连铸坯裂纹主要影响因素及对策研究

摘要：文章从钢的凝固行为、高温力学性能、作用在连铸坯上的各种应力、应变、化学成分以及微合金元素析出行为等角度出发，总结分析了各主要因素对连铸坯产生裂纹的影响，对铸坯裂纹的形成条件、机理进行了综述和总结，探讨性地提出了防止连铸坯产生裂纹的对策方向。

关键词：连铸坯；裂纹；应力；应变；微合金元素；延展性

1 前言

在连铸生产实践中，裂纹是铸坯的一种主要缺陷，据统计，铸坯各类缺陷中有50％为裂纹^[1]。铸坯中存在裂纹，严重的会影响到铸坯的后续加工以及最终产品的质量，甚至造成废品。浇注过程中，裂纹还会造成拉漏事故发生，影响连铸机的正常生产，造成钢水浪费。裂纹还会使铸坯热送技术和连铸连轧技术的采用受到影响。因此，防止铸坯裂纹产生，对稳定连铸生产、提高产品质量具有重要意义，也是炼钢工程师的主要课题之一。本文针对连铸坯裂纹，对其形成条件、机理、影响因季等进行综述和总结，讨论防止连铸坯裂纹产生的有效对策。

2 裂纹在铸坯中的分布及特征

连铸过程是钢液的动态凝固过程，相比于模铸而言，连铸坯受到了更为恶化的各种应力、应变以及外力的综合作用，更容易产生裂纹。按照连铸坯裂纹产生的位置和形态可分为表面裂纹和内部裂纹。根据国际钢铁协会设计的分类系统，图l及图2粗略地列出了连铸产品中存在的缺陷种类心^[2]。图l为表面缺陷，图2为内部缺陷。

2．1表面裂纹的分布及特征^[3]

表面纵裂：位于铸坯表面中间处，裂纹细长，规则分布(一般大于30mm)，再有是裂纹较粗，里面充满保护渣，形状不规则。

角部纵裂：位于铸坯角部10～15mm处，常常是造成拉漏的原因。

表面横裂：常与铸坯表面振痕共生，位于振波波谷处，长20～200mm，深2～3mm，为氧化铁皮覆盖。

星形裂纹：铸坯宽面上裂纹呈龟甲状分布在十几毫米范围内，裂纹深2～4mm。

角部横裂：位于铸坯角部的细小裂纹。

若铸坯表面裂纹较深，在轧制时会导致产品的严重缺陷。

2．2内部裂纹的分布及特征^[3]

中间裂纹：位于铸坯厚度的l／4处。

角部裂纹：位于铸坯角部。

对角线裂纹(菱形裂纹)：沿方坯对角线裂开。

放射形裂纹：方坯中心缩孔附近，裂纹呈放射形状。

矫直裂纹：铸坯带液芯矫直时产生的，裂纹垂直于表面。

中心裂纹：位于铸坯中心线附近，是铸坯鼓肚或凝固末期的收缩产生的。

铸坯内部产生裂纹后，在酸浸和硫印图上呈黑线。内部裂纹如果没有氧化，轧制时还会焊合，但内裂严重时会对产品质量带来危害。绝大多数内裂纹都是在凝固过程中形成的，故有时也称为“凝固裂纹”^[4]。从概念上讲，铸坯中从皮下一直到中心部位出现的裂纹都可以称为内裂纹，因此，内裂纹不仅包括凝固裂纹，也应该包括那些在凝固温度以下由于A1N、Nb(C，N)等质点在奥氏体晶界析出引起晶界脆化、在外力作用下形成的裂纹，只是后者所占比例很小^[5]。

