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內壁結瘤

澆鑄過程中發生水口結瘤堵塞問題一直是困擾連鑄環節的難題之一，水口結瘤堵塞不僅降低連鑄機的生產效率，而且容易引起產品缺陷。浸入式水口堵塞的形成是一個復雜過程［7，8］，涉及的影響因素和條件很多，并且相互影響。鋁碳質浸入式水口在澆鑄鋁鎮靜鋼時出現結瘤堵塞問題，堵塞物除鐵外主要是脫氧產物，如Al2O3、MgO、MnO 等。采用鋁鋯碳質浸入式水口澆鑄鋁鎮靜鋼時，由于浸入式水口耐火材料材質不純，高溫下，首先在耐材內發生反應:

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近年來連鑄浸入式水口正在向著高性能、多功能、長壽命的方向發展，但在研究和應用中也存在許多尚待解決的問題，本課題組針對浸入式水口澆鑄新技術，開展了多方面的研究。

1浸入式水口的特點

浸入式水口的主要功能是防止中間包注流的二次氧化和鋼水飛濺，避免結晶器保護渣卷入鋼液，調整中間包鋼水注入速度，改善注流在結晶器內的流動狀態和熱流分布。經過近幾十年的發展，浸入式水口在材質和結構上已經出現了多種類型，按照材質可分為熔融石英質、鋁碳質、鋁鋯碳質等，按照結構可分為直筒型、雙側孔型、四側孔型等。浸入式水口在材質和結構方面也已經有大量研究。

從反應式可以看出有Al2O3生成，Al2O3和水口緊密接觸，沉積在水口耐火材料上面形成致密的純Al2O3層。為達到穩定狀態，懸浮在鋼液中的Al2O3互相凝結成更大的顆粒，澆鑄過程中吸附在水口內壁上，造成水口堵塞。

隨著夾雜物在水口內壁上吸附，導致水口內徑變小，致使單位時間內鋼液流通量變小。為了保持恒定的鋼液流通量，需要抬高塞棒增大鋼液流通量，增大了操作復雜性，同時也影響了結晶器內流場和溫度場的穩定性，以及坯殼厚度( 在拉坯速度恒定的情況下，水口鋼液流量變小，導致坯殼厚度變薄，嚴重時甚至造成漏鋼) 。

但引入滑板控流系統后，由于滑板對鋼液的抑制、擠壓作用，使水口內鋼水出現擠壓又突然擴展的現象，進而先后產生壓縮、突擴、分離等流態，使浸入式水口內部、水口出口處以及結晶器內部的鋼液流動變得復雜，在結晶器中形成非對稱和非穩定流態，直接影響結晶器內鋼水中夾雜物、氣泡等的去除效率和效果，同時對鑄坯初凝殼的形成和均衡生長產生重要影響。

對于改善水口內壁的結瘤堵塞問題，除了從工藝操作上改進，如提高轉爐復吹效果和ＲH 碳脫氧來降低鋼液氧值，控制鋼包頂渣TFe 含量，優化精煉工藝等，現在已經研究出來很多水口內襯用材料，這些材料在防結瘤堵塞也取得很好的效果，只是這些材質造價比較高，沒有普及使用。許多研究者還開發了吹氣式、內腔環狀階梯式、X 形葉片式等防堵塞技術。

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