連鑄板坯表面縱裂紋產(chǎn)生的原因分析及控制措施

牛進京

（河鋼股份有限公司承德分公司，河北承德 067102）

摘要：本文針對鑄坯表面縱裂紋的特征和形成過程進行了分析研究，重點分析和總結了鋼中[C]含量，[Mn]/[S]值，[S]、[P]、[N]含量，保護渣性能，結晶器及其冷卻水，設備狀態(tài)等對表面縱裂紋的影響，并提出了相應的控制措施。

關鍵詞：板坯連鑄、表面縱裂紋、形成機理、控制措施。

1  前言

連鑄板坯的表面縱裂紋是影響鑄機產(chǎn)量和鑄坯質(zhì)量的主要缺陷�？v裂大部分集中在鑄坯表面寬面的中部，長度不等，短則3～5mm，長則貫穿整支鑄坯，有時可能部分交錯，斷斷續(xù)續(xù)，如圖1所示。縱裂紋的出現(xiàn),輕者須進行表面精整;嚴重的導致漏鋼或大宗廢品的出現(xiàn),影響了鑄坯的質(zhì)量，又影響鑄機作業(yè)率和金屬收得率,增加了生產(chǎn)成本也打亂了生產(chǎn)計劃。因此，解決連鑄板坯表面縱裂紋的問題十分必要。由于影響鑄坯表面縱裂紋的因素眾多，既有鋼水成分、設備條件和工藝參數(shù)等的影響，也有操作、原材物料以及冷卻介質(zhì)的影響，鑄坯表面縱裂紋的產(chǎn)生和預防是一個系統(tǒng)問題，需要進行系統(tǒng)的分析和研究。本文就生產(chǎn)中的表面縱裂紋問題，從多角度分析研究其產(chǎn)生的原因，并提出減少縱裂紋產(chǎn)生的措施。

圖1 板坯表面縱裂示意圖

2  連鑄板坯表面縱裂紋的生成機理
連鑄板坯產(chǎn)生表面縱裂紋的主要原因是初生坯殼厚度不均勻，在坯殼薄的地方應力集中，當應力超過坯殼的抗拉強度時就產(chǎn)生裂紋，在微裂紋形成后在外部因素的作用下造成凝固殼局部過熱，導致縱裂的擴展。外部因素包括工藝操作和在線設備的各個環(huán)節(jié)，如保護渣的行為、結晶器的傳熱狀況、振動條件及錐度，二次冷卻制度、二次冷卻設備的布置及狀態(tài)、工人操作水平的高低等等。這些都會導致縱裂的形成和發(fā)展�？v裂一般在結晶器內(nèi)部形成初形，到出結晶器，在二冷區(qū)內(nèi)開始擴展長大，最后形成明顯的縱裂紋，甚至發(fā)生漏鋼事件。表面縱裂發(fā)生在平行于拉坯方向上，其位置主要在寬面中心附近和靠近角部處。縱裂主要沿柱狀晶一次晶間及奧氏體的晶界擴展。關于板坯裂紋的生成機理，多年來的研究支持如下假說：在結晶器內(nèi)產(chǎn)生的裂紋是在一定的溫度區(qū)間內(nèi)形成的。這個溫度區(qū)間的上限相當于枝晶軸線相互纏扭開始時的溫度，其下限相當于高于枝晶之間無液相存在時的實際固相線溫度。在產(chǎn)生晶間斷裂不久，來自附近的含有夾雜物的液態(tài)金屬充填進去，使它“愈合”，斷裂而“愈合”的后果是裂紋內(nèi)有氧化物和鏈狀硫化物夾雜集聚，在低倍組織上有偏析裂紋。裂紋與夾雜伴生這一點已經(jīng)得到確認。 盡管在生產(chǎn)實踐中鑄坯從結晶器拉出時，個別情況下看到有很大開口的裂紋，但在此處漏鋼的情況并不多見，這說明裂紋的形成是時斷時續(xù)進行的。高溫帶液芯鑄坯在連鑄機內(nèi)運行過程中是否產(chǎn)生裂紋，主要決定于：（1）外力作用；（2）鋼的高溫性能；（3）工藝性能；（4）保護渣的影響；（5）設備性能。
2.1   外力作用

