连铸坯表面纵裂纹的产生原因及控制措施
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总 第 １９９期 ２０１２年 第 ７期
河 北 冶全
Ｈ ＥＢＥｌ Ｍ ＥＴＡＬＬＵ Ｒ ＧＹ
ＴｏｔａｌＮ Ｏ ｌ９９ ２０１２ ，Ｎ ｕｍ ｂｅｒ ７
连 铸 坯 表 面 纵 裂 纹 的 产 生 原 因及 控 制 措 施
申 志 强
（济 南 钢 铁 股 份 公 司 中厚 板 厂 ，山东 济 南 ２５０１０１）
１ 前 言
（１）产 生纵 裂 纹 的 表 面 常 伴 有 凹 陷 ，连铸 坯 纵
连铸 坯表 面纵 向裂 纹是 生产 过程 中一 种 常见 的 裂 纹 的严重 性与 表面 凹陷 相对应 。
表面缺 陷 ，存在 这 种 缺 陷 的 连 铸坯 在 热 加 工 之 前 需
（２）裂纹 沿树 枝 晶干方 向扩展wenku.baidu.com。
３ 表 面 纵 裂 纹 形 成 的 原 因 发生 纵裂 是 因为连铸 坯在 结 晶器 内受 到的各 种
应力 所 致 ，包 括热 应 力 、钢 水 静压 力 、摩 擦 力 和 由于
４７
总 第 １９９期
宽 窄面收 缩量差 异 导致 的拉伸力 。 当微裂纹 形 成后
３．Ｏ
在外 部 因素 的作用 下 造 成凝 固壳 局 部 过热 ，从 而导
致 纵裂 的扩展 。外部 因素 主要包 括工 艺操作 和 在线 设备 的各 个环节 ，如保 护渣 的行 为 ，结 晶器 的传 热状
籁 ２．０
况 、振动 条 件 及锥 度 ，二 次冷 却 制 度 ，二次 冷却 设 备
的布置及 状态 ，工人 操作水 平等 因素 ，这些 都会 导致
１．０
ｍｏｌｄ ａｎｄ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｃｏｏｌｉｎｇ，ｓｏｍ ｅ ｍ ｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｃｒａｃｋｓ ｏｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｓｔｉｎｇ
ｂｉｌｌｅｔ．
，
Ｋ ｅｙ Ｗ ｏｒｄｓ：ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｓｔｉｎｇ ｂｉｌｌｅｔ； ｓｕｒｆａｃｅ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｃｒａｃｋ；ｒｅａｓｏｎ；ｍ ｅａｓｕｒｅｓ
要 精 整 ，降低 了金 属 的收 得率 ，增加 了生 产 成 本 ，表 面无裂 纹 缺 陷 是 连 铸 坯 热 送 和 直 接 轧 制 的前 提 条
（３）裂纹 内发 现有 Ｓｉ、Ｃａ、Ａ１等 元素 的夹 杂物 。 （４）在裂纹 周 围发现 有 Ｐ、Ｓ、Ｍｎ的偏析 。
件 。本 文对 济钢 生 产 中经常 发生 的连 铸坯 表 面纵 裂
收 稿 日期 ：２０１２—０４—１７ 作 者 简 介 ：申 志强 （１９８３～），男 ，助 理 工 程 师 ，２００５年 毕 业 于 内 蒙 古 科 技 大 学 钢 铁 冶 金 专 业 ，现 在 济 南 钢 铁 股 份 公 司 中 厚 板 厂 工 作 ，
Ｅ — ｍａｉｌ：００１１０１２＠ １６３
１．横 向 角 部 裂 纹 ；２．纵 向角 部 裂 纹 ；３．横 裂 纹 ；４．宽 面纵 向 裂 纹 ；５．星 形 裂 纹 ；６ 深振 痕
图 １ 连 铸 坯 常 见 的 表 面 裂 纹 示 意 图
Ｆｉｇ． １ Ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｎｏｒｍ ａｌ ｓｕｒｆａｃｅ ｃｒａｃｋｓ ｏｎ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｓｔｉｎｇ ｂｉｌｌｅｔ
Ｓｈｅｎ Ｚｈｉｑｉａｎｇ
（Ｐｌａｔｅ Ｐｌａｎｔ，Ｊｉｎａｎ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｊｉｎａｎ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，２５０１０１）
Ａｂｓｔｒａｃｔ￣Ｉｔ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎ ａｎｄ ｆｅａｔｕｒｅ ｏｆ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｃｒａｃｋｓ ｏｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｓｔｉｎｇ ｂｉｌｌｅｔ，
摘 要 ：介 绍 了连 铸 坯 表 面纵 裂纹 的成 因及 特 征 ，从 钢 水 成 分 、连 铸 机 拉 速 、保 护渣 液渣 层厚 度 和 结 晶 器 液
