探討連鑄坯內(nèi)部裂紋產(chǎn)生原因及解決對策

吳曉建

摘 要：連鑄坯在實(shí)際生產(chǎn)的過程中很可能會因?yàn)楣に嚰夹g(shù)問題或鋼水質(zhì)量原因出現(xiàn)無法避免的內(nèi)部裂紋，為后續(xù)的軋制產(chǎn)生極大的影響，甚至造成安全事故?；诖耍趯?shí)際進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，應(yīng)該有效升級工藝技術(shù)，提升鋼水質(zhì)量，并有效研究以往連鑄坯產(chǎn)生內(nèi)部裂紋的原因，并做好預(yù)防措施，有效解決連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的問題。本文主要研究連鑄坯內(nèi)部裂紋產(chǎn)生的原因及解決對策。

關(guān)鍵詞：連鑄坯;內(nèi)部裂紋;原因;解決對策

前言：連鑄坯在實(shí)際生產(chǎn)和加工的過程中可能會出現(xiàn)各類缺陷，裂紋是最明顯的表現(xiàn)之一。而且這些裂紋一旦產(chǎn)生，會為連鑄坯后續(xù)的扎制工藝產(chǎn)生極大隱患和影響，甚至降低連鑄坯實(shí)際生產(chǎn)過程中的工作效率?；诖耍趯?shí)際進(jìn)行內(nèi)部裂紋預(yù)防的過程中，應(yīng)該確保鋼水的質(zhì)量，并建立合理的二冷制度。除此之外，還要選擇合適的保護(hù)渣和結(jié)晶器，以便于完善相應(yīng)的設(shè)備和工藝，提升連鑄坯的整體質(zhì)量。

1連鑄坯內(nèi)部裂紋產(chǎn)生的原因

1.1鋼水質(zhì)量較低

連鑄坯在生產(chǎn)的過程中，如果鋼水燒注的溫度過高，就會導(dǎo)致鑄坯柱狀晶相對發(fā)達(dá)，裂紋因此也容易得到擴(kuò)展，甚至出現(xiàn)搭橋的現(xiàn)狀。除此之外，鋼中的雜質(zhì)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(qiáng)度，但是鋼水質(zhì)量差的鑄坯坯殼會變得越來越薄，力學(xué)強(qiáng)度相對較低，使得整個(gè)連鑄坯出現(xiàn)橢圓變形的情況，最終導(dǎo)致內(nèi)部裂紋的產(chǎn)生

1.2 Sb、As、Sn、Cu等元素的影響

對這類元素本身化學(xué)穩(wěn)定性相對較強(qiáng)，而且是隨著原材料進(jìn)入到生產(chǎn)工藝當(dāng)中的，在后續(xù)的加工程序當(dāng)中不能簡單的被去除。尤其是在電爐作業(yè)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(jié)晶的過程中出現(xiàn)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(fù)極帶，使整個(gè)連鑄坯出現(xiàn)開裂的情況，其表面也會越來越脆弱[1]。

1.3生產(chǎn)工藝水平低

首先是二冷制度的影響。連鑄坯在實(shí)際生產(chǎn)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(xiàn)象，使得坯殼的應(yīng)力逐漸增加，表面脆弱，產(chǎn)生裂紋。

其次是結(jié)晶器的影響。連鑄結(jié)晶器是窄面帶有一定部件和寬面基本平行的組合式結(jié)晶器，在實(shí)際澆注的過程當(dāng)中，會由于長期受外力和熱應(yīng)力的影響，導(dǎo)致結(jié)晶器產(chǎn)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(dǎo)致摩擦力加大，使坯殼出現(xiàn)拉裂的情況。

再次是保護(hù)渣的影響。保護(hù)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(shí)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(hù)渣的吸收效率就會相對下降，導(dǎo)致熔渣成分的波動范圍擴(kuò)大，性能發(fā)生極大的變化。這在很大程度上影響了保護(hù)渣的熱阻、潤滑特性以及渣膜組成的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，使得連鑄坯內(nèi)部產(chǎn)生裂紋。

