宝钢分公司4号连铸机投产以来，随着其浇注钢种的逐步放开，通过4号连铸机生产的部分超低碳SEDDQ级IF钢（牌号CR5、DC06等）出现了以屈服强度不合为特征的性能波动和批量封闭，影响到高牌号IF钢产品的性能稳定。原有铸机SEDDQ级成品屈服强度分布在均值140MPa上下，而4号连铸机的同级别成品屈服强度偏高达到170MPa以上。工作人员通过一系列对比调查发现，造成屈服强度不合的主要原因是二炼钢4号连铸机板坯增碳严重。在采取规定产线、优化出钢记号的措施控制产品性能波动之后，4号连铸机板坯增碳的试验与改进随之展开。
连铸浇注主要包括三个环节：大包、中间包、结晶器。大包从精炼处理结束，到与中间包密闭连通，此过程中钢水不与外部接触，基本没有增碳的机会。中间包中的钢水采用中间包覆盖剂使钢水与外界隔离，且超低碳钢用覆盖剂含碳量极低，浮在中间包钢液表面，对中间包内钢液基本不增碳，并且一、二炼钢所有连铸机相同钢种所用中间包覆盖剂相同。排除以上两个环节增碳可能性后，工作人员对钢液在结晶器内浇注过程的增碳因素进行了重点研究。
结晶器内卷渣现象的研究结果对研究板坯增碳有很大启发。连铸结晶器窄面的回流是结晶器卷渣最普遍的原因。当钢液注流从结晶器窄面处反弹时，在渣钢界面间产生不稳定的剪切力。由于在渣钢界面产生较强的剪切力，结晶器保护渣膜破碎，乳化的液态渣被卷入到钢水中引起板坯的增碳。结晶器内的卷渣与连铸拉速稳定有关。据试验数据显示，连铸机拉速与板坯增碳之间呈随机分布状态，二者没有直接相关性。这说明在不同拉速的稳定浇注过程中，板坯的增碳不随拉速的提高而增加。而大生产现象表明，在相差较大的拉速切换过程中，拉速的异常波动能够造成结晶器内保护渣液面的不稳定，进而引起结晶器内卷渣，最终带来板坯的异常增碳。
试验数据表明，4号连铸机通过改善保护渣，超低碳钢板坯增碳值由初期的12ppm～16ppm下降到均值为3.1ppm，增碳量波动在0ppm～4ppm之间，达到正常连铸板坯增碳范围。该连铸机生产的IF钢成品性能的异常波动得到有效控制，成品屈服强度从异常的170MPa以上改善为平均值149MPa左右，与其他铸机基本达到同质化。而相关性分析表明，在其他浇注工艺条件稳定状态下，连铸浇注过程的拉速与板坯增碳之间没有直接影响关系。除保护渣对板坯增碳有较大影响外，试验显示，结晶器液面波动容易造成钢液卷渣，因此结晶器内液面波动的研究与控制是未来极低碳钢板坯质量控制的一个重要方面。
(钢讯)
