连铸坯表面裂纹缺陷分析
连铸坯表面裂纹形成及防止分析
浸入式水口对中，防止偏流 合理的浸入式水口设计（合适的出口直径，倾角） 合适的水口插入深度 合适的频率和振幅
（3） 结晶器振动
2 铸坯表面纵裂纹
（4） 出结晶器铸坯运行 二次冷却均匀性 （5） 调整钢水成分 钢中碳含量避开包晶区，C向下线或上线控制 钢中S<0.015% 残余元素Cu、As、Zn控制<0.1%
图2-4 拉速对纵裂纹的影响
2 铸坯表面纵裂纹
（3） 保护渣 液渣层厚度<10mm，纵裂纹增加（图2-5）。
图2-5 液渣层厚度对纵裂纹的影响
2 铸坯表面纵裂纹
（4） 结晶器液面波动 液面波动<±5mm，纵裂纹最少（图2-6）；
图2-6 结晶器液面波动对纵裂纹的影响
2W (T1 T2 ) W
连铸坯表面裂纹 形成及防止
宋晔
内容
1 2 3 4 5 前言 铸坯表面纵裂纹 铸坯表面横裂纹 铸坯表面星形裂纹 结论
1.前言
连铸坯质量概念： ◆ 铸坯洁净度（夹杂物数量、类型、尺寸、 分布） ◆ 铸坯表面质量（表面裂纹、夹渣、气孔） ◆ 铸坯内部质量（内部裂纹、夹杂物，中 心疏松、缩孔、偏析） ◆ 铸坯形状缺陷（鼓肚、脱方）
2 铸坯表面纵裂纹
2.3 影响表面纵裂纹产生的因素
（1） 钢水成分
◆ [S]>0.015%，纵裂纹增加（图2-2）；
◆ [C]=0.12～0.15%，纵裂纹产生严重（图2-3）
图2-2 钢中[S]与裂纹指数的关系
2 铸坯表面纵裂纹
பைடு நூலகம்
图2-3 含碳量对板坯宽面纵裂纹的影响
2 铸坯表面纵裂纹
（2） 拉速 拉速增加，纵裂纹指数增加（图2-4）；
A105连铸坯表面横裂纹形成原因分析
A105连铸坯表面横裂纹形成原因分析（壹佰钢铁网推荐）连铸坯表面缺陷可分为纵裂纹、横裂纹、网状裂纹、皮下针孔和宏观夹杂，但主要缺陷是表面裂纹。
表面裂纹形成的一个主要原因是在结晶器弯月面区域钢水-结晶器壁-保护渣-坯壳之间不均衡凝固，它取决于钢水在结晶器中的凝固过程。
在二冷区，铸坯表面裂纹会继续扩展．它会导致轧材表面的微细裂纹，影响产品质量。
连铸坯裂纹的形成是一个非常复杂的过程，是传热、传质和应力相互作用的结果。
北京科技大学的学者应用配有能谱仪的场发射扫描电镜分析了A105钢中裂纹处及基体内残余元素Cu、As和Sn以及P含量．应用Thermo-Calc热力学计算软件计算了A105钢的主要析出相以及钢液中P含量随固相质量分数变化关系。
应用Gleeble 1500热模拟试验机对A105钢的高温热塑性进行了研究。
发现P偏析是该钢产生横裂的主要原因，残余元素Cu、As和Sn在晶界的偏聚加剧了裂纹的形成，矫直温度偏低加速了裂纹的扩展，而裂纹的形成可能与AlN的析出无关，因为析出的AlN很少。
（壹佰钢铁网推荐）。
连铸板坯和方坯表面缺陷的分析与判定
连铸板坯和方坯表面缺陷的分析与判定在钢板、板卷、棒材、型钢上的裂纹和其他等缺陷，大多源于板坯和方坯上的缺陷。
大多数钢厂面临的最大挑战是缺乏如何判定、检查这些缺陷及相应地采取何种对策。
令人遗感的是，目前很多钢厂在遇到表面缺陷问题时所做的一些措施并不恰当，甚至没有对板坯和方坯进行检测分析便作出相应的判定和措施。
板坯和方坯的表面缺陷类型板坯和方坯上的所有表面缺陷几乎可以被分成五大类，并且在世界上大多数铸机上它们的发生位置基本上也是可以预测的。
基于经验，按照发生概率的大小顺序列出了五大类缺陷，即针状气孔／疏松、裂纹、深度振痕、不良清理、结晶器壁污染和刮伤等。
依据加热炉的氧化条件，可以确定板坯和方坯表面缺陷的临界深度，从而判定缺陷是否最终会成为板材、板卷或棒材上的轧制表面缺陷。
大部分加热炉操作会导致1％~2％厚度的铸坯氧化成氧化铁皮。
如果铸坯的厚度为220mm，就意味着在加热过程中会造成2．2mm~4．4 mm的厚度损失。
这个厚度损失同样会传递到表面缺陷。
