连铸坯表面裂纹形成及防止
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（4） 合适的保护渣 对结晶器坯壳表面易产生凹陷（纵裂）和粘结的钢种，选用保护渣的原则是： 凹陷钢（包晶钢） 粘结钢 * 热流控制 * 摩擦力控制 * 固体渣层厚度 * 液渣膜厚度 * 较高熔点 * 低熔点 * 较高粘度 * 低粘度 * 较高结晶温度（高碱度） * 低碱度（玻璃性） 除设计合适的保护渣组成和熔化性能外，在生产上，根据浇注钢种和拉速， 控制好： η·v（粘度· 拉速）＝0.2～0.4 Pa· s· m/min 结晶器钢液面上液渣层厚度10～15mm 均匀渣膜厚度（d = 0.95· Vc-0.47） 合适渣子消耗（0.3～0.5kg/m2，或0.5～0.7kg/t）
如比值太小，说明侧面铜板热流过低， 凝固坯壳厚度较薄，钢水静压力作用 使侧面鼓胀，加大了宽面坯壳变形， 在薄弱处产生微裂纹。
如比值过大，说明侧边热流过高，侧 边凝固坯壳生长过厚，当宽面鼓胀时， 侧边不能随之收缩而导致宽面坯壳薄 弱处应力集中产生微细裂纹。
侧面热流与宽面热流比值与裂纹关系
2 铸坯表面纵裂纹
矫直温度与横裂纹关系
3 铸坯表面横裂纹
3.4 防止横裂纹措施 （1） 采用高频率，小振幅结晶器振动 负滑脱时间tN与拉速v成正比，与频率和振幅f成反比。为防止横 裂纹，就要减浅振痕，则必须降低，要降低，则必须采用高频率 (100~400min-1)，小振幅(±5mm)的结晶器振动机构。 （2） 合适的二次冷却水量 根据钢种不同，二冷配水量分布应使铸坯表面温度分布均匀， 应尽量减少铸坯表面和边部温度差。采用动态二冷配水模型。 （3） 合适保护渣性 保护渣用量和粘度，既要满足减浅振痕，又要防止坯壳粘结。最 少为 0.3kg/m2。
铸坯表面裂纹类型
1－横向角部裂纹 2－纵向角部裂纹 3－横裂纹 5－星形裂纹 4－宽面纵向裂纹 6－深振痕
2 铸坯表面纵裂纹
2.1 板坯表面纵裂纹特征 表面纵裂纹可能发生在板坯宽面中心区域或宽面到棱边 的任一位置产生。 以250×1200mm（C=0.08%）板坯为例： 细小纵裂纹：宽度1-2mm，深度3-4mm，长100mm左右 宽大纵裂纹：宽度10-20mm，深度20-30mm，长度有 几米，严重时会贯穿板坯而报废
（3）宽度收缩受侧面约束产生的弯曲应力
这些力的综合作用在坯壳上，当张应力超过钢的高温允许的强度，则就在坯 壳薄弱处萌生裂纹，出结晶器后在二冷区继续扩展。
2 铸坯表面纵裂纹
在结晶器弯月面区坯壳厚度生长不均匀的主要原因是： （1）包晶相变（L+δ→γ）收缩特征，气隙过早形成， 导致坯壳生长不均匀。 （2）工艺因素影响结晶的坯壳生长不均匀 显然要防止产生纵裂纹，就是要使结晶的弯月面初 生坯壳厚度均匀，避免坯壳产生应力梯度。要做到这点， 对于包晶相变的收缩特征是由Fe-C相图决定的，人为 无法改变，而重要的是准确控制影响结晶的初生坯壳生 长的工艺因素，来防止产生纵裂纹。
2W (T1 T2 ) W
对于方坯：管式结晶器由单锥度（0.6%/m,0.75%/m）→多 锥度（结晶器上部1.4～2.3％/m，结晶器下部0.6％～0.8％/m） → 抛物线锥度演变。 控制结晶器窄面热流与宽面热流比值为0.8～0.9，以减少纵裂纹。 调节结晶器水量和进出水温度，控制结晶器弯月面铜板温度为恒 定值。
