连铸坯角部皮下横裂纹成因分析及控制技术[论文]
连铸坯角部皮下横裂纹成因分析及控制技术
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。
Q420B铸坯表面角部横裂纹的成因及控制措施
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald119DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.08.119Q420B铸坯表面角部横裂纹的成因及控制措施①李进海（河钢集团宣钢公司生产制造部 河北张家口 075100）摘 要：针对宣钢1#连铸机200mm×285mm断面浇注Q420B铁塔用角钢过程中出现的铸坯表面角部横裂纹，通过分析表面角部横裂纹的形成原因，结合我厂连铸坯生产工艺和设备的实际情况，采取有利于消除表面角部横裂纹的控制措施，取得了良好效果。
关键词：Q420B 表面角部横裂纹 控制措施中图分类号：TG335 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)03(b)-0119-02①作者简介：李进海(1971,9—),男，汉族，河北宣化人,本科,机械高级工程师，现从事钢铁冶金技术管理工作。
宣钢炼钢厂1#连铸机3—4月份在生产Q420B铁塔用角钢过程中，铸坯出现了不同批次的表面角部横裂纹。
为此，我们通过分析铸坯表面角部横裂纹的产生原因，结合本条生产线的工艺设备特点，及时优化调整生产工艺和加强铸机设备点检，使铸坯缺陷率大大降低，避免了批量性质量事故，为型棒厂提供无缺陷铸坯，提高铁塔用角钢的轧制合格率。
1 Q420B生产工艺流程宣钢Q 420B 铁塔用角钢的生产工艺流程为：铁水预处理→120 t顶底复吹转炉冶炼→钢包吹Ar并用Fe-Si、Si-Mn、NVFe、Si-Al-Ba-Sr脱氧合金化→200 mm ×285 m m 矩坯连铸机全保护浇注→型棒厂轧制→铁塔用角钢。
Q420B铁塔用角钢成分如表1所示：2 角部横裂纹的产生机理铸坯角部横裂纹产生于结晶器初始坯壳形成振痕的波谷处，且振痕越深，角部横裂纹越严重。
在波谷处，由于：①奥氏体晶界析出碳氮化物，产生晶间断裂；②深振痕谷底的S、P偏析、晶粒粗大，降低了钢的高温强度。
低碳钢连铸方坯角部横裂形成分析和控制工艺
（ " 北京科技大学， 北京 "$$$%& ； # 江阴兴澄特种钢铁有限公司一炼钢厂， 江阴 #"’’#( ） 可观察到铸坯角部振痕波谷处的横向裂纹， 其长度为 摘 ! 要! 兴澄特钢 &$$ )) * &#$ )) 低碳钢铸坯酸洗后， "$ + &$ ))， 最大宽度达 # ))。生产实践表明， 当 ,-.#"$ 系列锅炉钢 （/ ： $0 "& + $0 #12、 $0 ’1 + "0 "$34） 的 ［ -5 6 ］ 从 $0 $$(/ 增加至 $0 $#"/ 时， 铸坯角部横裂纹指数从 $0 $& 增加到 #0 7’ 。因微量钛能改善钢在较低变形速率下的热 成型性， 钢中加微量钛， 可以明显减少铸坯角部横裂纹的产生。通过 控 制 加 -5 量 使 ［ -5 6 ］ 加 89 使 ! $0 $"$/ ， ［ 89］ 同时采用提高钢水流动性和铸坯矫直温度#($$ : 等措施， 避免了 ,-.#"$2 钢的铸坯角部横裂纹的 "$0 $#/ ， 产生。 关键词! 连铸方坯! 低碳钢! 角部横裂! ［ -5 6 ］ ! ［ 89］
任意流各取 # 支铸坯； （#） 将铸坯用盐酸溶液酸洗 观察铸坯角部横裂的情况， 统 后清洗铸坯表面； （&） 计单位长度和裂纹数。 &$$ )) * &#$ )) 低碳钢铸坯的表面横裂纹经 常发生在振痕波谷处， 且振痕深时， 更易在波谷处产 生横裂纹。 对铸坯进行酸洗后可以看出横裂纹位于铸坯角 部振痕波谷处 （ 如图 "<） ， 并向两面延伸。长度"$ + &$ )) 不等， 宽度最大可达 # ))， 内弧比外弧严重， 一般呈间断的密集分布， 也有零星的角部横裂纹。 铸坯在经过轧制成 !%$ )) 圆管坯后表现为轧材表 面的三角裂 （ 如图 "Y） 。
连铸坯表面纵裂纹产生原因及控制措施
左 右 １ ００ ｍｍ
。
２ ３ １ ．
．
宽 大 纵 裂 纹 宽 度 深 度 ：
丨 ０ － ２０ｍ ｍ ，
２ ０ － ３ ０ｍ ｍ ，
长达几米 严重时会贯穿 板坯而报废
，
。
２２ ．
表 面 纵 裂 纹 原 因 分 析
２ ２ ．
．１
纵 裂 纹 起 源 于 结 晶 器 的 弯 月 面 区 初 生 凝 固
０ ２ －
１
１
＞ ２ １
钢 液 面 波 动 范 围 ｍｍ ，
图 ４ 液 面 波 动 对 裂 纹 指 数 的 影 响
２ ．
２． ４
