下载文档原格式
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。
连铸表面横裂纹产生的防止措施我在这连铸的活儿上干了好些年了，那连铸表面横裂纹啊，就像个讨人厌的小妖精，时不时就冒出来捣乱。
我跟工友们那是天天琢磨咋防止这横裂纹出现。
咱先说这钢水的事儿。
这钢水就像是咱做饭的食材，要是食材本身就不好，那做出来的饭指定有毛病。
我就瞅见过那钢水，有时候看着就不太对劲，颜色啊，流动的感觉啊，都有点邪乎。
我就跟管钢水的老李说：“老李啊，你看这钢水，咋感觉像个病恹恹的人似的，软趴趴的。
”老李就瞪着他那俩牛眼，粗声粗气地说：“你懂个啥，这钢水成分稍微有点波动，我正在调呢。
”我就不依不饶啊：“你可快点调，这钢水要是带着毛病进了连铸机，那表面横裂纹就该冒头了。
”老李也知道事儿的严重性，赶紧捣鼓起来。
再就是这结晶器，那可是个关键的家伙。
我每次路过它旁边，都觉得它像个神秘的大盒子，里面正发生着神奇的事儿。
结晶器的冷却可不能马虎。
有一回，我感觉结晶器那温度好像有点过高了，我就伸手在旁边感受了一下，那热气啊，呼呼地往我手上扑。
我赶紧找负责这块儿的小张。
小张那小子，瘦得跟个麻杆儿似的，我一把拉住他说：“小张啊，你这结晶器是不是发烧了，热得不像话啊。
”小张也紧张起来，眼睛瞪得大大的，赶紧去检查冷却系统。
我就在旁边嘟囔：“这结晶器要是冷却不均匀，那表面横裂纹就跟那雨后春笋似的，一个劲儿往外冒。
”还有这保护渣，就那么一小堆东西，作用可大了去了。
我看这保护渣的时候，就像看宝贝似的。
有次新来了个小年轻，不太懂，往保护渣里乱加东西。
我瞧见了，那火一下子就上来了，脸涨得通红，我指着他说：“你这毛头小子，这保护渣能乱加东西吗？就像你炒菜，盐放多了，那菜还能吃吗？这保护渣要是不对，在钢坯表面就没法形成好的渣膜，那横裂纹就又该来找麻烦了。
”小年轻被我说得脸一阵红一阵白的，低着头不敢说话。
在拉坯的速度上，咱也得拿捏得死死的。
这就像赶马车，太快了，马容易累，车也容易散架。
我就经常跟操作拉坯速度的老王说：“老王啊，你可别图快，这拉坯速度一快，那钢坯内部应力就不均匀了，表面横裂纹就会偷偷钻出来。
连铸小方坯角部纵裂纹及角部纵裂漏钢的成因及防止措
施
1.连铸小方坯角部纵裂纹的成因：
①角部罩覆不均匀或罩覆层太厚，使液体钢在连铸过程中受到热应力引起膨胀产生断裂；
②炉内温度分布不均匀；
③小方坯结构极差，钢水温度偏低，造成渣覆盖不均匀；
④小方坯温度过低，且温差大；
⑤冶炼操作不当，料柱受冷凝后，小方坯容易出现纵裂现象；
2.防止措施：
①加强实验室指导料柱的冶炼操作，使小方坯温度和温度分布均匀；
②合理控制罩覆层厚度，使其尽量均匀；
③及时缓和小方坯温度过快下降，尤其是角部；
④检验小方坯投料前后温度梯度，避免温度太大；
⑤增加添加剂，提高液体钢的流动性和结晶性；
⑥检查炉内温度分布是否均匀，及时调整炉内温度控制；
⑦加强铸坯结构的矫正，提高钢水温度及其均匀性，消除结晶缺陷。
铸坯角部横裂产生的原因及应对措施板坯可以在表面上观察到纵向裂纹，在尾部观察到中线裂纹。
要了解板坯中的角裂纹及孔隙，必须用沿板坯边部进行火焰切割处理，切割出50mm宽，2〜3mm深的槽。
在检查板坯的裂纹时，在高强低合金钢(HSLA)、包晶钢、中碳钢中发现了角部横裂，但是在低碳铝镇静钢中却很少发现裂纹。
包晶钢含有Nb,因此，角裂的百分比极高。
虽然在板坯的疏松边发现了角部横裂，但板坯中的大多数裂纹出现在板坯的固定边。
几乎板坯中所有的角部横裂纹与振动痕迹方向一致。
在出厂前，必须对板坯中的角裂纹和针孔进行处理。
处理板坯中出现的裂纹将增加产品成本，降低生产能力，耽误产品出厂日期。
经过火焰切割后的板坯样品送到米塔尔研究实验室进行分析，以便确定其中角部横裂纹的发生原因。
为减少角部横裂纹，米塔尔公司LazaroCardenas(MSLC)的操作人员、维修人员、技术人员组成了一支精干的团队，以降低板坯角部横裂纹的发生。
裂纹起因当铸流表面遭受到热力应变、机械力应变或相变时，若该应变量超过了铸件材料的最大应变值，板坯就会发生横裂。