3 裂纹形成的机理

铸坯裂纹的形成是由于凝固坯壳或凝固前沿受到拉应力或拉应变的作用，当拉应力超过了凝固坯壳或凝固前沿钢的强度或拉应变超过某一临界值时，凝固坯壳或凝固前沿就会沿晶间开裂，形成裂纹。拉应力或拉应变是铸坯形成裂纹的外因，强度或临界应变值是铸坯形成裂纹的内因，铸坯形成裂纹是内外因共同作用的结果。影响外因的因素有：鼓肚应力、弯曲或矫直力、热应力、意外机械力、坯壳与结晶器摩擦力、相变应力等，影响内因的因素有：化学成分、温度、微合金元素析出物等，而拉速、过热度、水量等工艺因素、设备因素、保护渣等对内外因都有着直接或间接的影响。简言之，裂纹的形成是连铸过程中力学因素和冶金特性综合作用的结果，从裂纹的形成到出现，必须有作用应力，且材料本身不能承受此应力。因此，要理解连铸中各类裂纹的形成过程^[6]，就需要了解应力源和材料的高温特性，特别是延展性^[7]。而且需要指出的是，裂纹形成不见得均匀进行，可能有明显的裂纹开始和扩张阶段^[8]。下面就几种典型的表面裂纹和内部裂纹的形成机理进行分析。

3．1表面横向裂纹的形成机理^[8～10]

有证据表明，表面横向裂纹的早期形成阶段，出现在结晶器内的高温区，并且与振痕附近的偏析有关。这些区域熔点低，且由于向结晶器的热传输降低，而使温度较高，从而导致热扯裂。当碳含量达到出现包晶的程度时，表面横向裂纹增加，而且，据认为，这是凝固过程中产生变形应变造成的。目前还没有证据表明，微合金元素影响这一阶段表面横向裂纹的形成。有报告认为加铌会使铸态晶粒尺寸细化，从而有助于减少表面横向裂纹。不过，与铌对热延展性的有害作用相比，这些好处肯定微不足道。尽管表面横向裂纹的早期形成阶段，可能位于结晶器内，但这些缺陷变大、变多则是在结晶器之后的低温区，当其受到来自各种渠道的应力作用，特别是象铸坯矫直时那样的应力作用时。当这些应力出现在延展性差的温度范围内，表面横向裂纹很严重。由于热延展性受微合金影响强烈，所以有报道认为，这就是微合金元素影响表面横向裂纹的机理，除微合金元素析出物在表面横向裂纹的形核方面起一定作用外，振痕也有利于裂纹的扩张。这是由于振痕下的晶粒尺寸较粗大，且凹口形的几何形状也会使应力集中。

3．2表面纵向裂纹的形成机理

连铸坯表面纵向裂纹的产生往往与表面纵向凹陷相伴随。据认为，连铸坯表面纵向凹陷、裂纹是在结晶器弯月面附近产生，在二冷区得到扩展，因此，其根源在于钢水在结晶器内的凝固行为及其影响因素^[11～15]。各种原因(相变引起的体积收缩、保护渣膜不均匀、结晶器铜板厚度不均、结晶器水缝周向不均等)导致的不均匀传热和不均匀凝固会造成铸坯凹陷，凹陷部位冷却和凝固速度比其他部位慢，结晶组织粗化，对裂纹敏感性强。坯壳出结晶器后受到喷水冷却和钢水静压力引起的膨胀作用，在凹陷的薄弱处造成应力集中而产生裂纹。坯壳表面凹陷越深，坯壳厚度不均匀性就越严重，纵裂出现的几率越大^[11～14]。

[C]、[P]、[S]、[Mn]／[S]，结晶器状况(磨损、内表面划伤、内表面变形、倒锥度不合适等)，过热度，拉速，保护渣(熔速、粘度等)甚至是操作(浇注过程的操作影响结晶器的传热和保护渣的润滑，对铸坯凹陷、裂纹也有较大的影响，主要体现在水口的对中、保护渣的加入、液面的控制、水口插入深度等方面的不规范，操作中习惯性和随意性较大等)等导致增加体积收缩、降低局部坯壳延展性、不均匀传热、坯壳减薄、二冷不均、回热增大等因素，都增加了铸坯产生表面纵向凹陷和裂纹的几率。

3．3 内部裂纹的形成机理^[5]

