不锈钢连铸板坯表面裂纹原因分析

连铸异形坯表面裂纹萌生及扩展的机理与控制

裂纹扩展与工艺因素的关系
01
02
03
冷却速度
连铸过程中的冷却速度对裂纹扩展有显著影响。过快的冷却速度可能导致应力集中和微裂纹的产生。
浇铸温度
浇铸温度过高可能导致钢水静压力增大，促使钢坯表面因过热而产生裂纹。
矫直工艺
矫直工艺的选择和实施不当也容易导致裂纹的产生和扩展。
裂纹扩展的数值模拟研究
控制措施有效性
针对表面裂纹萌生和扩展的原因，采取相应的控制措施可以有效降低裂纹的发生率和扩展程度。例如，优化二冷水制度、选用合适的保护渣、控制拉坯速度等措施均可有效减少表面裂纹的产生。
研究不足与展望
研究不足
目前对连铸异形坯表面裂纹的研究仍存在不足之处，如对裂纹萌生和扩展的微观机制了解不够深入，缺乏对新型保护渣的研究和开发等。
连铸工艺的发展历程
从初期的板坯连铸到现代的异形坯连铸，经过了多年的发展和技术进步。
连铸工艺的分类
按浇注温度、坯形状、连铸机类型等可以对连铸工艺进行多种分类。
异形坯连铸技术及其应用
异形坯连铸技术的特点
01
异形坯是指非圆断面的连铸坯，具有多种形状，如方坯、矩形
坯、板坯等。
异形坯连铸技术的发展
02
随着钢铁工业的发展和节能减排的需求，异形坯连铸技术在全
增加裂纹敏感性。而一些微量元素（如Ti、V、Nb等）可以细化晶粒、
提高韧性，有助于减少裂纹萌生。
结果对比及讨论
要点一
与国内外相关研究对比
对比了国内外同类型钢种的连铸异形坯表面裂纹情况，发现该钢种的裂纹敏感性相对较低，具有较好的抗裂纹性能。
要点二
讨论
分析了不同工艺参数对连铸异形坯表面裂纹萌生和扩展的影响机制，提出了相应的控制策略和建议。例如，优化浇铸温度、控制冷却速度在合适的范围内、合理调整合金元素含量等措施可以有效减少表面裂纹的产生。此外，针对易产生裂纹的部位和形状，可以采取针对性的工艺优化措施，如改变浇铸顺序、调整结晶器振动参数等。

连铸坯表面裂纹产生原因分析

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连铸坯在凝固过程中形成裂纹的原因

连铸坯在凝固过程中形成裂纹的原因随着市场竞争的日趋激烈，产品的质量已经成为占有市场的主要砝码，连铸坯作为炼钢厂的终端产品，其质量直接影响着轧材单位的产量和轧材质量，据统计炼钢厂连铸坯质量缺陷中约７０％为连铸坯裂纹，连铸坯裂纹成为影响连铸坯产量和质量的重要缺陷之一，下面将对铸坯在凝固过程中裂纹的形成做简要分析：一、铸坯凝固过程的形成铸坯在连铸机内的凝固可看成是一个液相穴很长的钢锭，而凝固是沿液相穴的固液界面在液固相温度区间把液体转变为固体把潜热释放出来的过程。

在固液界面间刚凝固的晶体强度和塑性都非常小，当作用于凝固壳的热应力、鼓肚力、矫直力、摩擦力、机械力等外力超过所允许的外力值时，在固液界面就产生裂纹，这就形成了铸坯内部裂纹。

而已凝固的坯壳在二冷区接受强制冷却，由于铸坯线收缩，温度的不均匀性，坯壳鼓肚、导向段对弧形不准，固相变引起质点如（ＡｌＮ）在晶界的沉淀等，容易使外壳受到外力和热负荷间歇式的突变，从而产生裂纹就是表面裂纹。

二、连铸坯裂纹形态和影响因素连铸坯裂纹形态分为表面裂纹和内部裂纹，表面裂纹有纵向、横向角部裂纹、表面横裂和纵裂、网状裂纹和凹陷等，内部裂纹有中间、中心和矫直裂纹等。

