VoL26 No.6 郑宏光等：304和321不锈钢连铸水口结瘤的不同机理 ·597· N%]×10表示.表2给出了四炉321不锈钢浇铸 前钢中的钛氮积与水口结瘤类型的关系，可见， 钛氮积较高（大于3.9）时会形成TN型结瘤 表2321不锈钢的钛氨积与结瘤类型的关系 Table 2 Effect of [Ti%]x[N%]x10'on clogging types in type 321 stainless steel 炉号[Ti%] N%][Ti%N%]×10结瘤类型 A炉0.31 0.0127 3.937 TiN型 E炉0.22 0.0117 2.574 Ca0.TiO,型 图1304不锈钢漫入式水口结瘤物的扫描电镜照片 F炉0.17 0.0178 3.026 Ca0.TiO2型 Fig.1 SEM photograph of deposits on the submerged en- G炉0.22 0.0104 2.244 Ca0.TiO,型 try nozzle of type 304 stainless steel AO,而且还会进一步反应生成Mg0·A,O,.这 TN容易以钢液中的MgO·Al,O,AlO,为核 心析出回，形成含芯的TN.浇铸前钢中存在大量 些夹杂物在浇铸过程中沉积附着在浸入式水口 的含芯TN是造成此类结瘤的主要原因.图3示 内壁上形成结瘤物.结瘤物中的单质硅是由钢中 A1还原保护渣或水口耐材中的SiO2生成的. 出了四炉321不锈钢浇俦前钢样中单位面积TN 的数量.可见，由于321A炉的[T]和[A]含量都较 2[A]+3/2SiO2=3/2[Si]+Al2O, (1) 高，钢中含芯TN的数量显著增加.因此，在浇铸 生成的单质Si没有完全熔化就凝固在铸坯 过程中，钢中存在的大量含芯TN,与因温度降低 中.可见，304不锈钢连铸浸入式水口结瘤机理 而析出的TN一齐呈网状结构附着在水口内壁， 是：钢液流过浸入式水口时，钢中的A1O, 少量钢液凝固其间形成结瘤物.随着浇铸的进行 Mg0·AL,O,等夹杂物部分沉积附着在水口内壁上 结瘤层不断增厚，由于结瘤物以高熔点的TN为 形成结瘤.结瘤物内只有少量细小的金属颗粒凝 主，实验表明提高浇铸温度不能缓解结瘤 固其中，结瘤层较薄。 120 2.2321不锈钢的连铸水口结瘤 02 网含芯TiN (1)TiN型水口结瘤. 口不含芯TiN 80 图2是321A炉连铸水口结瘤物的扫描电镜 照片.可见，结瘤物中大量分布着呈网状结构的 夹杂物，金属凝固其间，扫描电镜分析表明，主要 物相有MgO·AlO,(深灰色)入TN(浅灰色)和金属 (灰白色).很多TN是以MgO·Al,O为核心生成 A 炉次 的，也有单独存在的TN. 图3四炉321不锈钢浇铸前钢样中的氯化钛数量对比 喂入T线后，钢中生成TN夹杂物，它的形 Fig.3 Comparison of TiN quantity in four-heat type 321 成与钢中T和N含量有关四，可用钛氮积[Ti%]× stainless steel before casting (2)Ca0·Ti02型水口结瘤 图4是321B炉水口结瘤物的扫抗电镜照片， 可见，该炉水口结瘤物是三层结均：分别是初始： 附着层（图4(a)上部）、中间沉积（图4(a)下部）和 金属附着层（图4b),厚度约10mm.