钢锭

钢锭是通过钢包将钢水倒入模具中凝固而成的钢锭。钢水在炼钢炉中冶炼后，必须浇铸成一定形状的钢锭或钢坯才能进行加工。用模具铸造钢锭的过程简称钢锭。

钢锭仍是轧钢生产的主要原料。钢锭质量的优劣、钢锭的形状和重量在轧钢生产中起着非常重要的作用。轧钢生产中，除各种初轧机外，都可以用钢锭作原料，还有一些专用轧机、一些中厚板轧机也用钢锭做原料，国内很多地方中小企业的开坯机和成品轧机也用小钢锭做原料。选锭的内容主要是正确选择锭型、它的重量截面形状和尺寸。

铸锭分为上部浇铸法（如概述图）和下铸法（如右图）两种。一般上浇钢锭内部组织较好，夹杂物较少，运行成本较低；下铸钢锭表面质量较好，但由于中间注入管和汤料通道，钢中夹杂物增多。钢锭的大小取决于许多因素，如炼钢炉的容量初轧机的开坯能力钢的尺寸和钢种特性。用于生产棒材和型材的铸锭通常是方形截面（称为方锭）用于生产板材的铸锭的横截面通常为矩形（称为扁锭）锻造材料的锭是方形的、圆形和多角形。

钢水进入钢包后，需要静置一段时间，以去除出钢时夹杂在钢中的炉渣或其他杂质，同时也起到调节浇铸温度的作用。

铸温：浇注温度应严格控制。如果浇铸温度过低，钢水进入结晶器后表面会立即凝固，造成钢锭表面缺陷，甚至钢水在钢包内开始凝固，造成金属损失或整炉钢报废；铸造温度过高时，会延缓铸锭表层的形成时间，导致铸锭出现热裂纹。对于镇静钢，浇铸温度一般控制在比该钢的液相线温度高40 ~ 60℃。为了保证整个钢包的温度均匀，可以向钢包内吹入氩气搅拌钢水。

注速：一般下浇法需要合适的压射速度，以保证结晶器内钢水的稳定上升，调节浇铸温度。浇注温度过高时，采用慢压射，过低时，采用快压射。铸造方法应控制注射速度，以减少飞溅。

铸造时，气氛中的氧气会进入钢锭，造成钢水的二次氧化，降低钢的质量。铸造优质钢时，应使用惰性气体氩气保护与空气接触的钢流，使用合成固体渣粉保护结晶器内上升的钢面。

镇静钢锭体凝固造成的体积收缩需要用帽头内的钢水来补充，因此帽头的浇铸时间可以适当延长。一般情况下，帽头的注射速度比锭身慢一倍左右。

由于铸锭过程中操作或注射速度不当、铸造温度控制不当会在铸锭中产生各种缺陷。常见的缺陷为：钢锭表面的结疤、重皮和纵、横向裂纹内部残余缩孔、皮下气泡、疏松和偏析，耐火材料和炉渣混合在钢中、灰尘等引起的夹杂物。这些缺陷会大大降低钢锭的钢坯产量，甚至使整锭报废。

铸锭通常可分为以下几类：

未净钢

元宝只通过了最基础的（最低限）的脱氧处理。当锭凝固时，在锭模周围和底部生成接近纯铁的金属层，而碳、硫和磷在中心缩孔附近偏转。金属中的氧会生成一氧化碳，在金属中形成气孔，但在热轧过程中气孔会消失。不洁净钢最大的优点是可以获得缺陷少的钢表面-表面几乎是纯铁。大多数不洁净钢的碳含量小于0.1%的低碳钢。

盖帽钢（加盖钢）

液体中的氧使钢锭在收缩中心附近的挠度低于不洁净钢，表面美观，内部化学成分均匀，机械性能更好。

全净钢

凝固前将液体中的氧完全去除到最小限度内，以避免不洁净钢的边缘效应。脱氧处理包括向钢水中加入铁—硅合金可以将钢水中的氧转化为熔渣，获得均匀的金属液。

半净钢

半洁净钢介于洁净钢和洁净钢之间，在钢水中加入少量的铁硅或铝作为脱氧剂，刚好可以去除洁净钢的边缘效应，使氧气充分分解。

真空除氧钢（真空除气钢）

通过真空处理，不需要添加任何脱氧元素，使钢水得到充分的脱氧效果，钢中不产生非金属介质。处理工艺是先增加钢中的碳含量，然后真空浇铸钢水此时碳和氧会反应生成一氧化碳，使钢水中的碳和氧逐渐降低到规定的水平。这种钢非常干净，因为在生产过程中没有添加会产生固体氧化物的脱氧元素。