2 铸坯表面纵裂纹
（2） 拉速 拉速增加，纵裂纹指数增加 拉速增加，渣膜厚度减少
拉速对纵裂纹的影响
拉速对渣膜厚度的影响
2 铸坯表面纵裂纹
（3） 保护渣 ◆ 液渣层厚度<10mm， 纵裂纹增加。 ◆高凝固温度和高结晶 器温度的保护渣，减 少结晶器弯月面传热 可使纵裂发生率减少 50%。
液渣层厚度对纵裂纹的影响
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
◆ Mn/S升高，纵裂纹降低 ◆ [C]=0.12～0.15%，纵裂纹产生严重(包晶钢)
钢中[S]与裂纹指数的关系
Mn/S对纵裂的影响
碳含量对板坯宽面纵裂纹的影响
包晶相变钢δ→γ转变，收缩大，气隙过早形成，坯壳折皱，结晶器热流不稳定，坯壳厚度生长 不均匀性加重。
连铸坯表面裂纹形成及防止
2011-7-23
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
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）
前言
缺陷的控制策略图
前言
铸坯裂纹是影响连铸机产量和 铸坯质量的主要缺陷。据统计铸坯 各类缺陷中的50％为裂纹。铸坯出 现裂纹，重者会导致漏钢和废品， 轻者需进行精整。 带液芯的铸坯在连铸机内运行 和凝固过程中为什么会产生裂纹， 这是一个复杂的问题。当外力作用 于带液芯的坯壳上，究竟是否产生 裂纹决定于钢的高温力学行为、凝 固的冶金行为和铸机设备运行状态。 就裂纹而言，可分为铸坯表面裂纹 和铸坯内部裂纹两类。
3 铸坯表面横裂纹
F1图片
3 铸坯表面横裂纹
3.2横裂纹产生原因 （1） 横裂纹产生于结晶器初始坯壳形成振痕的波谷处，振痕 越深，则横裂纹越严重，在波谷处，由于：
－奥氏体晶界析出沉淀物(AlN,Nb(CN))，产生晶间断裂 －沿振痕波谷S、P元素呈正偏析，降低了钢强度
这样，振痕波谷处，奥氏体晶界脆性增大，为裂纹产生提供了条件。
（10）出结晶器下口的冷却
足辊和零段二冷水过强，板坯宽面纵裂加剧，如水流密度由110 l/m2.min 降到60 l/m2.min，纵裂指数由2降到零。
2 铸坯表面纵裂纹
2.4. 防止表面纵裂纹措施
防止纵裂纹产生的根本措施，就是使结晶器弯月面区域坯壳生 长厚度均匀。 （1） 结晶器初始坯壳均匀生长 热顶结晶器（弯月面区热流减少50～60％） 波浪结晶器（弯月面区热流减少17～25％） 结晶器弱冷 合适结晶器锥度 对于板坯：为补偿结晶器宽面凝固壳收缩，窄面给出线性锥 度如图所示，应满足：
2 铸坯表面纵裂纹
（2） 结晶器钢水流动的合理性
液面波动±3～±5mm
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
（3） 结晶器振动
合适的负滑脱时间tN
合适的频率和振幅 防止振动偏差(纵向，横向<0.2mm )
2 铸坯表面纵裂纹
2.2 表面纵裂纹产生的原因 ◆ 板坯横断面低倍检验指出，纵裂纹起源于激冷层薄弱处（约2-3mm） ◆ 结晶器的模拟试验指出，纵裂纹起源于结晶的弯月面区（几十mm到
150mm）周边坯壳厚度薄弱处。这说明纵裂纹起源于结晶器的弯月面区初生凝
固壳厚度的不均匀性。由于受力的作用： （1）板坯凝固壳四周温度不均匀而产生的收缩力 （2）板坯收缩由钢水静压力产生的鼓胀力
