防止连铸坯夹渣（杂）缺陷的措施及规定培训课件

防止连铸坯夹渣（杂）缺陷的措施及规定培训课件CONTENTS目录01连铸坯夹渣（杂）缺陷概述02连铸坯夹渣（杂）缺陷的成因分析03钢水质量控制措施04结晶器操作优化措施CONTENTS目录05保护渣与耐火材料管理措施06中间包操作控制措施07生产过程管理规定08夹渣（杂）缺陷检测与处理CONTENTS目录09案例分析与经验总结01连铸坯夹渣（杂）缺陷概述连铸坯夹渣（杂）的定义与特征夹渣（杂）的定义连铸坯夹渣（杂）是指来自于炼钢和浇注过程中的物理化学产物、耐火材料侵蚀产物或卷入钢液的保护渣等非金属夹杂物，镶嵌于铸坯外表（形状不规则）或皮下（深浅不一）形成的渣疤。夹渣（杂）的类型铸坯夹渣（杂）可分为表面夹渣和皮下夹渣两类，尺寸差异大，从几毫米到十几毫米不等，在铸坯表面的深度各不相同。夹渣（杂）的成分特征主要成分为CaO-MgO系氧化物、Al₂O₃絮状物等非金属夹杂物，在酸浸低倍试样上表现为暗黑色斑点。夹渣（杂）的分布特征多分布在铸坯表层或皮下2至10毫米深度范围内，空间分布具有随机性，常富集于铸坯皮下区域，破坏钢的连续性和致密性。夹渣（杂）缺陷的分类及形态按位置分类：表面夹渣指镶嵌于铸坯外表，形状不规则的渣疤，深度通常较浅，肉眼可见，是常见的表面质量缺陷之一。按位置分类：皮下夹渣位于铸坯皮下2至10毫米深度范围内，形态不规则且不连续，需通过酸浸低倍等检测方法才能发现。尺寸与分布特征夹渣尺寸差异大，可从几毫米到十几毫米不等，在铸坯表面的分布无明显规律，深度也各不相同。宏观形态表现在酸浸低倍试样上，非金属夹杂物常表现为暗黑色斑点；铸坯夹渣则呈现为表面或皮下深浅不一的渣疤状。夹渣（杂）缺陷对钢材质量的影响

破坏钢材连续性与致密性夹渣（杂）缺陷会破坏钢的连续性和致密性，在轧制过程中不能被焊合消除，直接影响钢材的结构完整性。

降低钢材力学性能夹杂物的存在会显著降低钢材的韧性和强度，使钢材在受力时易产生应力集中，导致材料性能下降。

增加加工成本与难度含有夹渣（杂）缺陷的连铸坯在后续加工中需要额外的处理步骤，如打磨、修补等，从而增加生产成本和加工难度。

引发生产安全隐患夹渣部位坯壳薄，在生产过程中容易破裂导致漏钢事故；同时，夹渣铸坯轧制后钢材表面遗留的结疤可能在使用过程中引发断裂等安全风险。02连铸坯夹渣（杂）缺陷的成因分析钢水相关因素01钢水氧化性控制钢水氧化性强易导致二次氧化，生成Al₂O₃等氧化物夹杂物。需降低转炉终点溶解氧，冶炼Q195等钢种时终点碳含量应≥0.06%，杜绝后吹操作以减少夹杂物生成。02脱氧产物上浮控制钢包底吹制度执行不当会导致脱氧产物上浮不充分。应优化底吹工艺，促进大颗粒脱氧夹杂物上浮排除，减少结晶器内夹杂物卷入风险。03钢水温度与过热度控制中包钢水过热度高会加剧耐火材料侵蚀并影响夹杂物上浮。开机及热换第一炉出钢温度宜控制在1715～1735℃，连浇时按温度制度严格执行，避免过热度异常波动。04钢水纯净度提升精炼过程需去除钢水中氧化物，连铸中防止二次氧化，确保保护浇铸有效。采用无渣出钢、中间包碱性覆盖剂等技术，减少钢水内非金属夹杂物含量。结晶器操作因素

