连铸坯表面裂纹形成及防止(理化中心)

连铸坯裂纹的产生与防止措施连铸坯裂纹的分类 :铸坯表面裂纹包括表面纵裂纹、表面横裂纹、网状裂纹(星裂)、发裂、角部纵裂纹、角部横裂纹等;铸坯内部裂纹包括中间裂纹、角部裂纹、中心线裂纹、三角区裂纹、皮下裂纹、矫直裂纹等。

1.1 铸坯表面裂纹部纵裂纹等几种主要的缺陷形式。

铸坯表面裂纹主要有表面纵裂纹、表面横裂纹、网状裂纹、角部横裂纹、边铸坯表面裂纹是在结晶器内产生的，在二冷段得到扩展。

它会导致轧制板材表面的微细裂纹，影响最终产品的表面质量。

图1为表面裂纹示意图图 1 铸坯表面裂纹示意图1－表面纵裂纹；2－表面横裂纹；3－网状裂纹；4－角部横裂纹；5－边部纵裂纹1.1.1 表面纵裂纹连铸坯表面纵裂纹是指沿着拉坯方向在铸坯表面上发生的裂纹。

它可由工艺因素或设备因素引起。

由工艺因素引起的纵裂，大多出现在铸坯宽面的中央部位，是表面裂纹中最常见的一种裂纹缺陷。

纵裂主要是由于初生坯壳在结晶器内冷却强度不均匀，造成应力的集中，在坯壳相对较薄的地方坯壳厚度不足以承受这种应力，致使坯壳裂开而产生裂纹，并在二冷区得到扩展，形成表面纵裂纹。

图2 图3 图4为表面纵裂纹示意图图2图3 图41.影响连铸坯表面纵裂纹因素：实际生产过程中，主要有以下因素影响连铸坯表面纵裂纹的产生：1) 成品成分及钢水质量(1) 成品钢中碳含量处在亚包晶和包晶反应区时，由于初生坯壳在结晶器弯月面内激冷时收缩较大，容易造成初生坯壳厚薄不均，从而使铸坯发生纵裂纹的倾向增加。

因此，在实际生产中各连铸厂家都尽量控制其成品钢中碳含量，使其避开亚包晶和包晶反应区，从而减少铸坯纵裂纹的发生机率。

(2) 成品钢中硫、磷含量也会影响铸坯纵裂纹的产生。

钢中硫、磷含量增加时，钢的高温强度和塑性明显降低，在应力作用下就容易产生裂纹，因此，在实际生产中各连铸厂家都尽量控制其成品钢中硫、磷含量，尽量控制在0.02%以内。

(3) 钢中微合金如铌、钒等对铸坯纵裂纹的产生也有重要影响，因为微合金而产生的铸坯纵裂纹在铸坯表面上分布不规则，缺陷较短、数量较多。

板坯连铸表面夹杂与表面裂纹的分析及预防措施摘 要:针对马钢板坯连铸生产过程中出现的表面夹杂与裂纹进行分析研究,提出了改进措施.关键词:连铸坯;表面夹杂;表面裂纹前 言连铸板坯表面出现夹杂与裂纹是影响铸坯质量的重要缺陷.夹杂与裂纹的出现,轻者要进行表面精整,重者会导致大宗废品的出现,既影响了铸机的生产,又影响了铸坯的质量,增加了企业的成本.本文就马钢第一炼钢厂板坯(220mmx1 300mm)生产中出现的表面夹杂和表面裂纹问题,从多角度分析研究其产生的原因,并提出减少夹杂与裂纹的措施,为板坯连铸生产提高参考.㈠ 表面夹杂缺陷1.1 夹杂来源和形成机理分析马钢第一炼钢厂板坯夹杂主要有两种类型:Ⅰ类为块状分布呈黄或白色;Ⅱ类为连续分布呈青色.通过电镜扫描分析发现:Ⅰ类夹杂是因耐火材料成块脱落而造成的,这种夹杂的结晶与上水口砖及某种耐火泥的结晶基本相同.因此,可以推断Ⅰ类夹杂的来源主要是结晶器上口与其护板之间抹的耐火泥和石英下水口成块脱落.这是因为在成分,颜色,岩相结构3方面与夹杂基本相同.在Ⅱ类夹杂的基体中有大小不等的结晶相α—A120,颗粒.而α—A12O 3有来源于脱氧产物的特征.夹杂中还有SiO 2,SiO 2为石英下水口的熔融状态.因此,可以推断Ⅱ类型夹杂的来源是石英下水口吸附A12O 3后的产物.形成机理是,A12O 3容易在石英质水口壁上附集.由于水口砖质的不均匀性及钢流冲刷的作用,A12O 3被吸附的结果会演变成凸起状颗粒.随其与基体结合面的减小,钢流冲刷及颗粒的增大,最后脱离石英水口而进入结晶器内.以A12O 3,和SiQ 2为主要组成的夹杂物因其熔点高,在保护渣中不易被熔融吸附.当它存在于结晶器四壁的钢液弯月面处时,若操作稍有不慎,这种颗粒状夹杂物就很容易被卷入铸坯表面形成表面夹杂.1.2 减少夹杂的解决办法连铸提高钢的质量控制夹杂物的办法有两类：第一类是防止夹杂物的生成和带入，第二类是去除钢液中已存在的夹杂物。