面波 动 、结 晶器 冷 却 效 果 和 二次 冷却 方 面 ，提 出 了 防止 连 铸 坯 表 面 纵 裂 纹 的 具 体 措 施 。
关 键 词 ：连 铸 坯 ；表 面纵 裂 纹 ；原 因 ；措 施
（５）裂纹 边 缘 出 现 一 定 的 脱 碳 层 ，说 明裂 纹 是
纹 问题 ，从 力学 和冶 金学 方 面进行 分析 ，找 出其 产 生 在高 温下 形成 扩展 的 。
原 因 、机理 及工 艺 因素 ，并 提 出减 少裂 纹 的措施 。 ２ 连 铸 坯 表 面 纵 裂 的 形 成 及 特 征
ａｎａｌｙｚｅｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｍ ｅａｓｕｒｅｓ ｔＯ ｐｒｅｖｅｎｔ ｔｈｅ ｃｒａｃｋ ｆｒｏｍ ｔｈ ｅ ｆｉｅｌｄｓ： ｃｏｍ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｍ ｏｌｔｅｎ ｓｔｅｅｌ， ｃａｓｔｉｎｇ ｓｐｅｅｄ
ｏｆ ｃａｓｔｅｒ，ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｍ ｏｌｔｅｎ ｃａｓｔｉｎｇ ｐｏｗｄｅｒ，ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｑｕｉｄ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｍｏｌｄ，ｃｏｏｌｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ
中 图 分 类 号 ：ＴＧ３３５．５
文献 标 识 码 ：Ｂ
文章 编 号 ：１００６—５００８（２０１２）０７—００４７—０３
ＲＥＡＳＯＮ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ
Ｍ ＥＡＳＵＲＥＳ ＦｏＲ ＬＯＮＧＩＴＵＤＤ ＡＬ ＣＲＡＣＫＳ
ＯＮ ＳＵＲＦＡＣＥ ＯＦ ＣＯＮＴＤ ＵＯＵ Ｓ ＣＡＳＴＤ Ｇ ＢⅡ ＬＥＴ
连铸 坯表 面 纵 裂 纹 可 能 在 板 坯 的 宽 面 中心 区 域 ，或 宽 面到棱 边 的任一 位置 产生 ，如 图 １所 示 ¨ 。
表 面裂 纹是 在结 晶器 弯 月面 区初 生坯壳 厚 度不 均 匀 、作用 于坯 壳 上 的 拉应 力 超 过 钢 的 高 温 允 许强
度 和应 变 时 ，在 坯 壳 的薄 弱处 产 生应 力 集 中导 致 产 生 纵裂 ，出结 晶器 后 在 二 冷 区 继 续 扩展 。综 合 分 析 表 明 ，连铸 坯纵 裂纹 有 以下特 征 ：
河 北 冶全
Ｈ ＥＢＥｌ Ｍ ＥＴＡＬＬＵ Ｒ ＧＹ
ＴｏｔａｌＮ Ｏ ｌ９９ ２０１２ ，Ｎ ｕｍ ｂｅｒ ７
连 铸 坯 表 面 纵 裂 纹 的 产 生 原 因及 控 制 措 施
申 志 强
（济 南 钢 铁 股 份 公 司 中厚 板 厂 ，山东 济 南 ２５０１０１）
１ 前 言
（１）产 生纵 裂 纹 的 表 面 常 伴 有 凹 陷 ，连铸 坯 纵
连铸 坯表 面纵 向裂 纹是 生产 过程 中一 种 常见 的 裂 纹 的严重 性与 表面 凹陷 相对应 。
表面缺 陷 ，存在 这 种 缺 陷 的 连 铸坯 在 热 加 工 之 前 需
（２）裂纹 沿树 枝 晶干方 向扩展wenku.baidu.com。
３ 表 面 纵 裂 纹 形 成 的 原 因 发生 纵裂 是 因为连铸 坯在 结 晶器 内受 到的各 种
应力 所 致 ，包 括热 应 力 、钢 水 静压 力 、摩 擦 力 和 由于
４７
总 第 １９９期
宽 窄面收 缩量差 异 导致 的拉伸力 。 当微裂纹 形 成后
３．Ｏ
在外 部 因素 的作用 下 造 成凝 固壳 局 部 过热 ，从 而导
致 纵裂 的扩展 。外部 因素 主要包 括工 艺操作 和 在线 设备 的各 个环节 ，如保 护渣 的行 为 ，结 晶器 的传 热状
籁 ２．０
况 、振动 条 件 及锥 度 ，二 次冷 却 制 度 ，二次 冷却 设 备
的布置及 状态 ，工人 操作水 平等 因素 ，这些 都会 导致
１．０
ｍｏｌｄ ａｎｄ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｃｏｏｌｉｎｇ，ｓｏｍ ｅ ｍ ｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｃｒａｃｋｓ ｏｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｓｔｉｎｇ
ｂｉｌｌｅｔ．
，
Ｋ ｅｙ Ｗ ｏｒｄｓ：ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｓｔｉｎｇ ｂｉｌｌｅｔ； ｓｕｒｆａｃｅ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｃｒａｃｋ；ｒｅａｓｏｎ；ｍ ｅａｓｕｒｅｓ
