连铸坯表面网状裂纹

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。

A105连铸坯表面横裂纹形成原因分析（壹佰钢铁网推荐）连铸坯表面缺陷可分为纵裂纹、横裂纹、网状裂纹、皮下针孔和宏观夹杂，但主要缺陷是表面裂纹。

表面裂纹形成的一个主要原因是在结晶器弯月面区域钢水-结晶器壁-保护渣-坯壳之间不均衡凝固，它取决于钢水在结晶器中的凝固过程。

在二冷区，铸坯表面裂纹会继续扩展．它会导致轧材表面的微细裂纹，影响产品质量。

连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。

北京科技大学的学者应用配有能谱仪的场发射扫描电镜分析了A105钢中裂纹处及基体内残余元素Cu、As和Sn以及P含量．应用Thermo-Calc热力学计算软件计算了A105钢的主要析出相以及钢液中P含量随固相质量分数变化关系。

应用Gleeble 1500热模拟试验机对A105钢的高温热塑性进行了研究。

发现P偏析是该钢产生横裂的主要原因，残余元素Cu、As和Sn在晶界的偏聚加剧了裂纹的形成，矫直温度偏低加速了裂纹的扩展，而裂纹的形成可能与AlN的析出无关，因为析出的AlN很少。

（壹佰钢铁网推荐）。

连铸坯表面纵裂产生原因及控制对策话说有一天，咱们钢铁厂的李师傅，正对着一块连铸坯发愁呢。

这块坯子表面竟然出现了一道长长的纵裂，就像孩子脸上的泪痕，让人看了心里直痒痒。

李师傅挠了挠头，自言自语道：“这究竟是哪路神仙下凡，给咱这坯子‘美容’了？”玩笑归玩笑，但问题还是要解决的，毕竟这纵裂可不是什么好事，得找出原因，对症下药。

于是，咱们今天就来聊聊这连铸坯表面纵裂的产生原因及控制对策。

一、初探纵裂之谜1.1 原料篇：杂质作祟你想啊，这钢铁原料里要是混进了什么不该有的东西，比如氧化物、硫化物这些调皮的小家伙，它们在高温熔炼时就会闹别扭，导致铸坯在凝固过程中受力不均，从而出现纵裂。

这就好比咱们做菜，食材不新鲜，做出的菜能好吃吗？同理，原料不纯，铸坯的质量自然也好不到哪里去。

1.2 工艺篇：火候难控连铸过程中，温度、速度、冷却强度这些参数可都是关键。

温度高了，坯子容易“上火”，低了又容易“感冒”；速度快了，坯子跟不上节奏，慢了又拖拖拉拉。

这冷却强度也是，太强了坯子受不了，太弱了又不够劲道。

总之，这些参数要是没掌握好，铸坯就容易“闹脾气”，纵裂也就找上门来了。

1.3 设备篇：老胳膊老腿设备要是老化了，比如结晶器磨损严重、润滑不良，那坯子在通过的时候可就遭殃了。

这就像咱们走路，地面不平整，脚就容易扭伤。

同理，设备不“给力”，铸坯也容易受伤，纵裂也就趁机而入。

二、纵裂应对策略2.1 原料净化要想从源头上解决纵裂问题，原料的净化可是必不可少的。

咱们得把原料里的那些“害群之马”给揪出来，比如加强原料的筛选、清洗工作，确保它们干干净净地进入熔炼炉。

这样一来，铸坯的质量就能大大提升啦！2.2 工艺优化工艺参数的调整可是个技术活。

咱们得根据铸坯的实际情况，对温度、速度、冷却强度这些参数进行精细化的控制。

就像厨师炒菜一样，火候得恰到好处，才能炒出美味佳肴。

同理，工艺参数要是调整得当，铸坯的质量自然也能更上一层楼。

2.3 设备升级设备可是咱们生产线的“硬实力”。

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。

６）二次冷却水分配不良，铸坯表面温度回升过大。

连铸板坯表面纵裂原因探究
连铸板坯表面纵裂是目前钢铁行业中比较常见的一种缺陷，它主要指的是在铸钢板坯的表面有一条类似裂缝的状况，这种缺陷会降低板坯的使用质量，降低生产效率，影响铸钢行业的运营状况。