连铸⽅坯中⼼裂纹成因分析及控制⽅法⼀钢⼚4#连铸机中⼼裂纹的研究攻关摘要：对⼀钢⼚4#连铸机⽅坯中⼼裂纹的成因进⾏了研究，分析了钢⽔过热度、⼆次冷却强度、拉速等对铸坯中⼼裂纹的影响，根据分析所得的结论，采取了合理的⼯艺措施并进⾏了适当的技术改造，使中⼼裂纹发⽣率降低到0.5%以下。

关镇词：连铸机⽅坯中⼼裂纹1.前⾔韶钢⼀炼钢⼚4#连铸机投产于1997年，该机为R6m,3机3流全弧形连铸机铸坯断⾯为160 mmX 160 mm,结晶器长850 mm，⼆冷段采⽤单管式表⾯喷淋冷却⽅式，⽕焰切割，中间包采⽤塞棒控制或采⽤长寿包定径⽔⼝浇铸。

敞开式浇注，⽣产钢种主要为Q235、Q215、HRB335.该连铸机投产以来⽣产的160 mm ×160 mm铸坯⼀直存在的中⼼裂纹缺陷。

随着韶钢的发展，⾼线⼚将替代三轧四轧制，⾼线在轧制时出现冲钢事故，严重影响⽣产的顺⾏。

为此对我⼚⽣产的铸坯提出了较⾼的的质量要求。

2008年由于中⼼裂纹挑废的占坯产量的5%。

，严重影响了⼀钢⼚企业形象和经济效益。

为解决这⼀问题，⼀炼钢⼚于2008.11⽉成⽴了攻关组。

⽬标是要把挑废率降到0.5%。

我们结合了当前的⽣产形式和现场实际进⾏了公关，并取得了预期效果。

2. 中⼼裂纹的形态及对轧制产品的影响2.1中⼼裂纹的形态﹙图-1 ﹚4#连铸机铸坯中⼼裂纹在断⾯上是呈不连续的岛状（点状）分布（如图-1），有时有两到三个点。

点之间的连线往往是线状的⾁眼可见的中⼼线裂纹，严重时则沿整个铸坯长度⽅向连续分布并贯通，并伴随着中⼼偏析疏松。

单个点直径在5—15mm之间，裂纹长20^50mm 在铸坯处于发红状态时中⼼裂纹不易察觉，铸坯冷却⾄室温时则清晰可辨，给在线控制带来很⼤困难。

2. 2对轧制产品的影响线材⼚对中⼼裂纹铸坯进⾏的轧制表明，轧制过程轧成品裂纹不能焊合，经常出现断裂冲钢。

3.中⼼裂纹形成机理及原因分析3.1 形成机理通过查阅⼤量的专业书籍和现场跟踪⽣产总结，认为4号机⽅坯中⼼裂纹形成的机理是多种因素综合作⽤的结果，从钢的⾼温变形理论，结合钢的⾼温⼒学性能.中⼼裂纹形成的机理主要有以下⼏个⽅⾯。