结 晶 器 冷 却 效 果 及 热 流 的 影 响重 要 纵 裂 纹 一 般 均 发 生 在 结 晶 器 内 部 在 结 晶 器
，
，
结 晶 器 冷 却 效 果 对 连 铸 坯 纵 裂 纹 的 影 响 非 常 内 部 先 形 成 微 裂 纹 进 入 二 冷 区 后 发 展 成 明 显 的 裂 ，
，
晶器
流
于 Ｗ Ｍ ７ １ ．
Ｍ２
／
宽面 铜板平 均热 流 为
侧 面 平 均 热 流 Ｍ Ｗ Ｍ ４ ６ １ ．
－
１．
２ ／
，
为
＜ｚ＞
＞
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議
图 ５ 结 晶 器 热 流对 裂 纹 指 数 的 对 应 关 系
板 表 面 纵 裂纹 发 生 率 最 小 Ｍ Ｗ ３ ｌ ．
ｌ－ １．
／ ｍ２ ，
坯
。
经 统 计 分 析 侧 边 铜 板 热 流 与 宽 边 铜 板 热 流 之
高强微合金钢连铸板坯角部横裂纹形成机理及控制技术研究
高强微合金钢连铸板坯角部横裂纹是一种常见的缺陷，其形成机理涉及多个因素。
理解这些因素并采取相应的控制技术对于改善板坯质量至关重要。
以下是可能涉及到的一些因素和控制技术：形成机理：1. 温度梯度：过大的温度梯度容易导致板坯表面和内部的温度差异过大，从而引发横裂纹。
2. 结晶器振动：过大的结晶器振动可能导致板坯结晶不均匀，增加裂纹的发生概率。
3. 结晶器冷却水流量分布：不均匀的冷却水流量分布可能导致板坯冷却不均匀，加剧横裂纹的发生。
4. 结晶器冷却水温度：过低的冷却水温度可能导致板坯冷却过快，增加内部应力，导致横裂纹。
5. 板坯浇注速度：过高的浇注速度可能导致板坯表面快速凝固，增加内部应力。
6. 结晶器润滑液体位：不合适的润滑液体位可能导致板坯表面和内部的润滑不均匀，影响结晶和冷却。
控制技术：1. 优化结晶器设计：合理设计结晶器，包括结晶器的振动控制系统、冷却水流量分布系统等，以确保结晶过程均匀。
2. 温度梯度控制：通过控制板坯表面和内部的温度梯度，减小不均匀的温度分布。
3. 控制板坯浇注速度：调整浇注速度，避免过快导致板坯表面过早凝固。
4. 优化结晶器冷却水系统：调整冷却水流量分布，确保均匀冷却。
5. 温度在线监测：使用温度在线监测系统，实时了解板坯的温度情况，及时调整工艺参数。
6. 结晶器振动控制：控制结晶器振动，避免过大的振动影响板坯结晶均匀性。
7. 冷却水温度控制：调整冷却水温度，防止过低的温度引发板坯内部应力。
8. 板坯表面润滑控制：控制润滑液体位，确保板坯表面润滑均匀。
综合运用上述控制技术，可以有效减少高强微合金钢连铸板坯角部横裂纹的发生，提高板坯的质量。
这些控制技术需要根据具体情况进行合理调整和组合，同时，科学可行的实验和模拟也是研究和改进的重要手段。
连铸板坯角部横裂产生的原因及应对措施
铸坯角部横裂产生的原因及应对措施板坯可以在表面上观察到纵向裂纹，在尾部观察到中线裂纹。
要了解板坯中的角裂纹及孔隙，必须用沿板坯边部进行火焰切割处理，切割出50mm宽，2〜3mm深的槽。
在检查板坯的裂纹时，在高强低合金钢(HSLA)、包晶钢、中碳钢中发现了角部横裂，但是在低碳铝镇静钢中却很少发现裂纹。
包晶钢含有Nb,因此，角裂的百分比极高。
虽然在板坯的疏松边发现了角部横裂，但板坯中的大多数裂纹出现在板坯的固定边。
几乎板坯中所有的角部横裂纹与振动痕迹方向一致。
在出厂前，必须对板坯中的角裂纹和针孔进行处理。
处理板坯中出现的裂纹将增加产品成本，降低生产能力，耽误产品出厂日期。
经过火焰切割后的板坯样品送到米塔尔研究实验室进行分析，以便确定其中角部横裂纹的发生原因。
为减少角部横裂纹，米塔尔公司LazaroCardenas(MSLC)的操作人员、维修人员、技术人员组成了一支精干的团队，以降低板坯角部横裂纹的发生。
裂纹起因当铸流表面遭受到热力应变、机械力应变或相变时，若该应变量超过了铸件材料的最大应变值，板坯就会发生横裂。
在下列条件下板坯可能产生裂纹：(1)铸流表面温度下降至低延展区以下，拉伸应变导致铸件产生裂纹。
(2)结晶器上热收缩应变引起板坯内部热断裂，产生裂纹。
(3)结晶器上或结晶器附近所施加的外力引起表面热拉裂。
产品的延展性低是出现裂纹的主要原因。
影响板坯横裂的因素还包括化学作用。
减小温差，降低震动是避免板坯裂隙发生的主要措施。
角部裂分析对板坯切削样本(削痕深度2〜3mm)进行化学成分分析的结果如表1。
在这种钢中发现了严重的角部裂纹，主要原因是该种钢的Nb、V和C含量高，特别是C对包晶钢非常敏感。
理论上讲，Nb(C,N)在1090°C开始析出，当温度下降，析出量快速增长，当温度降低到900C时主要析出物为V(C,N)，温度进一步下降到800C时，晶间继续析出。
