·598· 北京科技大学学报 2004年第6期 200m 图5321B炉水口结瘤物中Ca0·Ti0,-Mg0·A山，0，的形 貌.浅灰色为Ca0·TiOz,深灰色为Mg0AO,灰白色 为金属 Fig.5 Morphology of CaO-TiO,-MgO.Al,O,in deposits on the submerged entry nozzle of 321B heat 下，TN被氧化，所以在结瘤物中未发现TN. 图4321B炉浸入式水口结瘤物的扫描电镜照片 综合分析可知，Ca0·TiO型结瘤机理为：由 Fig.4 SEM photographs of deposits on the submerged en- 于钢中加入Al和Ca-Si或钢液与炉渣反应，出钢 try nozzle of 321B heat 后钢中存在较多的Ca0-Si0,CaO-Si0z-Al,O,等 夹杂物，这些夹杂物在喂钛线前的吹氩过程中未 TiO2-MgO·Al,O双相夹杂物： 能有效地被排出，喂钛线后，经反应转变为 CaO+ALO,+[Ti]+[Mg]+3[O] CaO.Tio2-MgO·AlO,双相夹杂物，如果吹氩搅 =Ca0·TiO2-Mg0·Al,O (2) 式中，AlO和Ca0有两个来源：一是钢中加入A1 拌裸露钢液面会进一步增加这类夹杂物的数量. 和Ca-Si后生成的CaO-SiO2,Ca0-SiO2-AlO,等夹 当钢液通过浸入式水口时，钢中部分CaO·TiO2- MgO·A1,O,双相夹杂物沉淀附着在水口内壁，形 杂物；二是钢液与炉渣反应形成的含A1O和 成树枝状结构与凝固金属一起形成结瘤物m.由 CaO的夹杂物.其中加入AI和CaSi后生成的 于结瘤物中金属附着层占70%左右，实验表明提 夹杂物数量较大. 钢中A1>→0.01%时，A1会与顶渣或包衬中的 高浇铸温度可熔化金属附着层中的部分金属，使 MgO发生反应，生成的Mg进入钢液"，钢中T也 金属附着层减薄，从而改善水口结瘤. 能还原MgO,反应式如下： Ca0·TiO,型结瘤的控制分两种情况：(1)不加 3(MgO)+2[Al]=ALO,+3[Mg] A1并采用低铝硅铁还原，控制钢中Al<0.01%,不 (3) 5(MgO)+3[Ti]=Ti,O,+5[Mg] 加CaSi,严格控制二次氧化，就能有效控制钢中 (4) 喂入Ti线后，[T]能还原CaO-Si0,CaO-SiO2 CaO·TiO2-Mg0·Al,O双相夹杂物的数量，从而 Al,O,等夹杂物中的SiO2形成T,O: 显著改善连铸水口结瘤.(2)如果采用普通硅铁 3T+2si0,=3Si+Ti,0, (A1=1.5%)还原，且出钢加Ca-Si,钢液中就会形 (5) 成较多的CaO-SiO2,CaO-Si0-AlhO,等夹杂物，在 321B炉因吹氩搅拌强度过大，钢液面裸露造 这种情况下，若钢中Ca/A1比合适(0.13%)，且通 成二次氧化，使钢中生成CaO·TiO2-Mg0·Al,O 过喂钛线前的吹氩弱搅拌有效地排除钢中含 双相夹杂物的数量显著增多.这种夹杂物在浇注 CaO的夹杂物，就能避免喂钛线后生成大量的 初期大量附着在水口内表面形成中间沉积层，并 CaO·TiO2-Mg0·Al,O,双相夹杂物，也不会导致 在金属附着层中形成树枝状结构（其形貌见图 严重的水口结瘤 5),因而造成浸入式水口严重结瘤. 