如果铸坯表面缺陷的深度小于铸坯厚度的1％～2％，那么这些缺陷将在加热过程中稍除。
而那些比成为氧化铁的1％~2％厚度更深的缺陷，最终会造成轧材的表面缺陷。
针状气孔／疏松在所有铸机上。
针状气孔／疏松几乎都是常见的，也是最容易被忽略的铸坯缺陷。
如果钢中的气体得不到合理控制，就会在板坯和方坯表面上产生针状气孔／疏松。
当凝固率达到90％而气体总压力Ar+H2+N2+CO+CO2>1atm时，针状气孔／疏松就会在板坯和方坯表面上形成。
找出表面和皮下针状气孔／疏松的形成原因并不困难。
在实际生产中，皮下通常是指表面以下10mm的深度。
根据经验，针状气孔／疏松是影响钢板、板卷表面质量的最突出问题。
举一个板坯上的针状气孔／疏松的例子，钢种是V和Nb复合微合金化的A572 Gr50结构钢，含0．15％C，在铸坯上角部出现针状气孔／疏松，导致14．3mm厚的成材的上边部出现缺陷。
连铸坯的缺陷及控制
二冷段和末端区的电磁搅拌可有效抑制枝晶搭桥形成封闭 的液窝。
连铸主要工艺参数
① 拉坯速度及其控制 ② 铸坯的冷却（结晶器冷却、二次冷却）
连铸坯的内部凝固是在出结晶器后进行的，后继的二次水冷、 弯曲矫直等直接影响内部质量。
连铸坯的缺陷及控制
提高连铸坯内部质量的工艺措施：
① 控制二冷段的传热，使铸坯均匀凝固，提高等轴晶率； 偏析、缩孔、缩松
② 降低浇钢的过热度； ③ 使用性能好的保护渣，防止钢水二次氧化和污染； ④ 控制拉速，保证连铸机正常运行； ⑤ 电磁搅拌（二冷段和末端区）。 偏析、缩孔、缩松
连铸坯的缺陷及控制
提高连铸坯表面质量的工艺措施：
① 控制结晶器的传热，使初凝固壳均匀； 裂纹、凹陷
② 控制结晶器的振动；
振痕、横裂纹
③ 使用性能好的保护渣；
气孔、夹杂
④ 优化结晶器结构；
倒锥角度，弧形壁
⑤ 电磁搅拌；
气孔、夹杂
⑥ 软接触电磁连铸。
振痕、裂纹
电磁搅拌的部位：
结晶器电磁搅拌：
（1）借助旋转电磁场使连铸 机结晶器内的金属液产生平 面旋转，去除杂质、气体。
结晶器电磁搅拌：
（2）扩大等轴晶区改善宏观 偏析，减少粗大柱状晶区 。
软接触电磁连铸：
软接触电磁连铸：
（1）减轻结晶器振动对弯月 面的影响，液态渣膜连续均 匀。
软接触电磁连铸：
（2）减小初凝壳对结晶器的 连铸坯的内部缺陷
裂纹 气孔 夹杂 缩孔、缩松 成分偏析
连铸坯的缺陷及控制
连铸坯的缺陷及控制
1. 连铸坯的表面缺陷
裂纹 气孔 夹杂 振痕、凹陷 成分偏析
连铸坯的缺陷及控制
1. 连铸坯的表面缺陷
浅谈连铸板坯表面夹杂与裂纹的分析及预防措施
板坯连铸表面夹杂与表面裂纹的分析及预防措施摘 要:针对马钢板坯连铸生产过程中出现的表面夹杂与裂纹进行分析研究,提出了改进措施.关键词:连铸坯;表面夹杂;表面裂纹前 言连铸板坯表面出现夹杂与裂纹是影响铸坯质量的重要缺陷.夹杂与裂纹的出现,轻者要进行表面精整,重者会导致大宗废品的出现,既影响了铸机的生产,又影响了铸坯的质量,增加了企业的成本.本文就马钢第一炼钢厂板坯(220mmx1 300mm)生产中出现的表面夹杂和表面裂纹问题,从多角度分析研究其产生的原因,并提出减少夹杂与裂纹的措施,为板坯连铸生产提高参考.㈠ 表面夹杂缺陷1.1 夹杂来源和形成机理分析马钢第一炼钢厂板坯夹杂主要有两种类型:Ⅰ类为块状分布呈黄或白色;Ⅱ类为连续分布呈青色.通过电镜扫描分析发现:Ⅰ类夹杂是因耐火材料成块脱落而造成的,这种夹杂的结晶与上水口砖及某种耐火泥的结晶基本相同.因此,可以推断Ⅰ类夹杂的来源主要是结晶器上口与其护板之间抹的耐火泥和石英下水口成块脱落.这是因为在成分,颜色,岩相结构3方面与夹杂基本相同.在Ⅱ类夹杂的基体中有大小不等的结晶相α—A120,颗粒.而α—A12O 3有来源于脱氧产物的特征.夹杂中还有SiO 2,SiO 2为石英下水口的熔融状态.因此,可以推断Ⅱ类型夹杂的来源是石英下水口吸附A12O 3后的产物.形成机理是,A12O 3容易在石英质水口壁上附集.由于水口砖质的不均匀性及钢流冲刷的作用,A12O 3被吸附的结果会演变成凸起状颗粒.随其与基体结合面的减小,钢流冲刷及颗粒的增大,最后脱离石英水口而进入结晶器内.以A12O 3,和SiQ 2为主要组成的夹杂物因其熔点高,在保护渣中不易被熔融吸附.当它存在于结晶器四壁的钢液弯月面处时,若操作稍有不慎,这种颗粒状夹杂物就很容易被卷入铸坯表面形成表面夹杂.1.2 减少夹杂的解决办法连铸提高钢的质量控制夹杂物的办法有两类：第一类是防止夹杂物的生成和带入，第二类是去除钢液中已存在的夹杂物。
