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连铸坯内部裂纹产生的主要原因及解决措施李广艳【摘要】Two kinds of continuous casting billet produced by the 50 t EAF and converter steelmaking production lines in new two area had been researched and the reasons and types for the formation of internal cracks had been studied by SEM and EDAX. The quality of casting billet improved, macrostructure and hot upsetting percent of pass enhanced significantly through implementation of these measurements such as casting with stable casted velocity, reasonable matching between casting speed and water quantity, controlling with narrow temperature wave of molten steelin ladle and heightened the purity of molten steel.%以莱钢50 t电炉生产线及新二区转炉炼钢生产线生产的两种规格的连铸坯作为研究对象，分析了内部裂纹形成的原因，并采用扫描电镜和能谱分析了内部裂纹的类型。
通过采取恒拉速浇注、拉坯速度与水量合理匹配、实行中间包窄温度波动控制、提高钢水纯净度等措施，连铸坯的质量得到了明显改善，低倍和热顶锻合格率也有了显著提高。
【期刊名称】《山东冶金》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】4页(P40-43)【关键词】连铸坯;内部裂纹;原因;措施【作者】李广艳【作者单位】莱芜钢铁集团有限公司技术中心，山东莱芜271104【正文语种】中文【中图分类】TG115.21 前言铸坯裂纹的形成是一个非常复杂的过程，是传热、传质和应力相互作用的结果。
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。
连铸板坯三角区裂纹的成因及对策
连铸板坯三角区裂纹是钢铁生产中的一种常见缺陷，其成因主要包括以下几个方面：一是板坯冷却不均匀，导致板坯中心温度过高，而三角区温度过低，形成应力集中区；二是连铸机结晶器进口位置不当，导致流场不稳定，形成钢液湍流，进一步加剧应力集中；三是原料成分不均匀，特别是硫、磷等元素含量超标，会加剧板坯中的应力，从而导致三角区裂纹的产生。
为了预防和控制连铸板坯三角区裂纹，可以采取如下措施：一是加强板坯冷却措施，确保板坯温度均匀；二是优化连铸机结晶器的进口位置、流道设计等，确保流场稳定；三是控制原料成分，特别是硫、磷等元素含量，保证板坯中应力的合理分布。
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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。
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；。
连铸坯缺陷及对策连铸坯在凝固过程中形成裂纹的原因随着市场竞争的日趋激烈，产品的质量已经成为占有市场的主要砝码，连铸坯作为炼钢厂的终端产品，其质量直接影响着轧材单位的产量和轧材质量，据统计炼钢厂连铸坯质量缺陷中约７０％为连铸坯裂纹，连铸坯裂纹成为影响连铸坯产量和质量的重要缺陷之一，下面将对铸坯在凝固过程中裂纹的形成做简要分析：一、铸坯凝固过程的形成铸坯在连铸机内的凝固可看成是一个液相穴很长的钢锭，而凝固是沿液相穴的固液界面在液固相温度区间把液体转变为固体把潜热释放出来的过程。
在固液界面间刚凝固的晶体强度和塑性都非常小，当作用于凝固壳的热应力、鼓肚力、矫直力、摩擦力、机械力等外力超过所允许的外力值时，在固液界面就产生裂纹，这就形成了铸坯内部裂纹。