连铸坯表面缺陷形成机理及预防措施研究摘要：随着钢铁产业的发展和技术水平的提高，连铸技术已经成为钢铁生产的主要生产工艺之一。

连铸坯的表面质量直接影响后续轧制和热处理工艺的质量和效率，表面缺陷对于钢铁制品品质和使用寿命都会产生不良影响。

关键词：连铸坯；表面缺陷；机理；预防措施1铸坯清理情况连铸坯清理主要以低合金高强钢、船板、压力容器钢等品种钢为主，具体情况如表1。

表1各钢种清理情况3月份4#生产铸坯中低合金钢清理量最多达到17085.97t，占总清理量的51.13%，该系列钢中角裂缺陷铸坯包括Q345D、含Al、Nb、V、Ti合金的Q345B 钢、Q345E、Q345GJC、S355JR、S275JR、S275J0钢，以上钢种铸坯裂纹敏感性强，易发生角裂缺陷；其次是船板钢，清理量为8921.80t，占总清理量的26.70%，船板钢中B板、D板、BVA钢铸坯主要清理边裂缺陷，而DH36、DH32、EH36钢等裂纹高级别船板钢铸坯主要清理角裂缺陷。

铸坯边裂缺陷9933.488t，占清理总量的29.72%；角裂缺陷21859.25t，占清理总量的65.42%，其他缺陷1625.11t，占清理总量的4.86%。

2表面缺陷的形成机理凹坑：凹坑通常是由于金属表面受到外力或液态金属中的流动而引起的。

在铸造过程中，液态金属在流动过程中可能会受到不均匀的扰动，从而在铸坯表面形成凹坑。

此外，一些铸造工艺和设备参数也可能对凹坑的形成产生影响，如模具不平整、浇注温度过高等。

气泡：气泡的形成通常是由于金属中存在气体或气体溶解度不足。

当液态金属在流动或冷却过程中受到扰动时，其中的气体可能会聚集成气泡，从而形成铸坯表面的气泡缺陷。

此外，氧化物和其他杂质的存在也可能导致气泡。

夹杂物：夹杂物通常是铸坯中的杂质、氧化物或其他异物导致的。

在液态金属冷却过程中，这些杂质可能会凝固在铸坯表面或内部，形成夹杂物缺陷。

除了杂质和氧化物外，不合适的浇注速度和温度、模具表面不平整等因素也可能导致夹杂物的形成。

姓名：陈守汪班级: 冶094班学号：099014214 2018年5月14日连铸表面裂纹产生地原因和改进地技术措施摘要：连铸坯表面裂纹地产生主要取决于：钢成分对裂纹敏感性、浇铸工艺条件及连铸机设备状况•带液芯地连铸坯在连铸机内运行过程中受到外力作用是坯壳产生裂纹地外因，钢地高温力学行为是产生裂纹地内因，而设备和工艺因素是产生裂纹地条件•根据所浇钢种，对连铸机设备地调整应符合钢水凝固收缩规律，以坯壳不发生变形为原则.优化工艺参数，使其处于能够保证连铸坯不产生裂纹或不足以造成废品地允许范围内，得到合理地铸坯凝固结构.b5E2RGbCAP关键词：铸坯表面纵裂纹、铸坯表面横裂纹主要内容：铸坯裂纹是影响连铸机产量和铸坯质量地主要缺陷.据统计，铸坯各类缺陷中有50汹裂纹缺陷.铸坯出现裂纹，轻者需进行精整，重者会导致漏钢和废品，既影响连铸坯生产率，又影响产品质量，增加生产成本. plEanqFDPw1铸坯表面纵裂纹1. 1 板坯表面纵裂纹特征表面纵裂纹可能在板坯宽面中心区域或宽面到棱边地任一位置产生.综合分析表明，纵裂纹有以下特征：(1＞产生纵裂纹地表面常伴有凹陷(depression＞, 纵裂纹地严重性与表面凹陷相对应.(2＞裂纹沿树枝晶干方向扩展.(3＞裂纹内发现有硅、钙、铝等元素地夹杂物.(4＞在裂纹周围发现有P, S, Mn地偏析.(5＞裂纹边缘出现一定地脱碳层，说明裂纹是在高温下形成扩展地.1.2 表面纵裂纹产生地原因板坯表面纵裂纹在连铸机内产生原因如下(1>板坯横断面低倍检验表明，纵裂纹起源于激冷层薄弱处(约2〜3mm> .(2>结晶器地模拟实验表明，纵裂纹起源于结晶器弯月面区(几十毫M到150mm>周边坯壳厚度薄弱处.这说明纵裂纹起源于结晶器地弯月面区初生凝固壳厚度地不均匀性. DXDiTa9E3d坯壳受下列所述力地作用:( 1> 板坯凝固壳四周温度不均匀而产生地收缩力。