连铸板坯表面裂纹的成因
图1 中间罐温度与拉 速的对应图
图1 中间罐温度与拉 速的对应图
2)浸入式水口对中 2)浸入式水口对中
浸入式水口与结晶器不对中极易产生偏 流冲刷坯壳，还能引起结晶器液面翻腾， 保护渣不能形成均匀渣膜，导致传热不 良，坯壳厚薄不均而引起裂纹的发生。 投产初期采用人工下装式浸人式水口， 水口不易准确对中，尤其热换水口时， 更难保证对中，这些都可能导致裂纹的 发生。
5)保护渣的行为 5)保护渣的行为
现场所用保护渣的流动性不好。研 究表明，保护渣熔融不充分，粘度 过大，使流人坯壳和结晶器间隙的 渣膜不均匀，会导致摩擦力的变化 及坯壳冷却不均匀，造成坯壳厚薄 不均，引起裂纹的发生。
4 采取的措施
1)提高出钢温度的命中率，确保过热度为15℃±5t，重 新制定中间罐温度与拉速的对应表，见表1。 2)拉速升降时必须按每分钟≤0.15m/min的幅度操作，以 保证结晶器液面波动较小。 3)引进浸入式水口快速更换装置，换水口过程仅需3s， 更换水口迅速、准确、平稳及对中良好。 4)改进保护渣，要求保护渣粘度合适，熔化均匀及形成 的渣膜厚度适中。为此，保护渣的熔点由1145℃调为 1 0 7 0 ℃ ， 粘 度 由 0 . 2 3 8 Pa·s(1300℃) 调 为 0 . 1 4 2 Pa·s(1300℃)。 5)对Q235等裂纹敏感性强的钢种，结晶器宽面水量由 200m3/h调为185m3/h。
连铸板坯表面裂纹的成因 及防止措施
1 2 3 4 5 前言 铸机状况 铸坯表面裂纹的影响因素 采取的措施 效果
1 前言
连铸板坯裂纹是影响连铸机产量 和铸坯质量的重要缺陷，轻者要 进行精整，重者会导致拉漏或废 品，影响铸机生产率和铸坯质量。 本文就生产中出现的铸坯表面裂 纹进行分析，并提出减少裂纹的 措施。
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＞
＞
右 １
ｃｒ ＞
ｉ ． ｉ
ａ Ｍ
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
连铸板坯缺陷图谱及产生的原因分析(新)
第二篇连铸板坯缺陷(AA)第二篇连铸板坯缺陷(AA) (1)2.1表面纵向裂纹(AA01) (4)2.2表面横裂纹(AA02) (6)2.3星状裂纹(AA03) (7)2.4角部横裂纹(AA04) (8)2.5角部纵裂纹(AA05) (10)2.6气孔(AA06) (11)2.7结疤(AA07) (12)2.8表面夹渣(AA08) (13)2.9划伤(AA09) (14)2.10接痕(AA13) (15)2.11鼓肚(AA11) (16)2.12脱方(AA10) (17)2.13弯曲(AA12) (18)2.14凹陷(AA14) (19)2.15镰刀弯(AA15) (20)2.16锥形(AA16) (21)2.17中心线裂纹(AA17) (22)2.18中心疏松(AA18) (23)2.19三角区裂纹(AA19) (25)2.20中心偏析(AA20) (27)2.21中间裂纹(AA21) (28)2.1表面纵向裂纹(AA01)图2-1-11、缺陷特征表面纵向裂纹沿浇注方向分布在连铸板坯上下表面，裂纹深度一般为2mm～15mm，裂纹部位伴有轻微凹陷。
