連鑄坯裂紋的影響因素和對策分析

劉寶興

摘 要：通過分析連鑄坯生產中的主要影響因素，提出了相應的解決對策，以期為相關單位提供一定的幫助和建議。

關鍵詞：連鑄坯；內應力；低碳鋼具；保護渣

中圖分類號：TF777 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）18-0042-01

在連鑄坯的生產過程中，裂紋是非常嚴重的缺陷之一，其會給鑄坯之后的工作帶來較大的影響。因此，了解裂紋的影響因素，并找到正確的解決對策是亟待解決的問題。

1 影響因素分析

1.1 化學成分

以碳為例，碳的質量分數在0.2%左右時，低碳鋼最容易出現裂紋，這是由于在包晶出現反應時，比容會有所變化，導致產生內應力，進而造成裂紋。在此情況下，低碳鋼具有較大的收縮值，但不具備較高的延展性，導致裂紋的敏感性較強。鋼的性能會受到碳的影響，因此，應由生產中的鋼決定生產中鋼水的含碳量，不可隨便調整，但鋼內裂紋的含碳量較高，且具有很強的敏感性。

1.2 鋼水的靜壓力

在結晶器中移除鑄坯后，鋼水運行于導輥中，因結晶器不再起到限制作用，且壓頭高度的增加也會使鋼水的靜壓力提升，這樣就會在相鄰的兩對導輥中出現鼓肚的情況，同時，在坯殼中產生應力。在整個連鑄的初期，都會出現鼓肚的情況，極易導致內部裂縫出現。因鑄坯在導輥之間連續運動，造成“鼓肚—拉伸—壓縮”的情況會在凝固前的應力狀態中循環出現。因在整個鑄坯過程的初期會出現鼓肚和內部裂紋的情況，所以，一旦裂紋向表面延續，就很容易導致鋼漏事故。

1.3 熱應力

在連鑄坯凝固時，鑄坯外表與鑄坯的軸向、角部和液芯會產生溫度梯度，導致不同的收縮量存在于各個部位之間，并產生熱應力。在此情況下，冷區運送中的坯殼外表會出現較大的收縮，使坯殼表面出現拉應力，一旦拉應力過大或鑄坯表面的溫度回升過快，應力分布就會發生變化，拉力將取代應力，進而導致裂紋出現。

1.4 意外機械力

對中、對弧的不正確操作會導致導輥變形、位移和彎曲，還會在凝固的坯殼中附加一定的機械應力。

1.5 相變的應力

在鋼液凝固中會出現相變，且相變的比容往往不同。在凝固低碳鋼時，要經過奧氏體→鐵元素固態相變和鐵素體→奧氏體相變。晶格由面心立方結構取代體心立方結構，降低了原子結構的密實性，造成體積膨脹，這樣就會在凝固坯殼中產生應力，一旦鑄坯溫度<900 ℃，矯直應變和相變就會相互疊加，極易出現裂紋。具體如圖1所示。

2 對策分析

2.1 有效控制化學成分

在鑄坯時，應有效控制化學成分，尤其是微合金物質，它會影響鑄坯的延展性和裂紋的敏感性。因此，為了降低裂紋出現的概率，需要從最終產品的規定入手，選擇可使熱延展性最大化的鋼成分。具體方式為：在選擇碳和合金添加量時，應防止凝固包晶，防止碳含量維持在0.1%～0.13%之間，并盡可能地減少鋁和鈮。

2.2 控制凝固組織

在控制凝固組織時，應盡量減少鑄坯中的柱狀晶，并增加軸晶。過熱度、冷卻條件和鋼水成分等因素都會影響凝固組織。在具體的生產中，對于條件比較優越且想要增加等晶組織的企業而言，可采用如下步驟：①將微型鋼塊或鋼帶安設于結晶器中，并降低鋼水的過熱度；②將金屬粉末噴吹到結晶器中，以降低鋼水過熱度，并提升形核核心、擴大等軸晶區；③增強二冷區的冷卻力度，并降低柱狀晶區的寬度；④利用電磁攪拌。

2.3 合理控制工藝因素

應合理匹配工藝參數，使連鑄坯在運行時可均勻冷卻，同時，要確保一定的坯殼強度和厚度，以有效完成二次冷卻。此外，雖然在脆性溫度區間中實施矯直能降低裂紋出現的概率，但是，一旦矯直在脆性區完成，就會出現裂紋。如果在低于或高于這個溫度區間的范圍中實施矯直，就能大大減小裂紋出現的概率。很多地區的設備都廣泛應用了不同的冷卻設備，在防治裂紋的過程中發揮了巨大的作用。