20CrNiMoH连铸坯表面裂纹成因及防止措施摘要：随着汽车领域发展越来越快，对齿轮钢的需求就变得非常大，所以齿轮钢变得越来越重要，不过齿轮钢在生产过程当中存在着很多的问题，其中较为严重的就是应力集中问题，会造成表面裂纹，所以必须采取有效的方法进行解决。

为了更有效的探究齿轮钢裂纹成因，在此以20CrNiMoH齿轮钢为例，分别利用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析等方法对裂纹成因展开探究，分析发现连铸坯卷渣是主要因素，并提出有效的防止措施，希望给20CrNiMoH连铸坯表面裂纹防止带来有效的作用。

关键词：20CrNiMoH；连铸坯；表面裂纹成因；防止措施如今齿轮钢的需求非常大，生产规模也越来越大，但是受非金属杂质的影响，使得齿轮钢在生产时，会出现严重的应力集中情况，从而使得表面出现裂纹，一般裂纹的程度会受杂质性质、数量、形态以及分布情况等影响。

为有效解决这些问题，着重研究了20CrNiMoH，该齿轮钢的杂质较少，淬透性、可锻性、加工性、焊接性都很好，能够良好用在重型机械当中，不过利用EAF-LF-VD-CC流程进行生产时，20CrNiMoH连铸坯表面具有裂纹，为避免裂纹产生，就对连铸技术进行了改善，以防止裂纹问题，增强产品质量。

一、20CrNiMoH齿轮钢的生产过程通常20CrNiMoH齿轮钢的生产包括以下五个过程，分别为：EAF电弧炉、LF钢包精炼炉、VD真空精炼炉、连铸机以及棒材轧制。

（一）EAF电弧炉EAF电弧炉生产过程为：先精选出废钢，然后运用铁水代替部分废钢，铁水的加入时间应在第一次加料之后，并且炉料大概熔解20%时，这样是为了避免铁水发生飞溅。

在冶炼过程中应加入50%以上的铁水，这样才能有效调节稀释钢水里的残余元素。

（二）LF钢包精炼炉LF钢包精炼炉主要运用的是扩散脱氧以及造白渣技术，炉渣的碱度大于3，在脱氧过程当中，需要连续吹Ar并搅拌20min以上。

（三）VD真空精炼炉VD真空精炼炉的主要作用是净化钢水，其真空压力应为100Pa，吹氩时间大于15min。

板坯表面纵裂与横裂产生原因分析及改进措施王洪兴赵艳玲（河北钢铁集团邯宝炼钢厂，河北邯郸056015）摘要：本文对邯宝炼钢厂2009年连铸板坯表面缺陷进行了统计，分析了表面裂纹产生的机理和形成原因，采取相应的改进措施，减少了板坯表面裂纹产生量，有效提高了连铸坯质量。

关键词：连铸板坯，表面裂纹，措施，质量ANALYSIS THE REASONS AND REDUCE THESURFACE CRACK OF SLABWANG Hongxing ZHAO Yanling（Hanbao Steel-making Plant of HeBei Iron-steel Group Corp. Hebei Handan 056015）ABSTRACT The text summarized the surface defects of the slab in 2009, analyzed the mechanism and reasons of surface crack. We took some corresponding actions to improve the slab quality.KEY WORDS slab，surface crack，actions，slab quality1 前言邯宝炼钢厂现有两台2机2流DANIELI直弧形板坯连铸机，2#连铸机于2008年10月17日热负荷试车成功，1#连铸机于2009年2月12日热负荷试车成功，试生产一年多以来，生产研发了40余个钢种，连铸板坯质量总体良好，铸坯一次检验合格率为99.18%，综合合格率为99.97%。

2 连铸坯表面裂纹形成机理邯宝炼钢厂连铸板坯表面缺陷有表面纵裂、表面横裂、表面夹杂、表面划伤、凹坑、重接等，其中表面纵裂纹占总缺陷量的45%，主要集中在板坯内弧中心和两侧各1/4处，少量裂纹产生于板坯外弧面。