在连铸浇注过程中，当连铸板坯坯壳在结晶器内所受到的应力超过了坯壳所能承受的抗拉强度时，即产生表面纵向裂纹。
表面纵向裂纹缺陷在结晶器内产生，出结晶器后若二次冷却不良，裂纹将进一步加剧。
2、产生原因及危害产生原因：①钢中碳含量处于裂纹敏感区内；②结晶器钢水液面异常波动。
当结晶器钢水液面波动超过10mm时，表面纵向裂纹缺陷易于产生；③结晶器保护渣性能不良。
保护渣液渣层过厚、过薄或渣膜厚薄不均，使连铸板坯凝固壳局部过薄而产生表面纵向裂纹；④中间包浸入式水口与结晶器对中不良，钢水产生偏流冲刷连铸板坯凝固壳，而产生表面纵向裂纹。
危害：轻微的表面纵裂纹经火焰清理后均能消除；表面纵向裂纹严重时可能会造成漏钢；表面纵向裂纹若送热轧进行轧制可能导致热轧产品出现分层、开裂缺陷。
连铸坯表面凹陷和纵裂分析2013.11.11
连铸坯表面凹陷和纵裂分析一、现象描述2013年11月10日，2号机5机5流连铸机，浇注断面165*280mm，结晶器流量为每流170m³/h，拉速在1.0m/min在生产过程中，炉号3110340、3110346钢水生产的铸坯，出现表面凹陷、纵向裂纹，严重影响连铸坯质量。
下面结合该缺陷的形成机理及影响因素、现场条件及成分等加以分析。
二、连铸坯表面凹陷及纵裂的状态连铸坯上所形成的纵向凹陷经常出现在铸坯内弧侧表面，距横断面边长约1/4处。
此缺陷宽窄不等，长短不一，有局部凹沟，也有贯穿整支铸坯，多呈凹弧面状，内部有裂纹，剪切时有纵向裂纹产生，裂口粗糙不齐，长度一般在50～150mm，宽度1～3mm，深度30～50mm。
角部凹陷和纵裂在生产中出现过许多，不但影响连铸坯的表面质量，同样也影响铸坯的内部质量。
铸坯表面凹陷及纵裂形态图及现场照片。
三、主要缺陷炉号成分分析由炉前化验和复检结果分析可见，炉号3110340的钢水钢中S含量明显偏高，Mn/S 为6.1，远远小于控制范围的正常Mn/S 比≥20，对钢水的可浇性产生较大影响。
四、表面凹陷、裂纹产生原因分析1、钢水成分的影响1）含碳量的影响我厂生产的连铸坯主要为低碳镇静钢，以Q195、Q235为主，碳含量范围为0.06% ～0.22%。
碳量在0.10%～0.17%(均为质量分数)的钢种凝固时处于包晶反应区(L+δ→γ),在固相线温度以下20～50℃钢的线收缩最大，此时结晶器弯月面刚凝固的坯壳随温度下降发生δFe →γFe 转变，伴随着较大的收缩，坯壳与结晶器铜壁脱离形成气隙，导出的热流最小，坯壳最薄，在表面会形成凹陷。
凹陷部位冷却和凝固速度比其他部位慢，结晶组织粗化，对裂纹敏感性强。
坯壳出结晶器后受到喷水冷却和钢水的膨胀作用，在凹陷的薄弱处造成应力集中而产生裂纹。
坯壳表面凹陷越深，坯壳厚度不均匀性就严重，纵裂出现的几率越大。
2）S 、P 及Mn/S 的影响钢中S 、P 对钢的高温性能有较大影响。
连铸坯缺陷及对策
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。
连铸板坯缺陷图谱及产生的原因分析
第二篇连铸板坯缺陷(AA)第二篇连铸板坯缺陷(AA) (1)2.1表面纵向裂纹(AA01) (4)2.2表面横裂纹(AA02) (6)2.3星状裂纹(AA03) (7)2.4角部横裂纹(AA04) (8)2.5角部纵裂纹(AA05) (10)2.6气孔(AA06) (11)2.7结疤(AA07) (12)2.8表面夹渣(AA08) (13)2.9划伤(AA09) (14)2.10接痕(AA13) (15)2.11鼓肚(AA11) (16)2.12脱方(AA10) (17)2.13弯曲(AA12) (18)2.14凹陷(AA14) (19)2.15镰刀弯(AA15) (20)2.16锥形(AA16) (21)2.17中心线裂纹(AA17) (22)2.18中心疏松(AA18) (23)2.19三角区裂纹(AA19) (25)2.20中心偏析(AA20) (27)2.21中间裂纹(AA21) (28)2.1表面纵向裂纹(AA01)图2-1-11、缺陷特征表面纵向裂纹沿浇注方向分布在连铸板坯上下表面，裂纹深度一般为2mm～15mm，裂纹部位伴有轻微凹陷。
