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1、连铸板坯纵裂原因浅析李咸刚迁安钢铁公司摘要阐述了板坯纵裂形成机理及其影响因素，通过现场调查和数据分析，采取相应措施，达到减少纵裂的目的。关键词连铸板坯纵裂1前言纵裂是连铸板坯常见的表面缺陷之一,轻微的纵裂纹经板坯精整后对下工序不会产生影响,严重的纵裂纹会使整块板坯报废,甚至在连铸生产过程中引起纵裂漏钢,给设备和生产带来严重的危害。关于纵裂产生的原因有过很多研究,国内外很多文献中都有所报道。归纳起来主要有:钢水的成分、连铸的工艺操作参数、保护渣等方面,不同的工厂、不同的连铸机在不同的阶段,由于条件不
2、同,每个因素对铸坯纵裂影响的程度也在变化。本文阐述了板坯纵裂形成机理，并结合迁钢板坯连铸机的生产实践,从各个方面调查分析了板坯纵裂的原因。2迁钢板坯连铸机的主要参数迁钢炼钢分厂有两台直弧型板坯连铸机,是从VAI引进的,设计年产量450万吨,可浇铸断面为230mm×(900～2150)mm和250mm×(900～2150)mm,连铸坯定尺长8000～105000mm,基本半径9m,工作拉速0.85～1.5m/min,冶金长度约34.5m,采用连续弯曲连续矫直技术。铸机作业率80％，合格坯收得率97.
3、5％。3纵裂形成一般机理研究表明【1】,铸坯粗大纵裂纹和细小纵裂纹均于结晶器内生成,其形成部位位于弯月面附近初生坯壳皮下2～4mm的低熔点区。初生坯壳在弯月面附近生成后,由于其表面温降速度太大(7s内温降可达400℃),而内表面温降速度较小,坯壳有较大的向内收缩的倾向,但在钢水静压力作用下,坯壳能够抵抗向内收缩,这样在坯壳内部产生横向拉伸应力。假如由于某种原因而造成初生坯壳厚度不均匀,那么坯壳薄弱处将产生应力集中。而在铸坯表面则表现为凹陷的发生。当应力的增大超过凹陷处坯壳表面的高温强度时,皮下裂纹
4、便发展成细小纵裂纹，带有细小纵裂纹的坯壳在续向下运行过程中,由于在结晶器内锥度不足、保护渣润滑不好或出结晶器后由于导向段对中不好、二次冷却不当等原因,同时由于细小纵裂纹造成的缺口效应,细小纵裂纹将沿树枝晶间低塑性区继续撕裂,形成粗大纵裂纹。4影响纵裂纹形成的因素由纵裂纹形成机理可知,纵裂是否产生主要取决于结晶器内初生坯壳厚度的不均匀性、坯壳高温力学强度、坯壳所受应力大小及出结晶器后坯壳所受机械应力与热应力大小。影响结晶器内初生坯壳厚度不均匀的主要因素是弯月面处结晶器的传热状况。弯月面处结晶器传热不
5、均匀、传热太快、传热变化大,均可能造成初生坯壳厚度不均匀。结合我厂纵裂发生特点,对导致纵裂形成的因素进行了现场跟踪和大量数据分析如下：4.1 钢水成分对纵裂的影响钢水成分主要影响坯壳的传热情况和高温力学性能。钢中含碳量对结晶器热流影响较大。理论研究和生产实践均表明【2】,w([C])在0.12%～0.16%之间时(表1),随着温度的降低,初期凝固的大量δ－Fe要转化为γ－Fe,收缩量较大,S、P偏析小,坯壳强度大,在弯月面区域坯壳收缩,则坯壳向内弯曲,在坯壳和铜板之间出现很小缝隙,导致结晶器热流减
6、小且不均匀,极易形成厚度不均匀的初生坯壳。碳含量%0.140.150.160.170.180.190.2合计纵裂数28296130710156生产块数7712946583934538291922比例%17.9518.5939.1019.234.490.640.00100纵裂发生几率%36.3622.4813.123.582.032.630.008.12表1：以Q345B为例不同碳含量发生纵裂比例从以上数据可知，钢水碳含量处在包晶区发生纵裂指数最高，因此严格控制钢水碳含量，避免碳含量0.12-0.1
7、6%浇注能够有效减少纵裂的发生。4.2 结晶器水流量及进出口水温差对纵裂的影响结晶器水流量的大小及变化直接影响到结晶器热流的大小及变化。资料表明【3】,减少结晶器水量,提高结晶器进出水温差,有助于形成厚度均匀的坯壳。铸机结晶器水流量l/min迁钢1＃机3666首钢二炼板坯连铸机3500首秦板坯连铸机3000表2：首钢各钢厂板坯铸机结晶器水流量目前迁钢1#板坯铸机结晶器水流量偏大，铸坯坯壳处于强冷状态，坯壳传热过快、收缩大，冷却不均匀是造成纵裂的另一原因。4.3 保护渣对纵裂的影响保护渣对结晶器传热
8、影响主要体现在两方面,即保护渣液渣层渗入均匀性和保护渣渣膜结构。液渣渗入不均匀,将直接导致结晶器传热不均匀。影响液渣渗入不均匀的因素很多,主要有保护渣粘度及保护渣使用状况。资料表明【3】,粘度太高或太低对液渣均匀稳定渗入均不利,η·Vc=0.1～0.35Pa·s·m/min(式中,η为粘度,Pa·s，Vc为拉速,m/min)时,液渣渗入波动最小,热流波动也最小。保护渣在使用时,由于液面波动严重、局部渣圈太厚、Ar气调节不合适等原因也将导致液渣渗入不均匀。保护渣渣膜分为液渣膜和固渣膜