在下列条件下板坯可能产生裂纹：(1)铸流表面温度下降至低延展区以下，拉伸应变导致铸件产生裂纹。
(2)结晶器上热收缩应变引起板坯内部热断裂，产生裂纹。
(3)结晶器上或结晶器附近所施加的外力引起表面热拉裂。
产品的延展性低是出现裂纹的主要原因。
影响板坯横裂的因素还包括化学作用。
减小温差，降低震动是避免板坯裂隙发生的主要措施。
角部裂分析对板坯切削样本(削痕深度2〜3mm)进行化学成分分析的结果如表1。
在这种钢中发现了严重的角部裂纹，主要原因是该种钢的Nb、V和C含量高，特别是C对包晶钢非常敏感。
理论上讲，Nb(C,N)在1090°C开始析出，当温度下降，析出量快速增长，当温度降低到900C时主要析出物为V(C,N)，温度进一步下降到800C时，晶间继续析出。
众所周知，在温度降低过程中，Nb基及V基析出物沿奥氏体晶粒边界析出。
连铸板坯表面纵裂纹控制
一、连铸板坯表面纵裂纹的产生因素
1、造坯温度：过低的造坯温度会导致板坯表面纵裂纹的出现，应在钢
水熔化温度的基础上提高造坯温度；
2、造坯件间距：连铸板坯的冷却过程会产生很强的内应力，如果水冷
却造坯件间距过大，冷却之后会出现拉伸变形，从而产生纵裂纹；
3、连铸熔口处处理不当：当积熔渣正常时，若造坯件分离不平衡，也
会使连铸熔口处出现倾斜度，且不平衡的张力会造成热锻段产生纵裂纹；
4、水冷却喷口结构：水冷却温度不均匀，会在板坯表面形成表面纵裂纹，应采取合理的水冷却喷口结构布置，保证冷却水均匀性；
二、连铸板坯表面纵裂纹的控制措施
1、温度控制：在连铸造坯过程中，采用温度控制措施，确保钢水熔化
温度跨度不要在半钩温度以内，另外，为了减轻连铸板坯表面拉伸应
力也有助于减少纵裂纹；
2、造坯件间距控制：对于比较薄的连铸板坯，如低碳钢、低合金钢等，尤其需要多加注意造坯件间距的控制，相应地采用一定的补偿措施；
3、熔口处理控制：在熔口结构上有要求，要保证熔口垂直度，以保证
熔口平整，以及减少裂纹的出现；
4、水冷却喷口结构控制：采取合理的水冷却喷口结构，尽量取均衡的
喷口布置，以保证冷却的均匀性；。
连铸坯角部皮下横裂纹成因分析及控制技术连铸坯角部皮下横裂纹是指在连铸坯的角部，表面下出现沿着壁厚方向的裂纹，给后续加工和使用带来不良影响。
其成因主要是由于连铸坯角部的凝固不均和加工应力引起的塑性变形，以及连铸坯冷却过程中内部温度差异不均等因素所导致的应力集中，最终引发了横向裂纹。
下面我们将从成因分析和控制技术两个方面来详细探讨连铸坯角部皮下横裂纹的产生和控制。
成因分析：（1）凝固不均连铸坯角部是整个坯料最后凝固的部分，由于连铸速度、温度、流动状态等因素的影响，角部的冷却过程相对于其他部位更加缓慢，导致角部凝固不均。
这种不均匀的凝固会产生不同的晶粒结构和应力分布，引起其在加工或使用过程中的应力集中，从而导致横向裂纹的产生。
（2）塑性变形在连铸坯的制造过程中，角部处于连铸机的曲折位置，通过弯曲和拉伸的变形，在坯料内部引起应力；同时，原材料的变化或连铸工艺的变化等因素也会产生影响，使得角部在制造和后续加工的过程中发生塑性变形。
虽然这种塑性变形可能在加工中得到修复，但也会在其之后的冷却过程中因应力集中而导致横向裂纹的产生。
（3）温度梯度连铸坯在冷却过程中，由于内部温度差异不均，在坯料内部产生了较大的应力集中。
角部与其他部位相比，由于特殊的位置和几何形状，冷却速度更慢，温度梯度更大，因而在冷却过程中容易引发横向裂纹，特别是在角部最薄的部位。
控制技术：（1）冷却方式连铸坯制造过程中，冷却方式的选择对坯料的质量产生着极大的影响。
在钢坯角部应采取有针对性的冷却方式，例如采用喷水冷却，在整个冷却过程中，保持冷却速度的均匀性，避免角部冷却不均导致的坯料内部温度差异和应力集中。
（2）钢质控制钢坯的铸造是一个复杂的过程，不仅需要控制好铸造温度、连铸速度等因素，还需要控制钢水中的气体含量、非金属夹杂物含量等，以确保将钢坯制造出高质量、低损耗的产品。
（3）加工工艺经过精细的加工，可以在大程度上修复连铸坯中存在的缺陷，对控制连铸坯角部皮下横裂纹能起到至关重要的作用。