因此，研究连铸板坯表面纵裂的原因，对于钢铁行业来说具有重要意义。

首先，连铸板坯表面纵裂形成的原因可以归结为四大类，即工艺因素、材料因素、结构因素、设备因素。

在四大因素中，工艺因素是造成连铸板坯表面纵裂的主要因素，从料头到成品，从工艺流程到参数设置，连铸工艺铸造中几乎每一个环节都可能导致连铸板坯表面纵裂的形成。

其次，在冶炼中缺陷的材料可能会造成连铸板坯表面纵裂，而板坯结构变形也可能导致板坯表面纵裂的出现。

此外，设备故障，如冷却不均匀或设备老化，也会导致连铸板坯表面纵裂的形成。

要有效控制连铸板坯表面纵裂的形成，应从四个方面着手：第一，严格把控连铸工艺参数，做到技术标准控制，定期检验确保各环节工艺符合要求；第二，提升冶炼质量，提高冶炼材料的质量，做到成分精确；第三，优化板坯结构，采用合理的结构和冷作参数，以避免因冷作过度造成表面纵裂；第四，定期检测设备，及时更换老化的设备，保证工艺设备的正常运行。

此外，针对已产生的连铸板坯表面纵裂，也可以采取一些措施来缓解。

一是加大轧制参数，通过轧制平整板坯表面，消除表面缺陷；二是通过焊接和补焊，消除已经存在的表面纵裂；三是采用再结晶技术来填补表面纵裂，提高板坯的力学性能。

综上所述，连铸板坯表面纵裂的原因复杂，要想有效地控制纵裂的发生，就需要从工艺、材料、结构、设备等方面着手，合理采取措施，降低缺陷比例，保证生产质量。

连铸坯发纹裂纹产生的原因连铸坯发纹裂纹是指在连铸过程中，坯料表面产生裂纹的现象。

这种现象在连铸过程中非常常见，如果没有正确的处理，会影响连铸坯的质量和后续加工工艺，甚至可能导致产量的降低。

连铸坯发纹裂纹的产生原因非常多样化，主要包括以下几个因素。

首先，连铸坯发纹裂纹的产生与坯料的化学成分有关。

在连铸过程中，如果坯料中含有不溶于钢液的硬质夹杂物，这些夹杂物会被硬质粒子剪切或滚动而产生裂纹。

此外，坯料中如果含有超过允许值的硫、磷等元素，会导致钢液的黏度增加，使连铸过程中液面波动较大，从而增加坯料表面的应力，进一步促进裂纹的发生。

其次，连铸坯发纹裂纹的产生与连铸工艺参数有关。

连铸过程中的拉速度、浇注速度、结晶器冷却剂的喷射速度等参数的过大或过小都会导致连铸坯表面产生应力，从而引发裂纹的产生。

此外，连铸过程中，如果坯料温度过低或结晶器冷却不均匀，也会导致坯料表面产生裂纹。

再次，连铸坯发纹裂纹的产生与结晶器的表面状况有关。

结晶器的表面状况会直接影响连铸坯表面的光滑度和均匀度。

如果结晶器表面存在磨损、凹凸不平等缺陷，会导致连铸坯表面产生过多的应力，从而引发裂纹的产生。

此外，连铸坯发纹裂纹的产生还与连铸辊的形状和磨损程度有关。

连铸辊的形状不合理或磨损过度会导致钢坯的厚度不均匀，在拉伸过程中产生裂纹。

在连铸工艺中，如果连铸辊的温度过高或过低，也会导致连铸坯的拉伸和表面温度不均匀，从而引发裂纹的产生。

最后，连铸坯发纹裂纹的产生还与工艺操作和设备维护有关。

操作不当会导致坯料表面的应力增加，设备维护不到位会降低连铸过程的稳定性，从而增加坯料发纹裂纹的风险。

为了减少连铸坯发纹裂纹的发生，可以采取以下措施：1.优化坯料的化学成分，减少夹杂物的含量，控制硫、磷等元素的含量。