最初在结晶器中形成的2～5mm厚的凝固壳为细小的等轴晶，之后凝固组织变为柱状晶。柱状晶的方向基本上与坯壳表面垂直，且平行于热流方向，如图3所示。随着凝固的进行，S、P等元素发生偏析，在固液界面前沿及枝晶之间富集。含S、P较高的晶界在大体积材料的固相线温度Tsol下仍处于液态，对于与柱状晶方向垂直的拉应力或拉应变而言，处于液相的晶界几乎没有塑性。开始出现零塑性的温度ZDT比固相线温度低30～70℃，当结晶器摩擦力引起的应力、坯壳鼓肚应力、热应力、矫直应力、以及由于导辊变形、不对中引起的附加机械应力作用于凝固前沿时，凝固界面率先沿柱状晶晶界开裂形成裂纹，并向固相扩展，同时凝固前沿富含溶质元素的钢水有可能被“抽吸”进入裂纹。这就是内裂纹有时伴随着偏折线一起出现的原因。

初始形成的裂纹沿柱状晶晶界向固相扩展时，由于温度逐渐降低，塑性和强度逐渐上升，或遇到表层等轴晶区，裂纹扩展被抑制。在随后的凝固过程中，如果凝固前沿继续受到某种应力或应变的作用，则已形成的内裂纹将随着凝固界面的推进而连续“生长”。

4铸坯产生裂纹的主要影响因素

4．1机械应力

4．1．1结晶器与坯壳之间摩擦产生的应力^[3,5]

连铸过程中，为防止凝固壳与结晶器铜板表面的粘连、焊合及随之而来的高摩擦力和坯壳撕裂现象，都采用结晶器振动装置。尽管振动装置的使用改善了结晶器与坯壳界面的脱模条件，但摩擦依然存在并使坯壳产生应力。当结晶器相对于坯壳向上运动时，将作用于坯壳表面一个向上的摩擦力，其大小取决于摩擦系数和钢水静压力。摩擦系数取决于结晶器材料、结晶器表面光洁度及润滑条件。由于摩擦力是表面力，因而会产生弯矩，进而在坯壳中产生弯曲应力。这个弯曲应九与轴向拉伸应力合成产生的合力为拉应力(如图4所示)，当它足够大时，将引起内裂纹甚至使坯壳破裂。当结晶器相对于坯壳向下运动时，摩擦力方向向下，坯壳中的合成应力处于压缩状态。因此，结晶器的振动和摩擦在坯壳中产生的是一个循环应力。

4．1．2钢水静压力使坯壳鼓肚产生的应力

在结晶器中，由于有结晶器壁的限制，钢水静压力不会使坯壳产生明显的鼓肚。但当铸坯移出结晶器在导辊之间运行时，由于不再有结晶器壁的限制作用，加之钢水静压力也因压头高度的增加而有所增大，所以相邻两对导辊之间的坯壳容易发生较大的鼓肚，同时在坯壳中产生应力。在相邻两导辊之间的中心位置处(鼓肚最显著处)，坯壳内表面(即凝固前沿)产生的应力为压应力，坯壳外表面产生的应力为拉应力，而在导辊位置处，应力状态正好相反，坯壳内表面产生的应力为拉应力，如图5所示。坯壳外表面产生的应力为压应力。由于铸坯在导辊之间是连续运动的，因此坯壳将发生“鼓肚一压回一鼓肚”的循环，相应地，凝固前沿的应力状态随之而发生“压缩一拉伸一压缩”的循环^[5]。鼓肚的大小与坯壳承受的静压力、二冷区夹辊的直径和辊间距有关。一般的连铸生产，由鼓肚引起的应变约为0．2％～0．8％，这个数值是较大的，也是连铸坯所承受的应变中较大的一种，又由于鼓肚应变发生在整个连铸过程的早期，易于引发内部裂纹。如果这种裂纹发展到表面，就会引起漏钢事故^[16，17]。

4．1．3矫直应力

为了提高生产效率，现代大坯型连铸机大多设计成带液芯矫直的形式。从力学角度分析很容易理解，无论是一点矫直、多点矫直、还是连续矫直，内弧侧凝固坯壳总是受到拉应力的作用^[18～20]当矫直应力较大时，会产生平行于矫直辊的表面横向裂纹，当带液芯矫直时，还会产生内部横向裂纹^[17]。

