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铸坯表面气泡缺陷的控制实践

本文阐述了连铸坯表面气泡产生的原因，经分析主要是钢水吸收外界气体和

水蒸气进入钢水中受热分解所致，通过严格控制保护渣、覆盖剂等原料水分，调

整氩气流量等措施，铸坯气泡缺陷已经等到有效解决。

标签：连铸坯;气泡;控制实践

1前言

在炼钢生产过程中，气泡是铸坯表面质量主要缺陷之一。各钢厂不同程度的

都会出现气泡缺陷，带有气泡缺陷的铸坯在轧制过程中容易产生裂纹等废品，严

重影响了生产连续稳定性，同时也影响了企业的市场形象。

2气泡定义及产生机理

2.1气泡定义

在铸坯表皮以下，沿柱状晶方向生长的孔洞称为气泡。接近于铸坯表面，相

对比较小的气泡且密集分布的称之气孔。根据气泡位置，将露出表面的称之为表

面气泡，不漏出表面的称之为皮下气泡。

铸坯表面气泡形貌

2.2气泡产生机理

铸坯皮下气泡也就是所谓的皮下夹渣，主要是由于保护渣质量不稳定，容易

结壳，在结晶器液面有波动的情况下被卷入钢中所致。此类气泡一般零星出现。

铸坯表面气泡也就是钢中气体存在形成的气泡，此类气泡一般是钢水在凝固

过程中，钢中的O、H、N和C等元素在凝固界面富集，当其生成的CO、H2和

N2等气体的总压力大于钢水静压力和大气压力之和时，就会有气泡形成。

3钢水中气体来源

实际生产中，气体主要通过两种途径进入钢水中：一是钢水吸收外界气体;

二是外界水蒸气进入钢水受热分解。

3.1外界气体

外界气体是指空气、保护性气体以气态形式进入钢中的气体。转炉出钢合金

化、LF供电、喂丝钢水大翻、连铸敞开浇注或者保护浇注装置有缝隙，都会吸

入大量空气。

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在气、液界面空气中氧分子、部分氮分子会溶解进入钢中，增加了钢中[O]、

[N]含量。空气中的部分CO2会与钢中C、Si、Mn、Al等发生反应，生成金属

氧化物和一氧化碳气体。

3.2外界水蒸气

外界水蒸气来源主要是指：转炉、精炼设备漏水;合金、渣料、保护渣和覆

盖剂等物料潮湿水分超标;连铸机二冷风机能力不足，蒸汽从结晶器盖板冒出，

冷却后进入结晶器内;中间包等耐材烘烤不良。

3.2.1设备漏水

设备漏出的水进入钢液受热变为水蒸气，同时也就增加了水蒸气的分压。炉

气中的水蒸气分压越大，钢液中含氢量也会越高。钢水浇注冷却后，气体溶解度

下降，大量气体析出，造成铸坯出现皮下气泡缺陷。

3.2.2原料水分超标

由于部分与钢水直接接触的原材料含有的大量的水在受高温分解后，其产物

溶解于钢水形成[H]和[O]，[O]在钢中形成氧化物夹杂，而原本在高温钢液中溶

解度很高的[H]隨着钢液的冷却凝固在钢中溶解度逐渐降低，部分[H]析出，析出

的氢形成小气泡，未逸出铸坯表面的气泡形成皮下气泡，暴露在铸坯表面的细小

气泡形成针孔状缺陷。

3.2.3二冷蒸汽

连铸过程，铸机水冷系统产生水蒸汽，抽风机能力不足，水蒸汽会沿铸

机上升，在结晶器上盖板下表面凝成水滴，从结晶器铜板上口边沿流入结晶器，

进入结晶器保护渣，甚至部分水蒸汽从组合式结晶器角缝进入并上升，进入保护

渣中，导致保护渣湿润，并在弯月面结渣，造成连铸不顺。这部分水蒸汽，会有

一部分能进入烧结层，分解成[H]、[0]原子，透过