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[摘 要]本文对钢锭裂纹产生的原因进行了分析，并且结合现有的钢锭浇铸工艺，提出了能够预防钢锭裂纹的相关措施，以期能够获得良好的效果。
[关键词]钢锭 裂纹 产生原因 预防措施
中图分类号：TD322 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）25-0056-01
一、钢锭裂纹产生的原因分析
裂纹，又称裂缝，是一种钢锭最常见的严重缺陷。表面裂纹，是在钢锭表面利用肉眼可以看见的裂纹。导致钢锭裂纹产生的因素十分的多样化，其中最主要的原因出现在钢锭凝固和冷却的过程当中，在承受钢水的热应力、静压力、组织应力等作用时，钢锭的受力超过本身能够承受的最大强度，以及塑性的变形在超过临界值时，就会在钢锭薄弱的位置出现裂纹的产生。
通常是在进行原料的清理时才会发现钢锭裂纹，现阶段通常都是使用火焰清理的方法进行消除，并且其中有些部分的清理是不合格的。这时就应该改变开坯的形式清理，在开坯以后再进行的清理，以达到消除裂纹的目的。但是其中有部分裂纹较深的钢锭，其裂纹在开坯后的深度仍然达到5毫米左右，不能进行清理，以至于整支钢锭报废。
（一）铸温高铸速快易产生纵裂
在统计的数据当中显示，过热度大于45摄氏度的钢锭，出现纵裂的有20支，在纵裂锭型中占44%。典型炉次的钢种Q345E，锭型15吨的3支、25吨的1支、23吨1支双盘浇铸，吊包温度为1560摄氏度，过热度为45摄氏度，第一盘浇铸锭型为15吨的3支，因为锭型小并且支数少，导致铸速的控制有很大难度，钢锭本体浇铸的时间为10分钟，帽口的浇铸时间为3分钟，其中有3支15吨锭型出现下部的纵裂纹，在浇铸锭型6支15吨时，本体的浇铸时间为15分钟，帽口的浇铸时间为6分钟，则没有表面纵裂的出现。
在研究表明，钢的热裂倾向关键在于高温机械性能以及冷凝收缩性。碳含量为0.2%的钢种，其高温塑性相对较差，并且热裂的倾向最大，高温下钢的强度会有极大的降低，而常温下具有很好的强度。在相关资料中显示，钢的温度在1400摄氏度时，其强度的极限只有每厘米0.5kg，证明在高温下较小的应力就可以使得钢锭出现裂纹。在铸流的温度高时，钢锭的激冷层厚度会变薄，导致初凝外壳的抗裂能力出现减弱，而对已凝固外壳具有很大的压力；而在凝固收缩有阻碍时，出现了塑性的变形以及应力，当超过金属的极限强度，或是出现变形的情况，激冷层在钢壳薄弱的地方以及柱状晶会出现拉裂，从而导致纵裂纹的出现。
（二）纵裂与锭型的关系
在我们所调查的炼钢厂中，进行生产所使用的是19～50吨的11种锭型，大于30吨的锭型属于较大的锭型，其中35、41、45吨三种锭型，均是该厂首次进行开发的设计并且投入生产的。随着锭型越大，所出现裂纹的倾向也就越大。在对钢锭的凝固进行冷却的过程中，有相对较大的内外温差，同时也产生了较大的组织应力以及热应力；而在浇铸的过程中，钢水的静压力越大则越容易使钢锭出现表面纵裂。在统计数据中显示，35、41、45吨锭型中有19支出现了纵裂，占总数的46.34%。
（三）纵裂与钢锭模内壁质量的关系
在实际生产过程中，浇铸时采用的钢锭模内壁有裂缝，而生产出的钢锭，在相对应的位置会产生微裂纹。这类裂纹在使用火焰清理时就能够进行清除。
在钢锭模的内壁存在较深裂纹或是凹坑较宽角裂，是在大多的炼钢厂都存在的普遍现象。现今的钢铁行业效益并不好，再受到生产合同结构以及钢锭模的成本的影响，当对某一种锭型进行集中的生产时，因钢锭模的周转较快以及生产周期紧，而将停用的备用钢锭模投入使用，导致钢锭在局部收缩上受到阻碍，以及脱锭时所产生的机械拉裂，使得在钢锭模薄弱的部位有纵裂纹的产生。
