众所周知,连铸凝壳表面的不均匀放热可能导致凝壳的不规则增长,这种不规则增长以凝壳内表面的波浪形为特征。在凝壳不规则增长的同时会伴随着温度分布的不均匀,并可能导致出现各类缺陷,其中包括凝壳外表面的大型褶皱、化学成分的变化以及热应力的累积,而这种热应力的累积可能造成表面开裂,并使凝壳一旦在结晶器中遭受外力时发生拉漏。
瑞典皇家技术学院材料加工系的研究职员对AISI310S不锈钢连铸过程中凝壳的不规则增上进行了研究。对310S不锈钢试样的差热分析表明,在凝固过程中出现了奥氏体和铁素体的一次析出。对凝固试样的拉伸试验表明在包晶反应的温度范围内发生了体积的急剧收缩。对从拉漏的凝壳上取下的试样的显微照相和显微偏析分析发现,在凝壳较厚的部位一次析出的奥氏体比例较高,而在凝壳较薄的部位一次析出的铁素体比例较高。因此建议在凝固期间应使奥氏体和铁素体交替析出。观察发现,一次析出奥氏体比例较高的凝壳区与结晶器保持良好接触,并表现出高的凝壳增长速率;一次析出铁素体比例较高的区域,由于铁素体向奥氏体的转变而发生了体积的收缩,使得在凝壳和结晶器之间形成了气隙,从而降低了凝壳增长的速率。在发生体积收缩的区域内,由于钢在液相线下方的高温区延性较低,会出现开裂倾向。