结晶器锥度和钢成分对皮下内裂的影响 （断面尺寸240x240mm,拉速0.7m/min）
2 铸坯表面纵裂纹
（7） 结晶器振动
振痕浅，无角部纵裂纹； 振痕深，角部纵裂纹增加；
负滑脱时间值增大，板坯表面纵裂升高；＝0.2～0.3s， 纵裂降低。 水口对中，防止产生偏流；水口材质浸蚀，出口流股 不对称，造成偏流。
振痕深度与横裂纹产生几率的关系
振动频率与振痕深度的关系
负滑脱与振痕深度的关系
3 铸坯表面横裂纹
结晶器液面波动与角裂发生率的关系
保护渣消耗量与角裂发生率的关系
（3） 结晶器液面波动 结晶器液面波动增加，横裂纹加重 （4） 保护渣性能 保护渣耗量增加，横裂纹减少
3 铸坯表面横裂纹
（5） 合适二冷强度 调整二冷水分布，在 矫直前铸坯温度 >900℃，避开脆性区 合适二冷水量并降低 铸坯横向中心与边部 温度差，尤其是避免 角部温度过低。
弯月面以下45mm热流与纵裂纹指数关系。
>41Cal/cm2· s(1.7MW/M2)纵裂纹增加。
铸坯热流对纵裂指数的影响
2 铸坯表面纵裂纹
250×1400mm板坯
宽面铜板热流与裂纹的关系
侧面铜板热流与裂纹的关系
由图可知：结晶器的宽面铜板平均热流为1.4- 1.6MW/m2 ，侧面平 均热流为1.1-1.3MW/m2，板坯表面纵裂纹发生率最小。
水口插入深度合适
（8） 结晶器钢液流动
2 铸坯表面纵裂纹
（9） 结晶器变形
对于小方坯常出现角部纵裂纹（靠近角部棱边或离开角部1015mm）,它是与凝固前沿热撕裂有关的。它的产生决定于： 方坯菱变； 结晶器圆角半径R(R大，纵裂沿棱角；R小，纵裂离开角部)； 结晶器变形与磨损。 保持结晶器合适锥度，较大的圆角半径（R＝6-8mm），准确对弧 和支承，防止结晶器磨损，均匀的冷却等可消除小方坯角部纵裂。
断裂前 断裂后 钢在600~900℃区域内发生脆断示意图
3 铸坯表面横裂纹
（2） 铸坯运行过程中，受到外
力（弯曲，矫直，鼓肚，辊子不 对中等）作用时，刚好处于低温
脆性区的铸坯表面处于受拉伸应
力作用状态，如果坯壳所受的ε 临>1.3%，在振痕波谷处就产生 裂纹。
钢高温延性示意图
3 铸坯表面横裂纹
3.3影响产生横裂纹因素
（1） 钢成分 C＝0.10～0.15%，坯壳厚度不均匀 性强，振痕深，表面易产生凹陷或横 裂纹；生产实践表明，C＝0.15～ 0.18%或0.15～0.20%时，振痕浅了， 铸坯边部横裂减少； 降低钢中[N]，防止氮化物沉淀； （2） 结晶器振动特点 振痕深度增加，横裂纹增加； 振动频率f增加,振痕变浅，横裂纹 减少； 负滑脱时间增加，振痕深度增加， 方坯tN=0.12～0.15s，板坯tN=0.20s。
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 液面控制方式对纵裂纹也有影响
结晶器液面波动对纵裂纹的影响
液面控制方式对纵裂纹的影响
2 铸坯表面纵裂纹
（5） 结晶器热流和冷却
●
如图所示，90×1000mm板坯结晶器 ◆低碳钢（0.05%C），结晶器热 流>60Cal/cm2· s（2.1MW/ M2）, 纵裂纹增加； ◆中碳钢（0.11%C），结晶器热流
2 铸坯表面纵裂纹
宽面铜板热流差值与裂纹的关系
侧面铜板差值与裂纹的关系
由图可知，对称铜板热流差值控制在±0.05MW/m2时，板坯表面 纵裂纹发生率较小。这说明对称铜板导出热量相同凝固坯壳厚度 生长均匀。