坯殼在鑄機內(nèi)所受的外力有：結晶器坯殼與銅板摩擦力、鋼水靜壓力產(chǎn)生鼓肚、噴水冷卻不均勻產(chǎn)生熱應力、鑄坯彎曲或矯直力、支承輥不對中產(chǎn)生的機械力、相變應力等。當這些力作用在高溫鑄坯表面或凝固前沿產(chǎn)生的應力或應變量超過鋼的臨界應力或應變值時就產(chǎn)生裂紋，然后在二冷區(qū)裂紋進一步擴展。從連鑄工藝來看，寬面縱裂是由于結晶器冷卻條件不適宜及保護渣流人不均勻等因素所致。初期凝固坯殼受到不均勻冷卻，產(chǎn)生凝固坯殼厚度不均勻，縱裂就是在凝固滯后區(qū)域由于凝固收縮及熱收縮產(chǎn)生的拉伸應力作用下擴展的，據(jù)有關資料介紹，固液界面臨界應力為1～3Pa，臨界應變?yōu)?.2%～0.5％；而凝固坯殼應變?yōu)?.3%時鑄坯會產(chǎn)生裂紋。
2.2   鋼的高溫性能

鋼可分為三個延性區(qū)[3]：Ⅰ區(qū)凝固脆性區(qū)（Tm～1350℃）、Ⅱ區(qū)高溫塑性區(qū)（1300～1000℃）、Ⅲ區(qū)低溫脆化區(qū)（900～700℃），其中Ⅰ區(qū)使鑄坯產(chǎn)生內(nèi)裂紋，Ⅲ區(qū)使鑄坯產(chǎn)生表面裂紋。因此，為了減少鑄坯的縱裂紋，就鋼的高溫性能特點來說，應該從第三低溫脆化區(qū)來下功夫，盡可能從工藝成分、保護澆注（防止吸氮）、二次冷卻上進行合理調(diào)整來減少鑄坯縱裂紋的產(chǎn)生。
Nb、V、Ti作為微合金化元素，在軋制過程中，采用控冷、控軋工藝，析出碳、氮化物，對鋼有細晶強化、相變強化、沉淀強化的作用，使機械性能得到提高。但沉淀作用也會產(chǎn)生一些人們所不希望的影響，這主要表現(xiàn)在奧氏體溫度區(qū)間冷卻不合理會引起Nb、V、Ti的碳化物或氮化物沿奧氏體晶界沉淀，在慢速變形情況下就會使晶界處結合力減弱，導致連鑄坯產(chǎn)生裂紋。
   Nb、V、Ti碳、氮化合物在鋼中難固溶的順序依次是:TiN、Nb（CN）、AlN、TiC、VN、VC。在奧氏體中，Nb、V、Ti的碳化物比氮化物易固溶，氮化物比碳化物易析出，因此，通過析出物的固溶——再析出可以改善延性。Nb、V、Ti微合金元素對鋼的延塑性影響中，Nb的影響最大，其次是Al和Ti，而V幾乎沒有影響。對Nb鋼來說，隨著Nb含量的增加，特別是800～900℃延展性明顯下降。這也是單Nb微合金化鋼種易產(chǎn)生裂紋的原因。
2.3   工藝性能

包括低過熱度澆注、雜質(zhì)元素含量（S、Mn/S、P、Cu、Sn、Zn……）、合適的二冷水量和鑄坯表面溫度分布、坯殼與結晶器銅板良好的潤滑性、結晶器液面的穩(wěn)定性、結晶器內(nèi)坯殼均勻生長，微合金元素的選擇和含量設計等。
2.4   保護渣的影響