2.4 保證良好的設備狀態

為了防止出現裂紋，應在現有設備的基礎上提升維修水平，并定期檢查設備的工作狀態，特別是要檢查導輥是否轉動、導輥有無松動、錯位和導輥是否變形；各個扇形有無錯弧、錯位；轉動冷卻噴嘴有無堵塞；噴淋是否變形。同時，要合理使用和監測結晶器，并利用分析和統計的方法，制訂過鋼量的上限。此外，為了減少裂紋的出現，應嚴禁結晶器超期運行。

2.5 開發最具利用價值的保護渣

雖然應遵循基本原則設計保護渣，但是，各個鑄機有其各自的特點，在具體工作中，應按照鋼種、斷面、拉速和鑄機等因素，有目的地進行生產試驗、探究，以開發并生產最具利用價值的保護渣。

3 結束語

在生產鑄坯的過程中，雖然不可能完全杜絕鑄坯裂紋的情況，但是，為了提升連鑄坯的生產效率和生產質量，降級裂紋出現的概率也是一項非常重要的任務。這就需要相關生產部門細致分析裂紋產生的主要因素，并制訂出有針對性的防治措施。

參考文獻

[1]賀景春，陳建軍，梁志剛.連鑄坯裂紋主要影響因素及對策研究[J].包鋼科技，2011（08）.

[2]梁偉紅.連鑄坯裂紋成因及預防[J].湖南冶金，2009（06）.

〔編輯：張思楠〕

摘 要：通過分析連鑄坯生產中的主要影響因素，提出了相應的解決對策，以期為相關單位提供一定的幫助和建議。

關鍵詞：連鑄坯；內應力；低碳鋼具；保護渣

中圖分類號：TF777 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）18-0042-01

在連鑄坯的生產過程中，裂紋是非常嚴重的缺陷之一，其會給鑄坯之后的工作帶來較大的影響。因此，了解裂紋的影響因素，并找到正確的解決對策是亟待解決的問題。

1 影響因素分析

1.1 化學成分

以碳為例，碳的質量分數在0.2%左右時，低碳鋼最容易出現裂紋，這是由于在包晶出現反應時，比容會有所變化，導致產生內應力，進而造成裂紋。在此情況下，低碳鋼具有較大的收縮值，但不具備較高的延展性，導致裂紋的敏感性較強。鋼的性能會受到碳的影響，因此，應由生產中的鋼決定生產中鋼水的含碳量，不可隨便調整，但鋼內裂紋的含碳量較高，且具有很強的敏感性。

1.2 鋼水的靜壓力

在結晶器中移除鑄坯后，鋼水運行于導輥中，因結晶器不再起到限制作用，且壓頭高度的增加也會使鋼水的靜壓力提升，這樣就會在相鄰的兩對導輥中出現鼓肚的情況，同時，在坯殼中產生應力。在整個連鑄的初期，都會出現鼓肚的情況，極易導致內部裂縫出現。因鑄坯在導輥之間連續運動，造成“鼓肚—拉伸—壓縮”的情況會在凝固前的應力狀態中循環出現。因在整個鑄坯過程的初期會出現鼓肚和內部裂紋的情況，所以，一旦裂紋向表面延續，就很容易導致鋼漏事故。

1.3 熱應力

在連鑄坯凝固時，鑄坯外表與鑄坯的軸向、角部和液芯會產生溫度梯度，導致不同的收縮量存在于各個部位之間，并產生熱應力。在此情況下，冷區運送中的坯殼外表會出現較大的收縮，使坯殼表面出現拉應力，一旦拉應力過大或鑄坯表面的溫度回升過快，應力分布就會發生變化，拉力將取代應力，進而導致裂紋出現。

1.4 意外機械力

對中、對弧的不正確操作會導致導輥變形、位移和彎曲，還會在凝固的坯殼中附加一定的機械應力。

1.5 相變的應力

在鋼液凝固中會出現相變，且相變的比容往往不同。在凝固低碳鋼時，要經過奧氏體→鐵元素固態相變和鐵素體→奧氏體相變。晶格由面心立方結構取代體心立方結構，降低了原子結構的密實性，造成體積膨脹，這樣就會在凝固坯殼中產生應力，一旦鑄坯溫度<900 ℃，矯直應變和相變就會相互疊加，極易出現裂紋。具體如圖1所示。