2 铸坯表面纵裂纹
侧边铜板热流与宽边铜板热流之比为 0.8-0.9时板 出结晶器铸坯运行 结晶器与零段的支撑对弧准确 二次冷却均匀性 （6） 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%，Mn/S>30 残余元素Cu、As、Zn控制<0.1%
3 铸坯表面横裂纹
3 铸坯表面横裂纹
3.1表面横裂纹特征
2 铸坯表面纵裂纹
综合分析表明纵裂纹有以下特征： （1） 产生纵裂纹的表面常伴有凹陷，纵裂纹的 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、铝等元素的夹杂物 （4） 在裂纹周围发现有P，S，Mn的偏析 （5） 在裂纹边缘出现有一定的脱碳层，说明裂 纹是在高温下形成扩展的。
结晶器弱冷，有利 于减少纵裂纹。 某厂板坯结晶器水 量减少（由100%降 至87%），二冷强 度由100%降至80%， 纵裂指数由1.92降 至0.51。
结晶器弱冷对小纵裂纹的影响
2 铸坯表面纵裂纹
（6） 结晶器的锥度
● 锥度<0.8%/m，窄面凸出→角 部纵裂； ● 锥度>0.8%/m，窄面凹入→无 角部纵裂。 板坯角部纵裂纹与出结晶 器宽面鼓肚有关。宽面鼓肚而 窄面随之收缩（凹入），则无 角部纵裂纹，而窄面凸出则有 角部纵裂纹。 强化足辊宽面冷却，减弱 窄面冷却可消除角部纵裂纹。
横裂纹可位于铸坯面部或棱边 横裂纹与振痕共生，深度2～4mm，可达7mm，裂纹深处生成 FeO。不易剥落，热轧板表面出现条状裂纹。振痕深，柱状晶异常， 形成元素的偏析层，轧制板上留下花纹状缺陷。 铸坯横裂纹常常被FeO覆盖，只有经过酸洗后，才能发现。
振痕形貌-酸洗后
板坯窄面振痕
板坯宽面振痕
2 铸坯表面纵裂纹
铸坯表面裂纹与中厚板表面缺陷关系： 板坯表面裂纹1-5mm深，当压缩比4.2-6.8，产品裂纹 深度为2mm。1000块板坯轧制统计： 轧制厚度 <20mm 20—40mm >40mm 裂纹指数 0.32 2.98 11.25
2 铸坯表面纵裂纹
板坯表面纵裂纹形貌
2 铸坯表面纵裂纹
如比值太小，说明侧面铜板热流过低， 凝固坯壳厚度较薄，钢水静压力作用 使侧面鼓胀，加大了宽面坯壳变形， 在薄弱处产生微裂纹。
如比值过大，说明侧边热流过高，侧 边凝固坯壳生长过厚，当宽面鼓胀时， 侧边不能随之收缩而导致宽面坯壳薄 弱处应力集中产生微细裂纹。
侧面热流与宽面热流比值与裂纹关系
2 铸坯表面纵裂纹
矫直温度与横裂纹关系
3 铸坯表面横裂纹
3.4 防止横裂纹措施 （1） 采用高频率，小振幅结晶器振动 负滑脱时间tN与拉速v成正比，与频率和振幅f成反比。为防止横 裂纹，就要减浅振痕，则必须降低，要降低，则必须采用高频率 (100~400min-1)，小振幅(±5mm)的结晶器振动机构。 （2） 合适的二次冷却水量 根据钢种不同，二冷配水量分布应使铸坯表面温度分布均匀， 应尽量减少铸坯表面和边部温度差。采用动态二冷配水模型。 （3） 合适保护渣性 保护渣用量和粘度，既要满足减浅振痕，又要防止坯壳粘结。最 少为 0.3kg/m2。
铸坯表面裂纹类型
1－横向角部裂纹 2－纵向角部裂纹 3－横裂纹 5－星形裂纹 4－宽面纵向裂纹 6－深振痕
2 铸坯表面纵裂纹
