连铸坯表面纵裂产生的原因及其防止方法有哪些？

连铸坯表面纵裂纹，会影响轧制产品质量。如长300mm，深2.5mm的纵裂纹在轧制板材上留下1125mm分层缺陷,纵裂纹严重时会造成拉漏和废品。铸坯表面纵裂的形成机理：由金相检验可知，裂纹处局部有MnS析出，表层处裂纹沿初生枝晶延伸，深处沿奥氏体晶界延伸。从板坯横断面低倍检验可知，C=0.10%～0.16%的钢，纵裂纹起源于凝固壳激冷层厚度的不均匀性，在激冷层的薄弱点，裂纹深度为0.5～2.5mm。这说明表面纵裂在结晶器弯月面区初生坯壳厚度不均匀，作用于坯壳上的拉应力超过钢的高温允许强度和应变，在坯壳的薄弱处产生应力集中导致产生纵裂，并在结晶器后二冷区继续扩展。从理论上分析，作用于坯壳上的应力有：由凝固壳温度不均匀而形成的热应力σf ；由于板坯宽度方向凝固收缩在钢水静压力作用下产生的鼓胀力σp；坯壳与铜板不均匀接触而产生的磨擦力σf ；由于产生气隙，宽面凝固收缩受窄面的约束而使坯壳承受的弯曲应力  σb 。一般说来，在板坯宽面中心区域σt 、σb最大。试验表明，宽度比为7的1890mm宽的板坯纵裂发生率是宽度为1520mm的2倍。钢的化学成分，特别是含碳量对连铸坯纵裂有较大的影响。大量的生产统计指出，当钢中C=0.12～0.17%时连铸坯纵裂最严重。拉速越高，纵裂趋向加重。（参见98）保护渣熔化速度过快或过慢，使渣层过厚或过薄；或者渣子粘度不合适，流入坯壳与铜板之间渣厚度不均匀，致使结晶器导热不均，使σt 和σb局部增大而促使纵裂纹发生。结晶器浇注液面波动增大，浇注板坯越宽，发生裂纹趋势越严重。结晶器液面波动大于10mm，发生纵裂的概率占30%；浸入式水口插入深度变化大于40mm，发生纵裂的概率占20%。纵裂产生的原因可归纳为：⑴ 水口与结晶器不对中而产生偏流冲刷凝固壳。⑵钢中C在0.12～0.17%，发生纵裂倾向增加。⑶ 保护渣熔化性能不良、液渣层过厚或过薄导致渣膜厚薄不均，使局部凝固壳过薄。液渣层＜10mm，纵裂纹明显增加。⑷ 结晶器液面波动。液面波动＞10mm，纵裂发生几率30%。⑸ 钢中S+P含量。钢中S＞0.02%，P＞0.017%，钢的高温强度和塑性明显降低，发生纵裂趋向增大。总之，纵裂纹的形成是多种因素综合作用的结果。然而纵裂纹形成的基本条件是：初生坯壳厚度不均匀，在坯壳薄弱处产生局部应力集中，沿树枝晶元素（C、Mn、S、P）和局部偏析，裂纹的开口和扩展总是在偏析严重之处。防止纵裂发生的措施是：⑴水口与结晶器要对中，以防止钢流冲刷坯壳；⑵结晶器液面波动稳定在≤±10mm。液面波动由±5mm增加到±20mm，纵裂指数由0增加到2.0；⑶合适的浸入式水口插入深度。⑷ 合适的结晶器锥度。⑸ 结晶器与二次冷却区上部对弧要准。⑹ 合适的保护渣性能。⑺合适的钢水过热度：钢水过热度提高10℃，在结晶器内高温钢水流动会吃掉凝固壳2mm；