方坯角部裂纹的原因分析及控制

摘

 要：结合生产实践，分析了方坯角部裂纹产生的原因，通过调整钢水成分、优化工艺设

备、改进操作方法控制角部裂纹的发生，铸坯质量得到有效改善。
关

 键 词：角部裂纹；原因分析；控制

安阳钢铁股份有限公司（以下简称安钢）第二炼钢厂

1 号方坯连铸机经多年的开发与

改进，技术比较成熟，工艺比较稳定，但是在目前高拉速、快节奏的生产情况下，方坯角部
裂纹影响了铸坯的质量，并且由角部裂纹致使的漏钢、拉断等事故成为制约铸机顺行的主要
因素。因此，控制铸坯角部裂纹成为提高铸坯质量和保证铸机高效运行的关键。
1 工艺概况

1 号方坯连铸机的主要工艺参数：铸坯断面为 120mm×120mm；铸机半径为 5250mm；

铸机流数为四机四流；工作拉速为

2.8~4.5m/min。

2 角部裂纹原因分析

因为方坯的角部是二维传热，凝固速度较其他部位较快，气隙过早形成，热阻增加，

坯壳在结晶器中运行过程中生长变慢，故坯壳较其他部位薄，所以方坯裂纹多产生于角部
或靠近角部，主要有横裂纹和纵裂纹，统称为角部裂纹

［

1］

。

2.1 钢水成分的影响

1）当钢中 w（C）在 0.09%~0.15%时连铸坯的裂纹最为敏感，普碳钢的 w（C）为

0.10%~0.12%，恰好在此区间，当包晶反应发生时相变产生的收缩比其他含碳量区间更为
严重，所以坯壳与铜壁过早脱离形成气隙，导出热流减小，坯壳变薄。凝固收缩和钢水静压
力不均衡使薄的坯壳表面粗糙折皱，严重时形成凹陷，凹陷部位冷却较慢，组织粗化，在
热应力和钢水鼓胀力作用下，在凹陷处造成应力集中而产生裂纹。

2）根据 1 号方坯角部裂纹的数据分析，见图 1，发现钢水含硫量越高，裂纹的机率越

大。当

m（Mn）/m（S）

≤20 时，裂纹的发生率明显增加，当 m（Mn）/m（S）增加到 40

以上时，裂纹的发生率会明显下降。

2.2 工艺设备的影响

1 ） 结 晶 器 铜 管

不适。结晶器铜管锥
度不适，铜管锥度应
符合铸坯凝固收缩规
律，单一锥度不能达
到吻合收缩曲线的要
求。在铜管使用后期，
内壁下部磨损严重，
锥度变小，产生的气隙增大，热阻增加，加剧坯壳凝固的不均匀程度，增大裂纹的危险。铜
管圆角半径过大，角部冷却强度减弱，坯壳减薄；而圆角半径过小，角部冷却强度增大，
坯壳变厚，使角部受到的摩擦阻力增大，易拉裂坯壳。结晶器铜管的材料应具有良好的抗热
变形能力，铜管产生变形不仅使拉坯阻力增加，而且使冷却水分布不均造成局部强冷产生