含鈦不銹鋼夾雜物對浸入式水口堵塞的影響

含鈦無錫不銹鋼由于Ti的添加而固定了C和N等間隙原子，從而具有較好的晶間耐腐蝕能力，被廣泛應用于汽車工業(yè)。然而，鈦的添加還會給生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質量帶來不利的影響，鈦的氮化物和氧化物會加重連鑄結晶器浸入式水口內壁的夾雜物或金屬附著從而造成水口堵塞，對連鑄過程中多爐連澆的正常生產(chǎn)帶來嚴重影響，最終影響鑄坯和鋼材的質量。

北京科技大學的學者采用掃描電鏡(SEM)和FactSage熱力學軟件計算等方法研究了AISI321含鈦無錫不銹鋼連鑄過程中浸入式水口堵塞的形成原因。試驗結果表明：水口堵塞物主要分為3層，第1層為水口耐材表面的冷鋼層，由TiN的氧化或鋼液中Ti對耐材中SiO2還原而生成的TiO2導致鋼液凝固形成；第2層為緊挨著冷鋼層表面的呈樹枝狀堵塞物層，由富含CaO?TiO2的CaO?TiO2-MgO?Al2O3復合夾雜物組成，主要是鋼液中夾雜物的不斷累積而引起；第3層為靠近鋼液一側的大量冷鋼層，由含有MgO?Al2O3核心的TiN和冷鋼組成，由于鋼液中的MgO?Al2O3誘導TiN析出，從而促進鋼液凝固而形成復合TiN夾雜物。

通過對形成原因的探究，可采取以下措施來解決水口堵塞問題：降低鋼中碳和氮含量，降低鈦的添加量；降低水口耐材中的SiO2含量；提高鋼液的潔凈度，尤其是對CaO?TiO2類夾雜物的去除;精煉過程中通過鋼液控鋁和鈣處理對CaO?TiO2類夾雜物變性，形成低熔點液態(tài)夾雜物。