在连铸浇注过程中，当连铸板坯坯壳在结晶器内所受到的应力超过了坯壳所能承受的抗拉强度时，即产生表面纵向裂纹。
表面纵向裂纹缺陷在结晶器内产生，出结晶器后若二次冷却不良，裂纹将进一步加剧。
2、产生原因及危害产生原因：①钢中碳含量处于裂纹敏感区内；②结晶器钢水液面异常波动。
当结晶器钢水液面波动超过10mm时，表面纵向裂纹缺陷易于产生；③结晶器保护渣性能不良。
保护渣液渣层过厚、过薄或渣膜厚薄不均，使连铸板坯凝固壳局部过薄而产生表面纵向裂纹；④中间包浸入式水口与结晶器对中不良，钢水产生偏流冲刷连铸板坯凝固壳，而产生表面纵向裂纹。
危害：轻微的表面纵裂纹经火焰清理后均能消除；表面纵向裂纹严重时可能会造成漏钢；表面纵向裂纹若送热轧进行轧制可能导致热轧产品出现分层、开裂缺陷。
连铸板坯裂纹的可能原因
连铸板坯裂纹的可能原因连铸板坯裂纹是指在连铸过程中，板坯表面或内部出现的裂纹现象。
这种裂纹严重影响了板坯的质量，降低了产品的使用价值，因此了解连铸板坯裂纹的可能原因对于解决该问题具有重要意义。
以下将分析连铸板坯裂纹的可能原因。
连铸板坯裂纹的产生与原材料的质量有关。
原材料中的夹杂物、气孔、硫化物等缺陷会导致板坯的非均匀性和应力集中，从而引发裂纹的产生。
此外，原材料的成分控制也是影响板坯质量的重要因素，过高或过低的含碳量、硫含量等都会增加板坯的脆性，易于产生裂纹。
连铸板坯裂纹的形成与连铸过程中的温度控制有关。
连铸过程中，板坯的冷却速度快，温度梯度大，容易产生应力集中，从而引发裂纹。
在连铸过程中，合理控制板坯的冷却速度和温度梯度，避免过快的冷却或温度梯度过大，能够有效减少裂纹的产生。
第三，连铸板坯裂纹的产生与连铸工艺参数的控制有关。
连铸工艺参数包括浇注速度、结晶器冷却水量、结晶器摇摆频率等。
不合理的工艺参数控制会导致板坯内部应力过大，从而引发裂纹的产生。
例如，过高的浇注速度会使板坯的温度梯度增大，易于产生裂纹；过大的结晶器冷却水量会使结晶器内部的冷却速度过快，也会导致板坯的裂纹。
连铸板坯裂纹的产生还与连铸设备的磨损和维护有关。
设备的磨损会导致连铸过程中的应力不均匀分布，从而引发裂纹。
因此，定期对连铸设备进行检修和维护，保持设备的正常运行状态，对于减少连铸板坯裂纹的产生具有重要作用。
连铸板坯裂纹的产生还与操作人员的技术水平和操作方法有关。
不规范的操作会增加板坯的应力，使其易于产生裂纹。
因此，提高操作人员的技术水平，加强对连铸操作的培训和管理，能够有效减少连铸板坯裂纹的产生。
连铸板坯裂纹的产生与多种因素有关，其中包括原材料质量、连铸过程中的温度控制、连铸工艺参数的控制、设备的磨损和维护以及操作人员的技术水平和操作方法等。
只有全面考虑这些因素，并采取相应的措施，才能有效减少连铸板坯裂纹的产生，提高产品的质量和使用价值。
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。
连铸坯缺陷及对策
连铸坯缺陷及对策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。
连铸坯缺陷分析
40.二次冷却与铸坯质量有什么关系？经过二次冷却的铸坯，易存在表面缺陷、内部缺陷和形状缺陷，它影响了铸坯的质量。
通常表而缺陷起源于结晶器，内部缺陷也起源于结晶器，在连铸界己成共识。
但二次冷却区若软硬件配置不合理，将进一步扩大各种缺陷的发展。
在这里我们只分析二次冷却的影响。
a表而缺馅(1)表面纵向裂纹：主要原因是二次冷却局部过冷产生纵向凹陷从而导致纵向裂纹。
(2)表而、角部横向裂纹：二次冷却的水量过大、喷嘴偏斜直射铸坯角部等造成了表而横向裂纹。