连铸板坯表面纵裂纹始发于结晶器,钢水进入结晶器后在一冷作用下迅速形成初生坯壳, 受钢水成分、过热度、结晶器冷却强度、浇铸速度、保护渣等因素的影响，弯月面初生坯壳不均匀生长，在热应力、摩擦力和钢水静压力的共同作用下，在坯壳相对薄弱、抵抗应力能力差处形成细微裂纹，受二维冷却的影响,坯壳薄弱处多发生在铸坯中心附近,拉坯过程中受到摩擦力、热应力、钢水静压力、鼓肚力、弯曲矫直力、不对中应力等应力影响，同时由于二次冷却不均匀，扩展成明显的纵裂纹。

连铸坯表面横裂纹成因及预防措施探讨作者：恽伟达来源：《中国科技博览》2013年第26期[摘要]众所周知，连铸结晶器振动的目的一是脱模，二是防止坯壳黏结。

这样就不可避免地在铸坯表面留下横向振痕而产生一个特殊的质量问题，就是横裂纹。

裂纹一般很细，深 2～8mm，表面很难发现，经酸洗、火焰清理后横裂纹清晰。

表面横裂纹的存在是生产无缺陷铸坯的障碍。

铸坯产生横裂纹的敏感性很大程度上取决于振痕深度、钢的成分以及工艺设备因素等。

基于此本文对横裂纹的成因进行相关研究。

[关键词]横裂纹连铸坯振痕深度中图分类号：TD327.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）26-005-01一、横裂纹的形成机理表面横向裂纹的早期形成阶段，出现在结晶器内的高温区，约在弯月面以下250～350mm 处，并且与振痕附近的偏析有关。

结晶器振动的目的是防止初生坯壳与结晶器黏结而漏钢，但不可避免地会在初生坯壳表面上留下振动痕迹。

而铸坯横裂纹产生于振动痕迹的波谷处，振痕越深，横裂纹越严重。

在结晶器内，振痕波谷处产生表面横裂纹源的原因：（1）1495℃左右，亚包晶钢收缩较强，坯壳与结晶器铜板之间形成气隙，振痕波谷处传热减慢，坯壳温度高（约 1300℃左右），奥氏体晶粒粗大降低了钢的高温塑性。

尤其是亚包晶钢比低碳钢和高碳钢表现的更明显（见图 2-2b））。

（2）由于拉坯阻力过大或者由于结晶器锥度过大而致使铸坯拉裂，这也是形成横裂纹的原因之一。

尽管表面横向裂纹的早期形成阶段，可能位于结晶器内，但这些缺陷变大、变多则是在结晶器之后的低温区（二冷区、矫直区）：（1）奥氏体到铁素体相变过程中，第二相质点（氮化物）在奥氏体晶界析出，增加了晶界脆性。

（2）铸坯在运行过程中受到弯曲（内弧受压，外弧受张力）和矫直（内弧受张力，外弧受压力）以及鼓肚作用，铸坯刚好处于低温脆性区（小于 900 ℃），又加上相当于应力集中“缺口效应”的振痕，受到拉伸应力作用的应变量如果超过 1.3%，在振痕波谷处就容易产生横裂纹。

YJ0712-连铸板坯表面纵裂事故分析及预防措施案例简要说明:依据国家职业标准和冶金技术专业教学要求，归纳提炼出所包含的知识和技能点，弱化与教学目标无关的内容，使之与课程学习目标、学习内容一致，成为一个承载了教学目标所要求知识和技能的教学案例。

本案例是连续铸钢产品质量缺陷案例，体现了铸坯质量特征、表面纵裂产生的原因、预防措施等知识点和岗位技能，与本专业连续铸钢课程连铸坯质量缺陷单元的教学目标相对应。

连铸板坯表面纵裂事故分析及预防措施1 背景介绍某炼钢厂连铸车间，采用超薄热带生产线，FTSC连铸板坯连铸机，机型直弧形，二冷气水雾化喷嘴，铸机基本半径5m，工作拉速2.8-5.2m/min,生产铸坯厚度87mm,结晶器液面控制方式Cs137射源控制。

