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4#机板坯表面纵裂成因及控制措施摘要：宏发二炼自投产以来4#机宽厚板表面经常产生批量性纵裂，严重影响宽厚板的轧制和合同的命中率。
车间根据质检提供的板坯缺陷数据统计后发现纵裂主要集中在开浇第一炉和换水口、漏钢报警、换渣线前后的板坯，本文从容易导致铸坯表面纵裂的不同影响因素入手，发现了铸坯表面纵裂纹产生的主要原因，采取了预防措施，减少了纵裂的产生。
关键词：板坯；结晶器保护渣；纵裂，浸入式水口1、前言连铸坯表面纵裂纹，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。
纵裂是连铸板坯生产过程中最常见的表面缺陷之一，尤其纵裂缺陷影响板材表面质量，严重的将导致板材报废，更有甚者在板坯生产过程中引起纵裂漏钢，给生产和设备带来严重危害，铸坯纵裂的产生原因较多，主要有钢水条件（包括钢水成分、温度等）、保护渣及冷却制度等多种因素。
表面纵裂纹严重影响连铸机的正常生产，为此应从工艺和操作上进行详细分析并采取相应措施，使铸坯表面纵裂纹得到有效控制。
2、铸坯表面纵裂纹形成机理通常来说连铸坯表面纵裂主要形成原因是在钢水凝固或铸坯冷却时伴有体积收缩和坯壳与结晶器之间的传热，一旦受到阻力往往会导致应力集中而发生纵裂，铸坯的表面纵裂纹发源于结晶器，钢水通过浸入式水口流入结晶器中形成初生坯壳，冷却不均产生应力，在坯壳相对薄弱抵抗应力能力差处形成裂纹起源。
受二维冷却的影响，坯壳薄弱处多发生在铸坯中心附近，拉坯过程中受到纵向摩擦力产生纵向裂纹，进入二冷区受到强制冷却后加以扩展，尤其在大断面铸坯的生产中更容易出现。
板坯因拉速高，结晶器的形状特殊，更易产生裂纹。
因此严格控制浸入式水口、保护渣及冷却制度是抑制裂纹生长的有效措施。
3、铸坯表面纵裂纹形成原因3.1 钢水条件。
钢水中的［C］含量。
钢中碳含量对板坯纵裂的影响主要体现在钢水凝固过程中发生包晶反应，此时的凝固收缩不仅有热收缩，而且还有相变产生的体积收缩，从而形成气隙加剧了坯壳生长的不均匀性，导致纵裂的产生。
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。
倒角连铸坯角部纵向裂纹形成机制及控制
一、纵向裂纹形成机制
1. 高温应力集中
倒角连铸坯角部纵向裂纹的形成，主要是由于高温应力集中引起的，在连铸坯角部，由于冷却速度较快，形成了应力集中，使得坯体内部产生了拉应力，使得坯体内部产生了拉应力，使得坯体内部产生了拉应力，这种拉应力会使坯体出现纵向裂纹。
2. 冷却不均匀
倒角连铸坯角部纵向裂纹的形成，还可能是由于冷却不均匀引起的，当冷却不均匀时，坯体内部的应力分布也会不均匀，当坯体内部应力分布不均匀时，坯体内部的强度也会不均匀，这样就会使坯体内部产生拉应力，使坯体出现纵向裂纹。
二、控制纵向裂纹
1. 改善冷却方式
要控制倒角连铸坯角部纵向裂纹，首先要采取措施改善冷却方式，使冷却更加均匀，保证坯体内部应力分布均匀，从而减少坯体内部拉应力，减少坯体内部纵向裂纹的形成。
2. 加强质量检查
其次，要加强质量检查，及时发现坯体内部纵向裂纹，及时采取措施进行处理，以减少坯体内部纵向裂纹的形成。
3. 改善坯体质量
此外，还要改善坯体质量，使坯体具有良好的机械性能，以抵抗坯体内部的应力，减少坯体内部纵向裂纹的形成。
