铸坯质量问题一直是冶金工作者研究的重点，很多疑难质量问题依然是今天的主要研究对象。其中较为典型的是连铸坯角部横裂纹缺陷，由于其形成机制复杂、影响因素众多而被公认为是世界性难题，尤其是微合金化技术得到广泛应用以后，板坯角部横裂纹的问题更加突出[1]。连铸板坯角部横裂纹能够引起轧后钢板边裂缺陷，严重的会造成钢板报废[2]。

本钢厂所生产的钢种95%以上为铝镇静钢，其中热轧低碳钢比例占80%，其他为普碳钢系列。在铝镇静钢中Al极易与N结合，生成AlN并在铸坯振痕处偏聚析出，导致铸坯表面极易出现裂纹。针对板坯角部横裂纹发生率较高，本钢厂采取了优化连铸机二冷配水、调整保护渣、提高拉速、提高连铸设备精度、降低钢中Al元素含量等措施，但效果不明显，铸坯不得不进行修角处理。但是，修角不但影响金属收得率，增加生产成本，同时给生产带来了麻烦。

为达到高效、稳产的目的，本公司开展了倒角结晶器的研发工作，虽然解决了铸坯角部横裂问题，但铸坯边部纵裂纹却极易发生，且铸坯热态下此缺陷肉眼很难发现，使热轧、冷轧产品边部质量无法保证。

基于上述原因，为了有效而又稳定地减少连铸坯边部纵裂纹，本公司开展了板坯倒角结晶器保护渣的优化和应用工作，优化后的保护渣弥补了钢中碳元素对裂纹敏感性的特点，铸坯出现边部纵裂纹的比例大幅下降。

1 铸坯边部纵裂纹分析

1.1 边部纵裂纹的宏观形貌

铸坯边部纵裂纹在倒角切面上，热态下肉眼不易直接观察，铸坯冷却后，可以观察到边部纵裂纹，裂纹宏观形貌如图1所示。观察发现裂纹沿切面纵向延伸，长度约为50～200 mm不等，宽度约为0.5～2 mm，深度约为1～3 mm，使用火焰枪很难将裂纹清扫去除，必须进行切角处理。

  

图1 铸坯角部纵裂纹

1.2 边部纵裂纹的微观特征

铸坯沿横向切割，切割面经过打磨抛光后制样观察，在10倍显微镜下进行观察，裂纹的深度在1.2 mm左右；在100倍显微镜下进行观察，裂纹间存在较多黑色凸起杂质，形状尖锐不规范，并在裂纹内弥散分布着黑色质点。通过扫描电镜观察发现，裂纹内尖锐夹杂物成分中含有Na、Al、Ca、Si等夹杂元素，类似保护渣成分；裂纹内黑色质点中含有Ca、Si、O等杂质元素，可推断为氧化质点，具体结果如图2所示。

在倒角结晶器上线试验到正常生产期间，主要对边部纵裂纹的形成机制和原因进行了分析，在逐一固定各项工艺的条件下去查找形成裂纹的主要原因，制定措施并加以实施。

式中:ξ，η为水平平面上的正交坐标;vk为零均值高斯白噪声的过程噪声,用于以标准偏差σv=3 mm/s2模拟加速度.

  

图2 铸坯边部纵裂纹显微形貌及能谱分析

1.3 裂纹形成原因分析

优化后的保护渣通过降低保护渣中SiO2成份来提高保护渣碱度，提高了保护渣的粘度，保护渣的熔速为22～24 s，控制熔渣层厚度在30～40 mm，渣耗在0.5～0.65 kg/t。优化前后保护渣的理化指标如表2所示。优化后的保护渣结晶温度和凝固温度升高，保护渣玻璃体比例减少，结晶温度和传热性能降低，使初生坯壳受力均匀，抑制初生坯壳裂纹发生，从而达到减少裂纹的目的[10，11]。优化前后保护渣组分成份及主要理化指标如表2所示。

2 工艺设计优化及应用过程

由以上微观分析，可推断裂纹在高温区即结晶器内形成，裂纹夹渣说明裂纹在结晶器弯月面处已经出现。

常规西医治疗；口服5 m g泼尼松（国药准字H44020682，广东华南药业集团有限公司生产，药品特性：化学药品，5 mg）联合普瑞巴林（商品名：乐瑞卡，德国Pfizer Limited生产，国药准字J20100102，分装企业：辉瑞制药有限公司药品特性：化学药品，75 mg），初始计量75 mg/d，1周后剂量增加至150～160 mg/d，3次/d。