(3)表面对角线裂纹：一般出现在方坯中，主要是由于四个面喷水不均匀、喷嘴堵塞等造成。
b内部缺陷(1)中间裂纹：它是由于铸坯在凝固过程中过冷或不均匀二次冷却产生的热应力作用在树枝晶较弱的部位而产生的、也称为冷却裂纹。
(2)中心星状裂纹(轴心裂纹)：原因是二次冷却过激造成了中心星状裂纹。
(3)中心偏析与中心疏松：中心偏析与中心疏松是对应的，它的形成是铸坯在二次冷却区凝固过程中，由于喷水冷却不均，柱状晶生成不规则；产生了“搭桥•现象。
c形状缺陷(1)菱形变形：它主要是在结晶器中形成，二次冷却不均匀会加剧菱形变形的形成，原因是喷嘴堵塞及安装时不对中、四侧水量不均匀、喷射角过大造成角部过冷。
(2)纵向凹陷：原因是二冷装置对弧不准，二次冷却局部过冷(特别是二次冷却装置的上部)。
41.高效连铸的二次冷却与传统连铸有什么不同？高效连铸与传统连铸相比，拉坯速度明显提高。
在高拉速浇铸情况下, 结洁净器出口处坯壳较薄，冶金长度增加。
高效连铸的二次冷却与传统连铸二次冷却相比的特点是：①冷却强度提高。
在国外高速连铸中，二冷比水量己达到2.5〜3. 0L / kg。
②二次冷却要求均匀，即根据铸坯不同情况实现控制冷却。
为了满足连铸高效化的要求，达到均匀强冷的效果，获得具有恒定高温的连铸坯，在板坯连铸中趋向于采用有直线段的二冷段(立弯式) 冷却，以获取对称的均匀冷却，在方坯连铸中尽量采用无障碍喷淋冷却，己获得更有效、更均匀的冷却效果，因此多采用刚性引锭杆。
连铸坯缺陷及预防措施
连铸坯缺陷及预防措施连铸坯缺陷及预防措施1、方坯晶间裂纹、根源Cu 、Ni、Sn、Nb 与Al等元素的影响；铸机表面凹限，即使轻微凹限也会引起裂纹；保护渣不合适；结晶器液面波动严重；菱变严重；结晶器锥度太小；措施减少杂质元素含量；导致晶间裂纹的最主要原因是粗大晶粒结构以及沿晶粒边界的沉析，所以防止其产生的主要措施是在结晶器初始凝固阶段得以形成细小而均匀的结构；防止产生凹馅；用多水口代替直水口；2、气泡及针孔铸坯皮下通气孔称为针孔，而皮下闭气孔称为气泡根源脱氧不好，氢、氮含量高；润滑过度，油中含水；保护渣中含水；中间塞棒吹氩过度；结晶器波动措施有效地脱氧；注流及钢液面进行有效保护；加热润滑油及保护渣；采用EMS可有效减少针孔与铸坯表面皮下气泡的数量；减少结晶器液面波动3、铸坯表面夹渣根源钢水脱氧不够；钢水中氧化铝含量高，SiO2、MnO与FeO含量低（铝镇静钢）；耐火材料质量差；结晶器喂铝线；中包水口及结晶器中形成的块渣进入钢水。
措施采用无渣出钢；对钢水进行有效脱氧，采用保护浇注；中间包碱性覆盖剂；加深中包，增大中包钢液深度；中包采用挡堰；采用能快速吸收钢水夹杂的保护渣（高碱度）；加大保护渣的用量；减少结晶器液面波动，水口侵入深度必须100-150mm4、横向裂纹横向裂纹通常出现在角部，但中部区域也会出现，横向裂纹一般出现在振痕的底部。
1、因热脆而形成的表面裂纹C含量0.17-0.25%；S含量高；随合金元素含量增加，如：Al、Nb、V 及大于1%Mn，裂纹数量增加；Al、Nb、N及C沉析于晶粒表面；二冷区冷却不挡导致晶粒粗大；二冷区支撑辊对中不好；保护渣选择不当；负滑脱时间过长。
2、横向角部裂纹角部冷却过度；结晶器冷却不当；结晶器和支撑辊对中不好；矫直温度过低；高如：Al、Nb、V 及大于1%Mn含量钢水非常敏感，加入钛能有效降低裂纹的程度；?二冷区冷却不均或冷却过度；保护渣不合适；铜管弯月面区域变形过大；钢水温度过低；结晶器锥度过大。
连铸板坯表面纵裂事故分析及预防措施.doc
YJ0712-连铸板坯表面纵裂事故分析及预防措施案例简要说明:依据国家职业标准和冶金技术专业教学要求，归纳提炼出所包含的知识和技能点，弱化与教学目标无关的内容，使之与课程学习目标、学习内容一致，成为一个承载了教学目标所要求知识和技能的教学案例。