4．2热应力

连铸坯运行凝固时，铸坯表面与液芯、铸坯轴向、铸坯角部与表面这三个方向均存在温度梯度，造成各部分之间收缩量不同，但各部分是相互连接的连续体，因而产生了热应力^[3]。铸坯出结晶器进入二冷喷水区后，由于直接喷水冷却，坯壳表面收缩较大，此时坯壳表面受到拉应力，而凝固前沿受到压应力^[3，5]。如果在喷淋环之间、出二冷区后、或由于冷却不均匀而使铸坯表面温度回升过大、过快，应力分布将随之而发生变化，极有可能使凝固前沿的压应力转变为拉应力^[1，21]，易于产生内部裂纹^[16，17]。由于坯角易于冷却，当坯角冷却过快时，容易产生角部裂纹^[16,17]。

4．3相变应力

钢液在凝固过程中要发生相变，相变的产物往往有不同的比容^[3]。低碳钢在凝固过程中，要经过铁素体一奥氏体和奥氏体一铁素体固态相变。在铁索体一奥氏体相变过程中，晶格由体心立方结构转变为面心立方结构，增加了原子结构的密实性，体积缩小；由奥氏体向铁素体转变时，晶格又由面心立方结构转变为体心立方结构，原子结构密实性降低，导致体积膨胀^[22]，这样在凝固坯壳中会产生应力。如果铸坯在低于900℃矫直，此时相变和矫直应变叠加在一起，产生裂纹的危险性更大。因此矫直时应控制铸坯表面温度在．AC3以上^[3,17]。

4．4设备因素引起的意外机械力

对弧、对中不准或长期处于恶劣使用环境(潮湿、高温、热冲击)中的导辊的弯曲、变形、位移等因素，会在凝固坯壳中产生一定的附加机械应力。导辊位移量在0．5～1．5mm时，产生的变形可达0．2％～0．4％。可见，弧形连铸机的对中、对弧精度是非常重要的^[3]。

4．5钢的脆性温度区间及脆化机理^[5,8,16,17]

钢有三个脆性温度区间，分别称为高温脆性区、中温脆性区和低温脆性区，如图6^[8]所示，其大致温度范围、脆化机理如下。

①高温脆性区，固相线温度以下30～70℃范围内。由于钢凝固过程中S、P等元素在枝晶间偏析，形成熔点低于固相线温度的液体薄膜，使钢的塑性急剧降低。

②中温脆性区，1200℃到Ar3温度(大约为800℃)。在这一温度区间，凝固组织为稳定的奥氏体，奥氏体中过饱和的S、O在晶界以(Fe，Mn)s、(Fe，Mn)O的形式析出，或者奥氏体晶界A1N、BN、Nb(C，N)等质点析出，引起晶界脆化，使钢的塑性降低。

③低温脆性区，Ar3温度到600℃。在这个温度区间，发生奥氏体向铁素体的转变，铁素体呈薄膜状在奥氏体晶界析出，同时A1N，BN、Nb(C，N)等也在晶界沉淀析出，使钢的塑性降低。

如果凝固坯壳或凝固前沿处于脆性区，同时又受到较大应力或应变作用，产生铸坯裂纹的几率将图6钢的低延展性槽类型的机理示意

4．6化学成分

4．6．1 碳

碳成分对裂纹的发生率有很大的影响。含碳0．20％左右的低碳钢最易于产生裂纹，这是因为，低碳钢凝固时，在初生的凝层中，晶体已联接，但晶体之间仍有液相存在，发生包晶反应时，由于(相变成(相伴随比容变化，而引起内应力(即相变应力)导致裂纹产生。还有研究证明，含碳0．18％的低碳钢收缩值最大，而此时钢的展性低，因而对裂纹敏感性大。碳含量还能影响钢向结晶器的传热速度，如增加0．1～0．2％[C]时热流要降低20～25％，因此坯壳凝固减慢，坯壳减薄、温度高，所以易于产生裂纹^[16]。碳是影响钢性能的主要元素，生产中钢水含C量由生产的钢种决定，不能随意调整，但含C量高的钢内裂纹敏感性强^[5]。

