钢水中夹杂物与耐火材料的反应吸附行为

随着连铸工艺的改进和耐火材料的开发，连铸过程中耐火材料的使用寿命有了显著提高，但是，浇铸过程中高熔点化合物在耐火材料表面吸附结瘤的问题仍然存在，在浇铸铝镇静钢、含钛钢时尤为严重。已有研究表明，耐火材料壁面的结瘤物并不是单一的物质，还含有许多复杂的高熔点物质。对镁质钢包耐火材料结瘤物分析可知，夹杂物以CaO-Al2O3-SiO2类为主；对使用后的镁质中间包耐火材料结瘤物分析可知，夹杂物以尖晶石和刚玉为主。

华北理工大学的学者研究钢液中Al2O3夹杂物在MgO壁面结瘤过程，建立Al2O3夹杂物和MgO壁面的化学反应吸附模型。模型分析结果表明，耐火材料壁面粗糙度为3μm，夹杂物与壁面接触时间为2×10-6s，化学反应生成的MgAl2O4可以使半径小于42μm的夹杂物颗粒吸附在壁面上；半径为5μm的夹杂物颗粒受到的化学吸附力在5×10-6s时间内由1.3×10-6增加到2.8×10-6N；尺寸小于3μm的夹杂物颗粒非常容易结合在一起，引发结瘤问题。模型的分析结果与实际生产结果相吻合，具有较好的适用性。