2.1 板坯表面纵裂纹特征 表面纵裂纹可能发生在板坯宽面中心区域或宽面到棱边 的任一位置产生。 以250×1200mm（C=0.08%）板坯为例： 细小纵裂纹：宽度1-2mm，深度3-4mm，长100mm左右 宽大纵裂纹：宽度10-20mm，深度20-30mm，长度有 几米，严重时会贯穿板坯而报废
（3）宽度收缩受侧面约束产生的弯曲应力
这些力的综合作用在坯壳上，当张应力超过钢的高温允许的强度，则就在坯 壳薄弱处萌生裂纹，出结晶器后在二冷区继续扩展。
2 铸坯表面纵裂纹
在结晶器弯月面区坯壳厚度生长不均匀的主要原因是： （1）包晶相变（L+δ→γ）收缩特征，气隙过早形成， 导致坯壳生长不均匀。 （2）工艺因素影响结晶的坯壳生长不均匀 显然要防止产生纵裂纹，就是要使结晶的弯月面初 生坯壳厚度均匀，避免坯壳产生应力梯度。要做到这点， 对于包晶相变的收缩特征是由Fe-C相图决定的，人为 无法改变，而重要的是准确控制影响结晶的初生坯壳生 长的工艺因素，来防止产生纵裂纹。
2W (T1 T2 ) W
对于方坯：管式结晶器由单锥度（0.6%/m,0.75%/m）→多 锥度（结晶器上部1.4～2.3％/m，结晶器下部0.6％～0.8％/m） → 抛物线锥度演变。 控制结晶器窄面热流与宽面热流比值为0.8～0.9，以减少纵裂纹。 调节结晶器水量和进出水温度，控制结晶器弯月面铜板温度为恒 定值。
2 铸坯表面纵裂纹
（2） 拉速 拉速增加，纵裂纹指数增加 拉速增加，渣膜厚度减少
拉速对纵裂纹的影响
拉速对渣膜厚度的影响
2 铸坯表面纵裂纹
（3） 保护渣 ◆ 液渣层厚度<10mm， 纵裂纹增加。 ◆高凝固温度和高结晶 器温度的保护渣，减 少结晶器弯月面传热 可使纵裂发生率减少 50%。
液渣层厚度对纵裂纹的影响
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
◆ Mn/S升高，纵裂纹降低 ◆ [C]=0.12～0.15%，纵裂纹产生严重(包晶钢)
钢中[S]与裂纹指数的关系
Mn/S对纵裂的影响
碳含量对板坯宽面纵裂纹的影响
包晶相变钢δ→γ转变，收缩大，气隙过早形成，坯壳折皱，结晶器热流不稳定，坯壳厚度生长 不均匀性加重。
连铸坯表面裂纹形成及防止
2011-7-23
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
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）
前言
缺陷的控制策略图
前言
铸坯裂纹是影响连铸机产量和 铸坯质量的主要缺陷。据统计铸坯 各类缺陷中的50％为裂纹。铸坯出 现裂纹，重者会导致漏钢和废品， 轻者需进行精整。 带液芯的铸坯在连铸机内运行 和凝固过程中为什么会产生裂纹， 这是一个复杂的问题。当外力作用 于带液芯的坯壳上，究竟是否产生 裂纹决定于钢的高温力学行为、凝 固的冶金行为和铸机设备运行状态。 就裂纹而言，可分为铸坯表面裂纹 和铸坯内部裂纹两类。
3 铸坯表面横裂纹
F1图片
3 铸坯表面横裂纹
3.2横裂纹产生原因 （1） 横裂纹产生于结晶器初始坯壳形成振痕的波谷处，振痕 越深，则横裂纹越严重，在波谷处，由于：
－奥氏体晶界析出沉淀物(AlN,Nb(CN))，产生晶间断裂 －沿振痕波谷S、P元素呈正偏析，降低了钢强度
这样，振痕波谷处，奥氏体晶界脆性增大，为裂纹产生提供了条件。
（10）出结晶器下口的冷却
足辊和零段二冷水过强，板坯宽面纵裂加剧，如水流密度由110 l/m2.min 降到60 l/m2.min，纵裂指数由2降到零。