2.1 结晶器倒锥度控制

上线结晶器倒锥度单边收缩量为(5.65±0.15)mm，试验钢种为热轧低碳钢SPHC，断面为200 mm×880 mm，结晶器宽边水量为140 m3/h，窄边水量为24 m3/h，要求拉速稳定在1.15±0.05 m/min。试验2个中包，在中包后期共出现12支边部纵裂纹，比例约占6.25%。

试验钢种为Q235B，在结晶器断面、冷却水量、倒锥度都相同的情况下，在同一拉速下，试验1个中包，结果铸坯出现19支边部纵裂纹，比例约占19.8%。

下线后倒锥度变化为0.3～0.9 mm，上口变化幅度较大。弯月面附近热流密度大，坯壳较薄，铸坯的热收缩量加大，随着浇铸后期倒锥度变小，铸坯与结晶器间摩擦力增大，铸坯同时经受驱动力、拉应力、摩擦力、支撑力的作用，并在铸坯角部产生应力集中，从而导致了裂纹的产生和扩展[4，5]。

该厂SPHC钢种中w(C)平均为0.039%，避开了包晶区，铸坯裂纹敏感性小，据统计为4.17%。Q235B钢种中w(C)平均为0.16%，由于选分结晶，优先冷却凝固的坯壳中碳质量分数远低于原始的0.16%，所以初生坯壳的凝固收缩系数变大，导致角部纵裂纹产生，裂纹出现裂达到10.42%。

该厂SPHC钢种和Q235B钢种均为铝镇静钢，2个钢种对裂纹的敏感性主要体现在碳元素差异上。SPHC与Q235B钢种的成分控制范围如表1所示。由Fe-C相图可知，碳对钢的热裂纹敏感性有重要影响，w(C)为0.09%～0.15%时为包晶钢，凝固点附近的钢水体积收缩率大，使坯壳与结晶器铜板较早形成气隙，加剧了坯壳的凝固不均匀，从而导致铸坯产生角部纵裂纹。

由此可见，调整结晶器倒锥度降低了裂纹发生率，但裂纹发生率仍较高。据统计数据来看，普碳钢Q235B比热轧低碳钢SPHC出现的裂纹几率要高，所以，控制铸坯边部纵裂纹的主要手段应从热轧低碳钢、普碳钢的钢种区别来进行优化设计。

2.2 钢种成分对比分析

因此，基于上述情况，适当调大结晶器倒锥度，上线单边收缩量由(5.65±0.15) mm调整到(6.10±0.15) mm。调整结晶器倒锥度后，分别在SPHC和Q235B钢种上分别试验1个中包。结果发现铸坯产生边部纵裂纹的比例降低，生产SPHC钢种时出现4支边部纵裂纹，比例约占4.17%，生产Q235B钢种时出现边部纵裂纹10支，比例约占10.42%。

 

表1 SPHC与Q235B钢种的成分控制范围

  

钢种C/%Si/%Mn/%P/%S/%AlT/%SPHC≤0.06≤0.03≤0.25≤0.025≤0.0250.020～0.035Q235B0.15～0.20≤0.12≤0.35≤0.035≤0.030≥0.010

（3）土壤改良措施有效地控制了土壤产酸，pH调整至6.0左右，同时，降低了重金属毒害作用，提升了土壤营养物质含量水平。

2.3 保护渣优化设计

该厂炼钢生产模式为一炉对一机，拉速必须稳定控制，在同一铸坯断面进行试验对比，拉速稳定保持在1.15±0.05 m/min，结晶器宽边水量为140 m3/h，窄边水量为24 m3/h。试用优化后的保护渣渣耗量比优化前保护渣渣耗量增加了0.05 Kg/t，渣耗量增加的原因是流入结晶器和坯壳间的液渣增多[12]。使用优化后的保护渣铸坯角部质量得到明显改善，Q235B钢种裂纹比例由优化前的10.42%下降到优化后0.27%，部分微小裂纹与浇铸操作和铸机设备相关，由此可见，在拉速及其他工艺参数保持一致的基础上，使用提高R的保护渣，浇铸Q235B钢种时，能够很好地控制传热，获得良好的铸坯质量和顺行的浇铸工艺。具体结果如表3所示。

