彭锋 唐尚保

1、前言

高线产品一般用于建筑和工业深加工，对于工业深加工的高线产品其不同用途和不同加工工艺对高线产品的要求差异很大，本文对影响高线产品质量的连铸坯质量问题进行了分析。

2、连铸小方坯常见质量问题对高线质量的影响

连铸小方坯的缺陷包括形状、表面和内部三方面，对高线产品质量影响主要是表面角部纵裂纹、横裂纹、网状裂纹和内部偏析、皮下气泡、夹杂等。

2.1 表面角部纵裂纹：连铸方坯倒角处沿浇铸方向出现的裂纹称角部纵裂。裂纹深度一般在1mm～7mm之间。在高线上表现为纵向裂纹、折叠等缺陷，严重的造成报废。

2.1.1 产生原因：连铸方坯菱形变形率大、结晶器倒角半径过大、倒锥度过小，使连铸方坯角部冷却不均匀，诱发角部纵裂的产生、结晶器磨损变形严重、结晶器保护渣性能或消耗量不合适、铸速、铸温控制不合理、结晶器冷却不合理、结晶器与足辊对中不好、钢中硫高或Mn/S太低。

2.1.2预防及消除方法：控制好结晶器几何形状防止变形，同时合理选择二冷制度、确定合适的结晶器倒角和结晶器倒锥度，使连铸方坯角部冷却均匀、根据结晶器磨损量确定合理的结晶器更换周期、选择合适的結晶器保护渣、防止保护渣性能恶化、控制好拉速和铸温的匹配，结晶器与足辊、扇形段对弧对中良好、结晶器冷却要合理、钢水成份控制要合理。

2.2 横向裂纹：连铸方坯上下表面的横裂纹称横向裂纹，通常位于连铸方坯表面振痕的波谷内。横向裂纹长度较短，一般在5mm～50mm之间。在高线上表现为烂钢、折叠等缺陷，严重的横向裂纹会导致连铸方坯报废。

2.2.1 产生原因：连铸方坯表面振痕太深、连铸方坯在脆性温度区内矫直、二次冷却太强、连铸方坯表面的星状裂纹缺陷在矫直力的作用下，也会龟裂为缺口，扩展成横裂纹、结晶器液位波动大、振动参数不合理、钢中Al、Nb、B与N之积不合理、对弧不好。

2.2.2 预防及消除方法： 采用高频率小振幅的振动方式，减小振痕深度、二冷区采用合理的冷却，避免在方坯表面温度处于脆性区时进行矫直、采用润滑性能好的结晶器保护渣、防止保护渣性能恶化、保持结晶器液位稳定，减少结晶器钢液面异常波动、保证对弧精度、合理控制钢中Al、Nb、B与N成份含量、保证结晶器振动装置的精度。

2.3 星状裂纹（网状裂纹）：连铸方坯星状裂纹呈细小的龟甲状，深度一般在5mm以下。由于连铸方坯表面通常被氧化铁皮所覆盖，一般情况下很难看到，经酸洗后，这种裂纹十分清楚地暴露在连铸方坯表面图1。在高线上表现为折叠等缺陷。

图1 网状裂纹

2.3.1产生原因：高温坯壳与结晶器铜壁摩擦时，铜优先沿晶界扩散，从而降低了晶界的高温强度而产生星状裂纹、Al（Nb、B）N和硫化物在晶界析出也会造成星状裂纹、钢中Cu等低熔点有有色金属向晶界渗透，引起晶界脆性也会导致星状裂纹产生、保护渣性能差和钢中氢含量高等。

2.3.2 预防及消除方法：改善结晶器铜板材质，结晶器表面镀Cr或Ni以增加结晶器表面硬度、适当的控制钢中残余元素如Cu<0.20%、控制钢中合适的Mn/S、钢中氢≤5ppm、防止保护渣性能恶化等。

2.4 皮下气泡：沿连铸方坯表面分布的针孔或在连铸方坯断面出现的蜂窝状孔洞称气泡。根据气泡出现的位置不同可分为皮下气泡和表面气泡图2。在高线上表现为裂纹、结疤、烂钢、折叠等缺陷，严重的皮下气泡导致连铸方坯报废。

图2 方坯皮下气泡

2.4.1产生原因：堵引锭材料或引锭杆头部潮湿、 钢液气体含量高、中包烘烤不良、拉速太低等。

2.4.2预防及消除方法：引锭头和堵引锭所用的材料要干燥，干净、钢液脱氧满足工艺要求，且尽量降低钢中气体含量、保证中包烘烤时间和烘烤温度，使中包内衬干燥，拉速设定要满足钢种要求等。

2.5 偏析：连铸坯横断面上从表面到中心各点成份与熔炼成份之间存在差异的现象称之为偏析，水箱拉拨出现的拉断断口。

2.5.1产生的原因：钢水成份（C、S、P、O为强偏析元素）、二冷偏弱且分配不合理、拉速不合理、过热度偏高、大断面提高扇形段辊缝精度大。

2.5.2改进措施：优化钢水成份设计、提高钢水纯净度、降低过热度、控制拉速、增加二冷强度、采用电磁搅拌、采用轻压下、大断面提高扇形段辊缝精度大、采用小径密排导辊等。改善连铸坯微观偏析的对策主要是：控制铸坯凝固组织、优化钢水成份设计、提高钢水纯净度、提高冷却强度、采用电磁搅拌和轻压下控制凝固前沿钢液流动等。

3、其他问题例举

3.1 30MnSi（PC钢棒产品）在库房内产生滞后断裂：皮下气泡（H、N）在钢棒的组织应力作用下，在靠钢棒的表层一端产生裂纹源图11，裂纹向钢棒表面扩展而导致滞后断裂。

3.2 保护渣性能不合引起的渣坑

HPB235轧制过程中出现结疤与烂钢，其特点是该卷高线从头部、中部、尾部结疤与烂钢程度逐步减轻直至消失，对回炉坯酸洗发现渣坑图3。

图3 渣坑

4、结束语

连铸坯质量对高线表面质量和使用性能有重要影响，维护好设备的功能与精度、选用合适的原辅材料、根据用途和钢种特性制定合理的工艺、工艺过程各工艺参数波动范围小、对于非稳态条件下的连铸坯制定合理的处置办法（如检查制度、降级制度、让步制度）等是提高连铸坯质量、减少质量异议、降低品种开发难度、提高高线产品经济效益和品牌影响力最有效的办法。