板坯内部裂纹的原因与措施

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却 使 其 完 全 凝 固 。喷 水 的状 态 直接 影 响 着 连 铸 坯 的 质 量 ，
所 以喷 嘴 是 二次 冷 却 的 关键 部 件 ， 在 二 次 冷 却 区 通 过 喷 水 度 ，锁 紧 螺 栓 和 楔 状 固定 ，采 用 质 量 固定 性 能满 足 要 求 的
浇 注 过 程 中弧 度 的 引 导 性 得 不 到 保 证 。 一 但 出 现 异 常 ，将
造 成 局 部 鼓 肚 或挤 压 而 产 生 的 内部 裂 纹 。 ２ 结＾ ■ 的 倒锥 度 ．
结 晶器 是 连 铸机 最 重要 的部件 ，是连 铸 机 的 “ຫໍສະໝຸດ Baidu脏 ” 。 心
二 、连 铸 坯 内部 裂纹 的 类 型 及 形 成 原 因
水 量 分 布 不 均 ， 导 致 坯 温 的 降 低 或 回升 速 度 有 差 异 。坯 温 ０ ５ ～０ ８ ，超 过 倒 锥度 范 围的 结 晶器 要及 时更 换 。 ．％ ．％
的不 一 致 ，将 在 坯 壳 上产 生 热 应 力 ，铸 坯 过 冷 导 致 柱 状 晶
发 达 ， 降低 钢 板 高温 强度 。 铸 坯 冷 却 不 足 ，坯 壳 过 薄 又 易
裂 纹 的 出现 要 经 历 形 成 和 扩 展 两 个 过 程 。裂 纹 是 在 凝 固相 形 成 并 逐 渐 扩 展 的 。 铸 坯 裂 纹 的 产 生 决 定 于钢 的 高 温 力 学 性 能 、凝 固冶 金 因 素和 铸 机 设 备 的运 用 状 态 。
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１ 机 弧 度 ． 铸
从 结 晶器 内钢 水 开 始 凝 固至 凝 固 末 端 、 钢 水 完 全 凝 固 为 止 的 全 过 程 ， 由 于 钢 水 静 压 力 的作 用 ， 坯 壳 始 终 存 在 鼓 肚 。 鼓 肚 是 由 于铸 坯 出 结 晶器 以后 支 撑 不 良引 起 的趋 向 ， 铸 机 扇 形 面 固 定不 是 很 好 、在 拉 坯 过 程 中 稳 定 性 差 ，特 别
形成 一 定 形 状 的坯 壳 ， 随 着 连 铸 坯 的下 移 ，温 度 也 随 着 降
低 ，钢 水凝 固产 生收 缩 。如果 没 有 倒锥 度 ， 连铸 坯 在 结 晶器
的 中下 段势 必 脱 离 结 晶器 器壁 ，在 器壁 与 坯 壳之 间形成 空隙
（ 称 气 隙 ） 。 由于 气 隙 的存 在 ， 坯 壳的 冷 却受 到 影 响 ，此 也
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板坯内部裂纹的原因与措施
文／ 秋 芳 胡 罗莉 萍
裂 纹 是 连 铸 板 坯 常 见 的 质 量 缺 陷 ，它 的存 在 是 发 生
三 、导 致 连 铸 板 坯 内部 裂 纹 的 因 素 分 析
根 据 连 铸 板 坯 的 内部 裂 纹 的 形 成 原 因 分 析 ，结 合 二 钢
轴 承 ，并 加 强 对 轴承 的润 滑 ，对 磨损 弯 曲变 形 ／ ０ ５ ｍ ＞ ． ｍ 的辊
使 连 铸 坯 得 以均 匀 强 制冷 却 而 完 全 凝 固 。铸 坯 在 凝 固 过 程 子及 时更 换 。
中 ，其 内部 热 量 随坯 壳 厚 度 的 增 加 而 逐 渐 减 少 ， 因此 二 次 冷 却 区 供 水 量 是 沿 着 连 铸 机 长 度 方 向 ， 从 上 向 下 逐 渐 递 减 ，而 在 生产 上 真 正 做 到 供 水 均 匀 、逐 渐 递 减 是 困难 的 。 因此 铸 坯 在 凝 固 过程 中 由于 横 向各 部 位 的冷 却 强 度 以及 散
３保 证 拉 矫机 的压 力 ． 对 液 压 系 统 实行 严 格 定 期 检 查 ，摸 索 出液 压 系 统 元件