众所周知，在温度降低过程中，Nb基及V基析出物沿奥氏体晶粒边界析出。
铸坯边角部横裂纹的产生原因和预防措施
（ ｈｏｕｎ ｒｎ＆ Ｓ ｅ Ｇ ｏｐＣ ． ， ｔ．ｓａｇａ １ １３ Ｇ ａｇｏｇ Ｓ ａｇａ ｇＩ ｏ ｔ ｌ ｒ ｏ Ｌｄ ｈｏｕｎ５ ２ ２ ， ｕｎ ｄｎ ） ｅ ｕ
结 晶器 振 动 形 式
液 压 振 动
２ 铸坯 内弧边部横裂纹 的特征和原 因
ｔ ｅ ｓｅ ｌ ｎ ｏ ｒｅ ｕ ｐ ｎ ｏ ｄｔ ｎ ａｓ ｏ ｔ ｂ ｔ ｄ ｔ ｈ ｒ ｃ ｉｇ ｈ ｔｅ ，ａ ｄ ｐ ｏ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｎ ｉ ｏ ｌｏ ｃ ｎ ｒ ｕ ｅ ｏ ｔ ｅ ｃ ａ ｋ ｎ ．Ｅ ｅ ｔ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔ ｎ ｍｅ ｓ ｒ ｓｗｅｅ ｔ ｕ ｕ ｏ － ｃ ｉ ｉ ｆ ｃ ｉ ｒｖ ｎ ｉ ａ ｕ ｅ ｒ ｈ ｓ ｐ ｔｆ ｒ ｖ ｏ
钢” 第三炼钢厂宽厚板坯连铸机（ ） 以下简称宽厚板
铸 机 ） 中冶京诚 设 计 ， ２０ 由 于 ０ ８年 １ 正 式 投 产 ． Ｏ月
投产后在生产小于 １ ０ ｍ断面含 Ｎ 、 ０ｍ ９ ｂ Ｖ等微合
金 元 素 的钢种 时 ， 钢坯 内弧 离边 角 部 ５ ｍ 区域经 ０ｍ
赵光远 ，寻 忠忠，曾令宇
（ 广东省韶关钢铁集 团有 限公 司 ， 广东 韶关 ５２ ２ ） １ １３ 摘 要： 根据韶钢宽厚板坯 连铸 机生产含 Ｎ 、 ｂ Ｖ等微合金钢 时铸坯 内弧边 角部 出现横裂纹缺陷 ， 分析 了横裂纹产 生
原因： 铸坯边角部冷却 过强是造成横裂纹的最重要外 因 ， 钢种成分 和钢 中氮含 量 、 溶铝含量 过高则 是 内因 ； 酸 连铸 机设备状 态变差等也会增加横裂纹发生几 率． 鉴此 ， 采取 了针对性 的改造和优化措施 ， 取得 了较为明显的效果． 关键 词 ： 宽厚板连铸机 ； 微合金钢 ；横裂纹 ； 裂 龟
连铸板坯表面纵裂纹控制
连铸板坯表面纵裂纹控制
一、连铸板坯表面纵裂纹的产生因素
1、造坯温度：过低的造坯温度会导致板坯表面纵裂纹的出现，应在钢
水熔化温度的基础上提高造坯温度；
2、造坯件间距：连铸板坯的冷却过程会产生很强的内应力，如果水冷
却造坯件间距过大，冷却之后会出现拉伸变形，从而产生纵裂纹；
3、连铸熔口处处理不当：当积熔渣正常时，若造坯件分离不平衡，也
会使连铸熔口处出现倾斜度，且不平衡的张力会造成热锻段产生纵裂纹；
4、水冷却喷口结构：水冷却温度不均匀，会在板坯表面形成表面纵裂纹，应采取合理的水冷却喷口结构布置，保证冷却水均匀性；
二、连铸板坯表面纵裂纹的控制措施
1、温度控制：在连铸造坯过程中，采用温度控制措施，确保钢水熔化
温度跨度不要在半钩温度以内，另外，为了减轻连铸板坯表面拉伸应
力也有助于减少纵裂纹；
2、造坯件间距控制：对于比较薄的连铸板坯，如低碳钢、低合金钢等，尤其需要多加注意造坯件间距的控制，相应地采用一定的补偿措施；
3、熔口处理控制：在熔口结构上有要求，要保证熔口垂直度，以保证
熔口平整，以及减少裂纹的出现；
4、水冷却喷口结构控制：采取合理的水冷却喷口结构，尽量取均衡的
喷口布置，以保证冷却的均匀性；。
西城板坯角部横裂纹产生原因及控制措施
西城板坯角部横裂纹产生原因及控制措施文章结合无锡西城特种船用板有限公司炼钢厂实际生产中出现的板坯角部横裂纹产生的因素进行排查、分析，并采取控制措施，使缺陷得到有效控制。
标签：板坯；角部横裂；烂边；Q235B无锡西城特种船用板有限公司炼钢厂（以下简称西城炼钢厂）板坯连铸一直生产规格2001250～1400mm的Q235B板坯，受钢板价格上涨的影响，2016年4月12日开始批量生产大规格2001600mm的Q235B板坯，并且为提高产能，拉速由0.85m/min，提高到0.95～1.00m/min，板坯经轧制后存在烂边现象，而中板厂为了与炼钢厂产能匹配，希望生产边部不需处理便可销售的毛边板，而烂边将造成毛边板无法生产。
经过跟踪、分析，判断中板烂边为板坯角部横裂纹造成，随即采取了一系列的措施，使板坯角部横裂纹得到控制，基本满足毛边板的生产要求。
1 西城炼钢厂板坯连铸机主要参数2 角部横裂轧制后及酸蚀后形貌图1为角部横裂，经中板厂轧制后的形貌，中板厂判定为烂边。
图2、图3是轧后中板缺陷部位的金相图片，裂纹处有明显脱碳，脱碳层深约0.29 mm，也说明该缺陷来源于板坯的原始缺陷；而后检查所生产的板坯，角部存在横裂纹。
3 板坯角部横裂纹形貌经过对板坯的检验发现，角部横裂纹基本分布在振痕里，裂纹宽0.5～1mm，向内扩展5～15mm，严重的达到20mm，而轻微的仅为发纹。