由于縱裂是因鋼水在結晶器內(nèi)不均勻凝固而引起的，故把熱電偶埋入結晶器銅板中進行測溫。因為銅板表面的溫度變化量確實與縱向裂紋的發(fā)生指數(shù)有著明顯的相關關系，從而證實了結晶器內(nèi)鋼液的不均勻凝固對縱向裂紋的產(chǎn)生有很大影響。要改善結晶器的不均勻凝固狀態(tài)，抑制凝固初期結晶器內(nèi)彎月面附近的不均勻凝固尤為必要。由于這種不均勻凝固受保護渣的影響最大，故測定了保護渣導熱系數(shù)，還就保護渣的物理性質(zhì)對結晶器內(nèi)散熱行為的影響進行了調(diào)查。
   結晶器保護渣的導熱系數(shù)，在固相時約為1.0指數(shù)，但當它變成液相時，其值就會急劇上升。而液態(tài)保護渣的凝固溫度又有隨其堿度增加而升高的特性，因此，在使用高堿度保護渣時，可通過提高保護渣的凝固溫度使結晶器與鑄坯之間的保護渣具有較高比率的固相，從而達到均勻緩冷之目的。因此應用高堿度、高凝固溫度的保護渣可減少了鑄坯縱向裂紋的產(chǎn)生。

2.5  設備性能  

   結晶器錐度、結晶器的振動（振動頻率，振幅，負滑脫時間）、氣水噴霧冷卻、對弧準確防止坯殼變形、在線檢測支承輥開口度、支承輥變形、多點矯直或連續(xù)矯直、多節(jié)輥、壓縮澆注等。

3  影響縱向裂紋的因素及相應控制措施

3.1  鋼中[C]含量的影響

   含碳量在0.07—0.18%存在包晶反應，當發(fā)生包晶轉變時，會發(fā)生約0.38%的體積收縮。鋼的收縮量大，坯殼與結晶器間的氣隙也大，造成坯殼的不均勻性也就相應增大，表面縱裂發(fā)生的幾率增高。通過統(tǒng)計,對Q235類鋼,w(C)在0.09%~0.12%區(qū)間出現(xiàn)的縱裂紋占裂紋比例的88.7%,其它范圍僅占11.3%;Q345類鋼,w(C)在0.13%~0.16%區(qū)間出現(xiàn)的縱裂紋占裂紋比例的90.1%,其它范圍僅占9.9%。因此生產(chǎn)中鋼水成分應盡量避開此范圍控制。生產(chǎn)實踐中，對于碳含量標準的確定，工藝設計上要盡量避開此范圍為佳，但如果由于鋼質(zhì)性能要求無法改變時，實際操作中也要略偏此值控制，或在其它工藝上進行優(yōu)化。

轉爐冶煉終點碳含量與板坯表面縱裂的關系見表1。從表1中可以看出,終點碳越低,裂紋比與澆鑄比的比值越高。終點w(C)<0.06%的爐次,裂紋比與澆鑄比的比值是w(C)=0.07%~0.09%的2倍多。終點w(C)<0.06%的爐次,裂紋比是w(C)>0.09%的4倍多�？偲饋碇v,終點w(C)<0.07%,裂紋比例高。

轉爐冶煉終點氧含量與板坯表面縱裂的關系見表2。從表2中可以看出,終點w(O)>700×10-6的爐次,裂紋比是澆鑄比的3倍多。終點w(O)=(400~600)×10-6時,裂紋比與澆鑄比的比值也偏高。終點w(O)<400×10-6時,裂紋比與澆鑄比的比值明顯下降。總的趨勢是終點氧越高,裂紋比與澆鑄比的比值越高。

由終點碳和氧與裂紋比關系的分析,可以說明鋼中的終點氧高,脫氧后形成的Al2O3等夾雜多,在鋼包吹氬上浮過程中,有一些夾雜物在鋼水中沒有來得及聚積、上浮,導致鋼夾雜物過多。