（四）纵裂与钢种的关系
低合金钢和碳含量在0.2%左右的普碳钢，是产生纵裂的主要钢种，例如：Q235B和Q345B系列的钢种，有37支钢锭出现了纵裂，为纵裂钢锭总和的82.2%，产生纵裂的钢锭有5支高合金钢、3支中碳钢的钢锭。在有关资料中显示，钢锭的凝固温度范围以内出现的包晶转变，使其体积出现收缩现象且收缩的应力加大。而在横向的应力，超过了已凝外壳激冷层的强度以及塑性时，就会在激冷层出现纵向的裂纹。
我们在脱模的现场发现，在刚脱模的热锭之上经常出现纵裂，初步认为是在温度大于700摄氏度时产生的纵裂。资料显示，钢锭在发生奥氏体向珠光体的转变，以及奥氏体在向马氏体进行的转变中，当温度降低在700摄氏度左右时，沿奥氏体晶界面先析出薄的连续网状的铁素体，最后在晶粒内进行珠光体的转变过程。铁素体具有强度小、塑性大的特点，钢锭在冷却时会出现应力的集中，而当应力超过铁素体网的承受限度时，在边沿的铁素体网会产生纵向的裂纹。
（五）纵裂与现场操作有关
我们在对出现纵裂钢锭的生产班组所进行的统计中显示，丁班所产生的纵裂钢锭在数量上相对较少。
在我们对各班浇钢进行的现场跟踪，以及在浇钢班组的实际操作中了解到，浇钢丁班在对于铸速的控制上相对稳定，且浇铸的时间是控制在铸速规定的上限或超过上限，而其余各个班组为了控制铸速，而出现了中间控流忽快忽慢的情况，从而导致钢锭的激冷层厚薄不一，以至于在薄弱的地方产生热裂纹。在针对表面裂纹敏感的钢种时，应当进行匀速的浇铸，从现场的操作中我们看出，铸速过快也是导致纵裂产生的重要原因之一。
二、预防钢锭表面纵裂纹的措施
就现阶段对于钢锭裂纹产生的原因所进行的分析，以及对现阶段工艺操作的实际情况所进行的调查结果，得出以下措施，以期能够减少钢锭纵纹的产生。
（一）将吊包的温度进行严格的控制，其中低合金系列钢和中碳钢，其过热度应当控制在中、下限为宜。
（二）对于控速浇铸，则应当严格并且合理的进行，坚持高温慢铸、低温快铸的原则，应当结合浇铸的实际情况进行合理的控速，应当做到缓慢过渡，却不会忽快忽慢，还应当保证缓慢的开浇以及控速浇铸，使得钢锭模内的钢液能够得以匀速的上升。
（三）对于现场的管理应当进行不断的加强，并且针对浇钢工的技能进行培训，有效的提高现场的操作人员的认识，以及浇钢人员对于铸速的控制技术。
（四）应当尽可能的保障刷模的质量以及钢锭模装配的质量。
三、 结语
就目前国内外的冶金界来看，其中有大量观点是关于钢锭裂纹形成机制的，这需要我们通过不懈的努力，不断的在实际的生产过程中进行验证以及摸索，并总结出更多能够有效防止钢锭裂纹产生的相关措施，从而提高钢锭浇铸工艺。
参考文献
[1]刘宗昌，刘红飓，孙立新，李强. 低碳钢钢锭急冷层的相变及其对红送裂纹的影响[J]. 包头钢铁学院学报，2000，03：197-201.
[2]王贵，赵莉萍，刘红飓，刘宗昌，孙立新，李强. 低合金钢钢锭红送裂纹的形成机理[J]. 钢铁研究学报，2001，03：15-19.
[3]成永久. 钢锭裂纹缺陷浅析[J]. 包钢科技，1995，01：28-31+125.
[4]余连权. 大型钢锭尾部横裂纹成因及解决办法[A]. 河北省冶金学会重机行业炼钢分会、中国金属学会特殊钢分会特钢冶炼学术委员会.2012年钢锭制造技术与管理研讨会论文集[C].河北省冶金学会重机行业炼钢分会、中国金属学会特殊钢分会特钢冶炼学术委员会：2012：5.