2.合理调整连铸工艺参数，包括拉速度、浇注速度、结晶器冷却剂的喷射速度等，以减小坯料表面的应力。

3.对结晶器进行检修和维护，保持其表面的光滑度和均匀度。

连铸板坯裂纹的可能原因连铸板坯裂纹是指在连铸过程中，板坯表面或内部出现的裂纹现象。

这种裂纹严重影响了板坯的质量，降低了产品的使用价值，因此了解连铸板坯裂纹的可能原因对于解决该问题具有重要意义。

以下将分析连铸板坯裂纹的可能原因。

连铸板坯裂纹的产生与原材料的质量有关。

原材料中的夹杂物、气孔、硫化物等缺陷会导致板坯的非均匀性和应力集中，从而引发裂纹的产生。

此外，原材料的成分控制也是影响板坯质量的重要因素，过高或过低的含碳量、硫含量等都会增加板坯的脆性，易于产生裂纹。

连铸板坯裂纹的形成与连铸过程中的温度控制有关。

连铸过程中，板坯的冷却速度快，温度梯度大，容易产生应力集中，从而引发裂纹。

在连铸过程中，合理控制板坯的冷却速度和温度梯度，避免过快的冷却或温度梯度过大，能够有效减少裂纹的产生。

第三，连铸板坯裂纹的产生与连铸工艺参数的控制有关。

连铸工艺参数包括浇注速度、结晶器冷却水量、结晶器摇摆频率等。

不合理的工艺参数控制会导致板坯内部应力过大，从而引发裂纹的产生。

例如，过高的浇注速度会使板坯的温度梯度增大，易于产生裂纹；过大的结晶器冷却水量会使结晶器内部的冷却速度过快，也会导致板坯的裂纹。

连铸板坯裂纹的产生还与连铸设备的磨损和维护有关。

设备的磨损会导致连铸过程中的应力不均匀分布，从而引发裂纹。

因此，定期对连铸设备进行检修和维护，保持设备的正常运行状态，对于减少连铸板坯裂纹的产生具有重要作用。

连铸板坯裂纹的产生还与操作人员的技术水平和操作方法有关。

不规范的操作会增加板坯的应力，使其易于产生裂纹。

因此，提高操作人员的技术水平，加强对连铸操作的培训和管理，能够有效减少连铸板坯裂纹的产生。

连铸板坯裂纹的产生与多种因素有关，其中包括原材料质量、连铸过程中的温度控制、连铸工艺参数的控制、设备的磨损和维护以及操作人员的技术水平和操作方法等。

只有全面考虑这些因素，并采取相应的措施，才能有效减少连铸板坯裂纹的产生，提高产品的质量和使用价值。

连铸板坯裂纹的可能原因连铸板坯裂纹是指在连铸过程中板坯表面或内部出现的裂纹现象。

连铸板坯是制造板材的重要中间产品，其质量直接关系到最终产品的质量。

因此，了解连铸板坯裂纹的可能原因对于提高板材质量具有重要意义。

连铸板坯裂纹的可能原因主要包括以下几个方面：1. 温度控制不当：温度是连铸过程中最重要的控制参数之一。

如果连铸板坯的冷却速度过快或过慢，都会导致板坯表面或内部的温度梯度过大，从而引起裂纹的产生。

此外，连铸机的冷却水温度和流量的不稳定也会对板坯的温度分布产生影响，进而导致裂纹的形成。

2. 铸造过程中的应力：连铸板坯在冷却过程中由于温度变化而产生应力，如果应力超过了材料的承受能力，就会引起裂纹。

铸造过程中的应力主要包括热应力、冷却应力和收缩应力。

热应力是由于连铸板坯的非均匀冷却引起的，冷却应力是由于冷却水的不均匀冷却引起的，而收缩应力是由于连铸板坯的收缩引起的。

