连铸板坯表面裂纹形成原因及控制措施

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1、连铸板坯表面裂纹形成原因及控制措施连铸板坯表面裂纹形成原因及控制措施郭金山’马凤川(1．唐钢第一钢轧厂，唐山063009；2．河北理工大学研究生学院，063009)[摘要]连铸板坯表面质量缺陷主要是纵裂纹和横裂纹，通过其表面缺陷的特征，分析连铸板坯产生表面质量缺陷的原因和影响因素。提出改善钢水和耐材质量，改善设备条件等措施，可以避免连铸板坯表面裂纹的产生。关键词钢水板坯连铸铸坯结晶器裂纹分析1前言中，坯壳受到内外、上下温度差产生的热应力、钢水静连铸板坯出现的裂纹主要分为表面裂纹和内部压力、坯壳与结晶器铜板壁

2、的摩擦力和由于产生气隙裂纹，而表面裂纹一般分为纵裂纹、横裂纹和星状(网板坯宽面收缩受到窄面制约所承受的应力等的影响，状)裂纹。表面裂纹是影响铸坯质量的主要缺陷，在各这些力综合作用在坯壳上，当张应力超过钢的高温允类缺陷中可以占50％以上。裂纹形成的原因较为复许强度时，就在坯壳薄弱处萌生裂纹。杂，总体上来讲，主要是由于钢水在结晶器内冷却形2．2．2微裂纹扩展成的初生坯壳薄厚不均，在应力作用下产生微裂纹，铸坯进入二冷区后，由于冷却强度加大，铸坯加当铸坯进入二冷区段后又由于二次冷却和铸坯的弯快凝固，组织发生奥氏体分

3、解相变，在铸坯尺寸上的曲矫直，应力加重而使裂纹扩展。本文主要论述铸坯表现为体积收缩和线收缩，这种外形尺寸上的变化，表面裂纹的形成原因和预防措施。导致应力的产生。同时由于板坯连铸都采用带液芯弯2表面纵裂纹曲和矫直，铸坯内部存在大量液态钢水，导致因铸坯2．1表面纵裂纹特征表面和内部温度梯度而形成热应力。液态钢水在二冷连铸板坯表面纵裂纹是指沿着拉坯方向在铸坯区也会重熔坯壳，使坯壳变薄，在钢水静压力的作用表面发生的裂纹，它在结晶器内即开始形成，与铸坯下产生鼓肚变形，加重应力集中。铸坯在扇形段弯曲表面的纵向收缩同时出

4、现，多发生在铸坯宽面中心部和矫直过程中，承受较大的机械应力，加大了微裂纹位或靠边部棱角部位。这种裂纹在连铸坯壳厚度5．5的扩展而形成裂纹。mm～7．5mm时形成的，大约在结晶器钢液面以下902．3影响表面纵裂纹产生的因素mm～150mm处产生【IJ。2．3．1铸坯宽度综合分析表明，纵裂纹有以下特征。铸坯越宽，由于钢水静压力阻碍坯壳收缩的应力2．1．1产生纵裂纹的表面常伴有凹陷，纵裂纹的严重就越大，产生裂纹的可能性就越大。实验指出，抗拉强性与表面凹陷相对应。度为400MPa级的厚板，宽厚比为7，宽度为1890

5、2．1．2裂纹沿树枝晶干方向扩展。mm的铸坯产生裂纹的发生率是铸坯厚度为15202．1．3裂纹内发现有si、ca、Al等元素的夹杂物。mm的2倍以上圆。2．1．4在裂纹周围发现有P、S、Mn的偏析。2．3．2钢水成分2．1．5裂纹边缘出现一定的脱碳层，说明裂纹是在高(1)碳含量温下形成扩展的。钢水中『C1：0．10％左右时，由于凝固过程处于L+2．2表面纵裂纹的形成原因8包晶区，凝固线性收缩量最大，产生纵裂纹的几纵裂纹产生的主要原因是结晶器内冷却强度不率也最大。通过统计，当钢水中0．06％≤『C1≤O．16

6、％均匀造成初生坯壳厚度不均匀，在坯壳薄的地方应力时凝固过程中都会发生相变，并伴有较大的线性收集中，当应力超过坯壳的抗拉强度时就产生微裂纹。缩，使坯壳脱离结晶器铜板壁而产生气隙，阻碍了钢一般产生于结晶器弯月面处，进入二冷区微裂纹扩展水向冷却水的传热，造成坯壳薄厚不均而产生微裂形成明显裂纹。纹。当『C1>0．20％时，产生裂纹几率变小。因此，在浇注2．2．1微裂纹形成中碳钢时，在满足钢水成分条件下，尽量避开包晶区，微裂纹的形成主要是钢水在结晶器内凝固过程消除包晶反应对裂纹的影响。2009年第2期天律舌管(2)硫

7、、磷含量流而引起，结晶器内钢水偏流会增加裂纹产生的几钢水中『S1>0．015％、『P1>0．015％时钢的强度和塑率。因此，在实际生产中要根据不同的铸机机型、不同性降低，纵裂纹增加。硫在钢中溶解度比较小，与铁生的断面选择不同的浸入式水口形式，可以从侧孔、插成硫化铁(Fes)，硫化铁与氧化铁能形成低熔点的热入深度等进行优化，确保结晶器内钢水液面稳定和流脆性共晶体在晶界析出，破环了晶体的连续性，极易场稳定，保证液面波动范围在±5mm之内。在晶界处产生微裂纹。因此，在炼钢过程中，尽量降低2．3．7结晶器硫、磷的含

8、量，同时提高锰硫比，即M~S>30。结晶器内铜板裂纹、镀层脱落、结晶器锥度变化2．3-3钢水过热度等情况，都会造成铸坯裂纹。当铜板出现裂纹和镀层钢水过热度过高，结晶器内初生坯壳较薄，裂纹脱落的情况时，尤其是在结晶器弯月面出现，会造成产生几率变大；过热度过低，对保护渣的熔化不利，导初生薄厚不均而产生裂纹，因此要求使用的结晶器铜致结晶器内弯月面冷却不均，也容易产生裂纹。因此板当出现裂纹和镀层脱落情况，必须进行打磨。结