综上所述，要控制倒角连铸坯角部纵向裂纹，就要采取改善冷却方式、加强质量检查、改善坯体质量等措施，以保证坯体内部应力分布均匀，减少坯体内部纵向裂纹的形成。
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；。
板坯连铸坯纵裂的产生原因及控制方法【摘要】针对八钢二炼钢实际生产，分析影响板坯表面纵裂的因素，发现纵裂与结晶器冷却强度、保护渣、拉坯速度、钢水过热度等因素相关，通过采取相应的措施，可降低连铸坯纵裂率。
【关键词】板坯连铸；结晶器；表面纵裂；保护渣；过热度0.前言在结晶器弯月面附近伴随着凝固初期的液-固相变，包晶反应引起的体积收缩及工艺参数引起的结晶器传热不均匀性，导致初生坯壳厚度不均匀，在坯壳薄弱处产生应力集中，当应力超过坯壳的高温强度时就产生裂纹。
微裂纹在二冷区强制冷却加以扩展，尤其在大断面铸坯的生产中更容易出现表面纵向裂纹[1]。
裂纹沿拉坯方向走向、长短不一，其深度一般为10～20mm，宽度为10～15mm，长度一般有数米，严重的会贯穿整块坯。
关于表面纵裂产生的原因，国内外很多文献中都有所报道[2～5|.本文结合八钢二炼钢板坯连铸的生产实践，从多方面分析板坯表面纵裂的成因并提出控制方法。
1.表面纵裂的成因及控制方法1.1机理分析在结晶器弯月面附近伴随着凝固初期的液-固相变，包晶反应引起的体积收缩及工艺参数引起的结晶器传热不均匀性，导致初生坯壳厚度不均匀，在坯壳薄弱处产生应力集中，当应力超过坯壳的高温强度时就产生裂纹。
微裂纹在二冷区强制冷却加以扩展，尤其在大断面铸坯的生产中更容易出现表面纵向裂纹。
1.2影响因素通过分析表面纵裂形成机理，同时结合八钢板坯连铸机的生产实践得出，表面纵裂起因于结晶器弯月面初生凝壳厚度的不均匀性.这种不均匀性与结晶器冷却强度、保护渣性能、拉坯速度、钢水过热度等因素有关。
（1）结晶器冷却强度：根据上述机理分析，弯月面铸坯初生坯壳在应力作用下产生晶间断裂，从而在结晶器内萌生裂纹，晶间断裂是产生表面纵裂的根源，特别当结晶器冷却强度不合适导致的热应力过大时，表面纵裂指数上升，另外需要指出，影响铸坯纵裂的关键因素不是二冷，而是结晶器内的冷却强度，文献[6]认为，如果坯壳出结晶器后厚度比较均匀，在二冷喷水引起的热应力作用下不会导致铸坯出现纵裂，在生产实践中发现结晶器冷却强度增大易引起表面纵裂倾向增大，表明冷却强度对铸坯纵裂起着重要作用。
连铸坯表面纵裂纹的控制
柳钢转炉炼钢厂钱学海
摘要针对柳钢转炉炼钢厂连铸二车间表面纵裂纹率上升的情况，分析了表面纵裂纹的形成机理，结合连铸二车间的实际生产情况，认为产生表面纵裂纹的主要影响因素是：结晶器冷却强度不合理、保护渣选择不当、水口插入深度不合理、职工操作水平不稳定等，为此，采取了优化结晶器冷却、优化保护渣的使用、调整水口插入深度、稳定操作水平等一系列的改进措施，铸坯的表面纵裂纹率从年初的4%以上降低到最近几个月的0.7%以下。
关键词连铸纵裂纹控制
1 前言
柳钢转炉炼钢厂连铸二车间的4#、5#、6#板坯连铸机均是一机一流直弧形板坯连铸机，分别于2004年、2006年、2007年热试投产，设计生产能力120万吨/台年。
自投产以来表面纵裂纹一直是影响铸坯表面质量的最主要的缺陷，为此我厂组织开展了降低板坯裂纹率的攻关工作，并取得了显著效果，板坯裂纹率已由20%以上降至5%左右。