铸坯中的凝固组织对内裂纹有很大影响，柱状晶和等轴晶区不仅裂纹形态不同，而且裂纹形成的难易程度也不同，内裂纹更容易在柱状晶区形成，而等轴晶有抑制内裂纹形成的作用。而钢中含C量对凝固组织有明显影响，等轴晶区的宽度在0．3％C附近达到最大值，过低和过高的含C量都使等轴晶区变窄，而裂纹敏感性增强^[5]。

钢中C含量对凝固前沿枝晶间的微观偏析有显著影响，P，S偏析最严重，钢中c含量主要通过影响钢的凝固方式而影响P，S的偏析，C质量分数在0．1～0．2％之间，P的偏析显著增加，S的偏析由于受到Mn的抑制而随C含量变化不大，枝晶间偏析显著增加的同时，凝固前沿零塑性温度(ZDT)显著降低，导致裂纹敏感性增强^[23]。

4．6．2硫、锰

裂纹的多少，与钢中的硫含量有很大的关系。硫含量增大，铸坯的裂纹也会增多，这是因为FeS在晶问存在，破坏了钢的连续性，降低了钢的强度^[16]。另外，钢中S含量增加，凝固末期晶间液相中S含量增加，凝固前沿ZDT降低，易于产生裂纹，但晶间液相中S的富集会受到Mn的抑制，钢中S含量不变的情况下，提高Mn含量，有利于抑制S在晶间的偏析，从而使ZDT升高^[23]。锰元素在钢中存在，Mn取代了Fe与S生成MnS沿晶界分布，MnS的熔点高于FeS，使钢在高温下的延伸率增大，而不影响钢的高温强度^[16]。

4．6．3磷

钢中P的偏析倾向极其严重，它不像S那样受Mn的制约，因此，初始P含量的增加显著加剧P在枝晶间的富集，极大地降低ZDT。为了控制铸坯内裂纹，控制钢中P的含量是十分重要的^[23]。

4．7微合金元素Nb、V、Ti

研究表明，横向表面裂纹是唯一受微合金元素影响的连铸产品缺陷。加Nb会较强地促进横向裂纹的形成。但在含氮量较低时，加V不会导致裂纹。加Ti本身似乎不会产生裂纹，向含．Nb钢加Ti，会减少横向裂纹^[8]。

许多文献声称，加Nb会促进连铸产品中横向裂纹的形成。形成横向裂纹所需的Nb的含量似乎很低，有报告说Nh含量达到0．01％时，裂纹就急剧增加。大多数作者的报告认为：在含Nb钢中，铝含量增加也会使裂纹增加。氮的增加，也会促进含Nb钢中横向裂纹的形成，但若能将氮含量控制在0．004％以下，这种状况会减至最小。据称能减少含Nb钢横向裂纹的元素有Ti、P、Ce和Zr。添加0．02％～0．04％的n就可减少横向裂纹，但要安全消除裂纹，Ti含量需达到0．15％。前述结果均针对常规厚度的连铸板坯(即>225mm)。但也有报告说在厚50mm的板坯中，Nb也会导致横向裂纹增加№J。大量研究表明，含Nb钢采用微量的Ti可以减少铸坯裂纹的产生^[24]，钢中加入Ti以后，钢在冷却变形时，首先析出TiN颗粒，这样一来就为Nb(C，N)提供了一个优先形核的位置，减少了Nb(C，N)的析出量。又因为含Nb钢的塑性开始下降温度为950℃，而Nb—Ti钢塑性开始下降温度为830℃，从而改善了含Nb钢的热塑性，使产生裂纹敏感性下降。

与含Nb钢相比，文献中很少提及含钒钢有横向裂纹。Patrick和Ludlow的报告说N<0．005％时，钒对横向裂纹影响很小。但是，当氮的含量高(0．02％)时，横向裂纹可能在含钒0．15％的钢中出现。然而，在浇注50mm的薄板时，据报告，钒氮钢的表面质量要好于含Nb钢^[8]。