但这些缺陷，无论大小，经过加热炉加热，均会氧化脱碳，造成裂纹内大量氧化物夹杂，无法经轧制焊合，而产生烂边缺陷。
4 角部横裂纹产生的影响因素普遍认为，连铸坯多数的表面缺陷起源于结晶器。
经观察，角部横裂纹均出现在振痕里，说明该缺陷与结晶器内坯壳的状态有关；通过对漏钢后板坯角部的检验，反推裂纹出现的位置发现，角部横裂纹自矫直段6段开始出现，表明该裂纹在矫直时出现。
故西城炼钢厂主要围绕结晶器内坯壳的状态及矫直进行影响因素的排查。
4.1 振动参数的影响振动参数影响板坯在结晶器里的脱模情况，而主要影响因素为负滑脱时间tN。
连铸坯角部皮下横裂纹成因分析及控制技术
连铸坯角部皮下横裂纹成因分析及控制技术连铸坯角部皮下横裂纹是指在连铸坯的角部，表面下出现沿着壁厚方向的裂纹，给后续加工和使用带来不良影响。
其成因主要是由于连铸坯角部的凝固不均和加工应力引起的塑性变形，以及连铸坯冷却过程中内部温度差异不均等因素所导致的应力集中，最终引发了横向裂纹。
下面我们将从成因分析和控制技术两个方面来详细探讨连铸坯角部皮下横裂纹的产生和控制。
成因分析：（1）凝固不均连铸坯角部是整个坯料最后凝固的部分，由于连铸速度、温度、流动状态等因素的影响，角部的冷却过程相对于其他部位更加缓慢，导致角部凝固不均。
这种不均匀的凝固会产生不同的晶粒结构和应力分布，引起其在加工或使用过程中的应力集中，从而导致横向裂纹的产生。
（2）塑性变形在连铸坯的制造过程中，角部处于连铸机的曲折位置，通过弯曲和拉伸的变形，在坯料内部引起应力；同时，原材料的变化或连铸工艺的变化等因素也会产生影响，使得角部在制造和后续加工的过程中发生塑性变形。
虽然这种塑性变形可能在加工中得到修复，但也会在其之后的冷却过程中因应力集中而导致横向裂纹的产生。
（3）温度梯度连铸坯在冷却过程中，由于内部温度差异不均，在坯料内部产生了较大的应力集中。
角部与其他部位相比，由于特殊的位置和几何形状，冷却速度更慢，温度梯度更大，因而在冷却过程中容易引发横向裂纹，特别是在角部最薄的部位。
控制技术：（1）冷却方式连铸坯制造过程中，冷却方式的选择对坯料的质量产生着极大的影响。
在钢坯角部应采取有针对性的冷却方式，例如采用喷水冷却，在整个冷却过程中，保持冷却速度的均匀性，避免角部冷却不均导致的坯料内部温度差异和应力集中。
（2）钢质控制钢坯的铸造是一个复杂的过程，不仅需要控制好铸造温度、连铸速度等因素，还需要控制钢水中的气体含量、非金属夹杂物含量等，以确保将钢坯制造出高质量、低损耗的产品。
（3）加工工艺经过精细的加工，可以在大程度上修复连铸坯中存在的缺陷，对控制连铸坯角部皮下横裂纹能起到至关重要的作用。
宽厚板连铸坯角部表面横裂纹成因及改进措施
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． １ ３ ６ ３ ０ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． １ ３—１ １ ７ ２ ． ２ ０ １ ６ ． １ ２ １ ０
ＲＥＡＳ ＯＮ ＡＮＤ Ｉ Ｍ ＰＲＯＶＤ Ｇ Ｍ ＥＡ Ｓ ＵＲＥＳ Ｆ ＯＲ ＨＯＲＩ ＺＯＮＴＡＬ ＣＲＡＣＫＳ ＯＮ ＣＯＲＮＥＲ Ｓ ＵＲＦＡＣＥ
ｔ ｈ ｅ ｆ ａ ｃ ｔ ｏｒ ｓ ｉ ｎ ｅ ｑｕ ｉ ｐｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｏｃ ｅｓ ｓ ｔ ｏ ａ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｔ ｈｅ ｃ ｒ ａ ｃ ｋ ｓ ａ ｒ ｅ ｓ ｃ ｒ ｅ ｅ ｎｅ ｄ ｏ ｕ ｔ ．Ｗｉ ｔ ｈ ｉ ｍｐｒ ｏ ｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｅ ｑ ｕｉ ｐｍｅ ｎｔ
（ 南 京 钢 铁 股 份 有 限公 司 板 材 事 业 部 ， 江苏 南京 ２ １ ０ ０ ３ ５ ） 摘要 ： 铸坯边角部表面横裂纹是 比较常见的表面缺陷之一 ， 对铸 坯 的 生 产 和 质 量 影 响 很 大 。结 合 南 钢 公 司一 炼 钢 厂 ３ ＃ 板 坯连铸机铸坯实际 生产和 实物质量 ， 分 析 了铸 坯 在 连 铸 机 内 的 应 力 状 态 ， 筛 选 了 影 响 板 坯 角部 横裂 纹 的 设 备 因 素 与 工 艺 因素 。通 过 改 进 设 备 和 优 化 工 艺 ， 有 效 地 控 制 了 连 铸 坯 边 角 部 表 面
横裂纹的产生 ， 轧制 宽厚 板边部裂纹缺陷改判率 由 ３ ． ３ ９ ％逐步稳定 至 ０ ． ５ ０ ％ 以下 ， 效果明显 。
关键词 ： 宽厚板 ； 连铸坯 ； 角部表面横裂纹 ； 成因； 措 施
