a.采用高频率、小振幅的结晶器;振动频率为200~400次,振幅2~4mm时,能有效减少振痕深度。横裂纹往往与振痕是一起发生的,振痕深度的减少能降低横裂纹的发生。
b.降低钢中S、O、N的含量,或加入Ti、Zn、Ca等元素,抑制C-N化物和硫化物在晶界的析出,或使C-N化物的质点变相,以改善奥氏体晶粒热延性。
c.选用性能良好的保护渣;保持结晶器液面的稳定。
d.横裂纹一般分布在铸坯表皮下粗大奥氏体晶界处,由此可利用二次冷却使铸坯表面层奥氏体晶粒细化,使其降低对裂纹的敏感性,减少横裂纹的生成。
(3)角部裂纹
铸坯角部10-15mm处一般会有角部纵裂纹,有的在棱角上,板坯宽窄面交界棱角附近,因为角部的二维传热,致使结晶器角部钢水凝固速度快于其他部位,初生坯壳收缩较早,使角部气隙不均匀,热阻增加,影响了坯壳的生长,其薄弱处承受不住应力作用而形成角部纵裂纹。结晶器是角部纵裂纹产生的关键因素。若将结晶器窄面铜板内壁纵向加工成凹面,这样在结晶器中部上,角部坯壳被强制与结晶器壁接触,热流增加70%,坯壳均匀生长,从而避免了铸坯凹陷和角部纵裂纹。此外,当板坯宽面出现鼓肚变形时,如果铸坯窄面随之微凹,则无角部纵裂纹发生;这大概是因为窄面的凹下缓解了宽面凸起时对角部拉应力的缘故吧。角部纵裂纹是由小方坯的菱变引起的。为此要保证结晶器水缝内冷却水流分布均匀,保持结晶器内腔的完好、正确尺寸、合理倒锥度和圆角半径及规范的操作工艺,避免发生角部裂纹。
(4)星状裂纹
星状裂纹一般为星状或网状,在晶间的细小裂纹内形成。大多数情况下隐藏在氧化铁皮下很难被发现,通过酸洗或喷丸后才会出现在铸坯表面[3]。因为有铜向铸坯表面层晶界的渗透,或者有氮化铝,氮化硼或硫化物在晶界沉淀,使晶界强度降低,引起晶界脆化,从而导致裂纹的形成。减少铸坯表面星状裂纹可以从以下几方面着手:
a.为了减少铜的渗透,应在结晶器的铜板表面镀铬或镀镍。
b.通过降低铜、锌等元素的原始含量,来控制钢中残余成分ω(Cu)<0.20%。
c.降低钢中S的含量,并控制ω(Mn)、ω(S)>40%,有可能消除星状裂纹。
d.控制钢中的铝、氮含量;选择合适的二次冷却制度。
1.1.1.2表面夹渣
表面夹渣之所以被称为皮下夹渣,是因为在铸坯表皮下2~10mm处镶嵌有大块的渣子。就夹渣组成来看,锰-硅酸盐系的夹杂物外观颗粒大而浅;而氧化铝系夹杂物细小而深。如果不清除,会使成品表面缺陷,增加废品率。钢的导热性要高于夹渣,这是夹渣处坯壳生长慢,凝固壳薄弱,致使拉漏的原因所在,表面夹渣是由于渣子的熔点高形成的。在保护渣浇注时,结晶器液面不稳定是形成夹渣的根本原因[4]。所以水口出孔的形状、尺寸的变化、插入深度、吹氩气量的多少、塞棒失控以及拉速突然变化等均会引起结晶器液面的波动,严重时导致夹渣;就夹渣来看,有上浮没来得及被液渣吸收的氧化铝夹杂物,也有未熔的粉末状保护渣,更有吸收溶解了的过量高熔点氧化铝等。皮下夹渣的深度小于2mm时,铸坯在加热过程中可以消除;皮下夹渣深度在2~5mm时,热加工前铸坯必须进行表面精整。为消除铸坯表面夹渣,可以从以下几方面入手:
a.尽量减小结晶器的液面波动,保持液面稳定;
b.浸入式水口的最佳插入深度应该控制在(125±25)mm左右;
c.要适当选择浸入式水口出孔的倾角,保证出口流股不致搅动弯月面渣层;