铸坯缺陷图谱及预防

1.表面纵裂纹

定义与外观：

沿拉坯方向，铸坯表面中心位置附近产生的裂纹，裂纹长10～1500mm，宽0.1～3.5mm，深＜5mm。

成因及危害：

在结晶器弯月面区（钢液面下170mm）左右，钢液凝固在固相线以下发生δ→γ转变，导致凝固厚度生产的不均匀性，由于热收缩使坯壳产生应力梯度，在薄弱处产生应力集中，坯壳在表面形成纵向凹陷，从而形成纵向裂纹。简言之，结晶器弯月面区凝固壳厚度不均匀性是产生表面纵裂纹的根本原因，在二冷区铸坯裂纹进一步扩展。

导致表面纵裂纹指数增加的因素有：

（1）钢水成分◆[S]＞0.020%，[P]＞0.017%；◆Mn/S降低；◆[C]=0.12～0.17%;包晶反应钢δ→γ转变，收缩大，气隙形成，坯壳折皱，结晶器热流不稳定，坯壳厚度生产不均匀性加重；

(2)拉速增加；

(3)保护渣熔化性能不良、液渣层过厚或过薄导致渣膜厚薄不均，使局部凝固壳过薄。液渣层厚度＜10 mm;

(4)结晶器液面波动≥5mm;

（5）结晶器热流和冷却◆低碳钢结晶器热流＞60Cal/cm2；◆中碳钢结晶器热流＞

41Cal/cm2；

（6）结晶器锥度不合适；

（7）结晶器钢液流动◆水口不对中；◆水口插入深度不合适。

（8）结晶器振动◆振痕深；◆负滑脱时间增大。

裂纹严重时会造成漏钢和钢坯废品。

预防及消除方法：

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厚度均匀生长。

（1）尽量降低钢中[S]、[P]含量，提高Mn/S。

(2)合适的拉坯速度。

(3)合适的保护渣◆η·ν=2～4 ◆液渣层厚度10～15mm◆高结晶温度的保护渣◆均匀渣膜厚度（150μm/0.3～0.5kg/m2）。

(4)保证结晶器钢水流动合理性◆结晶器液面波动±3～±5mm◆水口对中◆合适的水口插入深度。

（5）保证结晶器初始坯壳均匀生长◆合适结晶器锥度◆结晶器弱冷◆热顶结晶器。（6）合适的结晶器振动◆合适的负滑脱值◆合适的频率和振幅◆振动偏差（纵向、横向＜0.2mm）。

（7）良好的连铸机设备状况，保证出结晶器铸坯运行良好◆结晶器与零段、二冷区上部对弧要准◆冷却均匀性良好。

检查与处置：

用肉眼检查；

进行火焰清理，缺陷严重部位切除判废。

2.角部纵裂纹

定义与外观：

沿拉坯方向，在距铸坯角部（棱边）0～15mm处产生的裂纹，裂纹长10～1500mm，宽0.1～3.5mm，深＜5mm。

成因及危害：

（1）与形成表面纵裂的原因基本相同。

（2）钢流对角部冲击过强。

（3）沿结晶器高度水缝厚度不均匀，造成结晶器角部冷却不良。

（4）结晶器圆角半径太小。

预防及消除方法：

（1）与形成表面纵裂的预防及消除方法基本相同。

（2）保证浸入式水口对中良好，减少钢流对角部的过强冲击。

（3）装配结晶器时，保证冷却水缝厚度一致，使之冷却均匀。

（4）合适的圆角半径。

裂纹严重时会造成漏钢和钢坯废品。

检查与处置：

用肉眼检查；

进行火焰清理，缺陷严重部位切除判废。

3.表面横裂纹

定义与外观：

生成于铸坯面部的横向裂纹，简称为表面横裂纹。与振痕共生，深度2～7mm，长度较短，一般在5～50mm之间，裂纹处常常被FeO覆盖。

成因及危害：

产生于结晶器初生坯壳形成振痕的波谷处，振痕越深，则横裂纹越严重，由于：◆冷却速度降低，晶粒粗大；◆奥氏体晶界析出沉淀物（AlN），产生晶间断裂；◆沿振痕波谷处元素呈正偏析。这样，振痕波谷处，奥氏体晶界脆性增大，为横裂纹产生提供了条件。铸坯运行过程中，受到外力（弯曲、矫直、鼓肚、支撑辊不对中等）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。

导致表面横裂纹指数增加的因素有：

（1）钢水成分◆[C]=0.08～0.15%，坯壳厚度生长不均匀性强，振痕深，表面易产生凹陷或横裂纹◆[N]含量高；

（2）结晶器振动◆振痕深度增加◆负滑脱时间增加；

（3）结晶器液面波动增加；

（4）保护渣消耗量低，坯壳易与铜壁发生粘结；

（5）二冷强度不合理，铸坯在脆性区矫直；

（6）铸坯横向温差大，尤其是角部温度。

裂纹严重时会造成漏钢和钢坯废品。

预防及消除方法：

（1）作好保护浇铸，尽量降低钢中[N]含量。

（2）采用高频率（100～400/min），小振幅（±2～4mm）的结晶器振动机构，降低振痕深度。

（3）降低结晶器液面波动±3～5mm。

（4）合适的保护渣用量和粘度，既要减欠振痕，又要防止坯壳粘结，最少为0.5kg/t钢。（5）调整二冷水分布，在矫直前铸坯表面温度＞900℃，避开脆性区。

（6）根据钢种的不同，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差。

（7）良好的铸机对弧精度和设备状态。

检查与处置：

用肉眼检查；

进行火焰清理，缺陷严重部位切除判废。

4角部横裂纹

定义与外观：

生成于铸坯角部的细小横向裂纹，称为角部横裂纹。与振痕共生，通常深度为2～4mm，长度较短，一般在5～20mm之间，裂纹处常常被FeO覆盖。

成因及危害

（1）结晶器锥度太大。

（2）结晶器表面划伤。

（3）结晶器出口与零段对弧不准。

（4）铸坯角部冷却太强，矫直时表面温度小于900℃。

（5）当铸坯角部有星状裂纹时，受到矫直力的作用，就会以这些星状裂纹为缺口，形成角部横裂纹。

（6）振痕太深。

裂纹严重时会造成钢坯废品。

预防及消除方法：