防止宽厚板连铸坯表面裂纹的发生

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生产无缺陷的连铸坯是保证最终连轧产品质量的前提条件，但连铸过程中连铸坯可能出现表面裂纹，它是影响连铸机产量和铸坯质量的主要缺陷。据统计，铸坯各类缺陷中有50%为裂纹缺陷。铸坯出现裂纹，轻者需进行精整，重者会导致废品，既影响连铸坯生产率，又影响产品质量，增加生产成本。

     连铸过程中可能出现的表面裂纹有横裂纹缺陷与纵裂纹缺陷。这些裂纹的发生情况与生产的钢种有关。在生产微合金高强度钢如Nb微合金钢时，铸坯在冷却过程中由于AlN，Nb(CN)等质点在奥氏体晶界沉淀，增加晶界脆性，增加裂纹的敏感性，容易使铸坯表面产生横裂纹缺陷。同时，包晶反应的组织应力及杂质在晶界的富集也促进裂纹的形成。横裂纹缺陷常隐藏在铸坯表面氧化铁皮下，不易直接观察，对铸坯表面清理后，可看出横裂纹位于内弧面振痕波谷处，轧成材后在板宽1/4处沿铸造方向分布。在生产45优碳钢时，铸坯表面易发生纵裂纹，分布在板坯宽面中央区域的表面纵裂纹占86%，其余分布在宽面1/4和3/4区域，内弧的表面纵裂纹明显高于外弧。这些缺陷导致大量废品的产生，严重影响生产。纵裂纹是在结晶器内产生的，与结晶器冷却相关。不均匀的传热会使很薄的坯壳不规律地脱开结晶器壁，脱开区域的回热使应力提高，导致坯壳表面产生纵裂纹。因此，结晶器内热流密度的大小直接关系到纵裂纹的产生。此外，钢水过热度过高，生成的坯壳薄且热应力大，易产生表面裂纹；钢水过热度过低，保护渣溶化不良，会导致弯月面冷却不均匀，也易产生表面纵裂纹。

    控制横裂纹产生的措施有：（1）合适的一次冷却方式。根据钢种不同，一次冷却配水量分布应使铸坯表面温度分布均匀，应尽量减小铸坯表面和边部的温度差。可采用动态冷配水模型，提高喷嘴质量、提高水质等方法来实现铸坯表面的均匀合理冷却。（2）采用高频率，小振幅结晶器振动。减浅振痕能防止横裂纹的产生，因此应采用高频率（100~400min-1），小振幅（士5mm）的结晶器振动机构。（3）提高拉坯速度。适当提高拉坯速度，规定下限拉速，防止拉速过低造成矫直时进入脆性温度区间；同时，应保持合适的铸坯矫直温度，以避开脆性区（4）合适的保护渣。保护渣的用量和粘度既要保证减浅振痕，又要防止坯壳粘结。保护渣用量最少为0.3kg/m2。

   控制纵裂纹产生的措施有：（1）实行结晶器缓冷工艺。同时，不同结晶器铜板厚度采用不同冷却水量，防止激冷所造成的冷却不均匀。控制结晶器窄面热流与宽面热流比值为0.8~0.9，调节结晶器水量和进出水温度，使结晶器弯月面铜板温度为恒定值。结晶器液面波动保持在±3.5~±4.5mm。（2）尽量降低钢中硫、磷的含量，一般钢种w([P])≤0.015、w([S])≤0.010，以降低铸坯裂纹敏感性；（3）低过热度浇注。要求钢水过热度在5~25℃；（4）低速、恒速浇注。（5）对不同钢种、不同断面选用不同的保护渣。对包晶钢要采用高熔点，高粘度，高碱度保护渣；对粘结钢要采用低熔点，低粘度，低碱度保护渣。