另外，由于浇铸前钢水中氧含量不同，钢锭分为镇静钢、沸腾钢和半镇静钢是三种基本类型。

镇静钢

又称全脱氧钢，钢水中的氧含量很低，不会在凝固过程中与钢中的碳反应生成一氧化碳气泡。浇铸前，钢水必须进行充分脱氧，如用硅和铝脱氧，钢中的硅含量为0.3%左右，铝含量在（02～0.06%所有的镇静锭都有缩孔，所以必须用带绝缘帽的锭模铸造。经过轧制和切割后，钢锭的成材率为85 ~ 89%要求成分均匀、结构致密的钢采用这种钢锭。镇静钢采用上大下小带保温帽的模具。近年来，加热保温帽和保温帽被广泛用于提高钢坯收得率。

沸腾钢

钢水中的氧含量很高（02～0.04%在锭模中会发生强烈的碳氧反应、产生一氧化碳气泡使钢水在结晶器内沸腾，故名。这种钢一凝固，气泡就形成并漂浮起来。钢锭的外皮用纯铁凝固成外壳。当表面层达到要求的厚度时，在铸锭顶部加一个盖板，使顶部凝固，防止气泡逸出；顶部也可以加硅铁、铝的脱氧等是化学封顶的；也可以用瓶口锭模加盖。另一种方法是在钢水凝固成表层后，在整个钢水中加入铝进行脱氧这种钢锭叫外沸腾内镇静钢。沸腾钢一般采用上小下大的敞口瓶口模。沸腾钢锭的钢坯收得率高达90 ~ 92%，主要用于低碳钢。

半镇静钢

介于镇静钢和沸腾钢之间的钢种。这种钢内部气体少，结构接近镇静钢。半镇静钢在铸造初期不会产生气泡当顶部自然凝固并加盖时，（瓶口模具可以用来促进封盖）由于钢液中碳氧的富集和温度的降低，在钢锭顶部产生少量的一氧化碳气泡，填满整个钢液的凝固收缩空间。因此，钢锭的钢坯收得率接近沸腾钢。半镇静钢主要用于含碳量中等质量中等的结构钢，使用的模具一般是敞口的，上小下大。

脱模浇铸后，钢锭内部完全凝固后才能脱模。对裂纹敏感性强的合金铸锭脱模后应处于热态（900℃）放入缓冷坑中保温缓冷，或放入轧钢车间的均热炉或加热炉中加热，温度不低于750℃。

根据钢锭的锻造和压制，钢锭被广泛使用、轧制产品的类型可分为以下几类。

电力用钢

动力钢包括核电、火电、风电、水电等用钢。

核电：核岛的核心部件，如蒸发器、主管道、堆芯支撑板、肘板发电机组低压转子等大型零件不仅要求高强度、高韧性、除了同质性高之外，有的还要求耐核辐射，大多采用电渣重熔锭，最大锭重715t t。

水电：大型水电站发电机转子、机座、锁门等，要求强度高、高韧性、高洁净度。

火电：超临界火力发电机的汽包、发电机座、涡轮发电机转子等，需要高温强度、高洁净度、抗蠕变性能。

风电：用于底座、垂直杆和风力涡轮机轴的制造。

机械制造用钢

机械制造业是钢锭的最大用户，尤其是目前我国已经成为世界机械制造大国，大型机械不仅需要满足国内需求，还需要大规模出口。其中，冶金机械中的大型矿山破碎机、球磨机大型高炉炉壳转炉托圈、宽厚板轧机工作辊转轴及传动系统、支撑辊和万向节轴、无缝钢管轧机主电机轴浮动芯棒、其他类型轧机的止动心轴和轧辊、轴承、轴承座都是用钢锭锻造而成；大型矿山机械中的挖掘机铲斗、铲臂吊臂等也是如此。

高层建筑用钢

随着建筑业的发展，钢结构的高层建筑层出不穷，如迪拜塔、上海中心等。200米以上高层建筑抗震、为满足防风防火的需要，常被制成钢结构的主框架，其结构可由钢锭轧制的超厚板制成，可切割加工、焊接而成，要求强度高、抗震和z向性能。