含鈦耐磨板由于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(yīng)用于汽車工業(yè)。然而,鈦的添加還會(huì)給生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量帶來不利的影響,鈦的氮化物和氧化物會(huì)加重連鑄結(jié)晶器浸入式水口內(nèi)壁的夾雜物或金屬附著從而造成水口堵塞,對耐磨板連鑄過程中多爐連澆的正常生產(chǎn)帶來嚴(yán)重影響,最終影響鑄坯和鋼材的質(zhì)量。
科研工作者采用掃描電鏡(SEM)和FactSage熱力學(xué)軟件計(jì)算等方法研究了AISI321含鈦耐磨板連鑄過程中浸入式水口堵塞的形成原因。試驗(yàn)結(jié)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(dǎo)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(fù)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(cè)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(dǎo)TiN析出,從而促進(jìn)鋼液凝固而形成復(fù)合TiN夾雜物。
通過對耐磨板夾雜物形成原因的探究,可采取以下措施來解決水口堵塞問題:降低耐磨板中碳和氮含量,降低鈦的添加量;降低水口耐材中的SiO2含量;提高耐磨板鋼液的潔凈度,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(diǎn)液態(tài)夾雜物。