初始凝固与16Mn直缝钢管铸坯质量的关系
  

在16Mn直缝钢管连铸过程中，初始凝固与铸坯质量休戚相关。连铸时随着结晶器周期性的上下振动，初始凝固点和水冷结晶器的接触点会周期性的改变，使初凝点发生温度波动。基于前文的传热数学模型，计算发现初始凝固区域存在温度波动现象。
     
在结晶器正弦振动模式下，初始凝固区域的温度也相应的呈现出类似正弦波动，在一个周期内结晶器的位移、速度以及初始凝固区域的温度变化情况如示意图3a所示。受初始凝固阶段温度波动的影响，在正滑脱期间保护渣道负压力和钢液静压力作用下，呈半固态具有流变性的初始凝固坯壳尖端可能出现几种状态：当坯壳尖端的强度不足以承受这种压力时，它就被压回结晶器壁形成凸向钢液的弧状，如示意图3b所示，此时，初始凝固区域温度的升高将有可能导致凝固坯壳在凸点的熔断，如果此时坯壳足够厚而没有在凸点被熔断，则会形成图2a、b所示的凹陷型振痕形貌；但若此时坯壳的厚度不够而在凸点被熔断，如示意图3c所示，就会形成图2e所示的熔断溢流型振痕形貌；另外，当初始凝固坯壳足够厚并具有一定刚性能够承受这种压力时，钢液就发生溢流形成一般的溢流型振痕，如图2c、d所示。因此，本文认为，结晶器振动所导致的温度波动，正是这种新发现的熔断溢流型振痕形成的主要原因。
    
对16Mn直缝钢管熔断溢流振痕形成机理，可以从另一个角度进行解释。结晶器振动条件下导致初始凝固区域产生温度波动，温度波动影响范围约为在铸坯厚度方向2mm。在图2e中，熔断溢流振痕距离表面约为400μm，而前文计算中，距离铸坯表面约为350μm处，结晶器振动过程中温度变化穿越零强温度(ZST)（如图3所示）。当温度高于零强温度时，若初生坯壳所受合外力不为零，则在坯壳上只要作用一个很小的外力都可能导致铸坯在该处出现裂纹缺陷。

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