1、前言

中心裂紋（見(jiàn)圖1）是連鑄板坯常見(jiàn)的內(nèi)部缺陷，由于中心裂紋鑄坯在加熱爐加熱時(shí)發(fā)生氧化反應(yīng)，在進(jìn)一步軋制時(shí)難以完全焊合，出現(xiàn)帶鋼分層缺陷（見(jiàn)圖2），有的在軋制中還會(huì)發(fā)生斷帶事故，造成嚴(yán)重后果。德龍鋼鐵有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)德龍）2#板坯連鑄機(jī)自投產(chǎn)以來(lái)，中心裂紋發(fā)生率一直相對(duì)較高，嚴(yán)重影響鑄坯質(zhì)量。通過(guò)對(duì)其產(chǎn)生原因進(jìn)行調(diào)查分析，采取相應(yīng)的控制措施，有效的減少了中心裂紋的發(fā)生。

德龍2#板坯連鑄機(jī)為立彎式連鑄機(jī)，6點(diǎn)彎曲，10點(diǎn)矯直，基本半徑8米，冶金長(zhǎng)度21.91米，澆注鑄坯規(guī)格180*（670～1020）mm，基本拉速0.80-1.40m/min，主要生產(chǎn)鋼種有冷軋料、普碳鋼、低合金鋼、管線鋼等。

2、德龍2#板坯連鑄機(jī)中心裂紋的影響因素分析

中心裂紋的產(chǎn)生是由于液相穴末端的組織所承受的外來(lái)力（如熱應(yīng)力、彎曲力、鼓肚力、矯直力等）和由此產(chǎn)生的變形超過(guò)了允許的高溫強(qiáng)度和極限應(yīng)變值。

2.1鑄機(jī)設(shè)備精度的影響

鑄機(jī)設(shè)備精度主要包括扇形段開(kāi)口度及接弧狀況，均對(duì)鑄坯凝固質(zhì)量有較大影響，尤其在鑄坯凝固末端，若開(kāi)口度過(guò)大會(huì)導(dǎo)致鑄坯鼓肚，此時(shí)鋼液得不到補(bǔ)充，會(huì)發(fā)生中心裂紋。從德龍2＃板坯連鑄機(jī)2012年3～4月份鑄坯出現(xiàn)中心裂紋缺陷時(shí)的生產(chǎn)條件來(lái)看，720mm斷面鑄坯中心裂紋共計(jì)31支，拉速0.90～1.40m/min時(shí)出30支，開(kāi)澆出1支；1010斷面鑄坯中心線裂紋共計(jì)5支，拉速0.90～1.40m/min時(shí)出4支，開(kāi)澆出1支；而0.90～1.40m/min拉速范圍為2#機(jī)的理想拉速。即2#連鑄機(jī)在中包溫度、拉速均正常時(shí)中心裂紋發(fā)生率較高，說(shuō)明鑄機(jī)精度即凝固末端輥縫設(shè)定存在問(wèn)題。

2.2二冷的影響

二冷對(duì)鑄坯中心裂紋的影響主要表現(xiàn)在噴嘴噴水過(guò)大或堵塞，造成鑄坯不均勻冷卻而使鑄坯出現(xiàn)回溫現(xiàn)象，回溫過(guò)大會(huì)造成鑄坯的抗變形能力下降，另外還因熱漲作用使鑄坯中心產(chǎn)生較強(qiáng)裂的撕裂作用，這必然會(huì)加劇中心偏析及中心裂紋的程度。德龍2#板坯連鑄機(jī)720mm斷面扇形段為單排噴嘴，曾因噴嘴選型不合理，噴水過(guò)于集中（見(jiàn)圖4），致使鑄坯中部冷卻過(guò)強(qiáng)，出現(xiàn)黑線，中心裂紋較1010mm大斷面（扇形段雙排噴嘴）明顯增多。見(jiàn)圖5：

2.3澆注溫度的影響

澆注溫度對(duì)鑄坯凝固組織有較大影響，低的過(guò)熱度澆注有利于擴(kuò)大中心等軸晶區(qū)，減少凝固前沿樹(shù)枝晶“搭橋”現(xiàn)象，減輕中心偏析及中心裂紋程度。澆注溫度越高，中心等軸區(qū)越小，柱狀晶越發(fā)達(dá)，凝固末端后移，極易導(dǎo)致鑄坯鼓肚，加劇鑄坯中心偏析及中心裂紋。