结晶器液面波动控制液面波动剧烈会导致靠结晶器壁处的渣条向中心倾倒，若未及时清理，随着钢液面上升易被卷入铸坯。需将波动控制在±3mm以内，减少卷渣风险。

保护渣液渣层厚度管理液渣层过厚时，靠近结晶器壁处钢液迅速凝固形成厚重固体层，易粘附铸坯表面产生夹渣。应合理控制液渣层厚度，确保其隔离钢水、吸收夹杂物的功能。

浸入式水口插入深度优化水口插入太浅会使液面波动时渣子更易卷入凝固坯壳。实验表明，插入深度小于80mm时夹渣指数较高，大于140mm时夹渣指数较低，需精确控制插入深度。

结晶器弯月面温度与结壳防控结晶器液面结壳和弯月面温度过低，会导致铸坯表面和皮下夹杂物形成。需确保合适的弯月面温度，防止结壳现象发生，维持坯壳形成的稳定性。

保护渣消耗量控制足够的保护渣消耗量对吸收上浮夹杂物至关重要。消耗量不足将无法有效吸收夹杂物，增加夹渣风险，需按工艺要求保证保护渣的合理添加量。保护渣与耐火材料因素

01保护渣性能不良的影响保护渣功能不良，渣条多且未捞净，会导致结晶器内卷渣并镶嵌于坯壳处，形成夹渣缺陷。保护渣消耗量不足时，无法有效吸收上浮夹杂物，增加夹渣风险。

02保护渣渣层厚度控制液渣层过厚会使靠近结晶器壁处钢液迅速凝固形成厚重固体层粘附铸坯表面产生夹渣；厚度不当则可能导致弯月面处夹杂物聚集，引发表面和皮下夹杂。

03耐火材料质量与侵蚀中包钢水过热度高及耐火材料质量差，会导致耐火材料侵蚀产物脱落进入钢液。浸入式水口等耐火材料的堵塞物或侵蚀物卷入钢液后，易被初生坯壳捕获形成夹渣。

04保护渣成分优化方向应选择能快速吸收钢水夹杂的保护渣，如高碱度保护渣，其CaO/SiO₂比控制在0.8-0.9较传统值更利于界面稳定性，同时需控制1300℃粘度在0.25-0.4Pa·s以减少卷渣。其他关键影响因素钢水夹杂物因素

钢水中大颗粒脱氧夹杂物及上浮至结晶器钢液面的Al₂O₃夹杂物，因保护渣溶解速度慢、吸附能力减弱，易被卷入铸坯形成表面夹杂。浸入式水口插入深度

水口插入深度与夹渣情况密切相关：插入深度小于80mm时夹渣指数较高；大于140mm时夹渣指数较低，过浅易导致液面波动时渣子卷入凝固坯壳。结晶器弯月面状态

结晶器液面结壳和弯月面温度过低，会导致铸坯表面和皮下夹杂物的形成，影响坯壳凝固质量。保护渣消耗量与液渣层厚度

保护渣消耗量不足则无法有效吸收上浮夹杂物；液渣层厚度不当会导致弯月面处夹杂物聚集，引发铸坯表面和皮下夹杂问题，需保证液渣层厚度适宜以存储溶渣、隔离空气并吸收夹杂物。03钢水质量控制措施转炉终点控制

终点碳含量控制标准冶炼Q195及其他钢种时，终点碳含量需控制在≥0.06%，以降低钢水氧化性，减少氧化物夹杂生成。

终点温度精准调控开机第一炉及热换第一炉，终点温度控制在1735～1755℃，出钢温度控制在1715～1735℃；连浇时按温度制度规定执行，避免过热度高导致耐火材料侵蚀。

提高终点命中率措施杜绝后吹操作，通过优化供氧制度和造渣工艺，提高转炉终点碳和温度的命中率，减少钢水二次氧化。

挡渣出钢工艺要求严格执行挡渣出钢操作，控制下渣量，防止转炉渣进入钢包，减少外来夹杂物对钢水的污染。脱氧工艺优化复合脱氧剂应用采用复合脱氧剂可降低脱氧产物活性，生成低熔点液态脱氧物，加速夹杂物上浮。如四元脱氧剂利用铼元素与氧、氮、硫的亲和性，提升脱氧效率。钙处理技术应用钙处理可实现深度脱氧脱硫，与Al₂O₃反应生成液态钙铝酸盐（CaO含量>25%时），有效清除氧化铝夹杂，改善钢水流动性，减少水口堵塞。稀土元素的应用稀土元素能与钢中有害元素形成化合物，当硫与稀土百分比在25%-33%时，稀土硫化物可取代硫化锰与氧化铝等夹杂，实现钢水净化。脱氧制度执行严格执行钢包底吹制度，确保脱氧产物充分上浮排除。冶炼Q195钢时，控制成品[Mn]0.45%左右、[Si]0.15%左右，锰硅比≥2.8，减少夹杂物生成。钢包底吹制度执行