3.2  鋼中[Mn]/[S]的影響

冶金理論界認為，鋼中[Mn]/[S]對縱裂有重要影響。硫只能溶于鋼液中，在固態(tài)鐵中幾乎不能溶解，而是以FeS夾雜物形式存在于固態(tài)鋼中。硫最大的危害是引起鋼的高溫熱脆，造成熱脆的原因是由于晶界存在Fe+FeS離異共晶體（熔點=988℃），如果鋼中含氧量也高，還會生成熔點更低的（940℃）Fe+FeS+FeO三相共晶體。縱裂紋起源于結晶器，鋼水注入結晶器瞬間凝固成坯殼，坯殼表面溫度一般約為1300℃，這時位于晶界的Fe+FeS或Fe+FeS+FeO共晶體已處于熔融狀態(tài)，在熱應力、相變應力和機械應力綜合作用下易形成開裂，大大促進縱裂紋發(fā)生，危害性極大。

防止熱脆的方法是往鋼中加入適當?shù)腻i。由于錳的化學親合力大于鐵與硫的化學親合力，所以在含錳鋼中，硫便與錳形成MnS，避免了FeS的形成。MnS的熔點為1580℃，高于坯殼表面溫度，并在高溫下有一定的塑性，故不會產(chǎn)生熱脆。因此為了防止連鑄坯形成率偏高，應在鋼水冶煉時就根據(jù)W[S]來控制鋼中的W[Mn]。

錳硫比對鑄坯縱裂的影響見圖2。

表2 S含量對裂紋的影響 %

3.3  鋼中[N]、[S]、[P]的影響

連鑄過程中鋼的低溫塑性與鋼中的氮的含量密切相關，鋼液吸氮后[N]的升高，鋼中的[N]和[Al]生成AlN，而AlN析出的高峰溫度在850℃左右，AlN析出導致低溫塑性的降低，如果AlN沿奧氏體晶界析出，在應力的作用下析出物附近形成裂紋。這種析出物易形成板坯的表面縱裂紋與角部裂紋。因此，為了減少縱裂的發(fā)生，必須控制好鋼水中氮含量。針對這個問題，應從轉爐冶煉到連鑄澆注全過程控制。

P可使鋼的塑性下降而變脆。縱裂的根源也在于顯微偏析，由于顯微偏析，在鋼凝固過程中，由于設備和操作上總難避免少量的鼓肚和菱變，在橫向拉應力下而使在晶界面上產(chǎn)生微裂紋，到二冷區(qū)后，微裂紋擴展成縱裂而造成表面缺陷，一般認為w(P)應控制在<0.030％的基礎上。

S與Fe形成FeS，而FeS還能與Fe形成低熔點熱脆性共晶體，并在晶界析出，所以極易使在晶界處發(fā)生裂紋。因此要盡可能地降低鋼中的w(S)，統(tǒng)計表明，w(S)越低，縱裂發(fā)生率也越低。

3.4  保護渣性能的影響

保護渣既要起到潤滑作用防止粘結漏鋼，又要產(chǎn)生一定的熱阻防止出現(xiàn)裂紋。研究表明，保護渣的堿度和粘度對縱裂都有明顯的影響：保護渣的堿度對導熱性能影響明顯，堿度小于1.0時，渣玻璃性強，導熱性好，在同樣的拉速下，熱流增大，坯殼生長快，易出現(xiàn)厚度不均而產(chǎn)生裂紋，因此這種堿性的保護渣多用于裂紋不敏感的低碳鋼；堿度大于1.0時，渣析晶率高，渣膜的導熱性差，相應結晶器熱流會低一些，對控制裂紋的產(chǎn)生有利，這類保護渣多用于包晶鋼和微合金鋼。另外，保護渣粘度過高和過低都容易引起縱裂。保護渣粘度太低,則渣耗量過高,易引起液渣流入不均勻。在渣膜最厚的地方,坯殼凝固慢,該處坯殼薄,成為應力集中點,易產(chǎn)生縱裂;粘度過高,則渣耗量太少,渣膜太薄,厚度不均勻,容易形成間斷的渣膜,也易產(chǎn)生縱裂。因此，對于不同的鋼種，原則上應采用不同的保護渣，實際上現(xiàn)場管理又沒有條件實現(xiàn)，因此按鋼類設計不同的保護渣。