中图分类号 ： Ｔ Ｆ ７ ７ ７ ． １ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ６—５ ０ ０ ８ （ ２ ０ １ ６ ） １ ２— ０ ０ ３ ８— ０ ７
中厚板连铸坯表面角部横裂纹成因分析与预防措施
中厚板连铸坯表面角部横裂纹成因分析与预防措施摘要中厚板连铸坯表面角部横裂纹是一种常见的铸坯表面缺陷。
本文结合宝钢罗泾二号连铸机铸坯实际生产情况和铸坯实物质量情况，初步分析了铸坯表面角部横裂纹成因，从铸机设备状态、钢种化学成份、工艺参数等几个方面提出了预防措施，指导生产管理和操作，有效控制中厚板连铸坯表面角部横裂纹的产生。
关键词中厚板连铸坯；角部横裂纹；成因；预防措施中图分类号tf777 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）34-0094-03reasons analysis and preventive measures of transverse corner crack on the surface of medium and heavy continuous casting slabli heishan，chen mengbaosteel, shanghai 201900abstract transverse corner crack on the surface of medium and heavy continuous casting slab is a kind of common surface defects. combining baosteel luo jing no.2 continuous casting machine in actual production condition and slab quality,the papers analyse the reasons and generating mechanism of transverse corner crack on the surface of medium and heavy continuous casting slab ,and describes some preventivemeasures from the aspects of state of continuous casting machine equipments, steel grade and chemical composition,process parameters etc. these preventive measures can instruct production management and operation and can effectively control transverse corner crack to improve slab quality.keywords continuous casting machine; transverse corner crack; preventive measures0 引言目前，宝钢罗泾二号连铸机生产的铸坯存在表面角部横裂缺陷，铸坯需要下线人工火焰清理，对产品质量、能源消耗、生产成本和物流成本等方面造成制约性影响。
连铸板坯三角区裂纹的成因及对策
连铸板坯三角区裂纹的成因及对策连铸板坯三角区裂纹是指连铸板坯的一种普遍存在的缺陷，它常常会发生在板坯的三角区域，严重影响铸造产品的质量和成品率。
下面我们就来回顾一下连铸板坯三角区裂纹的成因及对策。
成因：1.内层裂纹在连铸板坯冷却过程中，板坯表层和内层的温度差异较大，且表层和内层的收缩率不一致，这就会产生一定的应力。
由于三角区域的截面形状为三角形，相比于其他区域，内层板坯的阳角处相邻的晶粒受到内力的压缩，容易发生内层裂纹。
2.表层裂纹当连铸板坯在冷却的过程中，在三角区域还未完全凝固时，浇口等外界原因造成了较明显的温度梯度而形成局部应力，严重时会发生表层裂纹。
3.气体缺陷在铸钢板坯连铸过程中，气体不容易排出，尤其是在三角区域，容易形成气泡和气孔，造成局部应力集中而形成裂纹。
对策：1.技术改进对于连铸板坯三角区裂纹的发生，可以先从技术的角度入手，采取改进措施，降低板坯的质量，减少三角区裂纹的发生。
例如：优化冷却过程，改善铸坯结构，以及适当的添加合金等。
2.材料改进连铸板坯三角区裂纹的发生与材料有一定的关系，因此在材料方面也可以采取一些措施，降低三角区裂纹的发生率。
例如，使用具有更好强度和韧性的材料，加入细小的晶粒改进剂等。
3.操作规范操作规范和操作技能的提高也是降低连铸板坯三角区裂纹发生率的关键。
