连铸坯的缺陷主要有:(1)表面缺陷,如振动痕迹、表面裂纹、表面夹渣、气孔和气泡、表面增碳和偏析、凹坑和重皮、切割端面缺陷等;(2)内部缺陷,如内部裂纹、偏析条纹、断面裂纹和中心星状裂纹、中心疏松、中心偏析、非金属夹杂物等;(3)形状缺陷,如鼓肚与菱变等。其中对连铸坯热装影响最大的是表面裂纹缺陷。在传统工艺中,为清除铸坯表面缺陷,可在铸坯精整区进行热清理。而在连铸坯热装轧制工艺中,为保证铸坯入炉温度,无法对铸坯表面进行热清理。
实现无缺陷连铸坯生产的关键是冶炼和连铸工艺的改进。为防止连铸坯裂纹的产生,从根本上说就是要尽可能增加钢的抗裂性,避免或减缓各种内应力和外应力,消除可能造成应力集中的薄弱部位。为此,应采取的主要技术措施有:(1)适当调整钢种成分,严格控制S、P、O、N等杂质含量;(2)采用炉外精炼及真空处理技术,进行脱气除硫,提高钢水纯净度;(3)采用全程保护浇注,以保证钢的纯净度,并稳定控制结晶器内液面波动,以利于增加坯壳的厚度和均匀性,减少表面裂纹和夹渣的形成;(4)增大中间罐容量和钢液深度,设置挡渣墙,促进夹杂上浮排除。调整钢液温度,实现低过热度浇注,并采用连铸电磁搅拌技术以扩大等轴晶带,减小中心疏松和偏析;(5)改善连铸二冷制度,采用气—水喷雾冷却,实行弱冷、均冷的二冷工艺,并提高矫直温度以抑制氮化物析出,以防止裂纹缺陷的产生等;(6)提高连铸设备的对弧精度、加强坯壳支托(如二冷辊分段配置、细辊密排等),采用压缩铸造、轻压下和多点矫直等技术,以减小和分散各种变形应力,防止裂纹产生。
随着炼钢和连铸技术的不断进步,大部分的普通碳素钢连铸坯已基本达到无缺陷的要求。但对某些要求较高的特殊钢连铸坯,还应在切断之后进行热检测和热清理。例如,可用各种探测仪检测出铸坯缺陷性质,以联动火焰清理对缺陷进行热清理,同时反馈了解产生缺陷的工艺因素,并及时修正。各国钢厂使用的热检测方法中,表面质量检测主要采用光学法、感应加热法和涡流法,而内部缺陷的检测则主要采用超声波和电磁超声波方法。