连铸表面裂纹产生的原因和改进的技术措施

2021年第1期11低碳包晶钢由于其内部组织成分的原因，凝固正好处于包晶区。

在铸坯凝固的过程中容易出现较大的、不均匀的体积收缩，继而导致铸坯表面出现凹陷和裂纹等缺陷问题，并对后续的精整和轧制带来困难。

我厂在生产SWRCH15A 、Q355B 、15CrMoG 等包晶钢钢种时，铸坯表面出现了大量的表面纵向裂纹、表面横向裂纹、以及角部裂纹等表面质量缺陷，严重影响了铸坯的成材率。

通过分析包晶钢铸坯表面凹陷、裂纹产生的原因，我厂结合生产实际，制定了控制碳含量波动，优化结晶器振动和冷却效果的措施，减少了铸坯凹陷和裂纹问题的产生，提高了产品质量。

本文对低碳包晶钢铸坯表面裂纹缺陷的原因分析与防治进行了探讨。

1主要设备及工艺参数邯钢公司一炼钢厂方坯连铸作业区采用全弧型，连续矫直连铸机，铸机本体半径10m ，铸机冶金长度 25m ，铸机流数8流，流间距1250mm 。

结晶器采用带足辊及喷淋环的弧形管式结晶器；结晶器铜管采用磷脱氧铜材质，长度900mm 。

二次冷却方式为气水喷淋冷却，全锥水喷嘴，喷淋水缝4mm ；结晶器进水、回水压力分别为1.0MPa 和0.2-0.3MPa ；当结晶器坐落于振动框架时，冷却水自动连接。

2包晶钢铸坯表面出现凹陷和裂纹的原因分析包晶钢是浇筑难度较大的一类钢种，究其原因，主要在于其内部的包晶结构和含碳量的大小有关。

我厂包晶钢主要有SWRCH15A 、Q355B 、15CrMoG 等钢种，生产包晶钢时，在铸坯表面出现大量的表面纵向裂纹、表面横向裂纹以及角部裂纹等表面质量缺陷。

主要是因为包晶钢的凝固正好处于包晶区（L+δ→γ），在固相线温度以下20～50℃钢的线收缩最大。

当结晶器弯月面坯壳在温度下降和刚刚凝固时会发生δFe →γFe 转变，而此时恰好满足了包晶钢的收缩条件，使包晶钢出现比较显著的体积收缩。

在包晶钢体积收缩的过程中，坯壳会与铜板分开形成气隙，并在坯壳较薄的部位出现凹陷，导致坯壳厚度变化的不均匀。

连铸坯的质量缺陷及控制摘要连铸坯质量决定着最终产品的质量。

从广义来说所谓连铸坯质量是得到合格产品所允许的连铸坯缺陷的严重程度，连铸坯存在的缺陷在允许范围以内，叫合格产品。

连铸坯质量是从以下几个方面进行评价的：(1)连铸坯的纯净度：指钢中夹杂物的含量，形态和分布。

(2)连铸坯的表面质量：主要是指连铸坯表面是否存在裂纹、夹渣及皮下气泡等缺陷。

连铸坯这些表面缺陷主要是钢液在结晶器内坯壳形成生长过程中产生的，与浇注温度、拉坯速度、保护渣性能、浸入式水口的设计，结晶式的内腔形状、水缝均匀情况，结晶器振动以及结晶器液面的稳定因素有关。

(3)连铸坯的内部质量：是指连铸坯是否具有正确的凝固结构，以及裂纹、偏析、疏松等缺陷程度。

二冷区冷却水的合理分配、支撑系统的严格对中是保证铸坯质量的关键。

(4)连铸坯的外观形状：是指连铸坯的几何尺寸是否符合规定的要求。

与结晶器内腔尺寸和表面状态及冷却的均匀程度有关。

下面从以上四个方面对实际生产中连铸坯的质量控制采取的措施进行说明。

关键词：连铸坯；质量；控制1 纯净度与质量的关系纯净度是指钢中非金属夹杂物的数量、形态和分布。

夹杂物的存在破坏了钢基体的连续性和致密性。

夹杂物的大小、形态和分布对钢质量的影响也不同，如果夹杂物细小，呈球形，弥散分布，对钢质量的影响比集中存在要小些；当夹杂物大，呈偶然性分布，数量虽少对钢质量的危害也较大。

