连铸方坯轻压下内裂纹形成研究

轻压下技术的介绍及在连铸中的应用摘要：铸坯在连铸生产过程中很容易产生中心偏析和中心疏松缺陷，其质量对后续的轧材产生直接的影响。

在连铸方面开发了许多改善铸坯质量的新技术，其中最为行之有效的一种便是轻压下技术。

轻压下工艺对铸坯组织结构、性能、表面质量和内部裂纹有非常大的影响，所以了解轻压下技术的工艺原理和在连铸中的应用非常重要。

关键词：轻压下；连铸；铸坯质量1.前言随着市场对钢铁产品质量要求的提高,冶炼及轧制技术也得到了不断发展。

在连铸生产中，铸坯内部一般都会存在中心偏析和中心疏松等缺陷，对后续的进一步轧制加工极为不利，因此必须解决。

尤其是在现代高效连铸提出后，以其高拉速为核心的技术，也带来了中心偏析和疏松的进一步恶化加重。

常用控制连铸坯中心偏析、中心疏松产生的技术很多，有：凝固末端轻压下技术，凝固末端强冷技术，低温浇注技术，电磁搅拌技术，在连铸方面开发了许多改善铸坯质量的新技术，连续锻压技术等。

其中最为行之有效的一种便是轻压下技术。

2.轻压下技术的原理针对铸坯凝固特性，任何一种轻压下技术的基本思想都是在铸坯凝固某区域施加合适的压下量以补偿坯壳的凝固收缩和阻止残余钢液的横向流动。

其原理如图1所示：即一方面压下可以消除或减少铸坯收缩形成的内部空隙，防止晶间富集溶质元素的钢液向铸坯的横向流动；另一方面，压下可以使液芯中溶质元素富集的钢液沿拉坯方向反向流动，使溶质元素在钢液中重新分配，从而改善中心偏析情况。

在连铸坯凝固过程中,对铸坯施加外力,补偿凝固收缩并破碎已经形成的“晶桥”,使得铸坯内的钢水可以自由地进行流动,就可以最大程度地减少中心偏析和疏松,这就是轻压下技术的工艺原理。

3.轻压下技术的发展及分类3.1轻压下技术的发展轻压下技术始于20世纪70年代末、80年代初,是在20世纪70年代辊缝收缩技术的基础上发展而来的。

目前,连铸坯的轻压下有两种含义:在铸坯凝固末端处进行的轻压下;离凝固末端较远处进行的轻压下,又称带液芯轻压下。

连铸坯角部皮下横裂纹成因分析及控制技术【摘要】铸坯角部皮下横裂纹是常见的生产缺陷,本文结合济钢中厚板厂连铸机生产实践实际,分析了角部皮下横裂纹形成原因,研究了铸坯凝固行为、二冷工艺、Al和N元素含量等重要因素对角部裂纹率的影响作用,并提出了相应的改进措施。

【关键词】连铸角部皮下横裂纹1 前言进入二十一世纪以来,随着我国交通运输、石油化工、重型机械、海洋工程、核电军工等行业的迅猛发展,从而大力推动了低合金、高强度等微合金钢的炼钢、轧钢工艺技术发展。

我厂生产的铸坯经常出现角部皮下横裂纹,给产品质量带来及极大的影响,为此我们对各个工艺环节进行了深入地研究,通过控制好钢水的Als含量、全程做好保护浇注等措施,有效地控制了铸坯角部产生横裂纹,从而确保了产品质量。

2 铸坯皮下横裂纹的形成机理及形态2.1 铸坯皮下横裂纹的形成机理钢水在结晶器的凝固过程中,弯月面附近液渣在结晶器振动作用下缓慢流入铜板和坯壳间的气隙中,初凝坯壳在振动和钢水静压力的共同作用下开始变形,进而形成铸坯振痕。