连铸坯裂纹的影响因素：连铸坯表面裂纹主要决定于钢水在结晶器的凝固过程，它是受结晶器传热、振动、润滑、钢水流动和液面稳定性所制约的，铸坯内部裂纹主要决定于二冷区凝固冷却过程和铸坯支撑系统（导向段）的对弧准确性。

铸坯凝固过程坯壳形成裂纹，从工艺设备和钢凝固特性来考虑影响裂纹形成的因素可分为：１、连铸机设备状态方面有：１）结晶器冷却不均匀２）结晶器角部形状不当。

３）结晶器锥度不合适。

４）结晶器振动不良。

５）二冷水分布不均匀（如喷淋管变形、喷咀堵塞等）。

６）支承辊对弧不准和变形。

２、工艺参数控制方面有：１）化学成份控制不良（如Ｃ、Ｍｎ／Ｓ）。

２）钢水过热度高。

３）结晶器液面波动太大。

４）保护渣性能不良。

５）水口扩径。

６）二次冷却水分配不良，铸坯表面温度回升过大。

浅谈连铸板坯表面夹杂与裂纹的分析及预防措施

板坯连铸表面夹杂与表面裂纹的分析及预防措施摘要:针对马钢板坯连铸生产过程中出现的表面夹杂与裂纹进行分析研究,提出了改进措施.关键词:连铸坯;表面夹杂;表面裂纹前言连铸板坯表面出现夹杂与裂纹是影响铸坯质量的重要缺陷.夹杂与裂纹的出现,轻者要进行表面精整,重者会导致大宗废品的出现,既影响了铸机的生产,又影响了铸坯的质量,增加了企业的成本.本文就马钢第一炼钢厂板坯(220mmx1 300mm)生产中出现的表面夹杂和表面裂纹问题,从多角度分析研究其产生的原因,并提出减少夹杂与裂纹的措施,为板坯连铸生产提高参考.㈠表面夹杂缺陷1.1 夹杂来源和形成机理分析马钢第一炼钢厂板坯夹杂主要有两种类型:Ⅰ类为块状分布呈黄或白色;Ⅱ类为连续分布呈青色.通过电镜扫描分析发现:Ⅰ类夹杂是因耐火材料成块脱落而造成的,这种夹杂的结晶与上水口砖及某种耐火泥的结晶基本相同.因此,可以推断Ⅰ类夹杂的来源主要是结晶器上口与其护板之间抹的耐火泥和石英下水口成块脱落.这是因为在成分,颜色,岩相结构3方面与夹杂基本相同.在Ⅱ类夹杂的基体中有大小不等的结晶相α—A120,颗粒.而α—A12O 3有来源于脱氧产物的特征.夹杂中还有SiO 2,SiO 2为石英下水口的熔融状态.因此,可以推断Ⅱ类型夹杂的来源是石英下水口吸附A12O 3后的产物.形成机理是,A12O 3容易在石英质水口壁上附集.由于水口砖质的不均匀性及钢流冲刷的作用,A12O 3被吸附的结果会演变成凸起状颗粒.随其与基体结合面的减小,钢流冲刷及颗粒的增大,最后脱离石英水口而进入结晶器内.以A12O 3,和SiQ 2为主要组成的夹杂物因其熔点高,在保护渣中不易被熔融吸附.当它存在于结晶器四壁的钢液弯月面处时,若操作稍有不慎,这种颗粒状夹杂物就很容易被卷入铸坯表面形成表面夹杂.1.2 减少夹杂的解决办法连铸提高钢的质量控制夹杂物的办法有两类：第一类是防止夹杂物的生成和带入，第二类是去除钢液中已存在的夹杂物。

连铸板坯表面纵裂原因探究

连铸板坯表面纵裂原因探究连铸板坯表面纵裂是一种很常见的问题，这种现象会导致质量问题，影响后续工序，并增加板材的损耗。

因此，对于连铸板坯表面的纵裂机理及其原因的深入探究显得尤为重要。

第一，表面纵裂的形成机理。

在连铸过程中，由于液态铸锭造粒时所作用的拉拔力和铸锭不均的温度场，使各种尺寸的铸锭受力不均，把铸锭表面不平整，针织纹以及其他皱革状物出现，比较大的破坏原有大片薄膜结构，使表面出现纵裂。

