连铸坯表面凹陷和纵裂分析_刘明华

连铸板坯表面纵裂原因探究
连铸板坯作为容易变形的金属坯料，在冷却变形过程中容易出现多种裂纹，其中纵裂最为常见。

针对连铸板坯表面纵裂现象，本文就其产生原因进行探究。

首先，表面纵裂常常是由于板坯的表面微细的成形不均匀导致的。

在铸造过程中，由于复杂的铸件形状，往往在表面上凸起或凹陷的微细尺寸会有些出入，并且会加快凝固层的冷却变形，从而使表面裂纹形成。

其次，表面纵裂也可能是由于浇口不合理而出现的。

正常的浇口应该是圆形的，但如果浇口不够均匀，表面纵裂就会产生。

此外，如果浇口太大，会导致板坯储存在浇口中的金属过多，使其凝固太快，从而导致表面纵裂的形成。

再者，当铸件温度过高的时候，表面纵裂也是可能出现的。

当板坯的温度过高时，凝固层会变得很薄，而且会加快凝固变形的过程，从而会出现表面纵裂现象。

最后，表面纵裂也可能是由于模具材料质量不佳导致的。

连铸板坯在流动过程中，会受到模具的影响，因此，模具质量的不佳会直接导致表面纵裂的发生。

总之，连铸板坯表面纵裂的原因多种多样，主要包括表面微细成形不均匀、浇口不合理、板坯温度过高、模具质量不佳等。

因此，为了防止表面纵裂的发生，可以采取一系列技术措施，以确保生产高质量的产品。

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。

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。

连铸板坯表面纵裂原因探究连铸板坯表面纵裂是一种很常见的问题，这种现象会导致质量问题，影响后续工序，并增加板材的损耗。

因此，对于连铸板坯表面的纵裂机理及其原因的深入探究显得尤为重要。

第一，表面纵裂的形成机理。

在连铸过程中，由于液态铸锭造粒时所作用的拉拔力和铸锭不均的温度场，使各种尺寸的铸锭受力不均，把铸锭表面不平整，针织纹以及其他皱革状物出现，比较大的破坏原有大片薄膜结构，使表面出现纵裂。

第二，表面纵裂的成因。

连铸板坯表面纵裂的主要原因有：铸锭温度不均，液态铸锭造粒时所作用的拉拔力过大，液态铸锭温度不合适，液态铸锭含氧量太高，铸锭结构缺乏稳定性，表面物质含量过高，以及操作不当等。

第三，消除表面纵裂的技术措施。

针对连铸板坯表面纵裂的原因，可以采取以下技术措施来消除表面纵裂：（1）调节液态铸锭温度，把液态铸锭温度控制在一定范围内，使铸锭结构更加稳定；（2）减少熔炼后的液态铸锭氧化，减少表面物质的含量；（3）采用新型的拉拔装置，减少拉拔力的大小；（4）做好连铸操作规程，保证生产工艺的稳定性。

第四，未来的发展方向。

在以上的技术措施的基础上，为了进一步改善连铸板坯表面纵裂现象，未来发展的重点在于以下方面：（1）采用新型材料，使整体板坯结构更加稳定，从而改善表面纵裂现象；（2）实施连铸装备智能化，使连铸工艺运行得更加顺畅、稳定；（3）采用现代化的动力控制系统，改善铸锭的动力分布；（4）开展更多的科学研究，探索更有效的表面纵裂预防技术。

综上所述，连铸板坯表面纵裂是一种很常见的问题，其发生是由于铸锭温度不均、拉拔力过大、液态铸锭含氧量太高和铸锭结构缺乏稳定性等原因所导致，为了消除这一现象，应当调节液态铸锭温度、减少液态铸锭含氧量、采用新型拉拔装置、做好连铸操作规程等，未来还要探索新型材料、连铸装备智能化、现代化的动力控制系统以及更有效的表面纵裂预防技术，以期改善连铸板坯表面纵裂现象。

连铸板坯纵裂原因浅析李咸刚迁安钢铁公司摘要阐述了板坯纵裂形成机理及其影响因素，通过现场调查和数据分析，采取相应措施，达到减少纵裂的目的。

关键词连铸板坯纵裂1 前言纵裂是连铸板坯常见的表面缺陷之一, 轻微的纵裂纹经板坯精整后对下工序不会产生影响, 严重的纵裂纹会使整块板坯报废, 甚至在连铸生产过程中引起纵裂漏钢, 给设备和生产带来严重的危害。