2.4供鋼節(jié)奏的影響

生產(chǎn)節(jié)奏不穩(wěn)定，拉速波動(dòng)較大，鑄坯凝固末端變化較大，造成凝固前沿柱狀晶“搭橋”概率增加，從而加劇中心偏析和中心裂紋的程度。

2.5鋼中有害元素P、S的影響

P是裂紋敏感性元素，極易在枝晶間富集，導(dǎo)致偏析增加，產(chǎn)生裂紋；S與Fe結(jié)合形成低熔點(diǎn)FeS，它分布在晶界,引起晶間脆性(FeS大于900℃容易產(chǎn)生熱脆)成為裂紋源。

3、控制板坯中心裂紋的措施

3.1優(yōu)化鑄機(jī)凝固末端輥縫設(shè)定，提高鑄機(jī)精度

3.1.1根據(jù)凝固平方根定律算得德龍2#板坯連鑄機(jī)拉速在0.90～1.40m/min時(shí)，凝固末端在扇形4段、5段，將原平均輥縫收縮調(diào)整為靜態(tài)輕壓下，即輥縫收縮量由原0.7mm/段增加到1.1mm/段，詳見(jiàn)下表：

3.1.2嚴(yán)把扇形段修復(fù)的過(guò)程質(zhì)量，將對(duì)弧誤差控制在±0.10mm以?xún)?nèi)；輥縫誤差控制在±0.15mm以?xún)?nèi)；在線外弧線誤差控制在±0.30mm以?xún)?nèi)，并走正向偏差。

3.1.3成立專(zhuān)業(yè)設(shè)備點(diǎn)檢員，對(duì)上下線設(shè)備加強(qiáng)監(jiān)管，提高鑄機(jī)設(shè)備精度。

3.2優(yōu)化二冷，減輕鑄坯中部黑線

3.2.1二冷噴嘴選型：對(duì)二冷噴嘴進(jìn)行改型，提高噴嘴霧化效果，并完善鑄機(jī)點(diǎn)檢確認(rèn)制度，加大對(duì)噴嘴的檢查力度，對(duì)堵塞噴嘴及時(shí)處理更換，保證鑄坯冷卻均勻。

3.2.2與大連重工廠家聯(lián)系對(duì)鑄機(jī)二冷進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)從足輥、彎曲段及各扇形段按比例可單獨(dú)調(diào)水，并完善配水系統(tǒng)。

3.2.3制作二冷噴咀冷態(tài)測(cè)試裝置，對(duì)噴咀做抽樣檢測(cè)，達(dá)不到要求進(jìn)行修復(fù)或更換，以提高鑄坯表面冷卻質(zhì)量。

3.3提高中包溫度合格率

通過(guò)嚴(yán)抓轉(zhuǎn)爐、精煉爐上鋼溫度，加大考核力度，中包溫度合格率穩(wěn)定控制在90%以上。

3.4穩(wěn)定生產(chǎn)節(jié)奏，減少拉速波動(dòng)

提高調(diào)度的生產(chǎn)組織協(xié)調(diào)能力，堅(jiān)持以“連鑄為中心”，保證生產(chǎn)節(jié)奏穩(wěn)定，不出現(xiàn)連鑄等鋼等慢拉現(xiàn)象，并將拉速波動(dòng)納入工藝紀(jì)律考核規(guī)定當(dāng)中，單班單臺(tái)鑄機(jī)拉速波動(dòng)≤3次。

3.5提高操作水平，降低成品S、P含量

嚴(yán)抓轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程控制，降低出鋼S、P含量，以減輕對(duì)鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的影響。

4、取得的效果

通過(guò)采取以上措施， 2#板坯連鑄機(jī)中心線裂紋得到有效控制，詳見(jiàn)圖6：

5、結(jié)論

5.1德龍2#板坯連鑄機(jī)中心裂紋的影響因素主要為鑄機(jī)輥縫設(shè)定及二冷噴嘴選型不合理，而高溫、拉速波動(dòng)、鋼中有害元素S、P等為次要因素。

5.2通過(guò)優(yōu)化鑄機(jī)凝固末端輥縫間距、對(duì)二冷噴嘴重新選型、優(yōu)化二冷配水、降低中包過(guò)熱度、穩(wěn)定拉速控制、降低成品P、S含量等，2#板坯連鑄機(jī)鑄坯中心裂紋得到有效控制。