1前言

鑄坯表面缺陷是鑄坯的主要外部質量缺陷，對矩形坯而言，表面凹陷是生產中存在的主要外部質量缺陷，因矩形坯大多用于生產圓鋼、帶鋼或型鋼，對質量要求較高，矩形坯上的表面凹陷對生產的圓鋼、帶鋼或型鋼質量影響較大，所以對鑄坯出現表面凹陷的情況必須加以解決，否則不能滿足質量要求，不能實行熱送熱裝或連續軋制等節能項目的實

2現狀調查

安鋼二煉鋼5號連鑄機為一機兩流矩形坯連鑄機，鑄坯斷面尺寸180mm×260mm，結晶器為組合式，長800mm，流間距770mm，基本弧形半徑6000mm，短臂四連桿式振動機構，連續矯直，二冷為氣霧冷卻和微機自動配水方式。

目前矩形坯主要生產普碳鋼(C％=0．12～0．1 8)和管坯鋼(C％=0．17～0．23)，為薄板廠和無縫鋼管廠提供坯料，中間包澆注為浸人式水口和保護渣保護澆注方式，中間包鋼水溫度一般控制在l 535～1 550 ℃，正常拉速控制范圍0．9～1．3mm，因矩形坯兩流共用一套振動和拉矯系統，由于鋼水溫度、成分、保護渣性能、浸入式水口和操作因素的影響，會經常出現兩流不同步的現象，鑄坯表面凹陷出現的頻率較高，表面凹陷大部分集中在內弧，凹陷的形狀大多為縱向，輕微的表面凹陷不影響表面質量，但在表皮下方已經形成了內部裂紋，嚴重的凹陷表皮會和內部一起裂開，形成嚴重的裂紋，并造成了多次漏鋼事故，給生產組織造成很大困難。

3原因分析

影響鑄坯表面質量的原因較多，除矯直產生的橫裂和機械劃傷外，其余的鑄坯表面缺陷大多是在結晶器內形成的，鑄坯在結晶器內形成坯殼的過程中，受多種因素的影響，鋼水成分、保護渣性能、振動偏振情況、水口是否對中、結晶器結構和使用情況以及操作等。

3．1結晶器結構

目前國內矩形坯生產中，一般在小斷面上使用管式結晶器，在大斷面上使用組合式結晶器，管式結晶器因壁厚一樣，冷卻均勻，形成的坯殼厚薄一致，不存在坯殼收縮應力集中現象，而組合式結晶器的銅板厚度則不像管式結晶器那樣均勻一致，形成的坯殼厚度存在一定的差別，會在坯殼薄弱處產生應力集中現象，隨著應力的增大會在鑄坯表面產生裂紋或凹陷。

3．2鋼水成分

因為矩形坯生產大多為普碳鋼，鋼中C％=0．12～0．1 8，恰好在包晶反應區(C％＝0．08～0．15)，所以對裂紋的敏感性較強，經過多次調查分析，在同樣條件下，生產管坯鋼時，鑄坯質量較好，沒有表面裂紋和凹陷的產生；生產普碳鋼時，發生表面裂紋凹陷的爐次其碳含量集中在C％=0．13～0．15時，這和鋼的高溫特性相吻合。

3．3保護渣性能

對使用保護渣澆注的鑄坯，鑄坯表面質量受保護渣性能的影響較大，特別是保護渣的黏度、堿度、熔點、熔速等性能，要適應所拉鋼種的鋼水成分、鑄坯斷面尺寸、鋼水溫度、拉速等參數。對于同樣條件下，拉速快時易出現凹陷或裂紋缺陷；鋼水過熱度高時易出現凹陷；保護渣黏度低時易出現凹陷；保護渣堿度也要有一個合適的數值，過高或過低都易出現凹陷。

3．4振動

結晶器振動是連鑄機的核心設備，振動的偏振情況能較明顯地在鑄坯表面反映出來，對于短臂四連桿振動機構，其振動時平穩性較差。在相同條件下，振動的縱向偏振對鑄坯的表面質量影響較小。橫向偏振對鑄坯的影響較大，如縱向偏擺量在3．5～4．5mm時，鑄坯表面質量還相當好，而橫向偏擺量在1．5～2．5mm時，對鑄坯表面質量影響已相當大，矩形坯表面凹陷接連不斷；橫向偏擺越小，鑄坯表面質量越好，在橫向偏擺量在0．5mm以下時，基本可以保證鑄機的正常生產。

