浅析板坯边部纵裂纹产生的原因及解决措施.pdfVIP

龙源期刊网

浅析板坯边部纵裂纹产生的原因及解决措施

作者：程晓

来源：《中国科技博览》2018年第36期

摘要[]板坯裂纹是铸件生产过程中最常见的质量问题，严重影响了产品的质量以及企业的

生产效率。文章主要对板坯边部纵裂纹的特点以及产生原因进行了分析，并提出了有针对性的

解决措施，以期进一步优化板坯铸件的生产，供相关工作者参考。

关键词[]板坯边部；纵裂纹；原因；措施

中图分类号：TP107文献标识码：A文章编号：1009-914X（2018）36-0250-01

引言

连铸板坯的表面纵裂纹是影响铸机产量和铸坯质量的主要缺陷。在实际的生产过程中，一

旦出现纵裂纹就必须要做出必要的修整，情况严重的话还会造成漏钢或者是铸坯报废，对铸机

的作业率以及金属收得率产生较大影响，同时也对企业本身的生产计划以及成本控制产生较大

影响。因此，加强板坯铸件纵裂纹产生的原因以及相应的解决措施对于促进企业生产来说具有

非常重要的现实意义。

纵裂的1形貌及特征

板坯纵裂纹主要有两种类型：一是细小的纵裂纹，宽度小于1mm，深度小于2mm，长

3～25mm左右，通常肉眼不易观察到；二是粗大的纵裂纹，宽度1～10mm，深度2～70mm，

长度30mm～25m。

板坯纵裂纹的特点主要表现在以下几个方面：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）裂纹沿柱状晶边界延伸展开；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，说

明裂纹是在高温下形成扩展的。当纵裂纹长度在10mm以下时，其深度一般小于0.7mm。由于

铸坯轧制前加热过程表面要氧化1mm左右，因此，长度在10mm以下的表面纵裂纹通常不会

造成钢材缺陷。但如采用热装轧制工艺，由于轧制前加热时间缩短，铸坯表面氧化层厚度减

小，则在采用铸坯冷装轧制工艺时不会形成缺陷的表面微细纵裂纹，可能在热装轧制中造成钢

材表面裂纹缺陷。纵裂纹可能在板坯宽度方向上任一位置产生，但越接近铸坯表面宽度方向的

中部，表面纵裂纹发生率越高。

板坯边部纵裂纹产生的原因分析2

龙源期刊网

钢水质量的影响2.1

2.1.1钢中碳含量的影响

当碳含量在包晶区时，钢水在凝固点附近体积收缩率大，使坯壳与结晶器铜板的气隙较早

形成，使坯壳凝固不均匀的情况加剧，进而造成裂纹的产生。据统计，对于Q235类钢，ω

（C）在0.09%～0.12%区间出现的纵裂纹占裂纹比例的88.7%，其它范围仅占11.3%；Q345

类钢，ω（C）在0.13%～0.16%区间出现的纵裂纹占裂纹比例的90.1%，其它范围仅占9.9%。

从上述的统计可以看出，Q235和Q345的包晶裂纹比例都在90%的范围，这说明成品碳对表

面纵裂的影响是非常重要的。

2.1.2出钢后追加顶渣的影响

实践研究表明，出钢后追加顶渣对表面纵裂纹影响很大。顶渣主要为CaO、CaF2，由于

追加的顶渣不能及时熔化，在进行钢水吹氩搅拌时，其卷入钢中，又不能及时上浮，在浇铸过

程中导致保护渣的变性，严重破坏熔渣的性能，恶化润滑条件，使摩擦力增大且不稳定，极易

导致表面纵裂纹的产生。

2.1.3硫含量的影响

对硫含量影响因素的研究，也进行了数据统计，研究结果表明，随着S含量的不断增高，

裂纹率也会不断增大。这主要是因为S与Fe形成FeS，FeS能与Fe形成低熔点（985℃）热脆

性共晶体，并在晶界析出。S的含量越高，形成的坯壳承受的应力越小，S含量高的坯壳在热

应力、摩擦力和钢水静压力等作用下容易形成裂纹。

工艺因素2.2的影响

2.2.1拉速的影响

在稳定的外部条件下，拉速的大小决定着坯壳厚度，拉速增大，结晶器壁的热流量增大，

同时恒速浇注对控制液面波动，稳定渣耗，保持初生坯壳厚度的均匀性尤为重要。

实践数据表明，在实际的生产过程中，由于拉速变化而产生的总裂纹的情况占总量的

30.2%，所以说，拉速变化对纵裂纹的影响比较明显，说明由于钢水温度或衔接及其它原因造

成拉速波动，即铸机的非稳态