C22R欧标钢连铸坯表面纵裂对策

在钢铁生产过程中，连铸坯表面纵裂是一种常见但危害极大的缺陷，尤其在生产高碳钢或合金钢时更为突出。C22R作为一种典型的欧标碳素结构钢，因其良好的强度与韧性平衡，广泛应用于机械制造、汽车零部件及建筑钢结构等领域。然而，在C22R钢的连铸过程中，铸坯表面常出现沿拉坯方向延伸的纵向裂纹，严重时甚至贯穿整个铸坯长度，不仅影响表面质量，还可能导致后续轧制过程中产生折叠、裂纹扩展等问题，造成产品报废或降级。因此，系统分析纵裂成因并制定有效对策，成为保障产品质量与生产稳定性的关键。

纵裂的产生与钢液凝固过程中的热应力、组织应力及机械应力密切相关。在C22R钢的连铸过程中，碳含量约为0.20%～0.25%，属于亚共析钢范畴。其凝固温度区间相对较宽，初生坯壳在结晶器内快速冷却时，若冷却强度不均或拉速波动，极易导致坯壳厚度不一致，进而在后续冷却过程中产生局部应力集中。当应力超过材料的强度极限时，便会在表面薄弱区域形成纵向裂纹。此外，C22R钢中含有一定量的锰、硅等元素，这些元素在凝固过程中可能偏析，导致局部区域塑性下降，进一步加剧裂纹敏感性。

结晶器冷却制度是影响纵裂的首要因素。若结晶器冷却水流量过大或分布不均，会导致坯壳表面温度梯度过大，产生较大的热应力。特别是角部区域，由于“角部效应”，冷却速度远高于中部，形成“冷角”，导致角部过早收缩，与中部产生相对位移，从而在角部或靠近角部的区域萌生纵裂。因此，优化结晶器冷却参数至关重要。实践表明，采用弱冷制度，即降低二冷区前段的冷却强度，适当延长坯壳在高温区的停留时间，有助于降低热应力，提高坯壳均匀性。同时，通过调整足辊区对弧精度，减少机械挤压，可有效避免因局部变形引发的裂纹。

其次，保护渣的理化性能对纵裂控制具有直接影响。C22R钢在浇注过程中，若保护渣黏度过高或熔化温度不匹配，会导致渣膜分布不均，润滑不良，增大坯壳与结晶器铜板间的摩擦力，从而在拉坯过程中对坯壳施加额外剪切应力。此外，渣膜过薄或不连续时，局部传热加剧，形成热点，进一步恶化表面质量。因此，应选择低黏度、低熔化温度、良好润滑性能的保护渣，并确保其碱度与钢种匹配。通过优化保护渣成分，如适当提高CaO/SiO₂比、添加Li₂O或BaO等助熔剂，可改善渣膜均匀性和润滑效果，显著降低纵裂发生率。

拉速的稳定性同样不可忽视。拉速波动会直接导致液面波动，破坏保护渣的均匀流入，造成局部润滑不良或冷却不均。尤其在换包或浇注末期，拉速调整频繁，极易诱发纵裂。因此，应尽量保持恒速浇注，避免频繁提速或降速。同时，采用液面自动控制（LAC）系统，结合高精度传感器与快速响应执行机构，可将液面波动控制在±1mm以内，有效减少因液面波动引发的裂纹。

此外，钢水洁净度和成分控制也是预防纵裂的重要环节。C22R钢中若夹杂物含量过高，尤其是Al₂O₃等硬质夹杂物，可能在凝固前沿聚集，形成局部薄弱区，成为裂纹源。因此，需加强精炼工艺控制，如采用LF炉深脱硫、RH真空处理降低气体含量，并优化钙处理工艺，促使夹杂物变性上浮。同时，严格控制钢水过热度，一般控制在20～30℃为宜，避免因过热度过高导致柱状晶过度发展，增加裂纹倾向。

在设备维护方面，结晶器铜板的磨损、变形或镀层脱落会破坏热传导均匀性，导致局部冷却异常。因此，应定期检测铜板表面状态，及时更换或修复，确保其几何精度与导热性能。同时，对二冷喷嘴进行定期清理与校准，保证喷淋均匀，避免局部过冷或冷却不足。

综上所述，C22R钢连铸坯表面纵裂的控制是一项系统性工程，需从工艺、设备、材料等多方面协同优化。通过优化结晶器冷却制度、合理选择保护渣、稳定拉速、提升钢水洁净度以及加强设备维护，可显著降低纵裂发生率，提升铸坯表面质量与成材率。未来，随着智能制造与在线监测技术的发展，如采用红外热成像、声发射检测等手段实时监控铸坯表面状态，将进一步提升纵裂预警与响应能力，为高质量连铸生产提供坚实保障。