[5]沈美英，孟立国，颜启光. 钢板表面裂纹的分析[J]. 物理测试，1986，
[关键词]钢锭 裂纹 产生原因 预防措施
中图分类号：TD322 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）25-0056-01
一、钢锭裂纹产生的原因分析
裂纹，又称裂缝，是一种钢锭最常见的严重缺陷。表面裂纹，是在钢锭表面利用肉眼可以看见的裂纹。导致钢锭裂纹产生的因素十分的多样化，其中最主要的原因出现在钢锭凝固和冷却的过程当中，在承受钢水的热应力、静压力、组织应力等作用时，钢锭的受力超过本身能够承受的最大强度，以及塑性的变形在超过临界值时，就会在钢锭薄弱的位置出现裂纹的产生。
通常是在进行原料的清理时才会发现钢锭裂纹，现阶段通常都是使用火焰清理的方法进行消除，并且其中有些部分的清理是不合格的。这时就应该改变开坯的形式清理，在开坯以后再进行的清理，以达到消除裂纹的目的。但是其中有部分裂纹较深的钢锭，其裂纹在开坯后的深度仍然达到5毫米左右，不能进行清理，以至于整支钢锭报废。
（一）铸温高铸速快易产生纵裂
在统计的数据当中显示，过热度大于45摄氏度的钢锭，出现纵裂的有20支，在纵裂锭型中占44%。典型炉次的钢种Q345E，锭型15吨的3支、25吨的1支、23吨1支双盘浇铸，吊包温度为1560摄氏度，过热度为45摄氏度，第一盘浇铸锭型为15吨的3支，因为锭型小并且支数少，导致铸速的控制有很大难度，钢锭本体浇铸的时间为10分钟，帽口的浇铸时间为3分钟，其中有3支15吨锭型出现下部的纵裂纹，在浇铸锭型6支15吨时，本体的浇铸时间为15分钟，帽口的浇铸时间为6分钟，则没有表面纵裂的出现。
在研究表明，钢的热裂倾向关键在于高温机械性能以及冷凝收缩性。碳含量为0.2%的钢种，其高温塑性相对较差，并且热裂的倾向最大，高温下钢的强度会有极大的降低，而常温下具有很好的强度。在相关资料中显示，钢的温度在1400摄氏度时，其强度的极限只有每厘米0.5kg，证明在高温下较小的应力就可以使得钢锭出现裂纹。在铸流的温度高时，钢锭的激冷层厚度会变薄，导致初凝外壳的抗裂能力出现减弱，而对已凝固外壳具有很大的压力；而在凝固收缩有阻碍时，出现了塑性的变形以及应力，当超过金属的极限强度，或是出现变形的情况，激冷层在钢壳薄弱的地方以及柱状晶会出现拉裂，从而导致纵裂纹的出现。
（二）纵裂与锭型的关系
在我们所调查的炼钢厂中，进行生产所使用的是19～50吨的11种锭型，大于30吨的锭型属于较大的锭型，其中35、41、45吨三种锭型，均是该厂首次进行开发的设计并且投入生产的。随着锭型越大，所出现裂纹的倾向也就越大。在对钢锭的凝固进行冷却的过程中，有相对较大的内外温差，同时也产生了较大的组织应力以及热应力；而在浇铸的过程中，钢水的静压力越大则越容易使钢锭出现表面纵裂。在统计数据中显示，35、41、45吨锭型中有19支出现了纵裂，占总数的46.34%。
（三）纵裂与钢锭模内壁质量的关系
在实际生产过程中，浇铸时采用的钢锭模内壁有裂缝，而生产出的钢锭，在相对应的位置会产生微裂纹。这类裂纹在使用火焰清理时就能够进行清除。
在钢锭模的内壁存在较深裂纹或是凹坑较宽角裂，是在大多的炼钢厂都存在的普遍现象。现今的钢铁行业效益并不好，再受到生产合同结构以及钢锭模的成本的影响，当对某一种锭型进行集中的生产时，因钢锭模的周转较快以及生产周期紧，而将停用的备用钢锭模投入使用，导致钢锭在局部收缩上受到阻碍，以及脱锭时所产生的机械拉裂，使得在钢锭模薄弱的部位有纵裂纹的产生。