2 對策分析

2.1 有效控制化學成分

在鑄坯時，應有效控制化學成分，尤其是微合金物質，它會影響鑄坯的延展性和裂紋的敏感性。因此，為了降低裂紋出現的概率，需要從最終產品的規定入手，選擇可使熱延展性最大化的鋼成分。具體方式為：在選擇碳和合金添加量時，應防止凝固包晶，防止碳含量維持在0.1%～0.13%之間，并盡可能地減少鋁和鈮。

2.2 控制凝固組織

在控制凝固組織時，應盡量減少鑄坯中的柱狀晶，并增加軸晶。過熱度、冷卻條件和鋼水成分等因素都會影響凝固組織。在具體的生產中，對于條件比較優越且想要增加等晶組織的企業而言，可采用如下步驟：①將微型鋼塊或鋼帶安設于結晶器中，并降低鋼水的過熱度；②將金屬粉末噴吹到結晶器中，以降低鋼水過熱度，并提升形核核心、擴大等軸晶區；③增強二冷區的冷卻力度，并降低柱狀晶區的寬度；④利用電磁攪拌。

2.3 合理控制工藝因素

應合理匹配工藝參數，使連鑄坯在運行時可均勻冷卻，同時，要確保一定的坯殼強度和厚度，以有效完成二次冷卻。此外，雖然在脆性溫度區間中實施矯直能降低裂紋出現的概率，但是，一旦矯直在脆性區完成，就會出現裂紋。如果在低于或高于這個溫度區間的范圍中實施矯直，就能大大減小裂紋出現的概率。很多地區的設備都廣泛應用了不同的冷卻設備，在防治裂紋的過程中發揮了巨大的作用。

2.4 保證良好的設備狀態

為了防止出現裂紋，應在現有設備的基礎上提升維修水平，并定期檢查設備的工作狀態，特別是要檢查導輥是否轉動、導輥有無松動、錯位和導輥是否變形；各個扇形有無錯弧、錯位；轉動冷卻噴嘴有無堵塞；噴淋是否變形。同時，要合理使用和監測結晶器，并利用分析和統計的方法，制訂過鋼量的上限。此外，為了減少裂紋的出現，應嚴禁結晶器超期運行。

2.5 開發最具利用價值的保護渣

雖然應遵循基本原則設計保護渣，但是，各個鑄機有其各自的特點，在具體工作中，應按照鋼種、斷面、拉速和鑄機等因素，有目的地進行生產試驗、探究，以開發并生產最具利用價值的保護渣。

3 結束語

在生產鑄坯的過程中，雖然不可能完全杜絕鑄坯裂紋的情況，但是，為了提升連鑄坯的生產效率和生產質量，降級裂紋出現的概率也是一項非常重要的任務。這就需要相關生產部門細致分析裂紋產生的主要因素，并制訂出有針對性的防治措施。

參考文獻

[1]賀景春，陳建軍，梁志剛.連鑄坯裂紋主要影響因素及對策研究[J].包鋼科技，2011（08）.

[2]梁偉紅.連鑄坯裂紋成因及預防[J].湖南冶金，2009（06）.

〔編輯：張思楠〕

摘 要：通過分析連鑄坯生產中的主要影響因素，提出了相應的解決對策，以期為相關單位提供一定的幫助和建議。

關鍵詞：連鑄坯；內應力；低碳鋼具；保護渣

中圖分類號：TF777 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）18-0042-01

在連鑄坯的生產過程中，裂紋是非常嚴重的缺陷之一，其會給鑄坯之后的工作帶來較大的影響。因此，了解裂紋的影響因素，并找到正確的解決對策是亟待解決的問題。

1 影響因素分析

1.1 化學成分

以碳為例，碳的質量分數在0.2%左右時，低碳鋼最容易出現裂紋，這是由于在包晶出現反應時，比容會有所變化，導致產生內應力，進而造成裂紋。在此情況下，低碳鋼具有較大的收縮值，但不具備較高的延展性，導致裂紋的敏感性較強。鋼的性能會受到碳的影響，因此，應由生產中的鋼決定生產中鋼水的含碳量，不可隨便調整，但鋼內裂紋的含碳量較高，且具有很強的敏感性。

1.2 鋼水的靜壓力

在結晶器中移除鑄坯后，鋼水運行于導輥中，因結晶器不再起到限制作用，且壓頭高度的增加也會使鋼水的靜壓力提升，這樣就會在相鄰的兩對導輥中出現鼓肚的情況，同時，在坯殼中產生應力。在整個連鑄的初期，都會出現鼓肚的情況，極易導致內部裂縫出現。因鑄坯在導輥之間連續運動，造成“鼓肚—拉伸—壓縮”的情況會在凝固前的應力狀態中循環出現。因在整個鑄坯過程的初期會出現鼓肚和內部裂紋的情況，所以，一旦裂紋向表面延續，就很容易導致鋼漏事故。