3. 材料质量问题：连铸板坯的质量直接关系到裂纹的产生。

如果原料中存在夹杂物、气孔或其他缺陷，都会在连铸过程中发展为裂纹。

此外，连铸板坯的化学成分和物理性能也会对裂纹的形成起到重要影响。

4. 连铸工艺参数调整不当：连铸过程中的各项工艺参数对于连铸板坯的质量具有重要影响。

如果连铸机的浇注速度、结晶器的冷却强度、结晶器的振动频率等参数调整不当，都会导致连铸板坯出现裂纹。

为了避免连铸板坯裂纹的产生，可以采取以下措施：1. 合理控制连铸过程中的温度，保证板坯的均匀冷却。

2. 优化连铸工艺参数，确保连铸板坯的质量稳定。

3. 加强原料检验，确保原料的质量达标。

4. 定期检查和维护连铸机设备，确保设备的正常运行。

5. 引入先进的控制技术，如自动化控制系统和智能监测设备，提高连铸过程的稳定性和可控性。

连铸板坯裂纹的产生是由多种因素共同作用的结果。

通过合理控制连铸过程中的温度、调整工艺参数、优化原料质量以及加强设备维护，可以有效地避免连铸板坯裂纹的产生，提高板材的质量。

连铸坯裂纹
连铸坯裂纹(crack of continous casting slab or billet)
一类连铸坯缺陷。

有表面裂纹和内部裂纹之分。

(见图1)连铸坯裂纹的产生与钢在高温下的机械性能有直接关系。

钢的延展性试验表明，从600℃左右到固相线温度，有3个脆化温度区(见图2)。

其中I区是从1340℃左右到固相线温度，低的延展性是由于树枝晶间存在硫化物薄膜引起的。

Ⅱ区是从900℃到1200℃之间，低的延展性是由于在晶间沉积有硫化物和氧化物等引起的。

Ⅲ区大致在600℃至900℃之间，低的延展性是由于钢中微合金组分在晶界上沉积，并经常与沿奥氏体晶粒间界形成的先共晶铁素体共同作用而造成的。

所有内部裂纹都是在I脆化区内形成的。

而P、S和Cu等元素的存在会加剧裂纹的形成。

表面裂纹中除横向裂纹是在Ⅲ区内产生外，其它都是在I和Ⅱ脆化区内形成的。

各种裂纹的产生原因、影响因素及防止措施见表。

图1连铸坯裂纹示意图
内部裂纹：1一中间裂纹；2一三角区裂纹；3 中心线裂纹；
4对角线裂纹}5一矫直或弯曲裂纹；6一夹辊压下裂纹
表面裂纹：7一表面纵裂纹；8一角部纵裂纹；9一表面横裂纹
10角部横裂纹；11一星状裂纹
裂纹裂纹裂纹
图2钢的高温脆化区
裂纹产生原因、影响因素和防止措施。

连铸坯皮下网状裂纹缺陷成因及改进杨学勇【摘要】通过无损、金相、电镜和化学成分分析等检测手段确定了一种少见的连铸坯皮下网状裂纹缺陷的成因,并针对性的提出了改进建议.经分析确定,缺陷连铸坯凝固壳较薄且不均匀是产生皮下网状裂纹的主要原因.根据分析结论建议在连铸段降低注温,限制铸速,并采用合理的冷却制度,可以获得较厚的由细小等轴晶组成的凝固壳,从而改善钢的高温力学性能,降低开裂敏感性.【期刊名称】《四川冶金》【年(卷),期】2015(037)005【总页数】4页(P25-28)【关键词】凝固壳;皮下网状裂纹;缺陷【作者】杨学勇【作者单位】攀枝花天誉工程检测有限公司,四川攀枝花617023【正文语种】中文【中图分类】TF777.1钢厂的生产过程中,消除铸坯缺陷,提高铸坯质量,一直是冶金工作者主要研究的课题之一。