要 精 整 ，降低 了金 属 的收 得率 ，增加 了生 产 成 本 ，表 面无裂 纹 缺 陷 是 连 铸 坯 热 送 和 直 接 轧 制 的前 提 条
（３）裂纹 内发 现有 Ｓｉ、Ｃａ、Ａ１等 元素 的夹 杂物 。 （４）在裂纹 周 围发现 有 Ｐ、Ｓ、Ｍｎ的偏析 。
件 。本 文对 济钢 生 产 中经常 发生 的连 铸坯 表 面纵 裂
收 稿 日期 ：２０１２—０４—１７ 作 者 简 介 ：申 志强 （１９８３～），男 ，助 理 工 程 师 ，２００５年 毕 业 于 内 蒙 古 科 技 大 学 钢 铁 冶 金 专 业 ，现 在 济 南 钢 铁 股 份 公 司 中 厚 板 厂 工 作 ，
Ｅ — ｍａｉｌ：００１１０１２＠ １６３
１．横 向 角 部 裂 纹 ；２．纵 向角 部 裂 纹 ；３．横 裂 纹 ；４．宽 面纵 向 裂 纹 ；５．星 形 裂 纹 ；６ 深振 痕
图 １ 连 铸 坯 常 见 的 表 面 裂 纹 示 意 图
Ｆｉｇ． １ Ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｎｏｒｍ ａｌ ｓｕｒｆａｃｅ ｃｒａｃｋｓ ｏｎ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｓｔｉｎｇ ｂｉｌｌｅｔ
Ｓｈｅｎ Ｚｈｉｑｉａｎｇ
（Ｐｌａｔｅ Ｐｌａｎｔ，Ｊｉｎａｎ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｊｉｎａｎ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，２５０１０１）
Ａｂｓｔｒａｃｔ￣Ｉｔ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎ ａｎｄ ｆｅａｔｕｒｅ ｏｆ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｃｒａｃｋｓ ｏｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｓｔｉｎｇ ｂｉｌｌｅｔ，
摘 要 ：介 绍 了连 铸 坯 表 面纵 裂纹 的成 因及 特 征 ，从 钢 水 成 分 、连 铸 机 拉 速 、保 护渣 液渣 层厚 度 和 结 晶 器 液
面波 动 、结 晶器 冷 却 效 果 和 二次 冷却 方 面 ，提 出 了 防止 连 铸 坯 表 面 纵 裂 纹 的 具 体 措 施 。
关 键 词 ：连 铸 坯 ；表 面纵 裂 纹 ；原 因 ；措 施
（５）裂纹 边 缘 出 现 一 定 的 脱 碳 层 ，说 明裂 纹 是
纹 问题 ，从 力学 和冶 金学 方 面进行 分析 ，找 出其 产 生 在高 温下 形成 扩展 的 。
原 因 、机理 及工 艺 因素 ，并 提 出减 少裂 纹 的措施 。 ２ 连 铸 坯 表 面 纵 裂 的 形 成 及 特 征
ａｎａｌｙｚｅｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｍ ｅａｓｕｒｅｓ ｔＯ ｐｒｅｖｅｎｔ ｔｈｅ ｃｒａｃｋ ｆｒｏｍ ｔｈ ｅ ｆｉｅｌｄｓ： ｃｏｍ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｍ ｏｌｔｅｎ ｓｔｅｅｌ， ｃａｓｔｉｎｇ ｓｐｅｅｄ
ｏｆ ｃａｓｔｅｒ，ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｍ ｏｌｔｅｎ ｃａｓｔｉｎｇ ｐｏｗｄｅｒ，ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｑｕｉｄ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｍｏｌｄ，ｃｏｏｌｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ
中 图 分 类 号 ：ＴＧ３３５．５
文献 标 识 码 ：Ｂ
文章 编 号 ：１００６—５００８（２０１２）０７—００４７—０３
ＲＥＡＳＯＮ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ
Ｍ ＥＡＳＵＲＥＳ ＦｏＲ ＬＯＮＧＩＴＵＤＤ ＡＬ ＣＲＡＣＫＳ
ＯＮ ＳＵＲＦＡＣＥ ＯＦ ＣＯＮＴＤ ＵＯＵ Ｓ ＣＡＳＴＤ Ｇ ＢⅡ ＬＥＴ
连铸 坯表 面 纵 裂 纹 可 能 在 板 坯 的 宽 面 中心 区 域 ，或 宽 面到棱 边 的任一 位置 产生 ，如 图 １所 示 ¨ 。
表 面裂 纹是 在结 晶器 弯 月面 区初 生坯壳 厚 度不 均 匀 、作用 于坯 壳 上 的 拉应 力 超 过 钢 的 高 温 允 许强
度 和应 变 时 ，在 坯 壳 的薄 弱处 产 生应 力 集 中导 致 产 生 纵裂 ，出结 晶器 后 在 二 冷 区 继 续 扩展 。综 合 分 析 表 明 ，连铸 坯纵 裂纹 有 以下特 征 ：