2 铸坯表面纵裂纹
2.4. 防止表面纵裂纹措施
防止纵裂纹产生的根本措施，就是使结晶器弯月面区域坯壳生 长厚度均匀。 （1） 结晶器初始坯壳均匀生长 热顶结晶器（弯月面区热流减少50～60％） 波浪结晶器（弯月面区热流减少17～25％） 结晶器弱冷 合适结晶器锥度 对于板坯：为补偿结晶器宽面凝固壳收缩，窄面给出线性锥 度如图所示，应满足：
2 铸坯表面纵裂纹
（2） 结晶器钢水流动的合理性
液面波动±3～±5mm
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
（3） 结晶器振动
合适的负滑脱时间tN
合适的频率和振幅 防止振动偏差(纵向，横向<0.2mm )
2 铸坯表面纵裂纹
2.2 表面纵裂纹产生的原因 ◆ 板坯横断面低倍检验指出，纵裂纹起源于激冷层薄弱处（约2-3mm） ◆ 结晶器的模拟试验指出，纵裂纹起源于结晶的弯月面区（几十mm到
150mm）周边坯壳厚度薄弱处。这说明纵裂纹起源于结晶器的弯月面区初生凝
固壳厚度的不均匀性。由于受力的作用： （1）板坯凝固壳四周温度不均匀而产生的收缩力 （2）板坯收缩由钢水静压力产生的鼓胀力
结晶器锥度和钢成分对皮下内裂的影响 （断面尺寸240x240mm,拉速0.7m/min）
2 铸坯表面纵裂纹
（7） 结晶器振动
振痕浅，无角部纵裂纹； 振痕深，角部纵裂纹增加；
负滑脱时间值增大，板坯表面纵裂升高；＝0.2～0.3s， 纵裂降低。 水口对中，防止产生偏流；水口材质浸蚀，出口流股 不对称，造成偏流。
振痕深度与横裂纹产生几率的关系
振动频率与振痕深度的关系
负滑脱与振痕深度的关系
3 铸坯表面横裂纹
结晶器液面波动与角裂发生率的关系
保护渣消耗量与角裂发生率的关系
（3） 结晶器液面波动 结晶器液面波动增加，横裂纹加重 （4） 保护渣性能 保护渣耗量增加，横裂纹减少
3 铸坯表面横裂纹
（5） 合适二冷强度 调整二冷水分布，在 矫直前铸坯温度 >900℃，避开脆性区 合适二冷水量并降低 铸坯横向中心与边部 温度差，尤其是避免 角部温度过低。
弯月面以下45mm热流与纵裂纹指数关系。
>41Cal/cm2· s(1.7MW/M2)纵裂纹增加。
铸坯热流对纵裂指数的影响
2 铸坯表面纵裂纹
250×1400mm板坯
宽面铜板热流与裂纹的关系
侧面铜板热流与裂纹的关系
由图可知：结晶器的宽面铜板平均热流为1.4- 1.6MW/m2 ，侧面平 均热流为1.1-1.3MW/m2，板坯表面纵裂纹发生率最小。
水口插入深度合适
（8） 结晶器钢液流动
2 铸坯表面纵裂纹
（9） 结晶器变形
对于小方坯常出现角部纵裂纹（靠近角部棱边或离开角部1015mm）,它是与凝固前沿热撕裂有关的。它的产生决定于： 方坯菱变； 结晶器圆角半径R(R大，纵裂沿棱角；R小，纵裂离开角部)； 结晶器变形与磨损。 保持结晶器合适锥度，较大的圆角半径（R＝6-8mm），准确对弧 和支承，防止结晶器磨损，均匀的冷却等可消除小方坯角部纵裂。
断裂前 断裂后 钢在600~900℃区域内发生脆断示意图
3 铸坯表面横裂纹
（2） 铸坯运行过程中，受到外
力（弯曲，矫直，鼓肚，辊子不 对中等）作用时，刚好处于低温
脆性区的铸坯表面处于受拉伸应
力作用状态，如果坯壳所受的ε 临>1.3%，在振痕波谷处就产生 裂纹。
钢高温延性示意图