1.3 熱應力

在連鑄坯凝固時，鑄坯外表與鑄坯的軸向、角部和液芯會產生溫度梯度，導致不同的收縮量存在于各個部位之間，并產生熱應力。在此情況下，冷區運送中的坯殼外表會出現較大的收縮，使坯殼表面出現拉應力，一旦拉應力過大或鑄坯表面的溫度回升過快，應力分布就會發生變化，拉力將取代應力，進而導致裂紋出現。

1.4 意外機械力

對中、對弧的不正確操作會導致導輥變形、位移和彎曲，還會在凝固的坯殼中附加一定的機械應力。

1.5 相變的應力

在鋼液凝固中會出現相變，且相變的比容往往不同。在凝固低碳鋼時，要經過奧氏體→鐵元素固態相變和鐵素體→奧氏體相變。晶格由面心立方結構取代體心立方結構，降低了原子結構的密實性，造成體積膨脹，這樣就會在凝固坯殼中產生應力，一旦鑄坯溫度<900 ℃，矯直應變和相變就會相互疊加，極易出現裂紋。具體如圖1所示。

2 對策分析

2.1 有效控制化學成分

在鑄坯時，應有效控制化學成分，尤其是微合金物質，它會影響鑄坯的延展性和裂紋的敏感性。因此，為了降低裂紋出現的概率，需要從最終產品的規定入手，選擇可使熱延展性最大化的鋼成分。具體方式為：在選擇碳和合金添加量時，應防止凝固包晶，防止碳含量維持在0.1%～0.13%之間，并盡可能地減少鋁和鈮。

2.2 控制凝固組織

在控制凝固組織時，應盡量減少鑄坯中的柱狀晶，并增加軸晶。過熱度、冷卻條件和鋼水成分等因素都會影響凝固組織。在具體的生產中，對于條件比較優越且想要增加等晶組織的企業而言，可采用如下步驟：①將微型鋼塊或鋼帶安設于結晶器中，并降低鋼水的過熱度；②將金屬粉末噴吹到結晶器中，以降低鋼水過熱度，并提升形核核心、擴大等軸晶區；③增強二冷區的冷卻力度，并降低柱狀晶區的寬度；④利用電磁攪拌。

2.3 合理控制工藝因素

應合理匹配工藝參數，使連鑄坯在運行時可均勻冷卻，同時，要確保一定的坯殼強度和厚度，以有效完成二次冷卻。此外，雖然在脆性溫度區間中實施矯直能降低裂紋出現的概率，但是，一旦矯直在脆性區完成，就會出現裂紋。如果在低于或高于這個溫度區間的范圍中實施矯直，就能大大減小裂紋出現的概率。很多地區的設備都廣泛應用了不同的冷卻設備，在防治裂紋的過程中發揮了巨大的作用。

2.4 保證良好的設備狀態

為了防止出現裂紋，應在現有設備的基礎上提升維修水平，并定期檢查設備的工作狀態，特別是要檢查導輥是否轉動、導輥有無松動、錯位和導輥是否變形；各個扇形有無錯弧、錯位；轉動冷卻噴嘴有無堵塞；噴淋是否變形。同時，要合理使用和監測結晶器，并利用分析和統計的方法，制訂過鋼量的上限。此外，為了減少裂紋的出現，應嚴禁結晶器超期運行。

2.5 開發最具利用價值的保護渣

雖然應遵循基本原則設計保護渣，但是，各個鑄機有其各自的特點，在具體工作中，應按照鋼種、斷面、拉速和鑄機等因素，有目的地進行生產試驗、探究，以開發并生產最具利用價值的保護渣。

3 結束語

在生產鑄坯的過程中，雖然不可能完全杜絕鑄坯裂紋的情況，但是，為了提升連鑄坯的生產效率和生產質量，降級裂紋出現的概率也是一項非常重要的任務。這就需要相關生產部門細致分析裂紋產生的主要因素，并制訂出有針對性的防治措施。

參考文獻

[1]賀景春，陳建軍，梁志剛.連鑄坯裂紋主要影響因素及對策研究[J].包鋼科技，2011（08）.

[2]梁偉紅.連鑄坯裂紋成因及預防[J].湖南冶金，2009（06）.

〔編輯：張思楠〕