第二，表面纵裂的成因。

连铸板坯表面纵裂的主要原因有：铸锭温度不均，液态铸锭造粒时所作用的拉拔力过大，液态铸锭温度不合适，液态铸锭含氧量太高，铸锭结构缺乏稳定性，表面物质含量过高，以及操作不当等。

第三，消除表面纵裂的技术措施。

针对连铸板坯表面纵裂的原因，可以采取以下技术措施来消除表面纵裂：（1）调节液态铸锭温度，把液态铸锭温度控制在一定范围内，使铸锭结构更加稳定；（2）减少熔炼后的液态铸锭氧化，减少表面物质的含量；（3）采用新型的拉拔装置，减少拉拔力的大小；（4）做好连铸操作规程，保证生产工艺的稳定性。

第四，未来的发展方向。

在以上的技术措施的基础上，为了进一步改善连铸板坯表面纵裂现象，未来发展的重点在于以下方面：（1）采用新型材料，使整体板坯结构更加稳定，从而改善表面纵裂现象；（2）实施连铸装备智能化，使连铸工艺运行得更加顺畅、稳定；（3）采用现代化的动力控制系统，改善铸锭的动力分布；（4）开展更多的科学研究，探索更有效的表面纵裂预防技术。

综上所述，连铸板坯表面纵裂是一种很常见的问题，其发生是由于铸锭温度不均、拉拔力过大、液态铸锭含氧量太高和铸锭结构缺乏稳定性等原因所导致，为了消除这一现象，应当调节液态铸锭温度、减少液态铸锭含氧量、采用新型拉拔装置、做好连铸操作规程等，未来还要探索新型材料、连铸装备智能化、现代化的动力控制系统以及更有效的表面纵裂预防技术，以期改善连铸板坯表面纵裂现象。

连铸坯表面质量缺陷及处理措施

连铸坯表面质量缺陷及处理措施【摘要】对于连铸板坯而言，振痕和裂纹是其主要的质量缺陷问题。

虽然这个缺陷在大多数情况下对连铸坯的质量影响不大，但是如果不及时有效的处理调还会带来很多附加的质量问题。

尤其是在生产不锈钢和高强度钢品种时，这种质量缺陷所带来的弊端更加明显。

【关键词】连铸坯；振痕；质量影响1振痕形成机理在连铸坯生产中，振痕和裂纹是两种最为常见的质量缺陷问题，主要是由于弯月面顶端溢流造成的，该缺陷形成以后会附带其他质量缺陷一并产生。

2振痕对铸坯质量的影响振痕对连铸坯的质量影响会导致后期出现列裂纹，包括横裂纹、角部横裂纹及矫直裂纹。

如果连铸坯内掺杂的杂质较多，会导致大规模网状裂纹的出现，甚至出现穿钢现象。

如果在连铸坯出现振痕的地方晶粒很大，就会产生晶间裂纹现象，在这样的情况下需要对连铸坯修磨，从而提高成材率。

3影响振痕深度的因素振动参数对振痕形状和深度有重要影响。

其中振幅、频率、负滑脱时间及振动方式最为重要；结晶器保护渣的耗量、粘度、保温性能及表面性能等有着重要影响；.钢的凝固特性对振痕有着重要影响，特别是当钢中碳含量和钢中Ni/Cr 比影响最突出。

当钢中碳含量为0.1%左右，Ni/Cr≈0.55左右，铸坯表面振痕最深。

4减少振痕深度的措施采用小振幅（s）、高频率（f）及减少负滑脱时间（tN），可以有效的减少振痕的深度；采用非正弦振动方式可以减少振痕的深度，这是因为非正弦振动其负滑脱时间tN比正弦振动短；采用渣耗量低，粘度高的保护渣，可以使振痕深度变浅。