微合金化元素及其碳氮化析出物引起的晶界脆化，并使脆性区(图6)向高温段扩展被认为是含铌钢裂纹敏感性强的原因。大家都很清楚：不论是固溶还是沉淀析出，微合金化元素铌和钒都可延迟再结晶，而且人们认为这种对再结晶的延迟作用，由于引起了晶界脆化，使延展槽向高温区域延伸。但钒在延迟再结晶方面的作用比铌要弱得多^[5,8]。

4．8保护渣

保护渣渣膜在结晶器与凝固壳之间所起的润滑作用以及填充坯壳与结晶器之间的气隙以改善传热的作用决定了其对铸坯质量有重要影响。碱度、结晶温度、熔化速度、粘度等是保护渣的重要指标。有报道说，由于保护渣粘度低、熔速慢导致铸坯表面纵裂，通过调整这两项指标使问题得到解决^[14]。加入结晶器内的保护渣熔融后，均匀、稳定的流人弯月面是防止铸坯产生表面纵裂的重要条件。保护渣单耗减少时，纵裂增加。足够的保护渣单耗和足够的熔渣层厚度是确保熔渣正常流人弯月面的前提条件。在实际生产中，经常会碰到虽有足够的熔渣层厚度，但保护渣单耗仍较低，也会引起纵裂的产生。这可能是由如下原因造成：1)保护渣吸收了钢中(A1₂O₃)等高熔点的夹杂后粘度增高或者是黑渣操作时保温不好而引起粘度增高液渣流动困难；2)由于浸入式水口插人较浅时，对钢液面的扰动大，也会影响保护渣的稳定流人。保护渣的粘度是决定其使用性能好坏的重要参数^[25]。有人指出：η粘度)／tf(熔化速度)比值愈大，纵裂指数愈小。有人认为：对连铸板坯ηV(拉速)控制在2～3．5，方坯ηV控制在5，可使渣膜均匀、传热稳定、润滑良好，可显著减少裂纹^[26]。夹渣将影响铸坯表面质量，主要是与结晶器液面波动大，水口插入浅有关^[26]。

4．9 结晶器

铸坯内部角裂纹是在结晶器弯月面以下250mm以内产生的，裂纹首先在固液交界面形成，然后扩展、其形成与不合适的结晶器锥度有关^[5]。结晶器铜板厚度不均、结晶器水缝周向不均、内表面划伤、内表面变形等有可能导致表面纵向裂纹^[11,14]。结晶器表面镀层磨损严重时，铸坯表面渗铜会导致铸坯表面网状裂纹的产生^[26]。

4．10冷却工艺

拉速和水量对铸坯内裂纹有显著的影响。增大拉速和减小二冷水量都极大地增加铸坯产生内裂纹的倾向，如图7所示。单独考察拉速对裂纹长度和裂纹间距的影响发现，增大拉速，裂纹间距不变的情况下，裂纹长度增加；裂纹长度不变的情况下，裂纹间距缩小，裂纹密度增加^[5]。过热度、拉速、比水量、分配比、喷嘴状况等因素对于热应力、坯壳厚度(坯壳薄，鼓肚严重易于产生裂纹)、冷却的均匀性、过矫直区铸坯表面温度(是否避开脆性区)都有着直接且相互关联的影响，从而间接地影响着铸坯裂纹的产生。因而冷却工艺的制定需要针对于钢种、断面尺寸，系统地匹配工艺参数。

5 防止连铸坯产生裂纹的对策

5．1化学成分的有效调控

化学成分，特别是微合金元素，由于其对延展性的影响，可以强烈地影响裂纹敏感性。这就告诉我们：为尽可能地降低裂纹，应从最终产品的要求出发，选择能使热延展性最大化的钢成分。以下准则有助于使热延展性最大化，使裂纹最小化。

选择碳和合金添加量，避免包晶凝固，特别是避免碳含量在0．1％～0．13％；尽可能减少铌；使用钒或钒／氮来取代铌；尽可能减少铝；尽可能减少氮；向含铌钢中添加钒；考虑加钛^[8]。保证足够大的[Mn]／[S]比(>25)[5]，避免P含量过高。

