有很多钢厂试图只用一种保护渣来生产全部品种。 纵裂或深或浅，通常位于铸坯的上表面或下表面。在铸坯出连铸机时，会看到铸坯表面上呈现一道道暗线的纵裂纹。当采用直轧时，大部分纵向裂纹会被轧平，看起来像一条类似缺陷的长缝。如果采用了展宽轧制，纵向裂纹则表现出一定的宽度，但依然具有采用直轧时的特点。经过展宽轧制后，类似缺陷的缝隙可能会变得不直。 横裂主要产生于板坯或方坯的上表面接近边部

6、的地方。在一些严重的情况下，横裂还会出现在板坯和方坯的表面。由于横裂通常与铸坯低塑性（由微合金化元素析出和温度引起）有关，低热塑性会引起板坯和方坯在矫直过程中开裂，所以横裂多出现在铸坯的上表面。在铸态板坯和方坯表面上的这些裂纹尺寸非常小，以致于很难用肉眼发现。因此，火焰清理是检查这类缺陷的最好工具。 不管轧制工艺如何，根据横裂纹自身的几何形状，它们轧制后形成的缺陷形状类似于由针状气孔/疏松造成的缺陷。 星形裂纹的形成主要源于结晶器污染（Cu吸附）或氧化造成的晶界脆化。在板坯和方坯上出现星形裂纹很可能意味

7、着发生了结晶器污染。星形裂纹曾经是连铸过程中铸坯的主要缺陷之一，然而随着技术的发展和对这种裂纹形成机理的理解深入，到今天这些缺陷基本上不存在了。只有那些对连铸理解有限的企业依然会遇到星形裂纹缺陷。 3）振痕 所有连续浇铸的板坯和方坯表面上都会有不同程度的振痕。根据铸机的不同，振动行程和热传输决定了振痕会有多深。一般情况振痕都比较浅，在加热炉中会被氧化掉而不会造成质量问题。但是，有时工艺参数会失去控制，使得振痕非常深。此外，振痕会导致横裂纹出现而造成表面缺陷。 4）不良的火焰清理 火焰清理是检查和去除连铸

8、坯表面缺陷的一个极好的方法。但是，这项操作需要掌握一定的技巧，从而能够正确地操作而不在最终产品上产生额外的表面缺陷。连铸坯表面上的深槽、突脊和界面必须平滑以确保清理操作本身不造成额外表面缺陷。如果采取了正确的操作，轧制表面通常不会产生与清理操作有关的缺陷。要确保清理操作光滑过度，应该使得清理道次宽度6倍于清理深度。如果没有采用正确的清理操作，那么缺陷会折叠，轧制后看起来像一条很直的划伤。 5）结晶器壁引起的污染、划伤和沟槽 在连铸和处理板坯