采用保温性能好和能增加弯月面半径的保护渣可以减少振痕深度；提高不锈钢、钢液的过热度，尤其是含钛和含铝的不锈钢对减少该钢表面振痕深度是有效的。

提高结晶器进出冷却水的温差，对减少振痕深度是有利的。

5铸坯表面裂纹5.1表面纵裂纹铸坯表面纵裂纹是铸坯最主要表面缺陷，对铸坯质量影响极大，特别是板坯和圆坯最为突出，报废量和整修量很大。

5.1.1纵裂纹类型铸坯表面沟槽纵裂纹。

连铸板坯表面纵裂原因探究

连铸板坯表面纵裂原因探究
连铸板坯表面纵裂是目前钢铁行业中比较常见的一种缺陷，它主要指的是在铸钢板坯的表面有一条类似裂缝的状况，这种缺陷会降低板坯的使用质量，降低生产效率，影响铸钢行业的运营状况。

因此，研究连铸板坯表面纵裂的原因，对于钢铁行业来说具有重要意义。

首先，连铸板坯表面纵裂形成的原因可以归结为四大类，即工艺因素、材料因素、结构因素、设备因素。

在四大因素中，工艺因素是造成连铸板坯表面纵裂的主要因素，从料头到成品，从工艺流程到参数设置，连铸工艺铸造中几乎每一个环节都可能导致连铸板坯表面纵裂的形成。

其次，在冶炼中缺陷的材料可能会造成连铸板坯表面纵裂，而板坯结构变形也可能导致板坯表面纵裂的出现。

此外，设备故障，如冷却不均匀或设备老化，也会导致连铸板坯表面纵裂的形成。

要有效控制连铸板坯表面纵裂的形成，应从四个方面着手：第一，严格把控连铸工艺参数，做到技术标准控制，定期检验确保各环节工艺符合要求；第二，提升冶炼质量，提高冶炼材料的质量，做到成分精确；第三，优化板坯结构，采用合理的结构和冷作参数，以避免因冷作过度造成表面纵裂；第四，定期检测设备，及时更换老化的设备，保证工艺设备的正常运行。

此外，针对已产生的连铸板坯表面纵裂，也可以采取一些措施来缓解。

一是加大轧制参数，通过轧制平整板坯表面，消除表面缺陷；二是通过焊接和补焊，消除已经存在的表面纵裂；三是采用再结晶技术来填补表面纵裂，提高板坯的力学性能。

综上所述，连铸板坯表面纵裂的原因复杂，要想有效地控制纵裂的发生，就需要从工艺、材料、结构、设备等方面着手，合理采取措施，降低缺陷比例，保证生产质量。

连铸坯表面裂纹缺陷分析

Ｎｏ．１Ｍａｃ２１ｒｈ０１
《中国重型装备》
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从图４可以看出，轧态、火态和调质态热正６Ｓ２ｎ钢８０Ｃ亚温淬火的转变产物为马氏体０ｉＭ０￣
体延伸形成的三角区部位晶粒明显要比裂纹的另侧晶粒要细，纹两侧组织不同，明裂纹两侧裂说
一
端存在沿奥氏体晶界向基体延伸的现象，明横说
裂是沿晶开裂，钢水结晶成固体以后产生的，是是
一
形成组织的温度不同。三角区部位晶粒细说明该
钢亚温淬火后韧性好、度高的原因之一。强
双相合金中双相的形态对试样的力学性能有
影响，主要表现在对裂纹扩展的阻碍作用上。当
铁素体呈针状时，氏体被铁素体最大限度的分马开，裂纹的扩展不仅通过马氏体，故还必然通过铁素体。铁素体在断裂前会产生大量塑性变形而消
若铁素体呈块状形态时，则裂纹容易只沿着马氏体基体扩展，而不与孤立的铁素体相遇，从而使试样的韧性变差。另外，素体呈针状、氏体为细铁马
小板条状时，晶界总面积较块状时要大的多，也有利于力学性能的提高。针状组织比颗粒状组织细小，材料变形和断裂的过程中能吸收更多的能在
耗较多能量，而对裂纹的扩展起到阻碍作用。从