探討連鑄坯內部裂紋產生原因及解決對策

吳曉建

摘 要：連鑄坯在實際生產的過程中很可能會因為工藝技術問題或鋼水質量原因出現無法避免的內部裂紋，為后續的軋制產生極大的影響，甚至造成安全事故。基于此，在實際進行生產的過程中，應該有效升級工藝技術，提升鋼水質量，并有效研究以往連鑄坯產生內部裂紋的原因，并做好預防措施，有效解決連鑄坯內部質量的問題。本文主要研究連鑄坯內部裂紋產生的原因及解決對策。

關鍵詞：連鑄坯;內部裂紋;原因;解決對策

前言：連鑄坯在實際生產和加工的過程中可能會出現各類缺陷，裂紋是最明顯的表現之一。而且這些裂紋一旦產生，會為連鑄坯后續的扎制工藝產生極大隱患和影響，甚至降低連鑄坯實際生產過程中的工作效率。基于此，在實際進行內部裂紋預防的過程中，應該確保鋼水的質量，并建立合理的二冷制度。除此之外，還要選擇合適的保護渣和結晶器，以便于完善相應的設備和工藝，提升連鑄坯的整體質量。

1連鑄坯內部裂紋產生的原因

1.1鋼水質量較低

連鑄坯在生產的過程中，如果鋼水燒注的溫度過高，就會導致鑄坯柱狀晶相對發達，裂紋因此也容易得到擴展，甚至出現搭橋的現狀。除此之外，鋼中的雜質和氣體也會聚集，使得鑄坯的收縮量相對較大。這樣一來，即使施加了同樣的冷卻強度，但是鋼水質量差的鑄坯坯殼會變得越來越薄，力學強度相對較低，使得整個連鑄坯出現橢圓變形的情況，最終導致內部裂紋的產生

1.2 Sb、As、Sn、Cu等元素的影響

對這類元素本身化學穩定性相對較強，而且是隨著原材料進入到生產工藝當中的，在后續的加工程序當中不能簡單的被去除。尤其是在電爐作業的情況之下，伴隨著返回廢鋼比例的逐漸增多，這些殘留的元素變化的可能性也會逐漸增大。Cu在鋼錠凝固結晶的過程中出現偏析的問題，伴隨著高溫加熱，鋼坯或鋼錠的表層會逐漸形成覆銅負極帶，使整個連鑄坯出現開裂的情況，其表面也會越來越脆弱[1]。

1.3生產工藝水平低

首先是二冷制度的影響。連鑄坯在實際生產的過程中，鑄坯表面的溫度需要在900℃以上，一旦溫度較低，勢必會難以形成回溫的現象，使得坯殼的應力逐漸增加，表面脆弱，產生裂紋。

其次是結晶器的影響。連鑄結晶器是窄面帶有一定部件和寬面基本平行的組合式結晶器，在實際澆注的過程當中，會由于長期受外力和熱應力的影響，導致結晶器產生位移、變形或磨損的問題。如果與坯殼的接觸面積增加，就會導致摩擦力加大，使坯殼出現拉裂的情況。

再次是保護渣的影響。保護渣需要起到提高潤滑、減少散熱、吸附夾雜以及均勻流入的功效，本身要具備良好的保溫性、透氣性和鋪展性，同時能夠與各類鋼種相匹配。但是鋼水中如果夾雜物上浮比例不高，保護渣的吸收效率就會相對下降，導致熔渣成分的波動范圍擴大，性能發生極大的變化。這在很大程度上影響了保護渣的熱阻、潤滑特性以及渣膜組成的穩定結構，使得連鑄坯內部產生裂紋。

最后是拉速的影響。根據相關實驗數據可以證明，連鑄坯內部裂縫之所以會出現，是由于拉速的變化頻率相對較多，使得連鑄坯中心縮孔和疏散。除此之外，如果二次冷卻較弱，拉速過高，連鑄坯的液芯長度也會超過冶金的長度，使得連鑄坯的表面出現大面積鼓肚的情況，最終破裂。

