连铸坯纵裂纹形貌及处理方法

生产无缺陷的连铸坯是连铸坯热送、热装的前提条件。铸坯表面纵向裂纹可能导致最终轧制产品出现缺陷，据统计，铸坯各类缺陷中有50%为裂纹缺陷。表面纵裂纹可能在连铸坯的任一位置产生。

1.板坯纵裂纹的特征

1）产生纵裂纹的表面常伴有凹陷，纵裂纹的严重性与表面凹陷相对应。

2）裂纹沿树枝晶干方向扩展。

3）裂纹内发现有硅、钙、铝等元素的夹杂物。

4）在裂纹周围发现有P、S、Mn的偏析。

5）裂纹边缘出现一定的脱碳层，表示裂纹是在高温下形成和扩展的，这说明由于结晶器的弯月面区初生凝固壳厚度的不均匀性，容易产生纵向裂纹。

为减少表面纵裂纹，钢中碳含量应避开包晶区，w（C）向下限或上限控制，钢中w（S）＜0.015%，w（Mn）/w（S）＞30，控制残余元素w（Cu）、w（Als）、w（Zn）＜0.1%。连铸坯表面纵裂纹形貌如图6-12所示。(www.xing528.com)

2.连铸坯表面纵裂纹产生的原因

连铸坯表面纵裂纹会影响轧制产品质量，如长300mm、深2.5mm的纵裂纹在轧制板材上留下1125mm分层缺陷。纵裂纹严重时会造成拉漏和废品。研究指出：纵裂纹发源于结晶器弯月面初生坯壳厚度的不均匀性，作用于坯壳拉应力超过钢的允许强度，在坯壳薄弱处产生应力集中导致断裂，出结晶器后在二次冷却区扩展。纵裂纹产生的原因可归纳为：①水口与结晶器不对中产生偏流冲刷凝固壳；②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＜10mm，纵裂纹明显增加；③结晶器液面波动，液面波动＞10mm，纵裂纹发生几率30%；④钢中S+P含量，钢中w（S）＞0.02%，w（P）＞0.017%，钢的高温强度和塑性明显降低，发生纵裂纹趋向增大；⑤钢中w（C）在0.12%～0.17%，发生纵裂纹倾向增加。

图6-12 连铸坯表面纵裂纹形貌

3.防止纵裂纹产生的措施

①水口与结晶器要对中；②结晶器液面波动稳定在±10mm；③合适的浸入式水口插入深度；④合适的结晶器锥度；⑤结晶器与二次冷却区上部对弧要准；⑥合适的保护渣性能；⑦采用热顶结晶器，即在弯月面区75mm铜板内镶入不锈钢等导热性差的材料，从而减少弯月面区热流50%～70%，延缓了坯壳收缩，减轻了凹陷，因而也减小了纵裂纹发生几率。