小钢锭凝固结构(Small ingot solidification structure)是指在铸坯断面中心出现的5-10cm有规则的凝固桥，并伴随有疏松和缩孔，尤其是小方坯。

小钢锭凝固结构(Small ingot solidification structure)是指在铸坯断面中心出现的5-10cm有规则的凝固桥，并伴随有疏松和缩孔，尤其是小方坯1。

它的形成过程如图1所示。

图中1为柱状晶规则生长；2为柱状晶不稳定生长，导致局部区域柱状晶优先生长；3为在某一局部区域两边相对生长的柱状晶相连接，或者等轴晶的下沉，被柱状晶捕集而形成搭桥；4为液相穴钢液被凝固桥隔开，桥下而的残余钢液凝固时要收缩，得不到上而钢水的补充面形成疏松和缩孔，并伴随有严重的中心偏析的区域；5为钢液完全凝固。小方坯铸坯凝固结构中mini-ingot的形成，加剧了溶质元素(S、P、Mn、C)的中心偏析，在热加工或热处理时，导致不均匀的转变产物，会产生脆性和断裂，这对于铸坯用于轧制棒、丝产品是一个特殊问题1。

钢锭疏松是由于钢锭凝固过程中某些微小封闭区域钢液冷凝收缩得不到填充所致。收缩倾向大的钢种，疏松程度亦大。疏松通常与偏析伴生。钢中气体、非金属夹杂及硫、磷等杂质元素含量高时，疏松程度加重。

在铸锭的中部和头部以及晶界等地方，常有一些宏观或微观的收缩孔洞，通称缩孔。缩孔分为集中缩孔和分散缩孔，集中缩孔多产生在铸锭的头部和中部，分散性小缩孔分布在晶界和枝晶间，一般称为缩松或疏松；肉眼分辨不清的缩孔则称为显微疏松。

缩孔的形成一般是在液体金属由浇注温度降至凝固温度的过程中，困其自身的液态收缩和凝固收缩，在金属内部产生孔洞，此孔洞困种种原因没能得到补缩，故在最后凝固的地方形成缩孔。因此，金属的体积收缩率越大，则缩孔也越大。分散性疏松的形成原因与缩孔基本上相同，它是在同时凝固的条件下，在最后凝固的枝晶和晶粒之间，固液态收缩和凝固收缩产生的孔洞得不到补缩而造成的2。

选择合理的锭型，提高钢液的纯净度，控制适宜的注温、注速，有利于减轻疏松程度。增大钢锭轧制的压缩比，可显著降低疏松评级和减弱其不良影响。

1.防止缩孔、疏松的方法

1)防止钢锭产生疏松和缩孔的基本原则、是在由下而上地进行顺序凝固的条件下，对固液相区窄的钢种，适当提高浇温、并在帽口加保温剂或发热剂，实旋高温慢注，以增加液体流动性，使其及时补缩，如生产Q460钢，在钢包扩容后。钢水量增加，但生产工艺跟进不及时，致使在浇注时间延长、浇注温度降得过低的条件下，多次出现钢锭缩孔，后调整注温，该钢种的钢锭质量才得到改善 对固液相区宽的钢种。适当降低其浇注温度，采用低温快注，并于帽口处加保温剂或发热剂。加强帽口补缩钢液的流动性，并防止锭身粗大枝晶粒过多，影响钢液补缩，而形成缩孔。

2)加晶棱变质剂。外力振动也可减少树枝晶。扩大等轴晶区．防止搭桥疏松、缩孔现象发生，提高钢锭质量。

3)合理设计锭模。适当增加锭模高度作帽口，加强帽口保温效果。推迟帽口凝固时间，使钢锭补缩充分，如对P20、40Mn2、40CrMnMo、40Cr等类型的易形成疏松、缩孔的钢．在使用≥20t锭型时．采用大帽口浇注。并于帽口部分加发热剂或保护渣等。效果显著，很少有缩孔现象出现。

4)对易产生缩松的大锭．应加强精炼效果，使金属中含气量和夹杂物尽量减少，并于浇注前对钢锭模进行烘烤和干燥。

2.减少小疏松和缩孔影响钢板质量的对策

1)钢锭加热温度要均匀，以防局部温差过大，从而在钢锭缺陷处产生过多应力集中，造成锭身内部裂纹，从而加大缺陷级别，影响成品质量。

2)防止钢锭加热温度过高和保温时间过长，使锭身缺陷处晶粒过分长大，从而降低钢锭缺陷处强韧性，造成轧制时钢板自缺陷严重处拉裂，形成废品。

3)对已知疏松严重的钢锭，可采用二次成材，开坯工艺可多道次小压下轧制，减少加工拉裂，并对疏松进行初步压合；在二次成材轧制时，可对强韧性已有所提高的板坯实行强压下，进一步焊合内部缺陷，以提高生产综合成材率和产品质量。

4)对疏松一般的钢锭一次成材时，可在轧机能力范围内，实施低速大压下，从而使变形区中心部承受较强的三向压应力，以预防拉应力造成拉裂，增加变形渗透，使板料内部接触面积增大，效果深入板厚中心处，从而达到使疏松缺陷闭锁至最后疏松界面的焊合3。

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