关于纵裂产生的原因有过很多研究, 国内外很多文献中都有所报道。

归纳起来主要有: 钢水的成分、连铸的工艺操作参数、保护渣等方面, 不同的工厂、不同的连铸机在不同的阶段, 由于条件不同, 每个因素对铸坯纵裂影响的程度也在变化。

本文阐述了板坯纵裂形成机理，并结合迁钢板坯连铸机的生产实践, 从各个方面调查分析了板坯纵裂的原因。

2 迁钢板坯连铸机的主要参数迁钢炼钢分厂有两台直弧型板坯连铸机, 是从VAI引进的, 设计年产量450 万吨,可浇铸断面为230mm×(900～2150)mm和250mm×(900～2150)mm,连铸坯定尺长8000～105000mm,基本半径9m,工作拉速0.85～1.5m/min,冶金长度约34.5m,采用连续弯曲连续矫直技术。

铸机作业率80％，合格坯收得率97.5％。

3 纵裂形成一般机理研究表明【1】,铸坯粗大纵裂纹和细小纵裂纹均于结晶器内生成,其形成部位位于弯月面附近初生坯壳皮下2～4 mm 的低熔点区。

初生坯壳在弯月面附近生成后,由于其表面温降速度太大(7s内温降可达400℃) ,而内表面温降速度较小,坯壳有较大的向内收缩的倾向,但在钢水静压力作用下,坯壳能够抵抗向内收缩,这样在坯壳内部产生横向拉伸应力。

假如由于某种原因而造成初生坯壳厚度不均匀,那么坯壳薄弱处将产生应力集中。

而在铸坯表面则表现为凹陷的发生。

当应力的增大超过凹陷处坯壳表面的高温强度时,皮下裂纹便发展成细小纵裂纹，带有细小纵裂纹的坯壳在续向下运行过程中,由于在结晶器内锥度不足、保护渣润滑不好或出结晶器后由于导向段对中不好、二次冷却不当等原因,同时由于细小纵裂纹造成的缺口效应,细小纵裂纹将沿树枝晶间低塑性区继续撕裂,形成粗大纵裂纹。

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。

连铸坯表面凹陷和纵裂分析一、现象描述2013年11月10日，2号机5机5流连铸机，浇注断面165*280mm，结晶器流量为每流170m³/h，拉速在1.0m/min在生产过程中，炉号3110340、3110346钢水生产的铸坯，出现表面凹陷、纵向裂纹，严重影响连铸坯质量。

下面结合该缺陷的形成机理及影响因素、现场条件及成分等加以分析。

二、连铸坯表面凹陷及纵裂的状态连铸坯上所形成的纵向凹陷经常出现在铸坯内弧侧表面，距横断面边长约1/4处。

此缺陷宽窄不等，长短不一，有局部凹沟，也有贯穿整支铸坯，多呈凹弧面状，内部有裂纹，剪切时有纵向裂纹产生，裂口粗糙不齐，长度一般在50～150mm，宽度1～3mm，深度30～50mm。

角部凹陷和纵裂在生产中出现过许多，不但影响连铸坯的表面质量，同样也影响铸坯的内部质量。

铸坯表面凹陷及纵裂形态图及现场照片。

三、主要缺陷炉号成分分析由炉前化验和复检结果分析可见，炉号3110340的钢水钢中S含量明显偏高，Mn/S 为6.1，远远小于控制范围的正常Mn/S 比≥20，对钢水的可浇性产生较大影响。

四、表面凹陷、裂纹产生原因分析1、钢水成分的影响1）含碳量的影响我厂生产的连铸坯主要为低碳镇静钢，以Q195、Q235为主，碳含量范围为0.06% ～0.22%。

碳量在0.10%～0.17%(均为质量分数)的钢种凝固时处于包晶反应区(L+δ→γ),在固相线温度以下20～50℃钢的线收缩最大，此时结晶器弯月面刚凝固的坯壳随温度下降发生δFe →γFe 转变，伴随着较大的收缩，坯壳与结晶器铜壁脱离形成气隙，导出的热流最小，坯壳最薄，在表面会形成凹陷。

凹陷部位冷却和凝固速度比其他部位慢，结晶组织粗化，对裂纹敏感性强。

坯壳出结晶器后受到喷水冷却和钢水的膨胀作用，在凹陷的薄弱处造成应力集中而产生裂纹。

坯壳表面凹陷越深，坯壳厚度不均匀性就严重，纵裂出现的几率越大。

2）S 、P 及Mn/S 的影响钢中S 、P 对钢的高温性能有较大影响。