保護渣耗量以及液渣層厚度對縱裂的影響。保護渣耗量增加時寬面導熱率降低。如果采用可降低寬面導熱率的保護渣則可減少縱裂，即使是其耗量增加亦可減少縱裂。但保護渣耗量過多易引起液渣流入不均勻，最終會使縱裂增加。如果其耗量不過高，則在結晶器與坯殼之間的渣膜厚度增加時，因緩冷而使坯殼與渣膜在接觸時的變動減少，且導致縱裂減少，實踐表明,當液渣層厚度在7~15mm時,鑄坯的表面縱裂紋很少出現(xiàn),在此范圍之外,縱裂紋顯著增加,過厚或過薄,縱裂紋比都上升。所以保護渣渣層厚度應合適地控制。

   保護渣的操作對縱裂紋影響也很大，如局部有大渣條阻擋液渣的順利流入等。生產(chǎn)實踐上，當出現(xiàn)表面縱裂時，及時對結晶器內(nèi)的保護渣進行更換，可有效消除表面縱裂問題，這對現(xiàn)場操作工來講是最簡單易行的手段。

同時影響保護渣流入的有注速、注溫、液位，為使其流入均勻、穩(wěn)定，應控制注速穩(wěn)定，注溫控制在1530—1540℃，過熱度△T=15℃最好，但此與工人的操作水平密切相關，有時為了實現(xiàn)連鑄的成功，這些措施不得不放寬一些。還有結晶器中液位也應穩(wěn)定，這樣才可使保護渣得以穩(wěn)定均勻地流入。

另外，工藝對保護渣狀況也有影響，如結晶器稀土處理工藝，該工藝易造成保護渣結塊結團，影響保護渣的均勻流入，從而坯殼厚度的均勻性變差，縱裂紋發(fā)生指數(shù)高。其實對于稀土處理工藝，許多情況都可以用鋼包鈣處理工藝來代替，這樣可能避開稀土造成保護渣變性的不良影響。

3.5  結晶器及其冷卻水的影響

結晶器銅板表面質(zhì)量對鑄坯表面質(zhì)量有較大的影響。實踐表明，銅板表面有凹坑、劃痕時，鑄坯容易在相應的位置產(chǎn)生縱裂，當凹坑或劃痕的嘗試大于0.5mm時，縱裂的發(fā)生幾率為20-30%，這是因為凹坑或劃痕部位的初生坯殼不能很好的與銅板接觸，局部溫度偏高，該處坯殼薄，應力集中，在應力的作用下形成縱裂。所以必須保護結晶器銅板的良好狀態(tài)，備機前仔細檢查，發(fā)現(xiàn)銅板問題及時更換。

結晶器冷卻在連鑄工藝上是重要冷卻點，控制合適的結晶器冷卻水流量和進出水溫差是減少表面縱裂紋的有效手段。保證結晶器最低的冷卻水流量是獲得穩(wěn)定低熱流的前提條件,同樣,結晶器采用緩冷,使熱流密度降低,可減少表面縱裂紋。實際生產(chǎn)控制上遠沒有二次冷卻控制精確，抓住了結晶器冷卻就基本控制了60%以上的表面裂紋，特別是表面縱裂紋，應該要分鋼類控制，控制結晶器冷卻水進水溫度，消除季節(jié)對水溫的影響，穩(wěn)定結晶器傳熱狀況。

