含钛不锈钢夹杂物对浸入式水口堵塞的影响

含钛无锡不锈钢由于Ti的添加而固定了C和N等间隙原子，从而具有较好的晶间耐腐蚀能力，被广泛应用于汽车工业。然而，钛的添加还会给生产过程和产品质量带来不利的影响，钛的氮化物和氧化物会加重连铸结晶器浸入式水口内壁的夹杂物或金属附着从而造成水口堵塞，对连铸过程中多炉连浇的正常生产带来严重影响，最终影响铸坯和钢材的质量。

北京科技大学的学者采用扫描电镜(SEM)和FactSage热力学软件计算等方法研究了AISI321含钛无锡不锈钢连铸过程中浸入式水口堵塞的形成原因。试验结果表明：水口堵塞物主要分为3层，第1层为水口耐材表面的冷钢层，由TiN的氧化或钢液中Ti对耐材中SiO2还原而生成的TiO2导致钢液凝固形成；第2层为紧挨着冷钢层表面的呈树枝状堵塞物层，由富含CaO•TiO2的CaO•TiO2-MgO•Al2O3复合夹杂物组成，主要是钢液中夹杂物的不断累积而引起；第3层为靠近钢液一侧的大量冷钢层，由含有MgO•Al2O3核心的TiN和冷钢组成，由于钢液中的MgO•Al2O3诱导TiN析出，从而促进钢液凝固而形成复合TiN夹杂物。

通过对形成原因的探究，可采取以下措施来解决水口堵塞问题：降低钢中碳和氮含量，降低钛的添加量；降低水口耐材中的SiO2含量；提高钢液的洁净度，尤其是对CaO•TiO2类夹杂物的去除;精炼过程中通过钢液控铝和钙处理对CaO•TiO2类夹杂物变性，形成低熔点液态夹杂物。