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1、结瘤物形成机理(1)铝镇静钢中的氧化铝(A1203)，产生于钢中溶解氧和加入的销之问的反应，是典型的脱氧生成的夹杂物。含铝钢脱氧产物主要为 Al203，其熔点为 2 050，具有较高的界面能。Al203 与钢水的润湿角为 1400，钢水与 Al203 的界面张力较大，A1203 有相互聚群倾向，两个 10m Al203 夹杂粘结只需 003 s，粘结力很大且粘附后有足够的强度 1。因此，氧化铝夹杂容易通过碰撞，积聚形成大颗粒夹杂，在浇注过程中析出，并粘附在水口周围。造成水口结瘤。(2)经钙处理可将钢液中同态的 Al203 转变成低熔点的钙铝酸盐。但钙处理不充分会形成 CA、CA2 等高熔点的锅
2、酸钙在水口析出结瘤。表 6 为 1 500钙处理夹杂物成分变化情况。文献2介绍，中包钢液 (Alt)002，w(Ca)较低(8X 10 -612X 10 -6)时，会导致形成 Ca0A1203 和 A12 03MgO。(3)由于 Al203 夹杂析出，钢水和渣中的 Si02、Fe203、MgO、硫化物等夹杂物，容易吸收捕获 Al203 夹杂，互相积聚，形成水口菜花头。其原理为：外来夹杂物为异相形核核心，钢水中运动的内生夹杂物(主要为 A1203)以此为核心沉淀析出，并聚集形成大的夹杂颗粒。(4)钢水中 (Mg)一般为 10 X 10-6左右，而从水口内壁取样的分析成分中看出，(MgO)为 52
3、，所以，水口结瘤物中 MgO 的来源应为 钢包等耐材侵蚀造成。其与 Al203 形成了高熔点的镁铝尖晶石，加剧了水口结瘤现象。进入结晶器内的结瘤物随着在水口头部积聚成菜花头形状的结瘤物变大并被钢水冲掉脱落后，进入结晶器，再与结晶器内的其他氧化物积聚，导致在结晶器内形成块状。此类块状夹杂极易被冲入结晶器液相穴深处，而不能上浮，残留在铸坯中成为产品中的夹杂物。表 5 为含铝钢浇注过程中结晶器块状物的成分水口结瘤物的来源与形成 机理31 结瘤物中 A1203 的来源由以上水口结瘤物的成分组成可以看出，其主要成分为 Al203，其来源如下：(1)含铝钢主要的脱氧生成物是 Al203。而此炉次钢液成分
4、W(A1。)w(A1t)=818，Al203 比例较大，含量明显偏高，Al203 排除不充分。水口结瘤物中Al203 来源主要为悬浮于钢液中未排除的脱氧产物 Al203 夹杂。(2)次氧化生成的 Al2 O3，夹杂。判断此现象的根据可以通过 Mn0 成分变化的情况进行。从水口内壁取样的分析成分中看出，(MnO)为 10，而我厂日前工艺条件下，此钢种精炼后渣中的 (MnO)仅为 02，根据此氧化物的特性，钢水中 Mn0 的含量可以判断为痕迹。那么，水口析出物中 Mn()的来源可以判定为二次氧化造成。同时也说明，水口析出物中的 Al203 等成分有一部分为二次氧化造成产生的。(3)渣巾及耐火材料中
5、的二氧化硅、氧化铁和氧化锰等与铝反应，生成 i 氧化二铝夹杂，反应方程式为：(4)钢液浇注过程中，温度降低，化学平衡转移，析出的0与钢中的Al反应生成的 Al203 夹杂。水口下部结瘤物浇注完毕，将中间包升起后，发现有大量结瘤物在水口下口端部聚集成菜花头形状。浸入结晶器钢液中的水口下部结瘤，造成流经 SEN 注入结晶器的钢液偏流，改变了钢液流动方式，容易导致液面波动及钢液卷渣情况的发生。同时，聚集成菜花头形状的结瘤物往往变大脱落后，进入结晶器。结瘤物的成分如表 4 示。由分析成分可以看出主要为以 Al2O3 夹杂为主吸附的保护渣和水口耐材侵蚀物的积聚。1 工艺流程和工艺参数11 生产工艺流程1
6、20 t 顶底复吹转炉20 t LF6 机 6 流圆坯连铸机12 钢水成分中间包水口结瘤炉次主要钢种钢液中A1、ca成分如表 1 所示。13 连铸工艺参数连铸主要工艺参数如表 2 所示。 2 水口结瘤物的位置、成分和危害21 水口上部结瘤物中间包水口腕上部结瘤，往往导致连铸非正常停浇。实际生产中表现为中间包塞棒开启度上涨快。随着堵塞的加剧，水口通钢最逐渐减小，直至连铸停浇。停浇水口中的结瘤物呈白色，取样后分析成分如表 3 示，主要为 Al203。摘要：通过对实际生产中含铝钢中间包水口结瘤物的取样分析，找出了其产牛的原因。结果表明，含铝钢中间包水口结瘤物的成分主要为 Al2O3，来源主要为悬浮于钢液中未排除的 A12O3夹杂 和二次氧化物产物的聚集。通过工艺的优化改进，杜绝厂此类情况的发生。关键词：含铝钢；中间包水口；结瘤物；夹杂物