3.6  結晶器錐度的影響

鋼水進入結晶器后發(fā)生凝固收縮，不可避免的在坯殼和結晶器之間出現(xiàn)一定厚度的氣隙，氣隙的出現(xiàn)會極大的降低傳熱效果，氣隙厚度不同導致坯殼生長的厚度不均，為了保證結晶器內(nèi)坯殼均勻凝固，結晶器寬、窄面冷卻能力必須相等。由于結晶器與鑄坯之間存在的摩擦力，受結晶器窄面錐度的影響很大。在窄面錐度小時，由于窄面的凝固殼與結晶器壁不接觸，故凝固殼的生長速度放慢，就容易發(fā)生拉漏。而在窄面錐度大時，由于在凝固坯殼表面溫度高的位置(即在凝固殼強度較小的結晶器上部)產(chǎn)生接觸壓力，故易發(fā)生鑄坯縱裂。為此，要保持結晶器合理的倒錐度，并要經(jīng)常維修，及時更換。

3.7  二冷水的影響

連鑄板坯的質(zhì)量在很大程度上取決于它的二次冷卻，二次冷卻以如下四種方式影響鑄坯質(zhì)量：

（一）由于凝固殼上溫度梯度的變化，鑄坯上可能產(chǎn)生大的張力應變，這與軸向噴水冷卻有關；

（二）噴水冷卻強度對凝固殼的局部溫度分布有影響，從而會改變鋼的高溫機械性能以及凝固殼對液芯鋼水靜壓力的抗力；

（三）某一部分凝固殼經(jīng)過噴水區(qū)下行時的溫度波動可以影響AIN相的析出，這樣就會降低鋼的高溫延展性，從而帶來裂紋問題；

（四）噴水冷卻強度對凝固速度、液相深度都有影響。

   一般來講，增加二次冷卻噴水量可減少鼓肚，從而減少中心偏析、中心裂紋等與鼓肚有關的缺陷，然而生產(chǎn)實踐及研究表明，鼓肚只部分的與二次冷卻有關，用二次冷卻來限制鼓肚的效果是有限的，也是不可取的，因此設計二次冷卻應主要考慮改善表面橫裂和縱裂等缺陷。為了減少表面縱裂紋，應盡可能的減少結晶器下口二次冷卻的強度，如適當減少噴淋水量和適當提高噴淋水溫度等。裂紋敏感特別強的鋼種，一定要采用弱冷緩冷原則。加強連鑄機二冷水噴嘴檢查，保證二冷水汽水壓力的平衡，增加二次冷卻的均勻性，從而減少鑄坯表面縱裂紋在二冷區(qū)的擴展。另外，生產(chǎn)現(xiàn)場需要加強二冷水質(zhì)和過濾器管理，確保噴嘴處于良好的噴水特性。

3.8  拉速和過熱度的影響

澆鑄溫度對縱裂的影響是比較明顯的，過熱度過高，坯殼變薄，高溫強度低，坯殼應力大，所以容易引起縱裂。而拉速變化又是以過熱度的變化為基礎的，當拉速和過熱度配合不當，特別是高溫高拉速時縱裂發(fā)生的幾率更高。鋼水過熱度過高或過低對板坯表面縱裂均有不利影響。過熱度高,生成的坯殼薄且熱應力大,易產(chǎn)生表面裂紋;過熱度低,保護渣溶化不良,導致彎月面冷卻不均勻,也易產(chǎn)生表面縱裂紋。鋼水過熱度與板坯表面縱裂紋的關系見表4。

從表4中可以看出,過熱度大于35℃的爐次,裂紋比是澆鑄比的14倍,在15~25℃范圍之間的,澆鑄比最高,但裂紋比與澆鑄比的比值最低,說明過熱度對裂紋有重要影響。

為兼顧產(chǎn)量和質(zhì)量,要求控制中包鋼水過熱度在15~25℃范圍,通過加強工藝操作和生產(chǎn)調(diào)度的協(xié)調(diào),中包鋼水過熱度控制在20±5℃的達到了86.8%。

因此為了減少縱裂的發(fā)生，應當制定鑄機溫度、拉速控制操作規(guī)程，進一步規(guī)范現(xiàn)場的各種操作，控制穩(wěn)定的過熱度和穩(wěn)定的拉速。