此外，夹杂物的尺寸和数量对钢质量的影响还与铸坯的比表面积有关。

一般板坯和方坯单位长度的表面积（S）与体积（V）之比在0.2～0.8。

随着薄板与薄带技术的发展，S/V可达10～50，若在钢中的夹杂物含量相同情况下，对薄板薄带钢而言，就意味着夹杂物更接近铸坯表面，对生产薄板材质量的危害也越大。

所以降低钢中夹杂物就更为重要了。

提高钢的纯净度就应在钢液进入结晶器之前，从各工序着手尽量减少对钢液的污染，并最大限度促使夹杂物从钢液中排除。

为此应采取以下措施：⑴无渣出钢。

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。

边裂产生原因(1) 转炉冶炼过程脱氧不良,连铸坯存在较多的表面气泡或皮下气泡。

(2) 连铸坯边角区存在成分偏析和夹杂物。

就夹杂物而言,试样中所看到的多是铁的氧化物,很难分清这些氧化物是钢浇注时的氧化和卷入的渣液造成,还是铸坯裂纹或轧制开裂后的氧化。

但是点状夹杂物肯定在铸坯中有同一类型的夹杂物存在,St12 的点状夹杂大多应是浇注过程中二次氧化生成的夹杂。

(3) 有部分铸坯存在过多的边角区裂纹。

(4) 有少部分钢板边缘和表面存在晶粒粗大现象以及密集细小点状硫化物夹杂的出现,表明钢坯加热过程中有过热现象。

（5）钢板在轧制过程中被输送辊、托板或其它接触带钢的物件划伤和擦伤后,被轧辊碾压而形成（6）轧件边部温度过低,或轧制张力设定过大;（7）由于板坯的硫、铜含量高,轧制时热脆性大;（8）轧辊调整不好或辊型与板型配合不好,使钢带边部延伸不均;（9）立辊侧压量太小或精轧、卷取的侧导板开口度小;（10）冷却水或除鳞水使用不当。

工艺的优化(1) 严格执行各钢种的操作规程,特别要严格执行脱氧制度。

(2) 改进中包烘烤,加强中包周转,减少乃至消除浇铸头坯的气孔缺陷。

(3) 严格保护浇铸制度,避免敞浇,确保浇铸过程温度、拉速的稳定。

(4) 浇注过程中,不同浇注断面根据水模试验结果严格控制水口插入深度。

(5) 强化各种原、辅料的规范管理,加大覆盖剂、中间包保护渣的抽查和管理力度等。

(6) 对由角横裂引起的热轧板边裂要减少结晶器卷渣、稳定操作,二冷区采用弱冷却、减少作用在坯壳上的机械外力;铸坯进拉矫机的矫直温度避开700～900 ℃的低温脆性区。

(7) 加强铸坯的清理检查验收工作,对脱氧不良或浇注异常的铸坯,要加强管理,尽可能去除板坯表面缺陷。

对带有严重蜂窝气泡的铸坯应判废,对带有严重角横裂的板坯要进行处理。

(8) 在轧钢过程中加强对坯料的管理,避免铸坯过热过烧,对加热制度、轧制工艺进行优化改进。

（9）含铜钢，加热时应缓慢加热，冷热坯混装时应间隔一段距离。

连铸坯缺陷及预防措施1、方坯晶间裂纹、根源☐Cu 、Ni、Sn、Nb 与Al等元素的影响；☐铸机表面凹限，即使轻微凹限也会引起裂纹；☐保护渣不合适；☐结晶器液面波动严重；☐菱变严重；☐结晶器锥度太小；措施减少杂质元素含量；导致晶间裂纹的最主要原因是粗大晶粒结构以及沿晶粒边界的沉析，所以防止其产生的主要措施是在结晶器初始凝固阶段得以形成细小而均匀的结构；防止产生凹馅；用多水口代替直水口；2、气泡及针孔铸坯皮下通气孔称为针孔，而皮下闭气孔称为气泡根源☐脱氧不好，氢、氮含量高；☐润滑过度，油中含水；☐保护渣中含水；☐中间塞棒吹氩过度；结晶器波动措施☐有效地脱氧；☐注流及钢液面进行有效保护；☐加热润滑油及保护渣；☐采用EMS可有效减少针孔与铸坯表面皮下气泡的数量；☐减少结晶器液面波动3、铸坯表面夹渣根源☐钢水脱氧不够；☐钢水中氧化铝含量高，SiO2、MnO与FeO含量低（铝镇静钢）；☐耐火材料质量差；结晶器喂铝线；☐中包水口及结晶器中形成的块渣进入钢水。