物相分析表 明：初始附着层的物相有ZO,(灰白色)、Al,O,(深 灰色)和金属（浅灰色）：中间沉积层和金属附着层 中的非金属物相为Cao.Tio,-MgO.Al,O,在金属 图2321A炉漫入式水口结瘤物的扫描电镜照片 附着层中形成树枝状结构，金属附着凝固其上， Fig.2 Morphology of deposits on the submerged entry no- 结瘤物中金属附着层厚度约7mm. zzle of 321A heat 当钢中加入Ti后，由下列反应生成Ca0‘ 郑宏 光等 和 不锈钢 连铸水 口 结瘤的不 同机理 一 图 不 锈钢 漫 入式 水 口 结瘤物 的扫描 电镜照 片 · 叮 ， 困 」 表 示 表 给 出了 四炉 不锈 钢 浇 铸 前钢 中 的钦氮 积 与水 口 结瘤 类 型 的关系 可 见 ， 钦氮 积 较 高 大 于 ， 时会 形成 型 结瘤 表 不锈钢 的钦氮积 与结瘤类型 的 关系 幻陇 亡 竹 口 护 此 】 日如 灯 韶 勿 俪 炉 号 【 团 · 困 」 。 ， 结瘤类 型 炉 型 炉 · 型 炉 · 型 炉 · 型 甲︵日 · 令咧象娜架崔︾ 儿 ， 而且 还 会进 一 步 反应 生 成 这 些 夹 杂 物 在 浇 铸 过 程 中沉 积 附着 在 浸 入 式 水 口 内壁 上形成 结瘤物 结瘤物 中 的单质硅 是 由钢 中 还 原保 护渣 或 水 口 耐 材 中 的 生成 的 卜 二 ， 生成 的单质 没 有完全熔 化就 凝 固在铸 坯 中 可 见 ， 不 锈 钢 连铸 浸 入 式 水 口 结瘤 机 理 是 钢 液 流 过 浸 入 式 水 口 时 ， 钢 中 的 ， 等夹 杂物 部 分 沉积 附着 在 水 口 内壁 上 形成 结瘤 结瘤物 内只 有少 量 细 小 的金 属颗 粒 凝 固其 中 ， 结瘤 层 较 薄 不 锈 钢 的连铸 水 口 结瘤 型 水 口 结瘤 图 是 炉 连 铸 水 口 结瘤物 的扫 描 电镜 照 片 可 见 ， 结瘤 物 中大量 分 布着 呈 网状 结 构 的 夹杂物 ， 金属 凝 固其 间 扫描 电镜 分析表 明 ， 主 要 物 相 有 · 深 灰色 、 浅灰色 和 金 属 灰 白色 很 多 是 以 为核 心 生成 的 ， 也 有 单 独存 在 的 ， 喂 入 线 后 ， 钢 中生成 夹 杂物 ， 它 的形 成 与钢 中 和 含 量 有 关 口，， 可 用 钦氮 积 「 」 容 易 以钢 液 中 的 ， 鼓 为核 心 析 出 ‘ ， 形 成 含 芯 的 浇 铸 前 钢 中存 在 大 量 的含 芯 是造 成 此类 结瘤 的主 要 原 因‘ 图 示 出 了 四炉 不锈 钢 浇 铸 前 钢 样 中 单位 面 积 的数 量 可 见 ， 由于 炉 的 和 「〕含 量都 较 高 ， 钢 中含 芯 的数 量 显 著增 加 因 此 ， 在 浇 铸 过 程 中 ， 钢 中存在 的大 量含芯 ， 与 因温度 降低 而 析 出 的 一 齐 呈 网状 结 构 附着 在水 口 内壁 ， 少量钢 液 凝 固其 间形成 结瘤 物 随着 浇铸 的进 行 结瘤 层 不 断增 厚 由于 结瘤 物 以 高熔 点 的 为 主 ， 实验 表 明提 高浇 铸温 度 不 能缓 解 结瘤 目 含芯 氮 口 不 含芯 一 夔…蔚 矿矿 炉次 图 四 炉 不 锈 钢 浇铸前钢 样 中 的氮 化 钦 数 量 对 比 馆 · 训 一 图 炉漫 入 式 水 口 结瘤 物 的扫描 电镜照 片 论 口 · 型水 口 结瘤 · 图 是 炉 水 口 结瘤 物 的 扫 描 电镜 照 片 可 见 ， 该 炉 水 口 结 瘤物 是三 层 结钧 分 别是 始 附着 层 图 上 部 、 中间沉 积 层 ‘图 ‘ 部 和 金 属 附着 层 图 ， 厚度 约 物 相 分 析 表 明 初 始 附着层 的物 相 有 找 灰 自色 、 ‘深 灰色 和 金 属 浅灰色 中 间沉 积 层 和 金 属 附着层 中 的非 金 属 物 相 为 · ， ， 在 金 属 附着 层 中形 成 树 枝状 结构 ， 金 属 附着凝 固其 上 结瘤物 中金 属 附着层 厚度 约 当 钢 中 加 入 后 ， 由下 列 反 应 生 成 ·