3．5 水口安裝位置和水口侵蝕情況

水口的安裝位置對結晶器內坯殼的均勻程度影響較大，如果水口安裝位置偏向內弧或外弧，則會使受沖擊部位的坯殼出現重熔，造成坯殼厚度不均，出現局部應力集中而生成裂紋或凹陷；另外如浸入式水口嚴重擴徑(例如：水口內徑由30mm增大到45mm)，水口下部注流發散，結晶器流場紊亂，傳熱受阻，坯殼凝固不均勻，鑄坯出現表面質量缺陷。

3．6 操作

連鑄操作是控制鑄坯質量的重要環節，對一機兩流鑄機更為重要；如結晶器液面不能保持一致，使用同一振動和拉矯系統的兩流鑄坯出現不同的阻力，使得振動偏振加劇，結晶器液面產生波動，造成鑄坯表面缺陷和夾雜；操作時如不能按規定添加保護渣，結晶器液面保護渣厚度不均勻，較厚或較薄，都不能有效保證鑄坯的表面質量；如操作時結晶器液面忽上忽下，不能保持平穩的液面，則易造成卷渣漏鋼或表面夾雜、裂紋。

4控制措施

根據以上的調查原因，分別采取了針對性措施：

1)針對此臺鑄機斷面尺寸，在詳細了解國內矩形坯和大方坯生產廠家和結晶器制造廠家后，于2002年11月對結晶器和振動機構進行了改造，結晶器由組合式改為銅管式，振動由短臂四連桿式改為板簧式，消除了由于結晶器壁厚不均勻引起的坯殼應力集中現象和結晶器振動的偏振現象。

2)針對鋼水成分問題，因普碳鋼的C％=0．12～0．1 8，與鋼的包晶反應區C％=0．08～0．1 5重合，根據我們的調查，當C％=0．13～0．15時，表面凹陷發生率最高，所以在控制終點碳時盡可能偏上限。

3)使用不同批次的保護渣進行對比生產，選出鑄坯質量較好的渣系，再根據不同拉速情況下保護渣的性能對比，選出適應性較強的，確定該渣系的各種理化指標；黏度大的渣系，裂紋凹陷出現的幾率小，黏度小的渣系，裂紋凹陷出現的幾率高，另外根據國外生產包晶鋼的研究資料，拉速、熱通量、渣耗量應適當降低，渣黏度、堿度和熔點應適當提高，更有利于鑄坯的表面質量。

4)水口的安裝情況對鑄坯的表面質量影響較大，水口壁與結晶器銅板的距離應大于40mm，并盡量位于結晶器的中心，才能防止水口和銅板之間產生搭橋現象，才能消除鋼水傳熱受到的影響，水口流間距與標準偏差應在5mm以內，超過時必須進行調整；發現結晶器液面有翻動情況的要對水口進行更換，因凡有翻動情況的大多已經擴徑，為了避免鑄坯表面缺陷的產生，要及時更換新水口。

5)操作是人為影響因素最大的，不同人員操作，鑄坯質量不一樣。正確的操作是保證生產優質鑄坯的前提，正確的操作包括：拉速的提升和拉速的穩定程度、保護渣的加入方式方法、浸入式水口的插入深度、結晶器液面穩定程度，一個優秀的連鑄澆鋼工必須能生產出優質的合格鑄坯；另外要重視職工的技術培訓，并設置工藝監督員以確保工藝操作規程的執行。

5效果

通過以上措施的實施，鑄坯質量得到明顯改善，消除了管坯鋼的表面質量缺陷，普碳鋼的表面凹陷和裂紋也基本消失，中型軋鋼廠的產品質量和成材率，以及薄板和無縫鋼管的成材率都有大幅度提高。

6結論

連鑄坯的表面質量問題是一個重要的課題，鑄坯表面質量的好壞直接關系到能否進行直接熱送軋制，所以要減少鑄坯的表面質量缺陷，必須做好以下幾方面的工作：

1)要充分考慮鋼種成分對鑄坯表面質量的影響。

2)要根據鋼種、拉速、振動參數、斷面尺寸，選用性能合適的保護渣和浸入式水口參數。

3)性能優越的設備是生產無缺陷鑄坯的保證。

4)以人為本，提高職工的操作技能，正確的操作是生產優質鑄坯的前提。