底吹制度对夹杂物去除的作用钢包底吹制度执行不好，会造成脱氧产物上浮排除不充分，导致钢水中夹杂物增多，增加连铸坯夹渣风险。

底吹工艺参数控制要求应严格控制底吹氩气流量、压力及搅拌时间，确保钢液搅拌均匀，促进脱氧产物及夹杂物有效上浮。

底吹设备维护与检查定期检查钢包底吹透气砖状况，确保其通畅无阻，防止因设备问题影响底吹效果，导致夹杂物去除不彻底。

底吹操作规范与监督操作人员需严格按照标准化操作规程执行底吹作业，班组和质量检查组应加强对底吹过程的监督与检查，确保制度落实到位。防止钢水二次氧化

注流保护浇注措施采用长水口、浸入式水口及惰性气体屏蔽等方法对钢包和中间包注流进行保护，防止注流二次氧化及钢流冲击液面导致钢液裸露氧化。

中间包覆盖剂合理使用选用碱性覆盖剂（以MgO或白云石为基），其吸收夹杂能力强，可有效隔绝空气，减少中间包内高温钢液的二次氧化。

结晶器保护渣规范应用使用低熔点结晶器保护渣，迅速形成粉渣层、烧结层和液渣层三层结构，覆盖钢液面阻止空气进入，要求保护渣中FeO含量≤4%。

杜绝钢液裸露操作行为严禁在中间包内进行吹氧、加调温料及金属料等操作，避免钢液直接暴露于空气中发生氧化反应，生成SiO₂、Al₂O₃等二次氧化产物。04结晶器操作优化措施结晶器液面稳定控制

液面波动的危害与控制标准结晶器液面波动剧烈会导致靠结晶器壁处的渣条向中心倾倒，若未及时清理易被卷入铸坯形成夹渣。需将液面波动严格控制在±3mm以内，以降低卷渣风险。

结晶器液面自动控制技术应用采用高精度液位检测与自动控制系统，实时监测并调节液面高度，减少人工操作误差。通过分模式涨速策略等先进控制算法，实现液面波动的精细化管理。

操作规范与异常处理操作人员需密切关注液面状态，避免拉速突变引发波动。对液面结壳、渣条聚集等异常情况，应及时采用“不动棒操作”法等措施处理，确保浇注稳定性。浸入式水口插入深度控制插入深度与夹渣的关系实验表明，水口插入深度与夹渣情况密切相关：插入深度小于80mm时，夹渣指数较高；而插入深度大于140mm时，夹渣指数则较低。过浅插入的危害水口插入太浅会使液面波动时渣子更易卷入凝固坯壳，增加结晶器内卷渣风险，进而导致铸坯表面和皮下夹渣缺陷。推荐插入深度范围为有效减少卷渣，浸入式水口插入深度宜控制在100-150mm，此范围可平衡钢液流动与渣层稳定性，降低夹渣发生率。结晶器弯月面温度控制

弯月面温度过低的危害结晶器弯月面温度过低会导致铸坯表面和皮下夹杂物的形成，影响铸坯表面质量。

弯月面温度控制目标应确保结晶器弯月面区域温度处于合理范围，避免因温度过低导致初生坯壳凝固不均，减少夹杂物捕获风险。

关联工艺参数优化通过合理控制钢水过热度、拉坯速度及结晶器冷却强度，间接调控弯月面温度，维持坯壳均匀生长，降低夹渣缺陷发生率。05保护渣与耐火材料管理措施保护渣的合理选择与使用