3.9  液面穩(wěn)定的影響

   由于采用液面自動控制技術,正常拉鋼的情況下,液面波動都在±3mm以下,

表5為特殊情況影響液面穩(wěn)定的因素與裂紋的關系的統(tǒng)計。

從表5看,開澆第一爐(或換水口第一爐)易出裂紋,這與開澆、換水口時液面不穩(wěn)和拉速變化多有關。換渣和變渣線第一爐出現(xiàn)裂紋的比例也高,說明影響彎月面穩(wěn)定性的操作與縱裂紋的產(chǎn)生有一定的對應關系。

3.10  浸入式水口操作的影響

   浸入式水口的插入深度直接影響結晶器內(nèi)的鋼水流場分布，因而影響板坯坯殼生成的均勻性。統(tǒng)計表面，水口插入太深由于從水口上面兩個孔出來的鋼流帶到鋼液面上的熱量不足，彎月面溫度低，保護渣熔化的不均勻，形成的渣膜也薄厚不均，影響初生坯殼的均勻性。水口插入太淺，鋼流對彎月面攪動加劇，容易造成液位波動，甚至將液渣卷入凝固前沿，造成表面夾渣的質(zhì)量缺陷。所以要控制水口插入深度在最佳范圍內(nèi)，既可以控制裂紋的發(fā)生又可以防止卷渣。為了提高結晶器內(nèi)彎月面處的熱量，延遲和減薄彎月面處坯殼的形成，增加鑄坯坯殼在結晶器內(nèi)冷卻和收縮的均勻性，從而減少裂紋的形成。將水口插入深度從鋼液面距分流孔上口控制在140-160mm，水口傾角為向下18°，水口壽命嚴格控制在7～9爐之間，并且根據(jù)鑄坯質(zhì)量、水口周圍鋼水的翻騰情況及時調(diào)整水口位置，必要時更換水口。另外，水口對中或偏流也對縱裂的產(chǎn)生了較大的影響，這種因素會造成坯殼凝固厚度及溫度不均勻，增加坯殼局部應力從而形成裂紋。因此，生產(chǎn)操作上也要注意水口對中情況，對偏流水口，有條件的要及時更換。

   根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)結果(見表6)可以看出,浸入式水口插入深度為131-140mm時,鑄坯出裂紋比為8.33%,產(chǎn)生裂紋的比例最低。插入深度為111-120mm和161-170mm時,出裂紋的比例分別為40.29%和45%,比其它水口插入深度所產(chǎn)生裂紋的比例要高。

浸入式水口插入過深,縱裂指數(shù)增加。因為從兩個側孔出來的鋼水帶到彎月面上的熱量不足,使保護渣不能均勻熔化。

結論

連鑄板坯縱裂紋影響因素很多，但歸根到底主要是彎月面域的初生坯殼的緩冷與均冷問題，其次是二次冷卻區(qū)增加凝固坯殼應力問題。因此，連鑄坯縱裂紋的治理應從提高初生坯殼散熱均勻性，提高初生坯殼凝固均勻性這一原則出發(fā)，根據(jù)各廠實際情況對癥下藥，綜合起來主要的控制手段有以下幾個方面：

（一）優(yōu)化鋼種成分設計和加強裂紋敏感性元素控制，提高鋼水可澆性，特別是鋼中[C]含量，[S]、[P]、[N]含量，[Mn]/[S]比等裂紋敏感元素和指標的控制。

（二）設定合理的連鑄工藝參數(shù)，包括結晶器窄面錐度、水口插入深度、冷卻制度、拉速和過熱度。

（三）選用堿度、粘度合適的保護渣，保證液渣層的厚度、渣膜的均勻性和合適的傳熱系數(shù)。

（四）加強鋼水中氮含量的控制，特別是大包－中包的鋼水保護，防止鋼水的二次氧化和增[N]。

（五）保證良好的設備狀態(tài)，特別是結晶器的表面質(zhì)量和銅板厚度，水口對中等。

（六）堅持結晶器液面的自動控制制度，當液面自動控制出現(xiàn)不穩(wěn)時，及時改為手動澆注，保證液面波動在最小范圍，波動目標值控制在小于±3mm。

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