本案例是连续铸钢产品质量缺陷案例，体现了铸坯质量特征、表面纵裂产生的原因、预防措施等知识点和岗位技能，与本专业连续铸钢课程连铸坯质量缺陷单元的教学目标相对应。
连铸板坯表面纵裂事故分析及预防措施1 背景介绍某炼钢厂连铸车间，采用超薄热带生产线，FTSC连铸板坯连铸机，机型直弧形，二冷气水雾化喷嘴，铸机基本半径5m，工作拉速2.8-5.2m/min,生产铸坯厚度87mm,结晶器液面控制方式Cs137射源控制。
主要生产薄板坯。
2 主要内容2.1事故经过2012年5月，FTSC工艺连铸薄板坯出现了大量的表面纵裂。
特别是浇注的ss400钢的裂纹率明显超高，占有缺陷铸坯的60~70%。
其主要发生在距中心四分之一宽度附近，距离中心300~400mm的区域。
当时，取样反馈的情况滞后于铸机生产，发现裂纹缺陷时已经造成至少两炉钢的裂纹质量缺陷。
因缺少铸坯离线检测的中间环节，这种铸坯纵裂纹对轧钢工序影响较大，最终导致质量异议事件2.2事故原因分析连铸板坯的裂纹表面纵裂由于在结晶器内凝固壳的生长不均匀，导致在特定部位拉伸应力的集中而产生。
对于薄板坯连铸来说，由于工艺的特殊性，其原因更为复杂多样。
（见图1）图1：铸坯表面纵裂（1）四孔水口通钢量大，对坯壳冲刷严重，使得在水口射流下方距中心260~430的区域坯壳减薄，导致结晶器出口处坯壳厚度比平均坯壳厚度减薄20%。
（2）钢水射流冲刷作用反映到坯壳表面温度上使得在距中心260~400的区域形成高温区，并随着拉速的增加而被加强，在结晶器出口处铸坯表面横向温度差达到1000C，高温、坯壳薄所造成的应力集中是产生铸坯纵裂纹的一个根源。
（3）结晶器漏斗区宽度为800mm，自由锥度设计较小，漏斗区内坯壳的收缩需要靠挤压窄面进行补充，但过大的局部锥度构成了形成纵裂纹的潜在因素。
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。
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《 中国重型装备》
Ｃ Ｉ Ａ Ｈ Ａ Ｙ Ｅ ＵＰ Ｎ Ｈ Ｎ Ｅ Ｖ Ｑ Ｉ ＭＥ Ｔ
从 图 ４可 以看 出 ， 轧 态 、 火 态 和 调 质 态 热 正 ６ Ｓ２ ｎ钢 ８ ０Ｃ亚温 淬 火 的 转 变 产物 为 马 氏体 ０ ｉＭ ０￣
体延 伸形成 的三 角 区部 位 晶粒 明显要 比裂 纹的 另 侧 晶粒要 细 ， 纹两侧 组织 不 同 ， 明裂纹 两侧 裂 说
一
端存 在沿 奥 氏体 晶界 向基体 延 伸 的 现象 ， 明横 说
裂是 沿 晶开裂 ， 钢水 结 晶成 固体 以后 产生 的 ， 是 是
一
形成 组织 的温度不 同。三角 区部位 晶粒 细说 明该
钢亚 温淬火 后韧性 好 、 度高 的原 因之一 。 强
双相合 金 中双 相 的形 态对 试样 的力学性 能有
影响 ， 主要表 现 在 对 裂纹 扩 展 的 阻碍 作 用 上 。当
铁 素体 呈针状 时 ， 氏体 被铁 素 体 最 大限 度 的分 马 开 ， 裂纹 的扩展 不仅 通过 马氏体 ， 故 还必然 通过 铁 素体 。铁素 体在 断裂前会 产生 大量 塑性变形 而 消
若铁 素体呈 块状 形 态 时 ， 则裂 纹 容 易 只沿 着 马 氏 体基 体扩展 ， 而不 与孤立 的铁 素体相 遇 ， 从而 使试 样 的韧性变 差 。另外 ， 素体 呈针状 、 氏体 为细 铁 马
小板条 状时 ， 晶界 总面积 较块状 时要 大 的多 ， 也有 利 于力学性 能 的提 高 。针状组 织 比颗 粒状组 织细 小 ， 材料变 形 和断 裂 的过 程 中能 吸收 更 多 的能 在
耗较 多 能量 ， 而 对 裂 纹 的 扩 展 起 到 阻碍 作 用 。 从
［ ］ 徐 祖耀 ． ２ 马氏体 相 变及 马 氏体 ［ ． Ｍ］ 北京 ： 学 出版社 ， 科
１ ８ １ ６— １ ４． ９ ０： ５ ６
编辑