2解決連鑄坯內部裂紋產生的措施

2.1提高鋼水的質量

首先應該有效地控制鋼水的成分，減少向鋼中增加有害元素，同時還需要減少鋼中所夾雜的雜質和氣體含量。其次，應該控制鋼水中的As含量，最多不能超過0.05%。最后也應該控制鋼中的殘留元素，在對原材料進行加工的過程中，提出明確的配比要求，用具有較高純度的海綿鐵和生鐵等，再裝入一定比例的鐵水，以便于稀釋鋼水中的殘留元素，使其始終保持正常配比的狀態，從而進入到生產加工的過程當中[2]。

2.2完善二次冷卻制度

為了能夠防止鑄坯表面溫度回升過多產生裂紋，技術人員應該合理控制二冷區的冷卻制度，使整個連鑄坯表面的溫度回升不能超過100℃/m。同時，在二冷系統當中，還應該將氣管路和水路改為不銹鋼管路，并合理優化二冷水各段的配比。尤其是零段水不能過強，以便于防止強冷使得表面的溫度回升，導致鑄坯內部產生裂紋。

2.3選擇合適的保護渣和結晶器

在選擇結晶器的時候要確保其厚度合理，并且在高溫狀態下剛性要達標。因為結晶器通常情況下在熱力作用下會失去塑性，從而發生永久變形的情況，使連鑄坯的表面出現裂紋。除此之外，還應該控制好結晶器的幾何形狀，在均勻冷卻的情況之控制水泵的尺寸，以便于生成性能相對合適的保護渣，使鑄坯內部能夠均勻生長具有一定厚度的坯殼。除此之外，還可以通過提升保護渣堿度的形式來降低其黏度，從而改善結晶器和連鑄坯之間傳熱性高的問題，從而使裂紋缺陷能夠得到合理的控制。在此過程中，保護渣應該少加、勤加，保證其均勻分布，以此來優化保護渣的成分，并合理控制鋼水的條件。

2.4穩定拉速

連鑄坯的實際生產過程中通過恒拉速來進行澆注，能夠提升連鑄坯內部的質量。除此之外，恒速澆注還能夠使得工藝和生產組織相對穩定，保證二冷水不會發生過多的變化，從而減少鑄坯內部裂紋的產生。除此之外，還可以用自動控制技術代替原有的控制方法，確保恒拉速生產工藝的有效執行。但是由于連鑄坯在實際生產過程中可能會受到操作人員、技術設備、工藝以及生產節奏等各種因素的影響，而使得鋼水的熱度發生變化，因此必須要對拉速進行必要且適當的調整，以解決上述矛盾問題[3]。

3結束語

連鑄坯的實際生產和加工的過程中，如果內部產生裂縫，不僅會影響生產加工效率，而且對后續的軋制效率來講也具有重要的影響。基于此，在實際的生產實踐當中，應該有效尋找連鑄坯內部裂紋產生的原因，并積極落實解決對策，一方面要提高鋼水的質量，完善二次冷卻制度;另一方面應該選擇合適的保護渣和結晶器，確保拉速的穩定，從而減少連鑄坯內部裂紋的產生，優化生產加工效率。

參考文獻：

[1]封明陽， 王博， 孫雪維，等. 連鑄坯內部裂紋產生原因及解決措施[J]. 冶金工程， 2019， 006（001）：P.1-9.

[2]李洪鵬， 劉義， 周艷娟. 連鑄板坯裂紋成因及預防措施研究[J]. 寬厚板， 2016， 022（002）：16-19.

[3]匡瑤. 淺析砌體結構裂縫產生的原因及控制對策[J]. 房地產導刊， 2018， 000（024）：68.

（廣西鋼鐵集團，廣西 防城港 538000）