单纯从选分结晶角度来看,断面小则中心偏析的倾向也小,加上各类EMS和TSR技术的应用,使连铸小方坯中心偏析状况得到了不断的改进,即使是高碳钢种,连铸小方坯中心C偏析也能控制在1.1左右。因此,现在有越来越多的线材钢种转向用连铸小方坯生产。尽管如此,国外一些著名钢厂却仍坚持用大断面方坯连铸机来生产对中心偏析有严格限制的高碳钢种,实际结果也证实由这种大方坯轧成的小方坯内部质量有着明显的上风,其中心C偏析比可控制在1.05以内。出现这一结果不能简单地回功于轧制过程中的偏析区域压缩以及再加热过程中偏析元素的扩散均化,事实上,还与大方坯连铸工艺特点有关。
首先,大方坯连铸过程中工艺参数比较稳定,有利于借助末端冶金技术减少中心偏析。无论是FEMS、TSR还是SR、重压下,其效果都与工作位置是否适当密切相关。由于工作位置基本上是固定的,目前尚难以实现真正的动态控制,因此,在连浇过程中各种工艺参数基本稳定、凝固终点位置的基本不变是至关重要的。大方坯连铸生产中各类"变数"少,工艺参数轻易保持稳定甚至恒定,而小方坯连铸要做到这一点则相对困难。另一方面,对质量的追求是无止境的,上述钢厂都采用了多项末端冶金设备以进一步减少中心偏析,进步铸坯内部质量,典型的组合就是FEMS+SR。不同的末端冶金技术的最佳工作位置固然有所不同,却都挤在凝固末真个粘稠状区间内。连铸大方坯时粘稠状区间长,具备了同时布置FEMS+SR设备的条件;而连铸小方坯时粘稠状区间短,因此存在着设备布置空间方面的困难,比较经济公道的组合是FEMS+TSR。
大方坯连铸还在过热度控制方面有着明显的上风,中间包钢水均匀过热度可以稳定地保持在20℃以下,有的大断面方坯连铸机的均匀过热度甚至达到15℃以下。相比之下,小方坯连铸的钢水过热度偏高且波动较大。小方坯连铸生产中,中间包钢水过热度均匀能保持在25~30℃之内就已属不易了,很难实现稳定的低过热度浇注。过热度对连铸方坯中心偏析有不可忽视的影响。高的过热度有利于柱状晶的生长和单个大型V偏析的形成,加剧了铸坯中心偏析倾向,因此,低过热度浇注是抑制中心偏析的重要措施。
此外,断面大,拉速低,因此夹杂物上浮的机会多。国外某些大断面的方坯连铸机不但拉速低,而且还保持立弯式甚至立式机型,这就为钢液中非金属夹杂物的上浮排除提供了更多的机会,有利于改善钢的纯净度,减少夹杂物在中心区域的聚集。
总之,由于一些末端冶金技术的成功应用及其低过热度、低拉速的工艺特点,连铸大方坯的中心偏析可以控制在很小的范围内,由此轧成的小方坯与连铸小方坯相比,至少在内部质量方面是有其优越性的。