对于操作者，需要按照正确的操作流程进行操作，严格掌握生产技术规范，避免因操作失误而导致的铸造缺陷。
总结：综上所述，连铸板坯三角区裂纹是铸造中一个比较复杂的问题，其造成的缺陷不仅影响产品质量，也影响生产效率。
因此，我们需要重视连铸板坯三角区裂纹缺陷的控制，采取一系列的改善措施，从技术，材料和操作规范等角度去降低三角区裂纹的发生率。
连铸表面裂纹产生的原因和改进的技术措施
姓名：陈守汪班级: 冶094班学号：099014214 2018年5月14日连铸表面裂纹产生地原因和改进地技术措施摘要：连铸坯表面裂纹地产生主要取决于：钢成分对裂纹敏感性、浇铸工艺条件及连铸机设备状况•带液芯地连铸坯在连铸机内运行过程中受到外力作用是坯壳产生裂纹地外因，钢地高温力学行为是产生裂纹地内因，而设备和工艺因素是产生裂纹地条件•根据所浇钢种，对连铸机设备地调整应符合钢水凝固收缩规律，以坯壳不发生变形为原则.优化工艺参数，使其处于能够保证连铸坯不产生裂纹或不足以造成废品地允许范围内，得到合理地铸坯凝固结构.b5E2RGbCAP关键词：铸坯表面纵裂纹、铸坯表面横裂纹主要内容：铸坯裂纹是影响连铸机产量和铸坯质量地主要缺陷.据统计，铸坯各类缺陷中有50汹裂纹缺陷.铸坯出现裂纹，轻者需进行精整，重者会导致漏钢和废品，既影响连铸坯生产率，又影响产品质量，增加生产成本. plEanqFDPw1铸坯表面纵裂纹1. 1 板坯表面纵裂纹特征表面纵裂纹可能在板坯宽面中心区域或宽面到棱边地任一位置产生.综合分析表明，纵裂纹有以下特征：(1＞产生纵裂纹地表面常伴有凹陷(depression＞, 纵裂纹地严重性与表面凹陷相对应.(2＞裂纹沿树枝晶干方向扩展.(3＞裂纹内发现有硅、钙、铝等元素地夹杂物.(4＞在裂纹周围发现有P, S, Mn地偏析.(5＞裂纹边缘出现一定地脱碳层，说明裂纹是在高温下形成扩展地.1.2 表面纵裂纹产生地原因板坯表面纵裂纹在连铸机内产生原因如下(1>板坯横断面低倍检验表明，纵裂纹起源于激冷层薄弱处(约2〜3mm> .(2>结晶器地模拟实验表明，纵裂纹起源于结晶器弯月面区(几十毫M到150mm>周边坯壳厚度薄弱处.这说明纵裂纹起源于结晶器地弯月面区初生凝固壳厚度地不均匀性. DXDiTa9E3d坯壳受下列所述力地作用:( 1> 板坯凝固壳四周温度不均匀而产生地收缩力。
连铸板坯三角区裂纹的成因及对策
连铸板坯三角区裂纹的成因及对策
近年来，在钢铁行业的生产过程中，出现了连铸板坯三角区裂纹的问题。
这些裂纹的出现严重影响了板坯的质量和生产效率。
本文将探讨连铸板坯三角区裂纹的成因及对策。
首先，连铸板坯三角区裂纹的成因主要有两个方面。
一方面是原材料质量问题，如钢坯表面缺陷、内部夹杂等会导致板坯中出现裂纹；另一方面是生产工艺问题，如连铸过程中结晶器气孔、结晶器内表面涂层失效等也会导致板坯中出现裂纹。
针对连铸板坯三角区裂纹问题，可以采取以下对策。
首先，要严格控制原材料质量，对于有缺陷的钢坯要进行筛选和处理，以避免其对板坯质量的影响。
其次，要优化生产工艺，加强对连铸过程中的关键环节进行监测和控制，及时发现和解决问题。
同时，要加强设备维护和保养，确保设备运行稳定，减少其对板坯质量的影响。
综上所述，连铸板坯三角区裂纹的成因主要包括原材料质量问题和生产工艺问题，针对这些问题，可以采取严格控制原材料质量、优化生产工艺以及加强设备维护和保养等对策，以提高板坯质量和生产效率。
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铸坯角部横裂产生的原因及应对措施
时还 能降低裂 纹的产 生 ； （ ３ ）降低结 晶器冷 却强度 ，由原 先的 宽侧 ４ ５ ０ ０ ，窄侧 的 ８ ５ ０ ，改到宽侧 ４ ０ ０ ０ ，窄侧 ５ ５ ０ ； （ ４ ）对段 子二冷 水进
行 改进 ，将 ０ 段、１ 段、２ 段 、３ 段 的冷却强度 进行调整 ， ０ 段 的冷却 量不易过强 ，１ 段 、２段 、３段的冷却强度依 次降低 ，使坯 子在凝固的 过程 中降低应力 的产生 ，从而降低裂纹的产生 ； （ ５ ）改善钢水成分 ， ３ ． １ 裂 纹 起 因 对部分钢种进行加 Ｔｉ 处理 ，例如 Ｓ Ｐ ＨＴ １保证 Ｔ ｉ 含量大于 ０ ． ０ １ ７ ％，连 ３ ． １ ． １ 裂纹 的形成 （ １ ）临界 应力 ：钢 液在凝 固过程 的中 ，坯壳 所承受 的应力 如大 铸可进 行热过 ，坯子的质量得到 很大 提高 ，同时也加大 了连 铸的热过 率； （ ６ ）采用轻压下技术 。较大 的压下量有利于 改善 中心 疏松 ； （ ７ ） 于了钢种固相线温度附近 的临界强度 ，则产生 断裂 。 