笔者在工作中在YQ450NQR1材质的连铸钢坯上发现了一种较为罕见的连铸坯皮下网状裂纹缺陷,通过分析确定了该缺陷的产生原因,并提出了相应的改进对策。

2.1 磁粉检验在线监测发现YQ450NQR1材质的连铸钢坯出现报警缺陷,在现场取样后,通过连续法非荧光磁粉湿法检验,发现连铸坯皮表面及2mm的近表面大面积的网状裂纹。

根据磁感应线特征,连铸坯皮下如果存在裂纹等缺陷,磁感应线沿磁阻最小的路径通过,而采用的设备名称为HG-CT-II多用磁粉探伤仪其中的旋转磁头,交流电集肤效应产生的旋转磁场,便能发现连铸坯表面及2mm近表面缺陷。

设备原理见图1。

2.2 宏观检验后在现场取样的试样上平行于铸坯表面切取了一件分析用试样,切开面上一侧有密集的网状沿晶裂纹,缺陷位置对应于铸坯角部位置,试样的宏观形貌如图2所示。

图中圈示位置为裂纹的集中区域,裂纹在距侧边20mm至90mm范围内均有分布。

在体视显微镜下观察沿晶裂纹的形貌见图3,网状沿晶裂纹内部未发现残留的夹杂物,裂纹附近也未见孔洞疏松等冶金缺陷。

用带锯锯取人工断口试样并在弯曲试验机上压断,制备的人工断口在体视显微镜下的典型形貌见图4。

连铸坯表面质量缺陷及处理措施【摘要】对于连铸板坯而言，振痕和裂纹是其主要的质量缺陷问题。

虽然这个缺陷在大多数情况下对连铸坯的质量影响不大，但是如果不及时有效的处理调还会带来很多附加的质量问题。

尤其是在生产不锈钢和高强度钢品种时，这种质量缺陷所带来的弊端更加明显。

【关键词】连铸坯；振痕；质量影响1振痕形成机理在连铸坯生产中，振痕和裂纹是两种最为常见的质量缺陷问题，主要是由于弯月面顶端溢流造成的，该缺陷形成以后会附带其他质量缺陷一并产生。

2振痕对铸坯质量的影响振痕对连铸坯的质量影响会导致后期出现列裂纹，包括横裂纹、角部横裂纹及矫直裂纹。

如果连铸坯内掺杂的杂质较多，会导致大规模网状裂纹的出现，甚至出现穿钢现象。

如果在连铸坯出现振痕的地方晶粒很大，就会产生晶间裂纹现象，在这样的情况下需要对连铸坯修磨，从而提高成材率。

3影响振痕深度的因素振动参数对振痕形状和深度有重要影响。

其中振幅、频率、负滑脱时间及振动方式最为重要；结晶器保护渣的耗量、粘度、保温性能及表面性能等有着重要影响；.钢的凝固特性对振痕有着重要影响，特别是当钢中碳含量和钢中Ni/Cr 比影响最突出。

当钢中碳含量为0.1%左右，Ni/Cr≈0.55左右，铸坯表面振痕最深。

4减少振痕深度的措施采用小振幅（s）、高频率（f）及减少负滑脱时间（tN），可以有效的减少振痕的深度；采用非正弦振动方式可以减少振痕的深度，这是因为非正弦振动其负滑脱时间tN比正弦振动短；采用渣耗量低，粘度高的保护渣，可以使振痕深度变浅。