保护渣性能参数要求应选择粘度在1300℃时为0.25-0.4Pa·s、CaO/SiO₂比为0.8-0.9的保护渣，以减少卷渣概率并增强界面稳定性。

保护渣成分优化方向添加5.5%-8.5%萤石调整粘度，引入0.5%-2%碳酸锂调控熔化温度至1070-1100℃，提升对Al₂O₃夹杂物的吸附能力。

保护渣使用规范要点确保保护渣消耗量充足，避免受潮和长期存放；使用过程中需及时捞净渣条，防止结晶器内卷渣并镶嵌于坯壳处。

液渣层厚度控制标准液渣层厚度应控制在合适范围，以存储足够溶渣隔离钢水与空气，防止弯月面处夹杂物聚集，避免过厚导致凝固层粘附铸坯。保护渣消耗量控制保护渣消耗量的重要性足够的保护渣消耗量是有效吸收上浮到钢液面夹杂物的关键，若消耗量不足，将无法充分吸收夹杂物，显著增加夹渣风险。保护渣消耗量标准设定应根据钢种、铸坯断面、拉速等工艺参数，设定合理的保护渣消耗标准，确保其能持续吸收夹杂物并维持稳定的液渣层。消耗量异常的影响与调整消耗量过低易导致夹杂物吸收不充分，过高则可能引起液渣层过厚或卷渣。需通过优化加入频率和加入量，将消耗量控制在工艺规定范围内。耐火材料质量控制与维护

耐火材料选型标准根据钢种特性选择耐火材料，如高铝质耐火材料适用于钢包及中间包，镁质涂料或隔热板宜用于深冲铝镇静钢的中间包工作层，以减少耐火材料蚀损和剥落。

耐火材料质量验收严格把控耐火材料质量，确保其具有良好的耐冲蚀能力和稳定性，避免因耐火材料质量差导致侵蚀产物进入钢液形成夹杂物。

定期检查与维护制度建立耐火材料定期检查、维护及保养制度，及时发现并处理耐火材料的磨损、侵蚀等问题，确保设备正常运行，降低因耐火材料问题引发的夹渣风险。

使用过程中的监测在连铸生产过程中，对耐火材料的使用状况进行实时监测，如发现异常磨损或剥落等情况，及时采取措施进行处理，防止其进入钢液形成夹杂物。06中间包操作控制措施中间包覆盖剂使用覆盖剂功能定位中间包覆盖剂需具备隔绝空气防止钢液二次氧化、绝热保温减少温降、吸收上浮非金属夹杂物三大核心功能，是连铸纯净钢生产的关键辅助材料。材料选型标准优先选用碱性覆盖剂（以MgO或白云石为基），其夹杂物吸收能力显著优于酸性（炭化稻壳）和中性（SiO₂-Al₂O₃质）覆盖剂，尤其适用于高洁净钢生产。使用操作规范应确保覆盖剂均匀铺设，完全覆盖钢液面，避免裸露区域。添加量需根据中间包吨位合理控制，一般使钢液面上形成稳定的液渣层，有效隔离空气与钢液。性能监测要求定期检测覆盖剂的碱度、熔化温度和粘度等关键指标，确保其在使用过程中保持良好的吸收夹杂能力和绝热性能，防止因覆盖剂性能劣化导致钢液污染。中间包钢水过热度控制过热度对夹渣缺陷的影响中包钢水过热度高会加剧耐火材料侵蚀，导致高熔点附着物脱落进入结晶器，同时降低保护渣对Al₂O₃的吸附能力，增加夹渣风险。开机及热换炉次温度控制标准开机第一炉及热换第一炉，终点温度应控制在1735～1755℃，出钢温度控制在1715～1735℃，连浇时按温度制度规定执行。过热度优化控制措施采用中间包热循环操作技术，合理匹配钢包与中间包温度，通过调温料精确调控过热度，减少因温度波动导致的夹杂物上浮不充分问题。中间包内操作规范01严禁中间包内吹氧、加调温料及金属料中间包内严禁进行吹氧操作、添加调温料以及金属料等行为，以避免钢液二次氧化、搅动钢液导致卷渣或引入新的夹杂物，确保钢液纯净度。02控制中间包钢水过热度严格控制中间包钢水过热度，避免过热度偏高导致耐火材料侵蚀加剧，减少耐火材料剥落物进入钢液形成夹杂物的风险。03确保中间包液面稳定保持中间包液面稳定，防止液面急剧波动造成中间包下渣，避免卷入的炉渣进入结晶器，从而减少铸坯夹渣缺陷的产生。04合理使用中间包覆盖剂选用碱性覆盖剂等适宜的中间包覆盖剂，其应具备良好的隔绝空气、绝热保温及吸收上浮夹杂物的功能，减少钢液二次氧化和夹杂物数量。05加强中间包水口维护与检查定期检查中间包水口，防止水口壁上高熔点大块附着物忽然脱落进入结晶器钢水；确保水口通畅，避免因堵塞或异常导致钢流不稳、卷渣。07生产过程管理规定质量第一理念的树立

