板坯表面纵裂纹原因和控制措施

1、板坯表面纵裂纹原因和控制措施摘要：通过对安钢第一炼轧厂板坯连铸工艺分析, 认为引起板坯纵裂纹的主要原因是钢水成分和质量、结晶器 冷却强度、保护渣性能及其吸收夹杂物后成分和性能变化 等。通过采取措施使板坯的表面纵裂纹得到有效的控制，纵 裂纹发生率由1.9%控制到0.55%左右。关键词：连铸板坯纵裂纹保护渣连铸板坯的表面纵裂纹是影响铸机产量和铸坯质量的 主要缺陷。它的出现，轻者须进行精整；严重的导致漏钢或 铸坯报废，影响铸机作业率和金属收得率，增加了生产成本 也打乱了生产计划。安钢第一炼轧厂自投产以来，铸坯的表 面缺陷主要是表面纵裂纹，而表面横裂纹几乎没有出现过。 纵裂纹增加最严重的月份，纵裂纹率

2、高达3. 13%,攻关前， 纵裂纹的平均发生率为1.9%,经过两个月的攻关，纵裂纹率 控制在0. 55%的水平。1表面纵裂纹的特征从表面纵裂纹的分布状况看，在板坯的宽面中央区域， 即水口区域的表面纵裂纹占整个铸坯表面裂纹的90%,其余 的分布在铸坯宽面的1/4和3/4区域，内、外弧都有，内弧 的表面纵裂纹比例明显高于外弧的比例。从裂纹的长短看， 大于lm的占表面纵裂纹的多数；从裂纹的深度看，大于10mm 的占多数。2表面纵裂纹的产生原因与控制措施2. 1钢水质量的影响2. 1. 1钢中碳含量的影响c含量在0.10%0. 12%范围内，裂纹敏感性最大；c含 量20.18%时，板坯表面裂纹的发生率

3、是随碳含量的增加而 增加的1。由铁碳相图可知，当碳含量在0.10%0. 14%时, 凝固过程发生包晶反应并伴随5-y相变，产生较大的体 积收缩，铸坯与结晶器壁之间产生空隙，导出热量较小，坯 壳最薄，在表面形成凹陷，凹陷部位冷却和凝固速度比其它 部位慢，组织粗化，在热应力、摩擦力和钢水静压力等作用 下，在凝固坯壳薄弱处产生裂纹，并且在二冷作用下裂纹加 深和扩大2。根据数据统计结果来看，c含量在0.12% 0. 14%对板坯纵裂有一定的影响。2. 1.2成品钢中硫含量的影响硫在钢中的溶解度极小，与铁生成fes, fes与feo能 形成低熔点的热脆性共晶体，并在晶界析出。极易在晶界处 产生裂纹，所以

4、要尽可能降低钢中的硫含量。成品钢中硫含量与板坯表面纵裂的关系见表lo从表1 可以看出，成品钢中的w (s) >0. 030%的炉次，裂纹比是浇 铸比的10倍；成品w(s)在0. 030%0.015%之间的，裂纹 比与浇铸比的比值迅速下降，但仍然高于平均值；而w (s)0. 14%； q345类钢成品w (c) >0. 16%；普通钢种要求终点w(c) >0. 08%o通过技术比武、考核等管理措施使这3项指 标的受控率均达到了 85%以上。(2) 对硫的控制。在条件许可的情况下，每炉进行铁 水预脱硫，保证铁水w (s)表4保护渣在使用前后各组分的质量分数和碱度值从表4看出，碱度

5、变化不大，na20、f含量降低，mgo、a1203、mn02含量明显升高，这与前面分析的钢中夹杂物对 纵裂纹的影响是一致的。从表2也可以看出保护渣变性对裂 纹的影响，新水口浇钢第3炉、换渣第3炉和变渣线第4炉 都存在裂纹比例高的现象，这说明钢水中的a1203夹杂对保 护渣变性的影响。因为保护渣对a1203夹杂的吸附有一极大 值，超出此范围，保护渣中a1203几乎不再变化。熔渣吸收 夹杂后，必然使保护渣性能发生较大变化，这影响了保护渣 渣膜组成、润滑特性及热阻的稳定。从上面的统计看，根据我厂的一般钢种的夹杂量对应保 护渣的吸收情况，调整为3炉换1次保护渣，效果良好。2.4结晶器冷却强度的影响在结

6、晶器整个宽度上应保持均匀的热流密度，尤其在弯 液面区更是如此，不均匀的传热会使很薄的坯壳不规律地脱 开结晶器壁，脱开区域的回热将使应力提高，导致坯壳表面 产生纵向裂纹。控制合适的结晶器冷却水流量和进出水温差是减少表 面纵裂纹的有效手段。保证结晶器最低的冷却水流量是获得 稳定低热流的前提条件，同样，结晶器采用缓冷，使热流密 度降低，可减少表面纵裂纹。通过多次调整结晶器的水流量，从宽面的4000l/min和 窄面的540l/min,分别减至为3700l/min和485l/min后， 铸坯的表面纵裂纹显著降低。3效果通过采取上述措施，铸坯纵裂纹的长度、深度及数量都 得到了有效控制，钢板表面纵裂纹导致的浇铸退废和协议板 量也大幅减少(见图1)。纵裂纹平均发生率由攻关前3个月 的1. 9%降低到0. 55%的水平。4结论宽厚比大的连铸板坯容易产生表面纵裂纹，通过分析大 板坯连铸生产工艺条件，采取以下措施，可以有效减少铸坯 表面纵裂纹的发生。(1) 提高钢水质量对降低表面纵裂纹是重要的前提条 件。这包括降低钢水硫、钢中碳避开裂纹敏感区域、降低终 点钢水氧化性、减少钢中夹杂物和合适的钢水过热度；(2) 严格按标准进行换中包、换水口等影响液面稳定 的操作；(3) 选用合适的保护渣；(4) 及时更换保护渣；(5