5．2凝固组织的控制^[5]

凝固组织控制应尽量使铸坯中柱状晶减少，等轴晶增加。影响凝固组织的因素主要有钢水成分、过热度、冷却条件等。实际生产中，有条件的企业可以采取如下措施来增加等轴晶组织。

1)在结晶器中加人钢带或微型钢块，减小钢水过热度。

2)在结晶器中喷吹金属粉末，减小钢水过热

度，增加形核核心，扩大等轴晶区。

3)控制二冷区冷却，使铸坯中凝固前沿推进速度R、温度梯度G减小，减小柱状晶区宽度。

4)采用电磁搅拌。电磁搅拌可以便钢水产生强制对流循环流动，使钢水过热度尽快散失，同时使凝固前沿的树枝晶熔断或折断，产生的枝晶碎片可以作为新的等轴晶核心、从而扩大等轴晶区。

5．3工艺因素的合理控制

合理匹配工艺参数，使铸坯在运行过程中均匀地冷却，并且保证一定的坯壳厚度和坯壳强度，是二次冷却的基本策略，此外，矫直时避开脆性温度区间，对减少裂纹也十分重要。如果在脆性区内进行矫直，就会导致裂纹。若在高于或低于此温度范围的温度上进行矫直，就可以使裂纹最小化。在世界各地的设备上，这些不同的冷却策略(“弱”冷却和“强”冷却)都得到了应用，在减少矫直引起的裂纹方面，都获得了一定的成功^[8]。

当采用“弱”冷却时，要保证铸坯的整个横断面在临界温度以上。特别要注意角部，因为它一般要比宽面冷。由此，这一点促使有些工厂安装设备，保持铸坯角部的高温。对“强”冷却来说，要注意维护所有的冷却喷嘴。冷却喷嘴堵塞，会导致铸坯的局部区域的温度处于临界温度范围内。

“强”冷却有可能导致形成皮下裂纹^[8]。由于这些裂纹和铸坯表面之间存在距离，这些裂纹在随后的再加热作业中可能不会暴露。但是，“强”冷却的做法会增加热应力。

需要重点指出的是：使用这些冷却策略时，要掌握低延展性存在的温度范围。而这一温度范围，不见得与热拉伸试验中得到的数据相一致^[8]。

降低浇注温度，可以减小内裂倾向^[5]。

不均匀的二次冷却可促进热应力，进而导致裂纹。这就需要良好的喷嘴设计和维护，最好使用气雾冷却^[8]。

5．4确保设备状况良好

为了有效地控制铸坯裂纹的产生，在已有的设备条件下必须提高维护水平，定期检查设备的工作状况，尤其是导辊是否变形、是否转动、是否松动错位洛扇形段是否错位、错弧；喷淋环是否变形、转动；冷却喷嘴是否堵塞等等。此外，合理地监测和使用结晶器，通过统计分析，制定过钢量上限，严禁结晶器超期服役也是减少裂纹的重要措施。

5．5使用合理的保护渣

虽然保护渣的设计应遵循基本的设计原则，但每台铸机各有特点，实践中须根据铸机、钢种、断面、拉速等因素，有针对性地通过生产试验研究，开发出最适宜的保护渣用以生产。

5．6严格按操作规程生产，避免随意性

6结束语

本文从钢的凝固行为、高温力学性能、作用在连铸坯上的各种应力、应变、化学成分以及微合金元素析出行为等角度出发，总结分析了各主要因素对连铸坯产生裂纹的影响，探讨性地提出了防止连铸坯产生裂纹的对策方向。

在连铸生产实践中，几乎不可能完全杜绝铸坯裂纹的产生。铸坯裂纹的产生必定伴随着铸坯局部应力或应变过大的现象。消除铸坯裂纹的过程就是寻找产生过大应力或应变的原因，进而从设备、工艺等角度提出消除过大应力或应变措施的过程，期间，对该钢种低延展性存在的温度范围的掌握将十分有利于裂纹的消除。

由于目前人们对连铸条件下钢的凝固、流动、相变、变形等行为还缺乏足够的认识，因此，尚有大量有意义的工作要做。