空心鋼錠壁厚芯部由于最后凝固，因此該位置必然存在鑄態缺陷，解剖實驗資料表明，空心鋼錠主要缺陷都會集中在鋼錠最終凝固點的環向截面上，一般認為，空心鋼錠最終凝固位置越遠離內壁，則表明鋼錠內表面冷速越快，鋼錠中的疏松、縮孔和粗晶混晶就會盡可能得到避免，夾雜和宏觀偏析情況也會得到一定程度的改善，鋼錠質量也就越好，川崎制鋼所制造的空心鋼錠最終凝固點在距離內表面40%以上壁厚處，而我國生產的空心鋼錠一般在距離內表面三分之一處。在所有缺陷當中空洞型缺陷是空心鋼錠內部缺陷的重要形式，川崎制鋼解剖實驗數據顯示空心鋼錠最終凝固點位置處存在空洞和疏松缺陷，但是當量和數量有限，在140噸的空心鋼錠中發現的最大空洞直徑僅在2mm左右;國內丁宇認為鋼液在最后凝固的瞬間，鋼液直徑較小，普通錠的鋼液直徑大約為10cm，空心鋼錠的大約為1cm，因此，我們可以認為空心鋼錠中存在的最大空洞直徑約為1cm。若空洞在鋼錠制坯過程中能夠鍛合，并通過高溫下的原子擴散和再結晶使鍛合的空洞進一步焊合，則材料的綜合性能會得到很大的提高。
    國內外學者大多是針對實心鋼錠的空洞閉合進行研究，從理論分析、物理實驗、數值模擬等不同角度對實心鋼錠空洞缺陷鍛合進行了深入研究，得到了空洞缺陷閉合理論判據，空洞閉合的主要影響因素，判斷空洞閉合的量化分析方法，研究指出高溫(在再結晶溫度以上)、足夠的保溫時間、
良好的應力狀態和一定的變形量是缺陷修復的必要條件。據可查資料僅二重丁宇從理論方面推導了墩粗、拔長、擴孔等工藝條件對空心鋼錠空洞型缺陷閉合的影響，并制定出了利用空心鋼錠制造護環的鍛造工藝。更深層次的關于空心鋼錠空洞閉合的研究鮮有報道。因此，研究各加載方式對空心鋼錠不同方向空洞缺陷閉合的作用規律和影響效果具有重要的意義。鑒于此，本文通過數值模擬和物理實驗研究了墩粗、拔長、擴孔對不同方向空心鋼錠空洞缺陷閉合的影響規律和作用效果，并對典型的徑向空洞和軸向空洞缺陷進行了墩粗實驗驗證，以期為空心鋼錠開坯鍛造工藝的制定提
供一定的理論支持。