（四）纵裂与钢种的关系
低合金钢和碳含量在0.2%左右的普碳钢，是产生纵裂的主要钢种，例如：Q235B和Q345B系列的钢种，有37支钢锭出现了纵裂，为纵裂钢锭总和的82.2%，产生纵裂的钢锭有5支高合金钢、3支中碳钢的钢锭。在有关资料中显示，钢锭的凝固温度范围以内出现的包晶转变，使其体积出现收缩现象且收缩的应力加大。而在横向的应力，超过了已凝外壳激冷层的强度以及塑性时，就会在激冷层出现纵向的裂纹。
我们在脱模的现场发现，在刚脱模的热锭之上经常出现纵裂，初步认为是在温度大于700摄氏度时产生的纵裂。资料显示，钢锭在发生奥氏体向珠光体的转变，以及奥氏体在向马氏体进行的转变中，当温度降低在700摄氏度左右时，沿奥氏体晶界面先析出薄的连续网状的铁素体，最后在晶粒内进行珠光体的转变过程。铁素体具有强度小、塑性大的特点，钢锭在冷却时会出现应力的集中，而当应力超过铁素体网的承受限度时，在边沿的铁素体网会产生纵向的裂纹。
（五）纵裂与现场操作有关
我们在对出现纵裂钢锭的生产班组所进行的统计中显示，丁班所产生的纵裂钢锭在数量上相对较少。
在我们对各班浇钢进行的现场跟踪，以及在浇钢班组的实际操作中了解到，浇钢丁班在对于铸速的控制上相对稳定，且浇铸的时间是控制在铸速规定的上限或超过上限，而其余各个班组为了控制铸速，而出现了中间控流忽快忽慢的情况，从而导致钢锭的激冷层厚薄不一，以至于在薄弱的地方产生热裂纹。在针对表面裂纹敏感的钢种时，应当进行匀速的浇铸，从现场的操作中我们看出，铸速过快也是导致纵裂产生的重要原因之一。
二、预防钢锭表面纵裂纹的措施
就现阶段对于钢锭裂纹产生的原因所进行的分析，以及对现阶段工艺操作的实际情况所进行的调查结果，得出以下措施，以期能够减少钢锭纵纹的产生。
（一）将吊包的温度进行严格的控制，其中低合金系列钢和中碳钢，其过热度应当控制在中、下限为宜。
（二）对于控速浇铸，则应当严格并且合理的进行，坚持高温慢铸、低温快铸的原则，应当结合浇铸的实际情况进行合理的控速，应当做到缓慢过渡，却不会忽快忽慢，还应当保证缓慢的开浇以及控速浇铸，使得钢锭模内的钢液能够得以匀速的上升。
（三）对于现场的管理应当进行不断的加强，并且针对浇钢工的技能进行培训，有效的提高现场的操作人员的认识，以及浇钢人员对于铸速的控制技术。
（四）应当尽可能的保障刷模的质量以及钢锭模装配的质量。
三、 结语
就目前国内外的冶金界来看，其中有大量观点是关于钢锭裂纹形成机制的，这需要我们通过不懈的努力，不断的在实际的生产过程中进行验证以及摸索，并总结出更多能够有效防止钢锭裂纹产生的相关措施，从而提高钢锭浇铸工艺。
参考文献
[1]刘宗昌，刘红飓，孙立新，李强. 低碳钢钢锭急冷层的相变及其对红送裂纹的影响[J]. 包头钢铁学院学报，2000，03：197-201.
[2]王贵，赵莉萍，刘红飓，刘宗昌，孙立新，李强. 低合金钢钢锭红送裂纹的形成机理[J]. 钢铁研究学报，2001，03：15-19.
[3]成永久. 钢锭裂纹缺陷浅析[J]. 包钢科技，1995，01：28-31+125.
[4]余连权. 大型钢锭尾部横裂纹成因及解决办法[A]. 河北省冶金学会重机行业炼钢分会、中国金属学会特殊钢分会特钢冶炼学术委员会.2012年钢锭制造技术与管理研讨会论文集[C].河北省冶金学会重机行业炼钢分会、中国金属学会特殊钢分会特钢冶炼学术委员会：2012：5.
[5]沈美英，孟立国，颜启光. 钢板表面裂纹的分析[J]. 物理测试，1986，