主要生产薄板坯。

2 主要内容2.1事故经过2012年5月，FTSC工艺连铸薄板坯出现了大量的表面纵裂。

特别是浇注的ss400钢的裂纹率明显超高，占有缺陷铸坯的60~70%。

其主要发生在距中心四分之一宽度附近，距离中心300~400mm的区域。

当时，取样反馈的情况滞后于铸机生产，发现裂纹缺陷时已经造成至少两炉钢的裂纹质量缺陷。

因缺少铸坯离线检测的中间环节，这种铸坯纵裂纹对轧钢工序影响较大，最终导致质量异议事件2.2事故原因分析连铸板坯的裂纹表面纵裂由于在结晶器内凝固壳的生长不均匀，导致在特定部位拉伸应力的集中而产生。

对于薄板坯连铸来说，由于工艺的特殊性，其原因更为复杂多样。

（见图1）图1：铸坯表面纵裂（1）四孔水口通钢量大，对坯壳冲刷严重，使得在水口射流下方距中心260~430的区域坯壳减薄，导致结晶器出口处坯壳厚度比平均坯壳厚度减薄20%。

（2）钢水射流冲刷作用反映到坯壳表面温度上使得在距中心260~400的区域形成高温区，并随着拉速的增加而被加强，在结晶器出口处铸坯表面横向温度差达到1000C，高温、坯壳薄所造成的应力集中是产生铸坯纵裂纹的一个根源。

（3）结晶器漏斗区宽度为800mm，自由锥度设计较小，漏斗区内坯壳的收缩需要靠挤压窄面进行补充，但过大的局部锥度构成了形成纵裂纹的潜在因素。

连铸坯表面纵裂产生的原因及控制一、表面纵裂的危害1、铸坯表面纵裂纹影响轧制产品质量，长300mm、深2.5mm的表面纵裂纹在轧制板材上留下1125mm分层缺陷，纵裂纹严重时会造成拉漏和废品。

2、表面纵裂经修磨后，由于修磨处铸坯厚度小于其他部位，造成轧制时压缩比偏小，板的表面质量和钢质性能不连续，降低板材的等级和钢材的收得率。

二、铸坯表面纵裂纹形成的机理：铸坯的表面纵裂纹产生于结晶器，由于热流分布不均匀，造成坯壳厚度不均匀，在坯壳薄的地方产生应力集中；结晶器壁与坯表面间的摩擦力使坯壳承受较大的负荷，在牵引坯壳向下运动时产生纵向应力，这种应力与从结晶器窄面，到宽面中心线的距离呈直线增加，最大处在板坯的中间，而钢水静压力随着坯壳往下移动呈直线增加，静压力使得坯壳往外鼓，表面裂纹得到进一步扩大。

三、钢坯表面纵裂纹形成的原因及分析：1、保护渣性能的影响，保护渣的黏度过大或过小，都会使渣膜在坯壳与结晶器壁之间，厚薄不均匀，从而影响结晶器的热流分布，导致坯壳凝固不均匀，从而影响结晶器的热流分布，导致坯凝固不均匀，保护渣的融化速率应与其消耗量平衡，熔化速度和熔点均对保护渣渣层的性能有直接关系，熔化过快或过慢均会影响渣膜的厚度及其均匀性，从而影响结晶器的热流分布。

2、结晶器内钢水行为的影响，钢水在结晶器内的流动状态，对结晶器内钢水卷渣、保护渣对夹杂物的捕捉，铸坯裂纹的形成均有一定关系。

当浸入式水口侧孔直径和角度或是水口的浸入深度和对中程度改变时，钢水流场随之改变，钢水对坯壳的冲刷程度也改变，流场不合理也会造成保护渣的铺展性不良，结晶器液面液渣层厚薄不均匀，使流入气隙的渣厚薄不均，造成热流分布不均匀，坯壳凝固不均，而出现表面纵裂纹。

当下水口外径过大时，结晶器内钢水在口区的内外弧处会出现钢水流动“死区”，造成结晶器液面“搭桥”现象，影响保护渣的熔化性，增加了铸坯中部的摩擦应力。

3、钢水过热度的影响，增加钢水过热度，保护渣熔化速度快，液渣层过厚在空隙内流失过快造成结晶器内热流分布不均匀，坯壳凝固不均匀，表面纵裂纹趋势增大。