杜 青 泉
（ 接第 ４ 上 ２页 ）
裂纹 的关键 原 因。金相 检测 可 以明显看 出裂纹 尾
经亚 温淬火 后获 得 的颗 粒 状 双相 组 织 相 比， 淬火
量 Ｊ 。由于淬 火态组 织 形 态 中针 状 组 织最 多 ， 故 其 综合 力学性 能最 好 。
３ 结 论
态试 样 的组 织更 细 小 ， 具有 更 高 的综 合 力 学性 故
能。
亚温淬 火 较 常 规 完 全 淬 火 更 有 利 于 细 化 晶
分布 的碳化 物在 细化 晶粒 的同 时 ， 也有 利 于 滑移
正 火态 和调质 态时 ， 淬火组 织 中铁素体 呈颗粒 状 ， 组 织较 为粗 大 。原始 组 织 为淬 火 态 时 ， 铁素 体 呈
针 状均 匀分 布 ， 组织 细 小 。这 是 淬火 态 试样 力 学
和晶 界 移 动 的 晶 粒 取 向 ， 而 提 高 材 料 的 塑 从
部位 冷却速 度快 ， 氏体 的过 冷度 大 ， 奥 形成 铁素体
和珠 光体 的温 度 范 围低 ， 以 晶粒 就细 。裂 纹 另 所
一
冷 水强 度过 大 ， 在热 应 力 等 的作 用 下 产生 开 裂
形成 的裂 纹 。
侧 晶粒粗 大说 明在 该 部位 冷 却 速度 慢 ， 氏 体 奥
学 性 能有影 响 ， 过 预处 理 的 淬火 态 试样 亚 温 淬 经 火 后 的综 合力 学性 能 优 于 热 轧态 、 火 态 和调 质 正
态 试样 。
（） ２ 显微组 织分 析 表 明 ： 始 组织 为热 轧 态 、 原
６ Ｓ Ｍｎ钢经 亚 温 淬火 处 理 ， 溶 铁 素体 和 弥 散 ０ｉ ２ 未
存在 疏松孔 洞 的试 样 ， 其孔 洞 没 有气 泡 所 具
有 的一般 特征 ， 且该 部位 为夹杂 物的集 中区 ， 最 是
后凝 固区 ， 以该 孔 洞是 最 后 凝 固形 成 的疏 松 孔 所
的过冷度小 ， 形成 铁 素体和珠 光体 的温度 范 围高 ，
所 以 晶粒就 粗 大 。
（） １ 原始组 织对 ６ Ｓ２ ０ ｉＭｎ钢 亚 温淬 火后 的力
粒， 也更利于提 高钢 的强度 、 硬度 、 塑性和韧性。 这是 因为 ： 方面 亚温淬 火有 未溶铁 素体存 在 ， 一 阻
止 了奥 氏体 晶粒 的 长大 ； 另～ 方 面 亚温 淬 火较 低
的加 热 温 度 ， 慢 了 原 子 扩 散 的 速 度 。另 外 ， 减
性 ¨ 。晶粒 细 化 ， 界 总 面 积 增 加 ， ６ Ｓ２ 晶 是 ０ ｉＭｎ
性 能优 于热 轧态 、 火态 和调质 态试样 的原 因 。 正
参 考 文 献
［ ］ 闫春波 ， １ 周维龙．１ Ｎ （ ５ ａ级 ） ８ ｉ２４０ＭＰ 马氏体时效钢细化晶 粒工艺 ［ ］ 大型铸锻件 ，０ ４ ２ ： ７ Ｊ． ２０ （ ） １— ．
和铁 素体 双相组 织 ， 组织形 态相 同 ， 氏体 与铁 其 马 素体 呈颗粒 状均 匀分 布 。
显微 组 织 分 析 表 明 ： 火 态 ６ Ｓ２ ｎ钢 经 淬 ０ ｉＭ
８０Ｃ 温淬 火后 得 到 极 细小 的针状 铁 素 体 和 马 ０ ￣亚 氏体 双相组 织 。与 热 轧 态 、 正火 态 和 调质 态 试 样
综合 以上 检验 结 果 分析 可 知 ： 铸坯 表 面 出 连 现 裂纹 缺陷 ， 一方 面的原 因是冷 水强度 大 ， 冷却 速
度快 ， 另一个 关键原 因是冷 却不 均匀 。
编辑 傅 冬 梅
４ 结论
洞， 而不是气泡。该孔洞距铸坯表面约 １ ｍ～ ５ｍ ２ ０ｍｍ左右 ， 在该部 位形 成疏松 孔｝ 说 明铸 坯表 同，
面冷 却速度 非常 的快 。 对 于裂 纹两侧 组 织 不ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ同 的试 样 ， 相 分 析发 金 现两 条裂纹 两侧 的组 织 明显 不 同 ， 条裂 纹 向基 两