对设备加强检查与维 护， 通过对后部铸坯裂纹的检查来反馈铸机状态 ， （ ２ ）临 界应 变 ：当钢水 固液界 面 的 固相 变量 大 于 临界 应变 的 铸机 设备对 裂纹 的产生 有很大 影响 ，尤 其是结 晶器、０ 段、１ 段 ，在 值 时 ，则产生 裂纹 。 现有 的条件 下 ，应 当加强对设备 的维 护 ，对段子的接弧 、开 口度 进行 临界应 力和 应变值决定 于凝固结构 ，也 就是 ６ 相与 ｖ 相 的比例 ， 全时和 韧性较 高 ，８＋ Ｙ 相 凝固和 Ｙ 相凝固韧 性和强 度较低 ，对 裂纹 定期检 查 ，足辊的喷淋 嘴有无堵塞、变形、不转等情 况发生 ，结 晶器 的过 钢量进行数据统计 ，保证 结晶器铜板的厚度 ，对 铸机设备进行定 敏感性增加 。 期维护 ，降低裂纹 的产生 。 ３ ． ２ 成 分 影 响 横裂 纹 是 位 于铸 坯 内弧表 面 振 痕 的波 谷 处 ，通常 隐藏 着 看不 见 ，角裂 主要 发 生 在 中碳 钢 ，尤其 是 中碳 含 Ｂ钢 （ ｗ（ ｃ ）： Ｏ ． ０ ９ ％ 一 ０ ． ０ １ ７ ％），初生的坯壳在 结晶器弯月面 凝固时发生包 晶反应 ，铸坯 的 体积收缩和线 收缩 比较大 ，钢水 的静压力与凝 固收 缩俩 种不均衡 的力 使初生的坯 壳产 生凹陷 ，凹陷的部位不利于传热 ，且 钢水 的静压力与 热应力比较集中 ， 从而使 凹陷处产 生裂纹。尤其是 内弧更易产生裂纹 。 Ｂ 元素在钢 中与 Ｎ反应形成 Ｂ Ｎ， ， Ｂ Ｎ会在奥 氏体 的晶界之 间析 出变大 ， 从而使钢液结晶的温度升 高，使再 结晶变得困难 ， 导致应力不 能消除 ， 致使裂纹的产生 。 钢水碳含量 处在包 晶区发 生纵裂指数最高 ，
连铸坯表面纵裂产生原因及控制
连铸坯表面纵裂产生的原因及控制一、表面纵裂的危害1、铸坯表面纵裂纹影响轧制产品质量，长300mm、深2.5mm的表面纵裂纹在轧制板材上留下1125mm分层缺陷，纵裂纹严重时会造成拉漏和废品。
2、表面纵裂经修磨后，由于修磨处铸坯厚度小于其他部位，造成轧制时压缩比偏小，板的表面质量和钢质性能不连续，降低板材的等级和钢材的收得率。
二、铸坯表面纵裂纹形成的机理：铸坯的表面纵裂纹产生于结晶器，由于热流分布不均匀，造成坯壳厚度不均匀，在坯壳薄的地方产生应力集中；结晶器壁与坯表面间的摩擦力使坯壳承受较大的负荷，在牵引坯壳向下运动时产生纵向应力，这种应力与从结晶器窄面，到宽面中心线的距离呈直线增加，最大处在板坯的中间，而钢水静压力随着坯壳往下移动呈直线增加，静压力使得坯壳往外鼓，表面裂纹得到进一步扩大。
三、钢坯表面纵裂纹形成的原因及分析：1、保护渣性能的影响，保护渣的黏度过大或过小，都会使渣膜在坯壳与结晶器壁之间，厚薄不均匀，从而影响结晶器的热流分布，导致坯壳凝固不均匀，从而影响结晶器的热流分布，导致坯凝固不均匀，保护渣的融化速率应与其消耗量平衡，熔化速度和熔点均对保护渣渣层的性能有直接关系，熔化过快或过慢均会影响渣膜的厚度及其均匀性，从而影响结晶器的热流分布。
2、结晶器内钢水行为的影响，钢水在结晶器内的流动状态，对结晶器内钢水卷渣、保护渣对夹杂物的捕捉，铸坯裂纹的形成均有一定关系。
当浸入式水口侧孔直径和角度或是水口的浸入深度和对中程度改变时，钢水流场随之改变，钢水对坯壳的冲刷程度也改变，流场不合理也会造成保护渣的铺展性不良，结晶器液面液渣层厚薄不均匀，使流入气隙的渣厚薄不均，造成热流分布不均匀，坯壳凝固不均，而出现表面纵裂纹。
当下水口外径过大时，结晶器内钢水在口区的内外弧处会出现钢水流动“死区”，造成结晶器液面“搭桥”现象，影响保护渣的熔化性，增加了铸坯中部的摩擦应力。
3、钢水过热度的影响，增加钢水过热度，保护渣熔化速度快，液渣层过厚在空隙内流失过快造成结晶器内热流分布不均匀，坯壳凝固不均匀，表面纵裂纹趋势增大。
连铸板坯角部横裂纹产生原因与控制
连铸板坯角部横裂纹产生原因与控制许孟春;李德军;张宁【摘要】The causes leading to the transverse corner cracks of continuous casting slabs are summarized. The effect of such factors as compositions in molten steel, mould control and proper-ties of casting powders on the transverse corner cracks are analyzed and thus the countermeasures for these cracks are proposed, including the adjustment of compositions in molten steel, optimiza-tion of the control for mould and optimization of the secondary cooling schedule and properties of casting powders.%综述了连铸板坯角部横裂纹的形成原因，分析了钢水成分、结晶器控制、保护渣性能等对角部横裂纹的影响，并提出了调整钢水成分、优化结晶器控制、优化二冷制度和保护渣性能等控制角部横裂纹产生的改进措施。