采用保温性能好和能增加弯月面半径的保护渣可以减少振痕深度；提高不锈钢、钢液的过热度，尤其是含钛和含铝的不锈钢对减少该钢表面振痕深度是有效的。

提高结晶器进出冷却水的温差，对减少振痕深度是有利的。

5铸坯表面裂纹5.1表面纵裂纹铸坯表面纵裂纹是铸坯最主要表面缺陷，对铸坯质量影响极大，特别是板坯和圆坯最为突出，报废量和整修量很大。

5.1.1纵裂纹类型铸坯表面沟槽纵裂纹。

Emi T, Fredriksson H. Mat. Sci. Eng. A, 2005,413:2-9
δ相从液相中析出δ相与液相反应形成γ相液相全部消失形成沟槽
模型计算示意图
坯壳-结晶器界面传热模型
计算值与实测值对比
结晶器漏钢坯壳
裂纹敏感指数分布
铸坯裂纹形貌及分布
坯壳角部气隙分布
坯壳角部保护渣分布
(a)沿结晶器高度分布, (b)宽面角部, (c)窄面角部
0.18
结晶器内不同高度下坯壳应力分布
(a)100mm, (b)300mm, (c)500mm, (d)出口
0.18
0.18
•马钢张乔英等•济钢邵明天等
低碳钢：
[C]=0.05%
中碳钢：
[C]=0.11%•蔡开科，鞍钢技术，2004
宽面窄面
、有关。

延展率恢复温度与50%转变温度的关系
的铌就会产生不良影响。

铌对热延展性（面积缩减）
和强度（屈服和断裂）的影响
Ti对铸态含铝钢热延展性的影响
A,B,C分别为三种保护渣，其碱度分别1.0,1.2,1.3•蔡开科，鞍钢技术，2004
结晶器非正弦振动波形
计算结果—液体摩擦力
垂直拉坯方向的初凝坯壳受力。

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。

连铸坯横裂产生的缘由横裂纹是位于铸坯内弧外表振痕的波谷处，通常是隐蔽看不见的。

经酸洗检查指出，裂纹深度可达 7mm，宽度 0.2mm。

裂纹位于铁素体网状区，而网状区正好是初生奥氏体晶界。

且晶界上有细小质点(如 A1N)的沉淀。

尤其是 C—Mn—Nb(V)钢，对裂纹敏感性更强。

横裂产生的缘由：1)振痕太深是横裂纹的发源地。

2)钢中 A1、Nb 含量增加，促使质点(A1N)在晶界沉淀，诱发横裂纹。

3)铸坯在脆性温度 900～700~C 矫直。

4)二次冷却太强。

防止横裂发生的措施：结晶器承受高频率(200～400 次／分)小振辐(2～4mm)是削减振痕深度的有效办法。

2)二次冷却区承受平稳的弱冷却，使矫直时铸坯外表温度大于900℃。

3)结晶器液面稳定，承受良好润滑性能、粘度较低的保护渣。

4)用火焰清理外表裂纹。

1.连铸坯外表纵裂产生的缘由及其防止方法有哪些?连铸坯外表纵裂纹，会影响轧制产品质量。

如长300mm、深2.5mm 的纵裂纹在轧制板材上留下 1125mm 分层缺陷。

纵裂纹严峻时会造成拉漏和废品。

争论指出：纵裂纹发源于结晶器弯月面初生坯壳厚度的不均匀性。

作用于坯壳拉应力超过钢的允许强度，在坯壳薄弱处产生应力集中导致断裂，出结晶器后在二次冷却区扩展。

纵裂产生的缘由可归纳为：1)水口与结晶器不对中而产生偏流冲刷凝固壳。

2)保护渣熔化性能不良、液渣层过厚或过薄导致渣膜厚薄不均，使局部凝固壳过薄。

液渣层<10mm，纵裂纹明显增加。

3)结晶器液面波动。

液面波动>10 ㎜，纵裂发生几率 30％。

4)钢中 S+P 含量。

钢中S>0.02％，P>0.017％，钢的高温强度和塑性明显降低，发生纵裂趋向增大。

5)钢中 C 在0.12～0.17％，发生纵裂倾向增加。

防止纵裂发生的措施是：1)水口与结晶器要对中。

2)结晶器液面波动稳定在±10mm。

3) 适宜的浸入式水口插入深度。

4)适宜的结晶器锥度。

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。