保护渣的粘度、结晶温度都对初生坯壳的厚度及其均匀性有一定的影响，粘度太小，流入的液渣增多，形成的渣膜较厚，而且由于其流动性过大，容易造成厚度不均；粘度过高，则影响保护渣的铺展性及熔化性，也容易造成熔渣流入不均，这些因素最终可造成坯壳的厚薄不均[6-9]。

结合宏观形貌、金相分析以及能谱分析可推断裂纹在结晶器内形成。铸坯角部纵裂纹的产生是基于2个方面的原因：一是若结晶器铜板锥度不足，倒角部位容易产生气隙，气隙的产生使得倒角部位坯壳向结晶器的传热慢、坯壳温度高而且薄弱，结晶器内铸坯坯壳表面由于凝固收缩而产生拉应力，应力容易集中在坯壳薄弱、温度高的倒角角部坯壳上，从而在坯壳倒角部位产生纵裂纹；二是倒角结晶器角部产生气隙的传热很不均匀，这就需要控制渣膜传热速率，使保护渣熔化形成的液渣能均匀流入结晶器壁与凝固坯壳间，形成均匀的渣膜，从而改善传热的均匀性，避免倒角部出现纵裂纹。因此，改善倒角部位与其它部位的均匀传热是解决倒角连铸坯角部纵裂纹的关键[4]。

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表2 优化前后保护渣组分成份及理化指标

  

时间SiO2/%CaO/%MgO/%Fe2O3/%Al2O3/%RF/%C/%熔点/℃熔速/s粘度/(Pa·s)优化前28～3030～321.5～2.00.50～0.804.0～5.00.95～1.057～87～81050～110019～210.09～0.10优化后26～2830～321.5～2.00.50～0.804.0～5.01.10～1.147～87～81100～111022～240.10～0.12

针对碳元素的差异对保护渣组分及理化指标进行优化，缓解碳收缩形成空隙带来的传热不均匀的问题。在控制渣膜传热上采用的主要技术手段有提高保护渣碱度，以提高保护渣的凝固温度、析晶温度，降低渣膜的有效传导率。

高职学校的培养方式是老师一边讲授理论知识，一边在操作实验台上向学生演示如何操作设备，与此相对应学生也是在亲自动手操作设备的同时，听取老师的理论讲解。为了确保学校培养出的人才符合企业需求，高职学校实验基地里的设备必须于企业中的设备型号、操作流程以及运行原理相同。学校的校内实验基地场地和资金由学校提供，设备和素材则必须要企业提供准确的信息。

 

表3 优化前后保护渣的使用效果及铸坯边部质量

  

保护渣拉速/(m/min)耗量/(Kg/t钢)钢种使用效果铸坯角部质量裂纹铸坯占该机组总产量比例/%优化前1.10～1.150.57SPHC铺展性良好,液渣层厚度9～13mm,渣条多且厚、断口基本均为结晶质膜,铸坯振痕规则。4支边部纵裂纹4.17Q235B10支边部纵裂纹10.42优化后1.10～1.150.62SPHC铺展性良好,液渣层厚度9～13mm,渣条较调整前减少、减薄,断口基本均为结晶质膜,铸坯振痕规则。未发现边部纵裂纹0Q235B2支边部纵裂纹2.08

3 结论

(1)使用倒角结晶器，铸坯出现的边部纵裂纹微观分析可推断裂纹在结晶器弯月面处形成，夹渣严重说明保护渣性能差，起不到润滑传热的作用。

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(2)优化结晶器倒锥度后，裂纹比例降低，但不同钢种出现裂纹的比例不同。

(3)不同钢种因碳含量的差异，使初生坯壳的凝固收缩系数不同，导致出现边部纵裂纹的几率不同。

(4)通过对保护渣的理化性能进行优化，提高保护渣碱度和熔点，增强渣膜均匀性，减缓传热，弥补了钢中碳元素对裂纹敏感性的特点，铸坯出现边部纵裂纹的比例大幅降低。

国内很多院校具有高水平的医教研力量，但缺乏针对口腔专业研究生规范化培训的专业师资力量。口腔各专业研究生进入科室进行规范化培训时，各个教员之间的操作方式存在差异，最终导致各学员操作水平的差异。另外，每年能够参加口腔医师规范化培训的教员人数与实际需求之间存在较大差距，不少院校存在“临时抓差”的现象，即抽调临床一线医生担任临床规范化培训工作，缺乏固定教员和经过系统培训的师资力量。

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