产 生鼓 肚 。 生产 中 二 次 冷 却 喷 嘴 安 装 位 置 不 当、 喷 出 口变 的 寿 命 周 期 ，要 在 周 期 内将 其 更 换 以 防止 元 件 老 化而 失 去 形 堵 塞 、水 气 管 泄漏 二 次 水 量 和 气 水 比不 多 ，都 会 影 响二 功 能 ，防 止 拉 辊 油 缸 和 矫 直 油 缸 失压 或 阀 内 泄压 及 管 道 破 次 冷 却 效 果 ，进 而 影 响 铸 机 温 度 的 均 匀 性 ，而 导 致 内部 裂 裂 失 压 ，而 对 生产 造 成 影响 。
辊 弯 曲、 轴 承 间 隙 超 标 会 导 致 鼓 肚 压 力增 加 或 产 生 对 坯 壳 的 挤 压 力 。铸 机 弧度 靠 通 过 加 垫 片 调 节 ， 用 弧 板 进 行 弧 度 测 量 ，其 精 度 与测 量 者 的 水 平 和 责 任 心 有 着 极 大 的 关 系 。
所 以 弧 度 的保 证 存 在 ： 一 是 调 整 时准 确 度 不 易 保 证 ，二 是
连 铸 坯 内 部 裂 纹 的 主 要 类 型 为 ： 三 角 区 裂 纹 、 中 间裂 纹 、 中心 裂 纹 。
结 晶器 具有 良好 的 导热 性 、一 定 的 刚 性 、 内表面 光 滑 耐磨 、
使用 寿 命 长 、重 量轻 以减 小振 动 的 惯 性力 。结 晶器 的 内腔 是 上大 下 小 的 ，具 有 一定 的 倒锥 度 。钢 水进 入 结 晶器 ，冷 却 后
从 本 质 上 说 ， 内 部 裂 纹 的产 生 是 各 种 压 力 综 合 作 用 的
结 果 ， 也 是 该 种 钢 高温 力 学 性 能 不 能 抵 抗 综合 力 的 结 果 ，
下 几种 ： 鼓 肚 力 ；弯 曲 或 矫 直 压 力 ；热 压 力 ： 坯 壳 与 结 晶
过 异 常辊 处 的 形 变 概 率 增 加 ， 这 些 因 素 很 容 易 导致 内 部 裂 纹 产 生 ； 太 低 的 拉 速 会 导致 铸 坯 温 度 过 低 而 破 坏 铸 机 的 精 度 ，间 接 导致 板 坯 裂纹 的形 成 。 ４ 二 次 冷却 效 果 ． 二 次 冷 却 区 的 设 备 主要 是 夹 辊 和 喷 嘴 。进 入 二 次冷 却
超 过 该 钢 种 的 固相 线 温 度 附 近 的 临界 强度 时 ， 固 液 界 面 处 的 坯 壳 已不 能抵 抗 压 力 作 用 而 产 生 开 裂 。 由于 钢 液 已形 成 半 凝 固 态 和 固态 ，使 钢 水 无 法 外 流 ， 因此 裂 纹 得 以在 坯 壳
内形 成 。 ３拉 遮 ．
连 铸 坯 内 部 裂 纹 的 形 成 是 铸 坯 凝 固 过 程 中 各 种 外 部 压
力 和 钢 水 凝 固产 生 的 内部 压 力 作 用 在 液相 穴 的 结 果 。液 相 穴 深 度 是 指 结 晶 器 内钢 水 液 面 连 铸 坯 完全 凝 固 处 的 长 度 。 连 铸 坯 的液 相 穴 深度 随 拉 坯 的速 度 而 改变 ， 若 拉 坯 的速 度
辊 子， 也称 拉坯 辊 ， 形 连 铸 坯 还 必 须 在 矫 直 后 水 平 移 出 。 弧 太 大 ，这 样 既保 证 了精 炼 和 冶 炼 的 必 要 时 间 ， 又 保 证 了生
连 铸 机 将 拉 坯 辊 与 矫 直 辊 安 装 在 ～ 起 称 为 拉 矫 机 。二 次 冷 产 组 织 的稳 定 和 二 冷 供 水 的稳 定 。 当钢 水 温 度 在 目标 值 范 却 区 导 向装 置 的尾 部 承 担 着 拉 坯 、 矫 直 、 送 引 锭 杆 的 任
原 因 、 影 响 因素 等进 行 的探 讨 并 提 出 改造 措 施 。
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、
板 坯 连 铸 机
是 拉 冷 坯 和 送 引锭 时 ， 导 致 弧 度 发 生 变 化 。 当 坯 壳 通 过 异
常 处 时 ，将 受 到挤 压 或 结 晶 器 后 支 撑 不 良而 发 生 鼓 肚 ，夹
