第7期 邓小旋等：交换钢包过程对F钢连铸板坯表层洁净度的影响 ·885· 液面波动 1.8 “拉速 1.8 1.5 10 “拉速 液面波动 》 1.5 12 5 12 0.9 0.9 0.10 0.6 中包钢水质量 0.20 .6 -100-300m 76 0.05 ->300m/ 60 0.01 。100-300μm 一中包钢水质量 ->300um 60 53 55 5 50 中包钢水质量 65 0.2 中包钢水 质量 65 60 20-50m 0.1 ·50-100um 60 20-50um-50-100um 55 0 55 。◆。◆一主 50 236 240 244 248 252 232 236 240 244 248 25i0 浇铸长度m 浇铸长度m E日 10F…拉速 18 液面波动 c) 1.5 12 0.9 0.08 中包钢水质量 8 0.04 。-100-300um 60 ◆->300μm 55 。 65 -20-50m 中包钢水质量 -4-50-100umA 60 55 232 236 240 244 248 2350 浇铸长度m 图7交接坯中第1类(a)、第2类(b)和第3类夹杂物(c)的数量密度在拉速方向的变化 Fig.7 Number density variations of Type 1 inclusions (a),Type 2 inclusions (b)and Type 3 inclusions (c)along the casting direction in transition slabs 状A203夹杂物较随机地分布在所取的长度为19.4杂物.此外，在浇铸长度为243.8、246.8和249.8m m的交接坯中.图7(b)为第2类夹杂物的数量密 处也同样检测到了保护渣夹杂物.需要指出的是， 度在拉速方向上变化.可以发现这种夹杂物尺寸较 尽管交接坯的表层存在着较多的第2、3类夹杂物， 小，所检测到的夹杂物尺寸均小于100m.在浇铸 但是对比这三类夹杂物的绝对数量可知，交接坯表 长度约为234m时，第5炉钢水开浇，开浇后的前6 层的主要夹杂物仍然为第1类夹杂物. m(浇铸长度234~240m),检测出了较多的第2类 3.4交接坯与正常坯中夹杂物的对比 夹杂物，但在该交接坯表层其他位置很少检测出该 图8所示为交接坯与正常坯中表层大于50um 类夹杂物.关于Fe-Al-Ti0系在1873K下的热力 的大型夹杂物的总数量对比，其中虚线为第5炉正 学相图以及A1-T-O复合夹杂物的形成机理己有 常坯的夹杂物数量密度.开始交换大包后，中间包 较多学者报道.从热力学来说，对于本实验钢中化 钢水质量会减少，但交接坯试样的夹杂物数量基本 学成分的质量分数([%A1].=0.031,[%Ti]= 没有增加.当第5炉钢包开始浇铸后（中间包钢水 0.07),稳定相应为A,0,夹杂物6，但是在换包过 质量开始增加)，铸坯试样中大型夹杂物数量出现 程中出现了较多的A1-T0夹杂物，可能的原因是 较明显增加，且此时现场监测到的结晶器波动增大 换包过程中钢水被二次氧化，钢水中己存在的簇群 铸坯表层试样大型夹杂物增加这一趋势在中间包钢 状A山203夹杂物周围的局部[A]含量非常低，达到 水恢复至正常容量后并没有立即停止，在该交接坯 了A-TiO形成的热力学条件.所以形成了较多的 最后4m处，夹杂物数量密度才稳定在该炉正常坯 第二类Ti0,-A山，0，夹杂物.图7(c)为第3类夹 数量水平(0.21cm-2).换包对夹杂物数量的影响 杂物在拉速方向上的变化.可以发现该夹杂物的数 长度约为11.此外，在交接坯试样中多次检测到 量与液面波动的幅值有较为明显的对应关系.开浇 来源于结晶器保护渣卷入形成的大型夹杂物.图8 后的前2m(浇铸长度235.8m)结晶器的液面波动 中的实心圆点代表检测到的大于50μm的保护渣夹 达到了±5mm,此时铸坯表层检测到较多保护渣夹 杂物.如前文所述，在正常铸坯中并没有检测到保第 7 期 邓小旋等: 交换钢包过程对 IF 钢连铸板坯表层洁净度的影响 图 7 交接坯中第 1 类( a) 、第 2 类( b) 和第 3 类夹杂物( c) 的数量密度在拉速方向的变化 Fig． 7 Number density variations of Type 1 inclusions ( a) ，Type 2 inclusions ( b) and Type 3 inclusions ( c) along the casting direction in transition slabs 状 Al2O3夹杂物较随机地分布在所取的长度为 19. 4 m 的交接坯中． 图 7( b) 为第 2 类夹杂物的数量密 度在拉速方向上变化． 可以发现这种夹杂物尺寸较 小，所检测到的夹杂物尺寸均小于 100 μm． 在浇铸 长度约为 234 m 时，第 5 炉钢水开浇，开浇后的前 6 m ( 浇铸长度 234 ～ 240 m) ，检测出了较多的第 2 类 夹杂物，但在该交接坯表层其他位置很少检测出该 类夹杂物． 关于 Fe--Al--Ti--O 系在 1873 K 下的热力 学相图以及 Al--Ti--O 复合夹杂物的形成机理已有 较多学者报道． 从热力学来说，对于本实验钢中化 学成 分 的 质 量 分 数( ［% Al］s = 0. 031，［% Ti］= 0. 07) ，稳定相应为 Al2O3夹杂物［16］，但是在换包过 程中出现了较多的 Al--Ti--O 夹杂物，可能的原因是 换包过程中钢水被二次氧化，钢水中已存在的簇群 状 Al2O3夹杂物周围的局部 ［Al］s含量非常低，达到 了 Al--Ti--O 形成的热力学条件． 所以形成了较多的 第二类 TiOx--Al2O3夹杂物［17］． 图 7( c) 为第 3 类夹 杂物在拉速方向上的变化． 可以发现该夹杂物的数 量与液面波动的幅值有较为明显的对应关系． 开浇 后的前 2 m ( 浇铸长度 235. 8 m) 结晶器的液面波动 达到了 ± 5 mm，此时铸坯表层检测到较多保护渣夹 杂物． 此外，在浇铸长度为 243. 8、246. 8 和 249. 8 m 处也同样检测到了保护渣夹杂物． 需要指出的是， 尽管交接坯的表层存在着较多的第 2、3 类夹杂物， 但是对比这三类夹杂物的绝对数量可知，交接坯表 层的主要夹杂物仍然为第 1 类夹杂物． 3. 4 交接坯与正常坯中夹杂物的对比 图 8 所示为交接坯与正常坯中表层大于 50 μm 的大型夹杂物的总数量对比，其中虚线为第 5 炉正 常坯的夹杂物数量密度． 开始交换大包后，中间包 钢水质量会减少，但交接坯试样的夹杂物数量基本 没有增加． 当第 5 炉钢包开始浇铸后( 中间包钢水 质量开始增加) ，铸坯试样中大型夹杂物数量出现 较明显增加，且此时现场监测到的结晶器波动增大． 铸坯表层试样大型夹杂物增加这一趋势在中间包钢 水恢复至正常容量后并没有立即停止，在该交接坯 最后 4 m 处，夹杂物数量密度才稳定在该炉正常坯 数量水平( 0. 21 cm － 2 ) ． 换包对夹杂物数量的影响 长度约为 11 m． 此外，在交接坯试样中多次检测到 来源于结晶器保护渣卷入形成的大型夹杂物． 图 8 中的实心圆点代表检测到的大于 50 μm 的保护渣夹 杂物． 如前文所述，在正常铸坯中并没有检测到保 · 588 ·