3 铸坯表面横裂纹
3.3影响产生横裂纹因素
（1） 钢成分 C＝0.10～0.15%，坯壳厚度不均匀 性强，振痕深，表面易产生凹陷或横 裂纹；生产实践表明，C＝0.15～ 0.18%或0.15～0.20%时，振痕浅了， 铸坯边部横裂减少； 降低钢中[N]，防止氮化物沉淀； （2） 结晶器振动特点 振痕深度增加，横裂纹增加； 振动频率f增加,振痕变浅，横裂纹 减少； 负滑脱时间增加，振痕深度增加， 方坯tN=0.12～0.15s，板坯tN=0.20s。
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 液面控制方式对纵裂纹也有影响
结晶器液面波动对纵裂纹的影响
液面控制方式对纵裂纹的影响
2 铸坯表面纵裂纹
（5） 结晶器热流和冷却
●
如图所示，90×1000mm板坯结晶器 ◆低碳钢（0.05%C），结晶器热 流>60Cal/cm2· s（2.1MW/ M2）, 纵裂纹增加； ◆中碳钢（0.11%C），结晶器热流
2 铸坯表面纵裂纹
宽面铜板热流差值与裂纹的关系
侧面铜板差值与裂纹的关系
由图可知，对称铜板热流差值控制在±0.05MW/m2时，板坯表面 纵裂纹发生率较小。这说明对称铜板导出热量相同凝固坯壳厚度 生长均匀。
2 铸坯表面纵裂纹
侧边铜板热流与宽边铜板热流之比为 0.8-0.9时板 出结晶器铸坯运行 结晶器与零段的支撑对弧准确 二次冷却均匀性 （6） 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%，Mn/S>30 残余元素Cu、As、Zn控制<0.1%
3 铸坯表面横裂纹
3 铸坯表面横裂纹
3.1表面横裂纹特征
2 铸坯表面纵裂纹
综合分析表明纵裂纹有以下特征： （1） 产生纵裂纹的表面常伴有凹陷，纵裂纹的 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、铝等元素的夹杂物 （4） 在裂纹周围发现有P，S，Mn的偏析 （5） 在裂纹边缘出现有一定的脱碳层，说明裂 纹是在高温下形成扩展的。
结晶器弱冷，有利 于减少纵裂纹。 某厂板坯结晶器水 量减少（由100%降 至87%），二冷强 度由100%降至80%， 纵裂指数由1.92降 至0.51。
结晶器弱冷对小纵裂纹的影响
2 铸坯表面纵裂纹
（6） 结晶器的锥度
● 锥度<0.8%/m，窄面凸出→角 部纵裂； ● 锥度>0.8%/m，窄面凹入→无 角部纵裂。 板坯角部纵裂纹与出结晶 器宽面鼓肚有关。宽面鼓肚而 窄面随之收缩（凹入），则无 角部纵裂纹，而窄面凸出则有 角部纵裂纹。 强化足辊宽面冷却，减弱 窄面冷却可消除角部纵裂纹。
横裂纹可位于铸坯面部或棱边 横裂纹与振痕共生，深度2～4mm，可达7mm，裂纹深处生成 FeO。不易剥落，热轧板表面出现条状裂纹。振痕深，柱状晶异常， 形成元素的偏析层，轧制板上留下花纹状缺陷。 铸坯横裂纹常常被FeO覆盖，只有经过酸洗后，才能发现。
振痕形貌-酸洗后
板坯窄面振痕
板坯宽面振痕
2 铸坯表面纵裂纹
铸坯表面裂纹与中厚板表面缺陷关系： 板坯表面裂纹1-5mm深，当压缩比4.2-6.8，产品裂纹 深度为2mm。1000块板坯轧制统计： 轧制厚度 <20mm 20—40mm >40mm 裂纹指数 0.32 2.98 11.25
2 铸坯表面纵裂纹
板坯表面纵裂纹形貌
2 铸坯表面纵裂纹