由于铸坯坯壳角部收缩相对显著,使得铸坯角部的振痕谷底处初凝坯壳的传热速度下降,导致该区域的奥氏体晶粒长大,S、P偏析加剧,从而降低了钢的高温强度。

与此同时,钢中微合金元素(如铝、硼、铌等)极易与钢中的碳、氮元素相结合,在一定条件下,将在奥氏体晶界析出碳氮化物。

而振痕波谷处的晶粒粗大,将加剧碳氮化物的析出,当铸坯受到应力作用时,极易产生应力集中,最终形成横向裂纹。

2.2 铸坯角部皮下横裂纹的形态铸坯角部皮下横裂纹是板坯常见的一种铸坯缺陷,在铸坯上呈“跨角裂”形式。

角部横裂纹往往发生于铸坯角部的晶间,难以在线检查,只能将铸坯下线通过火焰清理的方式进行挽救。

连铸板坯角部皮下横裂纹的特点如图1所示。

3 铸坯皮下横裂纹的成因分析3.1 Als、N含量的影响钢中Al、N含量对铸坯角部皮下横裂缺陷有较大影响,Al、N含量越高,铸坯裂纹敏感性越高,角部横裂纹率越高,这是因为:在凝固的过程中Al易与N元素形成氮化物并在晶界析出,促进板坯角部横裂纹的产生,在晶界的析出物越细小,析出物体积百分比越高,对钢的热塑性恶化越严重。

理化检验—物理分册PTCA(PART:A PH YS.TEST.)2006年第42卷11综 述连铸坯角部横向裂纹的形成机理与定量评估赵　晗,任一峰(兴澄特钢有限公司,江阴214429)摘　要:综述了连铸坯角部横向裂纹的产生及与其相关的因素。

轧材表面纵向裂纹多数由连铸坯的横向裂纹引起的,研究认为,连铸坯的横向裂纹是结晶器温度在1300℃左右时形成的超大原始奥氏体晶粒(直径>1m m)造成的。

给出了断裂的定量判定公式。

关键词:连铸坯;表面裂纹;晶粒度中图分类号:TG260 文献标识码:A 文章编号:1001-4012(2006)11-0565-06M EC HANISM OF THE IN ITIA TION OF THE TRA NSV ERS C RACKSA ND THEIR Q UAN TITY EVA LU ATIONZHA O Han,REN Yi-feng(Xing Cheng Special Steel W o rks,Jiang yin214429,China)A bstract:It is summarized in this paper the initiatio n o f tr ansve rs carcks on continuo us casting billet anglesand its relative fac to rs.No rmally the longitudinal cracks w ere caused by transver s cr acks on the ang le s.T he study show ed tha t the t ransve rs cracks w ere caused by large prio r-austenite gr ains(diameter>1mm)fo rmatio n a t abo ut in1300℃.T he quantity ev aluatio n fo rmula is also int roduced in this paper.Keywords:Co ntinuous casting billet;Surface cracks;G rain size1　概述目前,国内外通常将碳含量在0.08%～0.18%范围内的钢称之为裂纹敏感性钢,由于这类钢凝固过程中发生包晶反应,产生相变,导致热裂纹形成,从而恶化铸坯表面质量,连铸坯表面出现的横裂纹常会引起轧材的纵向裂纹。

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。

内蒙古科技大学本科生课程论文题目：轻压下关键技术的研究及应用学生姓名：学号：专业：材料成型及控制工程班级：指导教师：轻压下关键技术的研究及应用姓名（内蒙古科技大学材料与冶金学院成型班 014010）摘要：铸坯在连铸生产过程中比较容易产生中心偏析和中心疏松缺陷，其质量会对后续的轧材质量产生直接的影响。

近年来，人们在不断的摸索研究中，得出了许多在连铸坯方面改善铸坯质量的新技术，凝固末端轻压下技术，凝固末端强冷技术，低温浇注技术，电磁搅拌技术等，其中最为有效的是轻压下技术。

本文综述了轻压下技术基本原理及其关键技术的研究与运用。

关键词：连铸；中心偏析、疏松；轻压下；关键技术The research and application of keytechnology of soft reductionYuan Lu(Inner Mongolia University of Science and Technology,school of Materials andMetallurgy,class of chengxing09-2 014010)Abstaract：It is very easy to produce center segregation and center porosity defects in continuous casting process，the quality of the followed products is impacted by the slab or billet.As more research in the field in recent years，a number of methods to improve the quality of products are proposed in the continuous casting，the most effective one is the soft reduction technology.This paper reviews the basic principles of soft reduction technology，this article reviews the research and application of soft reduction technology of basic principles and key technology.Key words：continuous casting；center segregation and center porosity；soft reduction；key technology随着人们对钢铁产品质量的要求越来越高，连铸坯中心偏析和中心疏松等缺陷越来越成为影响钢材质量的主要因素之一。

浅议连铸方坯纵裂原因及对策作者：李清帅来源：《科技与创新》 2015年第19期文章编号：2095－6835（2015）19－0139－02李清帅（河北钢铁集团宣钢一钢轧厂一连铸车间，河北张家口 075100）摘要：通过叙述连铸设备的工艺特点，全面分析了引发纵裂漏钢的原因，并提出了相应的解决措施，为稳定控制纵裂漏钢提供可靠的依据。