最后是拉速的影響。根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以證明，連鑄坯內(nèi)部裂縫之所以會出現(xiàn)，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(xiàn)大面積鼓肚的情況，最終破裂。

2解決連鑄坯內(nèi)部裂紋產(chǎn)生的措施

2.1提高鋼水的質(zhì)量

首先應(yīng)該有效地控制鋼水的成分，減少向鋼中增加有害元素，同時(shí)還需要減少鋼中所夾雜的雜質(zhì)和氣體含量。其次，應(yīng)該控制鋼水中的As含量，最多不能超過0.05%。最后也應(yīng)該控制鋼中的殘留元素，在對原材料進(jìn)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(tài)，從而進(jìn)入到生產(chǎn)加工的過程當(dāng)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(chǎn)生裂紋，技術(shù)人員應(yīng)該合理控制二冷區(qū)的冷卻制度，使整個(gè)連鑄坯表面的溫度回升不能超過100℃/m。同時(shí)，在二冷系統(tǒng)當(dāng)中，還應(yīng)該將氣管路和水路改為不銹鋼管路，并合理優(yōu)化二冷水各段的配比。尤其是零段水不能過強(qiáng)，以便于防止強(qiáng)冷使得表面的溫度回升，導(dǎo)致鑄坯內(nèi)部產(chǎn)生裂紋。

2.3選擇合適的保護(hù)渣和結(jié)晶器

在選擇結(jié)晶器的時(shí)候要確保其厚度合理，并且在高溫狀態(tài)下剛性要達(dá)標(biāo)。因?yàn)榻Y(jié)晶器通常情況下在熱力作用下會失去塑性，從而發(fā)生永久變形的情況，使連鑄坯的表面出現(xiàn)裂紋。除此之外，還應(yīng)該控制好結(jié)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(hù)渣，使鑄坯內(nèi)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(hù)渣堿度的形式來降低其黏度，從而改善結(jié)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(hù)渣應(yīng)該少加、勤加，保證其均勻分布，以此來優(yōu)化保護(hù)渣的成分，并合理控制鋼水的條件。

2.4穩(wěn)定拉速

連鑄坯的實(shí)際生產(chǎn)過程中通過恒拉速來進(jìn)行澆注，能夠提升連鑄坯內(nèi)部的質(zhì)量。除此之外，恒速澆注還能夠使得工藝和生產(chǎn)組織相對穩(wěn)定，保證二冷水不會發(fā)生過多的變化，從而減少鑄坯內(nèi)部裂紋的產(chǎn)生。除此之外，還可以用自動控制技術(shù)代替原有的控制方法，確保恒拉速生產(chǎn)工藝的有效執(zhí)行。但是由于連鑄坯在實(shí)際生產(chǎn)過程中可能會受到操作人員、技術(shù)設(shè)備、工藝以及生產(chǎn)節(jié)奏等各種因素的影響，而使得鋼水的熱度發(fā)生變化，因此必須要對拉速進(jìn)行必要且適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以解決上述矛盾問題[3]。

3結(jié)束語

連鑄坯的實(shí)際生產(chǎn)和加工的過程中，如果內(nèi)部產(chǎn)生裂縫，不僅會影響生產(chǎn)加工效率，而且對后續(xù)的軋制效率來講也具有重要的影響?；诖?，在實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中，應(yīng)該有效尋找連鑄坯內(nèi)部裂紋產(chǎn)生的原因，并積極落實(shí)解決對策，一方面要提高鋼水的質(zhì)量，完善二次冷卻制度;另一方面應(yīng)該選擇合適的保護(hù)渣和結(jié)晶器，確保拉速的穩(wěn)定，從而減少連鑄坯內(nèi)部裂紋的產(chǎn)生，優(yōu)化生產(chǎn)加工效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]封明陽， 王博， 孫雪維，等. 連鑄坯內(nèi)部裂紋產(chǎn)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(yù)防措施研究[J]. 寬厚板， 2016， 022（002）：16-19.

[3]匡瑤. 淺析砌體結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因及控制對策[J]. 房地產(chǎn)導(dǎo)刊， 2018， 000（024）：68.

（廣西鋼鐵集團(tuán)，廣西 防城港 538000）