此外，321B炉浇铸过程中由于可更换式浸入 3 结论 式水口没有氩封而存在二次氧化，在这种条件 (1)304不锈钢连铸水口结瘤物主要由A10,北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 图 炉 水 口 结瘤物 中 · 一 · 从 ，的 形 貌 浅 灰 色 为 · ， 深 灰 色 为 · 从 ，， 灰 白色 为 金属 褚 · 厂 · ， 妞 叮 恤 图 炉 浸 入 式水 口 结 瘤物 的 扫 描 电镜照 片 馆 · 七 皿 口 厂 · 双 相 夹 杂物 【 』· 一 · 从 式 中 ， ， 和 有 两 个 来源 一 是 钢 中加 入 和 后 生 成 的 一 ， 一 气 ， 等夹 杂物 ’ 二 是 钢 液 与 炉 渣 反 应 形 成 的含 ， 和 的夹杂物 ，， 其 中加 入 和 后 生 成 的 夹 杂物 数 量较大 钢 中 时 ， 会 与顶 渣 或 包 衬 中的 发 生 反应 ， 生 成 的 进 入 钢 液 「，，， 钢 中 也 能还 原 ， 反 应 式如 下 少、 、 龟内 了、 、 似 ， 四 “ 囚 喂入 线 后 ， 能还 原 ， 等 夹 杂 物 中的 形 成 卜 合 ， 。 ， ， 下于 十 飞 ‘ 乙 炉 因 吹氢搅 拌 强度 过 大 ， 钢 液面 裸 露造 成 二 次 氧 化 ， 使 钢 中 生 成 · 一 · 双 相 夹杂物 的数 量 显 著增 多 这 种 夹杂 物 在 浇注 初 期 大 量 附着 在 水 口 内表 面 形 成 中间沉 积 层 ， 并 在 金 属 附着 层 中形 成 树 枝 状 结 构 其 形 貌 见 图 ， 因 而 造 成 浸 入 式 水 口 严 重 结瘤 此 外 ， 炉 浇铸 过 程 中 由于 可 更 换式浸 入 式 水 口 没 有 氢 封 而 存 在 二 次 氧 化 ， 在 这 种 条 件 下 ， 被 氧化阁 ， 所 以在 结瘤物 中未 发现 综 合 分 析 可 知 ， · 型 结 瘤 机 理 为 由 于 钢 中加 入 和 或 钢 液 与 炉渣 反 应 ， 出钢 后 钢 中存在 较 多 的 卜 ， 卜 犷 等 夹 杂物 ， 这 些 夹杂物在 喂钦线 前 的吹氢 过程 中未 能 有 效 地 被 排 出 ， 喂 钦 线 后 ， 经 反 应 转 变 为 · 厂 · 双 相 夹 杂物 ， 如 果 吹 氢 搅 拌 裸露 钢 液面 会 进 一 步 增 加这类夹 杂物 的数量 当钢 液 通 过 浸入 式水 口 时 ， 钢 中部分 · 一 双 相 夹 杂 物沉 淀 附着 在 水 口 内壁 ， 形 成树 枝 状 结构 与凝 固金 属一 起 形 成 结 瘤物 闭 由 于 结瘤 物 中金属 附着 层 占 左 右 ， 实验 表 明提 高浇铸温度 可熔 化 金 属 附着层 中的部分金 属 ， 使 金 属 附着层 减薄 ， 从而 改善 水 口 结 瘤 · 型 结瘤 的控制 分 两种 情 况 不 加 并采 用 低 铝 硅 铁 还 原 ， 控 制 钢 中 ， 不 加 ， 严 格控 制 二 次氧 化 ， 就 能有 效控 制钢 中 · 一 双 相 夹 杂 物 的数 量 ， 从 而 显 著 改 善连 铸水 口 结瘤 如果 采用 普通硅 铁 二 还 原 ， 且 出钢 加 ， 钢 液 中就 会 形 成 较 多 的 一 ， 于 犷 ， 等 夹 杂物 ， 在 这 种 情 况 下 ， 若钢 中 比合 适 功 ， 且 通 过 喂 钦 线 前 的 吹 氢 弱 搅 拌 有 效 地 排 除 钢 中 含 的夹杂 物 ， 就 能 避 免 喂 钦 线 后 生 成 大 量 的 一 · 双 相 夹 杂物 ， 也 不会 导 致 严 重 的水 口 结瘤 结 论 不 锈 钢 连 铸 水 口 结瘤 物 主 要 由