关键词：连铸方坯；纵裂漏钢；钢水；结晶器中图分类号：TF771+.2 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2015.19.139纵裂漏钢每年发生的事故占总生产事故的30%左右，它不仅制约生产的顺利进行，还阻碍铸机生产水平的提高，威胁操作人员的安全。

因此，控制纵裂漏钢已经成为了连铸工作人员急需解决的一个大问题。

1 钢水成分1.1 （C）因素（C）对裂纹敏感性的影响可以通过凝固过程和铁素体转变成奥氏体来解释。

当（C）＜0.53%钢液结晶时，会生成δ铁素体。

含碳量会随着温度的降低而改变，已经生成的δ铁素体会通过多型性来转变，通过包晶来反应，或是既通过多型性来转变又通过包晶来反应，从而转变成奥氏体。

这种转变是引起纵裂漏钢的一个非常重要的因素。

δ向r 转变的过程是奥氏体于δ铁素体晶间的形核和长大，因为晶体点阵的转变会使其体积发生变化，那样就会使晶间产生内应力。

钢中含碳量渐渐降低会使δ铁素体的体量增多，从而导致δ向r 的转变量增大，进而发生体积变化，这就更容易出现裂纹。

当δ向r 转变时，比容的变化会引起线收缩。

事实证明，当（C）为0.12%～0.17%时，线性收缩达到最大，即3.8%.线性收缩量的增大会使坯壳和铜壁过早分离而形成气隙，减少导出热量，致使出结晶器坯壳太薄而且不均匀。

结晶器的热流测试指出，当（C）为0.10%时，热流为37 Col/cm2；当（C）为0.20%时，热流是39 Col/cm2。

从测试数据中可以看出，含碳量的增加会带动热流量的增加，减小线性收缩，而在很长一段时间内，坯壳与铜壁之间能保持良好的接触。

连铸二冷工艺优化与铸坯角部裂纹控制研究河北省锻造用钢技术创新中心河北承德 067300摘要：连铸坯的二次冷却是连铸生产中的一个重要环节，极大的影响到铸坯内部的质量与连铸机生产的顺利进行。

为此，对二冷工艺进行改善，已经成为连铸工艺发展中及其重要的课题。

很多钢铁生产企业，在生产前期因二冷系统的缺陷，致使铸坯脱方和内裂，导致质量不合格，因此对铸坯的合格率以及轧钢的成材率产生严重的影响。

为将铸坯质量有效改善，就必须加强对连铸二冷工艺优化，进而减少铸坯质量的缺陷问题。

关键词：连铸二冷工艺；铸坯角部；裂纹1 连铸二冷的作用及原理连铸坯二次冷却的作用，是将铸坯利用工业用水进行二次冷却。

当铸坯离开一冷（结晶器冷却）之后，虽然其表面形成了一定厚度的坯壳，但还需要进而二次冷却，利用二冷水使坯壳继续均匀加厚，并加速凝固；通过夹持辊与导向辊，对带液芯的铸坯起支撑和导向的作用，并防止其鼓肚变形；对引锭杆也起到起导向及支撑的作用；对带直结晶器的直弧型连铸机来说，也起到在二冷区将其完成铸坯的顶弯作用。

二冷水对于水质的要求相对严格，越是钢级较高的钢种要求也越高。

必须是经过精细过滤装置的工业用水。

但是对于二冷水的使用量还是需要进行精确计算，对铸坯的质量做出低倍分析之后，再进行翻转调整。

大部分的喷嘴堵塞，都是由于对二次冷却水的过滤不够精细而导致的。

2 二次冷却工艺缺陷致使连铸坯出现角部裂纹连铸二次冷却效果的好坏，将会直接影响到铸坯质量与连铸机的产量，也是致使连铸坯出现角部裂纹的最主要的原因。

在所有能够影响钢坯质量的因素中，唯有二次冷却这一因素是可以进行人为控制的。

对二次冷却工艺进行优良化，也是改善铸坯质量以及提升连铸机生产量的重要方式。

在连铸过程中，由于进行二次冷却的强度偏大，尤其是在冬季，当二冷遇到强冷空气时，二次冷却的水温比较低，在喷水量相同的情况下，对于钢坯的冷却强度却更大，可以加快钢坯的凝固速度与拉速，这样虽然会使连铸机保证较高的生存力，但是会让铸坯产生各种裂纹，使其存在缺陷，并严重影响到铸坯的质量。