【期刊名称】《鞍钢技术》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】7页(P9-14,19)【关键词】连铸板坯;角部横裂纹;钢水成分;结晶器【作者】许孟春;李德军;张宁【作者单位】鞍钢集团钢铁研究院，辽宁鞍山114009;鞍钢集团钢铁研究院，辽宁鞍山114009;鞍钢集团钢铁研究院，辽宁鞍山114009【正文语种】中文【中图分类】TF748近年来，随着我国交通运输、石油化工、重型机械、海洋工程、核电、军工等行业的技术进步和快速发展，对钢铁产品的质量、性能、规格等提出了更高的要求，对连铸坯的质量要求也更加严格。
35-C-Mn钢连铸方坯皮下裂纹成因分析及控制
35-C-Mn钢连铸方坯皮下裂纹成因分析及控制
李庆斌
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2012(000)005
【摘要】对裂纹处夹杂物能谱分析结果发现，钢中的大量夹杂物分布在连铸坯的
角部，是导致皮下裂纹的内在原因，连铸坯脱方及角部产生凹陷是皮下裂纹形成的外部原因。
通过采取减少过氧化出铜及改善夹杂物形态，同时维护结晶器振动系统，使不合格品率降低1％。
【总页数】2页(P14-15)
【作者】李庆斌
【作者单位】东北特钢集团北满特殊铜有限责任公司,黑龙江齐齐哈尔161041
【正文语种】中文
【中图分类】TF777.2
【相关文献】
1.连铸坯角部皮下横裂纹成因分析及控制技术
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控制方法5.连铸方坯中心裂纹成因分析及控制方法
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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。
根据热力学方程,在钢中,aln以γ固熔体形式存在,其中al、n和aln平衡如下式:
aln(s)=al(γ)+n(γ) (1)
lg[%al][%n]=-7400/t+1.95 (2)
由公式(1)、(2)可见,aln随着al、n含量的增加而升高。
根据实践表明,钢中al增加,裂纹敏感性增加,而通过控制als含量在1.5以下对铸坯缺陷影响较小。
3.2 冷却工艺的影响
根据冶金学原理,如果矫直时铸坯边角部温度位于微细碳、氮化物析出高峰温度区,由于钢的脆化,矫直变形下铸坯振痕波谷处易产生裂纹。
通过对连铸机的铸坯宽度与二冷喷水覆盖宽度对比分析可以看出,现有弯曲段喷嘴喷水宽度较宽是造成角部质量恶化的一个原因。
为进一步了解铸坯出二冷温度,特针对q345b2钢种在正常生产过程中铸坯出二冷区温度进行了测量。
由表1可知,铸坯边部出二冷温度正好处于含铌等低合金钢的脆性温度区域,铸坯振痕波谷薄弱处在外力或内力作用下极易产生横裂纹(如表1)。
3.3 连铸机设备精度的影响
连铸机的对弧、开口度控制精度是生产无缺陷铸坯的重要保障,通过对连铸的检修前后铸坯皮下横裂纹发生几率发现,连铸机设备精度对铸坯皮下横裂纹有较大的影响。
4 措施的实施
(1)通过精炼的操作控制钢水中的als含量,als含量基本保持在0.020%以下。
(2)通过对钢水全程保护浇注,使得铸坯氮含量≤50ppm的几率提高至98%。
(3)通过对连铸机冷却制度的优化,基本可以保证铸坯角部进入矫直区时的温度≥900℃。
(4)通过全面实施连铸机设备精度保障技术,连铸机设备一直在高精度的状态下运行(弧度偏差≤±0.3mm,开口度偏差≤±0.2mm)。
5 结语
通过全面实施钢水als含量控制等连铸机铸坯皮下横裂纹的控制
技术,铸坯皮下横裂纹的控制取得了显著成效,并且使得铸坯实不
清理直接送轧。
参考文献:
[1]t nozaki, j matsuno, k murata, et al. a secondary cooling pattern for preventing surface cracks of continuous casting slab[j].trans.isij,1978,(20):330-338.
[2]王新华,王文军,费惠春等.减少含铌、钒、钛微合金化钢连铸坯角部横裂纹的研究[j].钢铁,1998,33(1):22-25.。