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《山东冶金》2005年第期

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连铸钢中的夹杂物

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张立峰，王新华

（1DepartmentMechanicalandIndustrialEngineering,UniversityofIllinoisatUrbanaChampaign；

2北京科技大学冶金与生态工程学院，北京100083）

摘要：首先论述了连铸过程中夹杂物的来源，包括内生与外来夹杂，着重于二次氧

化产物、卷渣、内衬侵蚀以及在内衬耐火材料上的夹杂物聚集；其次，论述了由夹杂

物导致产品的各类缺陷，总结了目前评估钢洁净度的“技术状况”，讨论了多种直接

和间接的方法。最后论述了在中间包和连铸机方面改善钢的洁净度的操作实践。

关键词：夹杂物；缺陷；板坯连铸机；工厂测试；检测方法

：+文献标识码：文章编号：（）

中图分类号TG143.13A1004-4620200501-0001-05

（接2004年第6期第5页）

夹杂物在内衬耐火材料表面上的聚集最明显的例子就是浇铸过程中的水口堵塞。

图17气泡表面的点簇状夹杂物

图18接触角、半径和压力对钢水中两个固体颗粒浸润力的影响

深钢液深钢液深钢液

0.3m+1atm1.0m+1atm1.875m+1atm

图19RH精炼加Al后3min和18min时钢水中的夹杂物比较

2010-12-25

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2.4钢液流动和凝固对夹杂物的影响

钢液流动、热传递与凝固均对连铸坯中夹杂物的分布有影响。对夹杂物的捕捉形

成，一个应用较为普遍的指数是凝固前沿的临界生长速度，夹杂物捕捉有以下影响因

素：夹杂物形状、密度、表面能、热传导性、冷却速率（凝固速率）以及凝固前沿的

凸起条件。有文献称捕捉受拉应力和界面力（范德华力）控制。凝固速率越快，捕捉

的可能性就越大。随着凝固时间的延长、偏析的减少和凝固前沿凸起度减小，捕捉的

可能性降低。树枝晶间的空间大小对夹杂物捕捉有很大影响，与夹杂物的冲入、卷进

和捕捉现象相关联。图20表示二次枝晶臂间距随时间和至ESR铸锭表面距离的变化情

况。当尺寸小于枝晶间距的颗粒接触凝固前沿时容易被捕捉。

图201800mmESR铸锭二次枝晶臂间距

3钢材缺陷

连铸生产过程中与夹杂物有关的缺陷包括以下几种。

3.1易拉罐飞边裂纹

低碳铝镇静钢易拉罐用钢如果冲压性能不好容易造成边部裂纹，同样轴和轴承存

在疲劳寿命问题。在易拉罐制造加工过程中（冲压）造成飞边裂纹的夹杂物典型尺寸

为～，成分为（图）。这些夹杂物的主要来源是连铸中间包覆

50150μmCaO-AlO21a

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盖渣，在换钢包时卷入钢液。这类夹杂物的成分和低碳铝镇静钢连铸板坯中其他夹杂

物的比较见图21b。

图21夹杂物造成的飞边裂纹

夹杂物形态和成分（夹杂物和：～～

(a)