但板坯裂纹问题仍然是限制我车间提高产品质量主要影响因素，在2009年里，我车间表面纵裂纹率出现了上升的情况，在分析了表面纵裂纹的形成机理后，结合我车间的实际生产情况，采取了一系列的改进措施，铸坯的表面纵裂纹率得到了有效控制。
2 连铸坯裂纹形成机理[1]
铸坯的表面纵裂纹发源于结晶器，由于热流分布不均匀，造成坯壳生长厚度不均，在坯壳薄的地方产生应力集中；结晶器壁与坯壳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的发展。
3 连铸坯表面裂纹的主要影响因素
3.1 结晶器冷却强度的影响
铸坯的表面纵裂纹发源于结晶器内弯月面处初生坯壳厚度的不均匀性，结晶器冷
却强度对铸坯表面裂纹的影响由为重要。
康丽等人[2]通过建立结晶器内凝固传热与应力分析的耦合计算模型[3~6]计算了铸坯出结晶器时坯壳外层和内层所受的应力状态和应力大小，并指出铸坯凝固前沿附近应力处于极限强度范围有产生裂纹的可能性。
因此结晶器冷却强度至关重要，合适的结晶器冷却强度将从源头上减少裂纹发生的可能性。
有关论文[7]指出结晶器冷却强度太强将会使得裂纹发生的几率上升，但结晶器冷却强度太弱出结晶器时铸坯的坯壳厚度太薄又会发生漏钢事故。
3.2保护渣的影响
我厂生产的钢种多为含C=0．08％～0．16％的裂纹敏感的包晶反应钢，有研究表明[8]：此类钢种当浇注速度在1．0 m／min~1．4 m／min之间时，随着碱度的升高，纵向裂纹侵害的程度减轻。
碱度为0．92的浇注保护渣在这个系列中形成一种特殊情况，因为其中包含有附加的B2O3，并且由于粘度低而使其消耗量控制在较高的水平上。
高的裂纹损伤率证明因为耗量大而且具有很高的抗粘结剂断裂的保护渣，由于其玻璃透明结构，具有高散热量和高的浇注速度，包晶反应钢种中使用这种保护渣对产生纵向裂纹有很大风险。
碱度在1．10以上，纵向裂纹的损伤率明显降低。
为了保证必要的润滑作用，应在这种选用渣系列中选取与连铸机的浇注速度相适合的浇注保护渣粘度。
另外，随着碱度的增加，结晶温度的上升坡度加大。
在冷却时，对渣热分析过程中显示出来的停止放热点的温度，称为结晶温度。
渣相应地凝固或成玻璃状或结晶。
细孔的明显增加与结晶结构有关。
通过渣壳热阻的增加引起的后果，最终将导致纵裂纹的形成。
可是，包晶反应钢种由于提前形成收缩，散热量已经低于25％。
为了能够达到足够大而且均匀放热，必须选择碱度、粘度和结晶温度的正确组合，这样做对这种钢来说就能达到防止产生纵裂纹的结果。
3.3水口插入深度的影响
内蒙古科技大学材料与冶金学院的有关学者做了结晶器流场的水模型实验和数值模拟[9]，他们发现：浸入式水口插入深度和水口侧孔倾角增大，有利于稳定钢液自由液面的波动，但增加下流股的冲击深度，大量热钢液下流，不利夹杂物上浮。
同时有文献[10]指出：浸入式水口插入深度的变化，将导致铸坯表面夹渣和纵裂纹的产生。
浸入式水口插入过浅，会造成结晶器内钢液面的波动，从而使保护渣向水口周围移动，极易将保护渣卷人铸坯之中，而插入过深，又造成侧面水口的反向回流减弱，表面钢水温度低，不利于保护渣的熔化，并且在结晶器内冲击深度增加，高温区下移，使出结晶器下口的坯壳变薄，且厚度的均匀性变差，从而导致表面纵裂纹的产生几率明显
增大。