措施☐采用无渣出钢；☐对钢水进行有效脱氧，采用保护浇注；☐中间包碱性覆盖剂；☐加深中包，增大中包钢液深度；☐中包采用挡堰；☐采用能快速吸收钢水夹杂的保护渣（高碱度）；☐加大保护渣的用量；☐减少结晶器液面波动，水口侵入深度必须100-150mm4、横向裂纹横向裂纹通常出现在角部，但中部区域也会出现，横向裂纹一般出现在振痕的底部。

1、因热脆而形成的表面裂纹☐C含量0.17-0.25%；☐S含量高；☐随合金元素含量增加，如：Al、Nb、V 及大于1%Mn，裂纹数量增加；☐Al、Nb、N及C沉析于晶粒表面；☐二冷区冷却不挡导致晶粒粗大；☐二冷区支撑辊对中不好；☐保护渣选择不当；☐负滑脱时间过长。

2、横向角部裂纹角部冷却过度；☐结晶器冷却不当；☐结晶器和支撑辊对中不好；☐矫直温度过低；☐高如：Al、Nb、V 及大于1%Mn含量钢水非常敏感，加入钛能有效降低裂纹的程度；☐二冷区冷却不均或冷却过度；☐保护渣不合适；☐铜管弯月面区域变形过大；☐钢水温度过低；☐结晶器锥度过大。

方坯铸坯缺陷产生原因及预防措施1.前言由于连铸坯质量问题多发于连铸，因此对连铸质量缺陷进行了分析，总结出发生原因，以减少连铸坯质量问题的发生。

2.铸坯主要有以下几种缺陷：2.1卷渣2.1.1表面卷渣（见图1）2.1.2内部卷渣（见图2）图1 图22.2裂纹2.2.1表面裂纹：头部表面裂纹（图3 ）、尾部表面裂纹（见4）。

图3 图42.2.2内部裂纹（见图5）图52.3气泡缺陷（见图6、见图7）图6 图73、缺陷产生原因及预防措施3.1卷渣产生原因及预防措施3.1.1表面卷渣产生原因及预防措施产生原因：（1）结晶器内形成渣条，当结晶器内钢液面波动量大于熔渣层厚度时、或挑渣条未挑净时、或在挑渣条过程中将渣条带入结晶器坯壳上时形成卷渣。

（2）在换包或等包降速过程中，由于操作不当造成中包液位较浅，导致中包内钢液形成涡流将中包渣卷进结晶器内，在上浮过程中被坯壳捕作形成卷渣。

（3）调整渣线高度超过液渣层厚度、或有渣条未挑净、等原因时造成颗粒渣被卷到坯壳上而形成卷渣。

（4）在开浇升速前液渣厚度未达到标准，造成颗粒渣或予熔层的保护渣直接与钢液接触，升速过程中在结晶器内造成钢液面发生波动，导致保护渣被卷入到坯壳上，形成卷渣。

（5）中包掉料或有杂物，开浇过程中被钢水冲到结晶器内，从而形成卷渣。

（6）中包内钢液面剧烈波动时，造成中包内覆盖剂被卷入中包钢液中，此时被卷入的覆盖剂受两个力作用：向上的钢水的浮力和向下的钢流股吸力作用，当向下的钢流股吸力大于向上钢水的上浮力时，卷入的覆盖剂就被卷入到结晶器内，在钢流流股的作用下，如被坯壳捕作而形成皮下卷渣，如被向下流股带入液相穴深处而形成内部卷渣。

（7）挑渣条用8#钢线（或细铁线），在钢线上结钢瘤或渣块，有钢瘤的8#线熔断到结晶器钢液内部，如被坯壳捕作到而形成皮下卷渣，如进入液相穴深处而形成内部卷渣。

（8）拉速波动，特别是在升速或降速过程，由于拉矫机电机转速发生变化，从而造成结晶器液面波动，从而形成渣条，形成的渣条被卷入结晶器坯壳上形成卷渣。