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1、薄板坯表面縱裂的形成原因及預(yù)防措施 (1.包頭包鋼無縫鋼管廠；2.包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院；3.包鋼技術(shù)中心，內(nèi)蒙古包頭014010)
摘要：針對目前薄板連鑄連軋生產(chǎn)線存在的普遍問題——鑄坯出現(xiàn)表面縱裂紋的實際情況進(jìn)行了論述，從容易導(dǎo)致鑄坯表面縱裂的不同影響因素入手，分析了鑄坯表面縱裂紋產(chǎn)生的主要原因，探討了預(yù)防措施。
關(guān)鍵詞：薄板坯；連鑄連軋；表面縱裂紋
中圖分類號：TF777.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1007—6921(XX)20—0124—02
縱裂是連鑄板坯生產(chǎn)過程中最常見的表面
2、缺陷之一，尤其是薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)工藝，鑄坯不能實現(xiàn)離線清理，而是直接進(jìn)入后步軋制工序，縱裂缺陷影響卷板表面質(zhì)量，嚴(yán)重的將導(dǎo)致卷板報廢，更有甚者在薄板坯生產(chǎn)過程中引起縱裂漏鋼，給生產(chǎn)和設(shè)備帶來嚴(yán)重危害，鑄坯縱裂的產(chǎn)生原因較多，主要有鋼水條件、保護(hù)渣及冷卻制度等多種因素。表面縱裂紋嚴(yán)重影響連鑄機的正常生產(chǎn)，為此應(yīng)從工藝和操作上進(jìn)行詳細(xì)分析并采取相應(yīng)措施，使鑄坯表面縱裂紋得到有效控制。
1鑄坯表面縱裂紋形成機理
通常來說連鑄坯表面縱裂主要形成原因是在鋼水凝固或鑄坯冷卻時伴有體積收縮和坯殼與結(jié)晶器之間的傳熱
3、，一旦受到阻力往往會導(dǎo)致應(yīng)力集中而發(fā)生縱裂，鑄坯的表面縱裂紋發(fā)源于結(jié)晶器，鋼水通過浸入式水口流入結(jié)晶器中形成初生坯殼，冷卻不均產(chǎn)生應(yīng)力，在坯殼相對薄弱抵抗應(yīng)力能力差處形成裂紋起源。受二維冷卻的影響，坯殼薄弱處多發(fā)生在鑄坯中心附近，拉坯過程中受到縱向摩擦力產(chǎn)生縱向裂紋，進(jìn)入二冷區(qū)受到強制冷卻后加以擴展，尤其在大斷面鑄坯的生產(chǎn)中更容易出現(xiàn)。薄板坯因拉速高，結(jié)晶器的形狀特殊，更易產(chǎn)生裂紋。因此，嚴(yán)格控制鋼水條件、保護(hù)渣及冷卻制度，是抑制裂紋生長的有效措施。
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2鑄坯表面縱裂紋形成原因及控制措施
2.1鋼水條件
2.1.1鋼水中的［C］含量。鋼中碳含量對薄板坯縱裂的影響主要體現(xiàn)在鋼水凝固過程中發(fā)生包晶反應(yīng)，此時的凝固收縮不僅有熱收縮，而且還有相變產(chǎn)生的體積收縮，從而形成氣隙，加劇了坯殼生長的不均勻性，導(dǎo)致縱裂的產(chǎn)生，表1為Q235B鋼種生產(chǎn)實際中統(tǒng)計的表面縱裂紋發(fā)生率與碳含量的關(guān)系。
C＜0.16%時縱裂紋比例明顯增加。因此，對于低碳鋼的澆注須控制鋼種碳含量＜0.07%;對于碳含量為0.07%～0.16%的包晶鋼亞包晶鋼的澆鑄，須降低拉速
5、，有效控制結(jié)晶器內(nèi)傳熱量及傳熱的均勻性。
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2.1.2鋼水中的有害元素。［S］［P］是有害元素，使板坯高溫塑性和強度降低，縱裂幾率加大，實際生產(chǎn)中，當(dāng)［S］≤0.010%，P≤0.020%，Mn/S＞30時，可以有效地降低鑄坯縱裂發(fā)生幾率［1］，鋼水中［S］含量對縱裂的影響情況見表2。因此，為保證對裂紋的有效控制，要求鋼中［S］＜0.010%，P＜0.020%，Mn/S＞30。
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2.1.3過熱度。鑄坯結(jié)晶過程中，溫度梯度產(chǎn)生的熱應(yīng)力對鑄坯質(zhì)量的影響不容忽視。溫度梯度的增加直接導(dǎo)致粗大柱狀晶的生成，隨著冷卻的進(jìn)行，鑄坯寬度中心部承受較大的熱應(yīng)力，是形成鑄坯表面縱裂紋的主要原因。表3為過熱度對鑄坯表面縱裂紋的影響。
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由此可知，澆注溫度過高(即過熱度過高)，坯殼變薄，高溫強度低，過低，則鋼水流動性差且保護(hù)渣熔化性能變差，鑄坯潤滑性變差，摩擦力增大，因此兩者都易引起縱裂，實踐
7、證明，將中包過熱度控制在15～35℃范圍，再配合拉速的控制，縱裂比例迅速下降。
2.1.4澆注溫度與拉速的區(qū)配。拉速過高易使結(jié)晶器熱流密度增加，板坯表面縱裂趨勢加劇，拉速過低又影響生產(chǎn)效率，同時鋼水溫降增大。而拉速變化又是以過熱度的變化為基礎(chǔ)的.澆注溫度與拉速之間存在著一定的匹配關(guān)系，必須對兩者進(jìn)行科學(xué)匹配，才能有效的降低裂紋發(fā)生，同時有利于生產(chǎn)效率最大化。統(tǒng)計結(jié)果表明，當(dāng)兩者匹配關(guān)系不當(dāng)時，也是縱裂的高發(fā)時，特別應(yīng)避免高溫，高拉速同時出現(xiàn)，因為這時坯殼收縮劇烈，很容易產(chǎn)生縱裂。
2.1.5鋼水純凈
8、度。①夾雜物的控制：鋼水純凈度代表鋼水內(nèi)部夾雜的數(shù)量及尺寸，鑄坯結(jié)晶過程中夾雜物的富集促使熱阻增加、相變各異。裂紋是某處抵抗應(yīng)力的能力小于受到應(yīng)力的作用產(chǎn)生，初生坯殼過于薄弱、夾雜物富集造成抵抗應(yīng)力的能力弱。夾雜物的來源主要包括：氧產(chǎn)物、鋼包和中間包渣子的混入、結(jié)晶器保護(hù)渣卷入和鋼水二次氧化等。薄板坯連鑄連軋最終產(chǎn)品中夾雜物主要為AL2O3、硅酸鹽、鈣鋁酸鹽、硫化物或它們之間的復(fù)合夾雜