因此必须铸机断面来选择合适的浸入式水口插入深度和水口侧孔倾角。
3.4职工操作水平的影响
从上表中我们可以看出我车间2009年1月~3月各铸机各班组裂纹率差距较大职工的操作水平参差不齐。
职工的操作水平主要体现在：结晶器液面高度的控制、拉速波动值控制、快换水口操作、水口侵入深度的控制及加渣捞渣方法等方面。
4 连铸坯表面裂纹的控制措施
4．1 结晶器冷却强度的优化
通过对结晶器冷却水流量进行大量的调整对比，我们发现结晶器适度弱冷，水量控制宽面3600L/min，窄面560L/min的结晶器冷却工艺对减少铸坯表面裂纹最有效果。
4．2 保护渣使用的优化
保护渣在结晶器中传热效果的好坏直接影响初生坯壳的凝固均匀性。
在试用了西保、龙成、通宇等厂家提供的十几种保护渣后，最后确定各钢种对应的保护渣分别为：通宇TY—4B用于4#、5#、6#板坯生产低合金钢，通宇TY—4B普碳和西保XXJ7用于4#、5#、6#板坯生产普碳钢，龙城L58C用于5#板坯生产普碳钢。
并且保护渣的液渣层控制在10~15mm之间时表面纵裂纹明显减少。
4．3 水口插入深度的优化
我车间生产的断面多为1250~1810mm，在多次试验后确定我车间的水口插入深度为130±10mm时裂纹最较少。
4．4 职工操作水平的整体提高
车间通过多种培训以提高职工的整体操作水平，并做了如下规定：
（1）结晶器液面高度严格按钢液面到结晶器铜板上口70~100mm控制；
（2）在拉速控制上，规定拉速变化按30~40秒变化一挡；
（3）换水口拉速控制为换水口时宽度在1300mm以下断面拉速控制为0.9~1.0m/min，1500~1600mm断面拉速控制为0.8~0.9m/min，1800mm断面拉速控制为0.7~0.8m/min，换水口要快，同时尽快把结晶器液面恢复正常值；
（4）中包下水口侵入深度即水口侧孔上沿到渣线部位严格按照130±10mm控制；
（5）结晶器保护渣操作时，规定粉渣层按20~30mm控制，液渣层按10~15mm 控制，每炉钢必须测量两次液渣层；挑渣条要注意浅挑、轻挑、慢挑，发现大渣条时须先挑松，然后用小氧管打断成几截，最后慢慢挑出来，以免结晶器钢液面过分扰动产生卷渣或破坏渣膜润滑导致钢水直接与铜板接触产生粘结；
（6）添加保护渣以少加、匀加、勤加为原则，保持黑渣操作，杜绝见红加渣，
在水口处不宜多加保护渣，以免在水口与宽面铜板间形成渣桥。
通过以上措施各班铸坯表面修磨率明显降低。
5 效果
从上表中我们可以看出在2009年上半年我车间裂纹率较高其本在4左右%并且有上升的趋势，下半年在采取了优化结晶器冷却、优化保护渣的使用、调整水口插入深度、稳定操作水平等一系列的改进措施后，铸坯的表面纵裂纹率从年初的4%以上降低到最近几个月的0.7%以下。
6 结论
连铸板坯纵裂纹是由结晶器、保护渣的使用、水口插入深度以及生产操作等多个因素综合作用的结果。
（1）在保证出结晶器坯壳厚度的条件下，结晶器弱冷对改善板坯纵裂效果较明显。
（2）保护渣在结晶器中传热效果的好坏直接影响初生坯壳的凝固均匀性，必须根据钢种选用不同种类的保护渣。
（3）为保证保护渣的融化速度，有必要针对保护渣的成分和生产断面来确定下水口的插入深度。
（4）稳定的生产操作可以减少操作性裂纹的出现。
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