强化全员质量意识树立"质量第一"的核心观念，将连铸坯质量置于生产管理的最高优先级，通过宣传教育使每位员工充分认识夹渣（杂）缺陷对后续钢材性能的严重危害。

细化质量控制流程建立覆盖炼钢-连铸全流程的质量控制体系，明确各环节质量职责，对工艺参数进行实时监控与动态调整，确保每个工序均符合质量标准。

规范质量行为准则制定严格的质量行为规范，要求员工严格遵守操作规程，杜绝因操作不当导致的夹渣（杂）缺陷，对检验不合格的产品执行回炉处理制度。标准化操作规程制定与执行

01关键工艺参数标准化明确结晶器液面波动控制在±3mm以内，浸入式水口插入深度100-150mm，保护渣消耗量及液渣层厚度按钢种特性设定标准值。

02操作流程规范化制定从钢包到中间包、结晶器的全流程保护浇注操作步骤，包括挡渣出钢、中间包覆盖剂添加、结晶器渣条打捞等环节的操作规范。

03设备维护保养规程规定结晶器、浸入式水口、中间包耐火材料等关键设备的检查周期、维护标准及更换指标，确保设备运行状态稳定。

04操作执行监督机制建立班组自检、质量巡检及工艺纪律检查相结合的监督体系，通过实时数据监控与定期现场核查，确保规程严格执行。设备维护与管理关键设备定期检查与维护对连铸机结晶器、浸入式水口、中间包等关键设备进行定期检查和维护，及时发现设备磨损、侵蚀等隐患，确保其运行状态良好，预防因设备故障导致的夹渣缺陷。连铸模具维护规定对连铸模具进行定期清洗、修理和周期性检测，判断模具状况和使用寿命，严格控制其使用次数，做好标记和记录以便跟踪管理，保障铸坯质量稳定。润滑系统管理确保连铸机润滑系统正常工作，定期检查润滑油量和质量，减少机械磨损，避免因润滑不当造成铸坯表面划伤等缺陷，维持设备良好运行精度。设备操作与维护培训定期对操作人员进行设备性能、维护要求及操作技能的专业培训和考核，提高其对设备维护重要性的认识，减少因操作失误或维护不到位引发的夹渣问题。员工技能培训与考核

专业技能培训针对连铸工艺特点，开展结晶器操作、保护渣使用、浸入式水口控制等专项技能培训，确保操作人员掌握关键工艺参数调整方法，如将结晶器液面波动控制在±3mm以内。

质量意识教育强化员工“质量第一”理念，通过案例分析夹渣缺陷对后续轧制工序的影响（如导致钢材结疤、漏钢等），提升员工对规范操作重要性的认识，明确各岗位质量职责。

操作规程培训系统培训《防止连铸坯夹渣（杂）缺陷的措施及规定》，重点讲解钢水脱氧、保护浇注、设备维护等标准化操作流程，确保员工熟练掌握异常情况处理预案。

考核与激励机制建立技能考核制度，通过理论测试与实操评估相结合的方式检验培训效果，将考核结果与绩效挂钩，对严格执行规程、有效减少夹渣缺陷的员工给予奖励，对违规操作进行问责。08夹渣（杂）缺陷检测与处理常见检测方法介绍

金相显微镜检测通过100倍光学显微镜观察抛光试样，可直观识别暗黑色斑点状非金属夹杂物，按GB/T10561-2005标准对最恶劣视场进行评级，能有效观察夹杂物的形态、分布及尺寸。

超声波检测技术利用超声波在材料中传播特性，可检测连铸坯内部的夹渣、裂纹等缺陷，具有非破坏性特点，能对铸坯内部质量进行有效评估。

电磁感应检测基于电磁感应原理，可检测连铸坯表面和内部的缺陷，如裂纹、孔洞等，能实现对铸坯质量的快速检测。

热酸浸蚀试