而已凝固的坯壳在二冷区接受强制冷却，由于铸坯线收缩，温度的不均匀性，坯壳鼓肚、导向段对弧形不准，固相变引起质点如（ＡｌＮ）在晶界的沉淀等，容易使外壳受到外力和热负荷间歇式的突变，从而产生裂纹就是表面裂纹。
二、连铸坯裂纹形态和影响因素连铸坯裂纹形态分为表面裂纹和内部裂纹，表面裂纹有纵向、横向角部裂纹、表面横裂和纵裂、网状裂纹和凹陷等，内部裂纹有中间、中心和矫直裂纹等。
连铸坯裂纹的影响因素：连铸坯表面裂纹主要决定于钢水在结晶器的凝固过程，它是受结晶器传热、振动、润滑、钢水流动和液面稳定性所制约的，铸坯内部裂纹主要决定于二冷区凝固冷却过程和铸坯支撑系统（导向段）的对弧准确性。
铸坯凝固过程坯壳形成裂纹，从工艺设备和钢凝固特性来考虑影响裂纹形成的因素可分为：１、连铸机设备状态方面有：１）结晶器冷却不均匀２）结晶器角部形状不当。
３）结晶器锥度不合适。
４）结晶器振动不良。
５）二冷水分布不均匀（如喷淋管变形、喷咀堵塞等）。
６）支承辊对弧不准和变形。
２、工艺参数控制方面有：１）化学成份控制不良（如Ｃ、Ｍｎ／Ｓ）。
２）钢水过热度高。
３）结晶器液面波动太大。
４）保护渣性能不良。
５）水口扩径。
连铸板坯内部裂纹的控制摘要：基于对连铸板坯内的裂纹形貌以及其形成机制的综合性概括以及分析，明确了其内部裂纹生成的两大原因，即包括了辊子间距以及变弯变形、矫直的方式等众多设备因素，包括了浇铸速度以及二次冷却的强度、PS等多样元素的实际浓化等一众操作因素。
而若想使得连铸坯内的裂纹的形成机率变小，就需采取对应举措以使对铸坯上的实际应力总和达成最小程度的目标，特别是需对连铸坯鼓肚施行严控。
基于此，本文继而提出了针对连铸坯内裂纹进行控制的最为高效、最为经济的相应措施。
关键词：连铸；板坯；内部裂纹1.内部裂纹形貌的特征从铸坯的皮下至中心处所生成的裂纹皆属于内裂纹，因在凝固的整个过程中才生成了裂纹，故而又可称作凝固裂纹。
依照板坯的内裂纹的实际表现形式来加以划定，可划定为角裂纹以及中间裂纹、三角区裂纹以及中心裂纹这四大形式。
2 内裂纹生成的机制2.1 内裂纹以及钢各有的高温力学性能经铃木洋夫等研究人员所作研究已知，倘若把脆性判断区敲定为Z＜60％（Z 指代的是端面收缩率），则自钢熔点至600摄氏度这一区间内所具的脆性温度区总共有三个，即第I（熔点至1300摄氏度）以及第II（1300至1000摄氏度）、第III（1000至600摄氏度）这三大脆性温度区。
在钢熔点至1300摄氏度之内，事实上，断裂是沿着树枝晶间的界面来相当明晰化地展布的。
倘若钢液温度持续降低并且降至低于液相线温度的程度，则伴随着温度持续降低，零强度温度以及零塑形温度即刻会出现，前者可指代成ZST （＝TS＋（20～30）℃），后者可指代成 ZDT（＝TS－（20～30）℃）。
ZST表征为已处在固液界面并且已呈凝固状的金属，其已达至可对外力作用予以抵抗的对应温度；另外，ＺＤＴ表征了凝固之后的金属恰已具对塑性变形予以抵抗能力所对应的温度。
尽管钢倘若处在区间ΔT＝ZST—ZDT内，即拥有特定的强度，但其并未能够拥有塑性变形的能力，而ΔT若是越大，则在这一温度区间之内因外力作用而生成裂纹的概率越大。
连铸板坯偏离角纵裂的质量控制
连铸板坯偏离角和纵裂都是连铸过程中常见的缺陷，对于质量控制非常重要。
以下是几点质量控制建议：
1.优化结晶器设计，减少板坯偏离角和纵裂的发生。
例如，在结晶器中增加支撑或调整结晶器的几何形状，改善结晶器水平度等。
2.调整结晶器水平度控制技术，尽可能消除结晶器扭曲，确保板坯表面水平度。
3.对连铸机参数进行调整，如调整注浆速度、流量等，保证连铸过程的稳定性。
4.对冷却过程进行监测，调整冷却水的流量和温度等参数，确保冷却过程稳定、均匀。
5.定期对铸坯进行人工检查，发现偏离角、纵裂等缺陷及时采取措施，提高铸坯质量。
6.在生产过程中使用先进的检测设备对铸坯进行自动检测，及时发现缺陷，及时采取措施，优化质量控制。
以上几点是一些常见的质量控制建议，通过合理的技术手段和质量控制措施，可以有效减少连铸板坯的偏离角和纵裂缺陷的发生，提高产品质量。
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。