连 铸 机 的 机 型 可 分 为 ：立 式 连铸 机 、 立 弯 式 连 铸 机 、 多 点 弯 曲连 铸 机 、 全 弧 形 连 铸 机 、 多 半 径 弧 型 （ 圆型 ） 椭 连 铸 机 、 水 平 式 连 铸 机 等 。 二 钢 厂 板 坯 连 铸 机 是 选 用 立 弯 式 的 连 铸 机 、 一 机 两 流 单 点 矫 直 、 火 焰 切 割 式 、 浇 注 断 面 为 ２ ０ ｍ× １ Ｏ ｍ ５ｍ ８ Ｏ ｍ， 拉 坯 速 度 为 Ｏ ９ １ １ ｍｉ ． ～ ． ｍ／ ｎ， 振 幅 ５ ｍ ， 塞 棒 拉 流 、浸 入 式 保 护 浇 注 ， 其 浇 注 的钢 种 为 ￣Ｓ ｍ Ｑ １ 、Ｑ ３ 、Ｑ ４ 。该 铸 机 设 计 能力 为２ ０ 吨 ／ 。 ２５ ２５ ３５ ０万 年
快 ，连 铸 坯 的液 相 穴 深 度 会 延 长 ；反 之 ， 连 铸 坯 的 液 相 穴
时坯 壳 不 能均 匀 生长 ， 同时坯 壳 较满 ，受 钢水 静 压 力作 用 会
深 度 会 短 些 。前 沿 的 凝 固 交 界 面 及 附近 区 域 上 当 综 合 压 力 产 生 鼓肚 弯 曲，所 以结 晶器 必须 要有 一 定 的倒锥 度 。
区 的连 铸 坯 ， 其 坯 壳 厚 度 只 有 ８ １ ｍ ～ ５ ｍ，通 过 喷 水 强 制 冷
作 用 于 铸 坯 壳 使 之 发 生 变 形 。导 致 产 生 裂 纹 的 作 用 力 有 以 纹 的形 成 。 生 产 中常 因拉 速 变 动 频 繁 和 高 拉 速 导致 内 部 裂 器 的摩 擦 力 ；意 外 机 械 作用 力
钢 板 开 裂 、 断 板 等 质 量 问题 的重 要 原 因 。随 着 市 场 经 济 的
深 入 发 展 和 竞 争 机 制 的 不 断 深 化 ，产 品 质 量 就 显 得 特 别 重 要 。要 想 使 企 业 在 激 烈 的市 场 竞 争 中 常 胜 不 衰 ，就 必 须 保 证 产 品 的 质 量 。 目前 二 钢 厂 连 铸 板 坯 的质 量 问 题 比 较 突
厂 的 生 产 实 际 ，认 为 以下 几 种 因素 对 板 坯 内部 裂 纹 的形 成
有较 大 影 响 。
出 ，其 表 现 为 裂 纹 比较 多 ， 即有 表 面 裂 纹 、表 面 横 裂 和 表
面 纵 裂 ，也 有 内 部 裂 纹 。本 文 结 合 二 钢 厂 连 铸 板 坯 机 的 生 产 实 践 ，从 铸 机 设 备 与 工 艺 两 方 面 对 板 坯 内部 裂 纹 的形 成
拉 速 是 单 位 时 间 在 拉 坯 的 作 用 下 ， 连 铸 坯 从 结 晶 器
下 口移 出 的 长 度 ， 单位 为 ｍ ｍ ｎ 它 是 连 铸 机 生 产 能 力 的 ／ｉ，
重 要 标 志 。 铸 机 拉 速 的 高低 对 铸 坯 的 凝 固 厚度 、 凝 固 末 端 位 置 、凝 固 组 织 的 构 成 有 极 大 影 响 。拉 速 太 快 会 使 坯 壳 经
２合 遁 的倒 锥 度 ．
结 晶 器 的 倒 锥 度 过 小 会 使 坯 壳 过 早 脱 离 铜 壁 产 生 气 隙 ，降 低 冷 却 效 果 或 使 出结 晶器 的坯 壳 厚度 不够 产 生 拉漏 事 故 ；倒 锥 度 过 大 容 易导 致 拉 坯 阻 力增 加 ， 以致 使 坯 壳 产
发 的热 量 不 同 ， 导 致 铸 坯 横 向温 度 不 一 样 ；铸 坯 纵 向冷 却 生 裂 纹 ， 加 速 铜 壁 磨 损 。 因 此 要 保 证 结 晶 器 的倒 锥 度 在
纹产生。
４ 改进 连 铸 工 艺 。稳 定拉 速 ． 连 铸 工 艺 生产 强 调连 续性 和稳 定 性 ， 因 此 只 要钢 水 满
５拉 矫 机 的压 力 ．
连 铸坯 靠 外 力 作 用 而运 行 ， 矫 机 实 际上 是 带 驱 动 力 的 足 目标 温 度 （１ Ｏ ～ ｌ ０ ℃ ） ，非 特 殊 情 况 拉速 不 能 波 动 拉 ３０ ４０