连铸坯横裂的产生原因与控制措施_连铸坯横裂产生的原因
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小方坯横裂产生原因与控制措施 李聿军1，邵三萍1，邹节忠2
（1.江西九江钢厂有限公司 炼钢厂，江西 九江；2.萍钢公司 技术中心，江西 萍乡）
摘要
分析了炼钢厂小方坯产生横裂的主要原因。通过采取相应措施，使方坯横裂水平降到较低水平。
关键词 小方坯
横裂
控制措施
CAUSES TO CC BILLET CROSS CRACKS AND COUNTER CONTROLLING MEASEURES
Li Yu-Jun1, Shao San-Ping1, Zou Jie-Zhong2
（1.The Steelmaking Plant of Jiujiang Iron&Steel company,Jiujiang ,China;2.Technical Center of
PX Steel,Co.Ltd,Pingxiang,China）
ABSTRACT
The main causes to the cro cracks on the surface of CC billet are discued in the steelmaking plant of Jiujiang Iron & steel company.Counter measures have already been taken to reduce the rejected rate of the billet due to the cro cracks to a relatively lower level.KEY WORDS
CC billet cro cracks controlling measures
0 前言
江西九江钢厂有限公司（以下简称九钢）是萍钢公司2006年9月份兼并重组的股份制企业。三炼钢厂（原九钢炼钢厂）现有30t转炉两座，R6m 150×150三机三流小方坯连铸机两台，主要钢种为HRB335和HRB400，已形成年产100万吨钢生产能力。在九钢重组前后前两个月内，连铸坯横裂不断，最严重的一个月由于横裂导致的废品率高达4.5kg/t（废品率＝废品量/合格坯产量），成为制约炼钢厂连铸质量提高的主要问题之一。为此，三炼钢厂技术人员认真分析总结了连铸坯横裂产生的主要原因，并采取了一系列的预防控制措施，取得了显著效果。铸机主要技术参数
机型：全弧型 铸机半径： 6ｍ
主要生产断面： 150mm×150mm 中间罐公称容量： 12t 结晶器铜管长度：900mm 浇注方式：敞开浇注，加菜籽油润滑 振幅： 2～6.5mm
工作拉速：平均拉速2.0m/min 振动方式：正弦振动 振频：0一220次/min 流间距：1200mm 机流数：3机3流 二冷水控制方法：（静态）比例控制法 2 横裂产生原因 2.1 钢水成分
三轧钢厂（原九钢轧钢厂）为普通轧制线，没有控轧控冷，因此炼钢厂成分Mn按1.20%~1.60%控制，实际Mn控制在1.40%左右。较高的Mn含量增加了铸坯的裂纹敏感性，使钢的脆化温度区间加宽[1]。2.2 结晶器的润滑、倒锥度和振动参数
三炼钢厂小方坯连铸机采用定径水口敞开浇注工艺。通过手动添加菜籽油保证铸坯与结晶器之间的润滑，由于润滑相关制度未规范，铜管四周润滑不能保证均匀，降低了润滑效果，增加了铸坯与铜管之间的摩擦，造成初生凝固坯壳撕裂。由于结晶器的强冷，在撕裂处漏出的钢水立刻凝固，在铸坯表面形成横向折叠痕迹，严重时表现为横裂[2]。
三炼钢厂最初结晶器的倒锥度为1.0%/m。在生产中经常发现不脱模而致横裂，这是因为倒锥度过大，造成结晶器铜管拉坯阻力增大，坯壳撕裂而致横裂，严重时甚至拉断。
三炼钢厂结晶器振动采用正弦振动方式，振动频率在0～220次/min，起始振频80次/min。振动频率与拉速关系如下：
f=aV
式中：a－振动系数
以往振动系数设为88，在拉速较低时，振动频率较小，负滑脱时间较长，容易产生振痕。振痕深处树枝晶粗大，溶质元素富集，铸坯在矫直受到应力作用就成为裂纹的发源地[3]。2.3 二冷配水
三炼钢厂二冷配水具有先天的缺陷。首先表现在二冷配水的控制方法比较简单，二冷配水采用比水量方法，即冷却水量Q=Kv(K为系数，v为拉速)，且最初二冷0段（足辊段）为手动配水。经常在拉速降低或中间包最后一炉出现横裂，这是由于生产节奏协调或转炉出现故障时，钢水接不上造成中间包低液面拉坯，或者最后一炉液面逐渐降低，从而导致拉速降低。在拉速降低的情况下，由于冷却水量的变化跟不上比拉速的变化，特别是二冷0段由于手动调水，更是滞后于拉速的变化。这种结果最终导致连铸坯在矫直时的温度落入钢种的脆化温度区间而产生横裂。其次是二冷比水量过大，造成铸坯矫直时温度较低，在应力作用下产生裂纹。
另外，三炼钢厂二冷水质难以得到保证，二冷水过滤器老化陈旧，经常在二冷水管道能发现杂质沉积，造成二冷段冷却不均匀，加剧了横裂的扩展。3 控制措施
根据三炼钢厂横裂产生的主要原因，制订了以下措施来控制横裂的产生： 1）调整结晶器的倒锥度。结晶器铜管的倒锥度由1.0%/m调低为0.8%/m后，效果较好。铜管不脱模现象大幅减少，拉坯顺畅，拉断现象减少。
2）规范结晶器润滑操作。结晶器菜籽油要求从四面加入，少加、勤加，以结晶器上口火焰长度在10～60mm能看到钢水液面为宜，火焰太长，显黑色则油太多，火焰太短，能看到钢水亮光则油太少应补加油。
3）调整结晶器振动系数，结晶器振动系数调高到100，以减少结晶器振痕产生。
4)调整二冷比水量和0段水量。二冷采用弱冷，比水量由1.2L/kg调低到1.0L/kg。对于对裂纹敏感的20MnSiNb钢种，比水量进一步调低为0.6~0.8L/kg。由于0段手动配水，因此特别注意调整0段配水量。中间包开浇、最后一炉以及拉速变化大炉次，均要求及时调整0段水量。比如，对于中间包最后一炉，液面逐渐下降，0段水由10～12m3/h调低到7～9m3/h，以确保铸坯矫直前温度大于950℃，避开HRB335和HRB400(20MnSiNb)的脆性温度区间（700～950℃）。经过调整后，效果较好，不但开浇炉次、最后一炉和液面波动较大炉次的横裂大幅减少，而且对裂纹敏感的20MnSiNb钢种也很少产生横裂，轧制时没有产生烂钢，轧制后性能良好。
2007年2月份对连铸机改造时，又进一步将0段配水改为自动配水，避免手动配水的滞后。
5）控制好中间包液面高度和钢水温度，避免拉速波动过大。连铸机长关注中间包液面和温度趋势。中间包尽量保持满液面拉坯，原则上“低温快拉”，以消除二冷配水方法的缺陷，减轻人工调整配水参数的压力。若中间包液面有下降的趋势，则及时调节二冷水流量。中间包温度过高或过低均应向调度及时反馈，以便调度采取措施保证低过热度。
6）改善水质。
7）加强红坯热检。连铸台下班发现横裂及时改成短尺轧制，避免由于横裂造成整支报废。4 效果
在找到连铸坯横裂发生的主要原因和采取相应控制措施后，三炼钢厂自2006年11月份开展了减少铸坯横裂的专项攻关，横裂废品率由重组后的4.5%降低到2007年5月份的0.15%，取得了良好的效果。具体情况见图1。
5横裂废品率(kg/t)4.53.8432100.6506年10月06年11月06年12月0.3207年1月0.4107年2月0.2807年3月0.1907年4月0.1507年5月时间图1 每月横裂废品率情况结束语
（1）高Mn或含Nb钢连铸坯容易产生横裂。
（2）结晶器润滑效果不均匀，倒锥度过大，振动频率小对铸坯表面质量影响较大。结晶器润滑均匀，润滑油少加勤加；合理的倒锥度和振动频率可以使折叠或振痕变浅，保证铸坯脱模效果，减少横裂。
（3）对于高锰钢或含Nb钢二冷应采用弱冷制度，使铸坯矫直前温度避开脆性温度范围，减少横裂发生几率。
（4）通过对铸坯产生原因进行分析和采取上述控制措施，三炼钢厂铸坯横裂废品率由4.5kg/t降低到0.15kg/t，效果显著。6参考文献
[1] 蔡开科等.连续铸钢原理与工艺.北京:冶金工业出版社.1994 [2] 蔡开科.连续铸钢500问[M].北京:冶金工业出版社,1994.李聿军（1979-），男，江西丰城人，硕士研究生，工程师，2004年毕业于北京科技大学钢铁冶金专业，现为江西九江钢厂有限公司炼钢厂（萍钢公司三炼钢厂）技术主办，从事炼钢转炉和连铸技术管理工作。通讯地址：江西省九江市湖口县金沙湾工业园江西九江钢厂有限公司炼钢厂，332500 联系方式：***
