連鑄坯非金屬是連鑄坯中的夾雜物，是一類連鑄坯缺陷。連鑄坯氧化物夾雜有二次氧化產物、耐火材料的侵蝕物和渣子的捲入、脫氧產物三種來源。
基本介紹
- 中文名：連鑄坯非金屬
- 外文名：non-metallic of continuous casting slab or billet
- 學科：冶金工程
- 領域：連鑄
- 來源：二次氧化產物等
- 類型：連鑄坯缺陷
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連鑄坯缺陷
評價連鑄坯質量，主要有4項指標，即鑄坯幾何形狀、表面質量、內部組織緻密度和鋼的清潔度。而這4項指標的好壞又與連鑄機設計、採取的工藝以及鑄坯凝固的特點密切相關。連鑄坯在澆鑄和凝固過程中經受冷卻、彎曲、矯直、拉引、夾持和鋼液靜壓頭等熱應力和機械應力的作用，使其容易產生各種裂紋缺陷，而連鑄坯的凝固特點使之易產生中心偏析和疏鬆等內部缺陷，再加上鋼水中的夾雜物在結晶器內上浮分離的條件總不如模鑄那么充分，特別是在整個澆鑄過程中造成鋼水污染的因素也較模鑄時複雜得多，因此，非金屬夾雜物，特別是大型夾雜物便成了危害連鑄坯質量的重要缺陷之一。但連續鑄鋼的突出特點是過程可以控制，加上迄今為止已弄清了幾乎所有的質量缺陷的成因，因此，可以直接採取有效的措施防止或減輕這些質量缺陷。一般將連鑄坯的缺陷分為3類，即表面缺陷、內部缺陷和形狀缺陷。
連鑄坯非金屬特點
與模鑄相比，連鑄過程中鋼中非金屬夾雜物行為的特點是：
（1）連鑄時鋼水流程長，中間罐水口的耐火材料，中間罐覆蓋劑，結晶器保護渣等均可成為鑄坯中夾雜物來源；
（2）水口直徑小（小方坯定徑水口僅為十幾毫米），澆注時間長，二次氧化嚴重；
（3）結晶器注流的強制對流運動會把夾雜物帶到液相穴深處，上浮困難。因此，一般來說連鑄坯中的氧化物夾雜比鋼錠中要嚴重些。
連鑄坯非金屬來源
連鑄坯氧化物夾雜主要來源有如下：
（1）二次氧化產物。澆注過程中鋼水與空氣、耐火材料以及保護渣的反應產物，這些夾雜物都是以顆粒直徑大（>50μm）弱脫氧元素（Mn·Si）含量較多為特徵的。
（2）耐火材料的侵蝕物和渣子的捲入。這類夾雜顆粒直徑一般為100～300μm，含有爐渣及耐火材料的特徵元素（如Na、K、Zr等），但其成分又和原始的耐火材料和爐渣成分不完全相同。
（3）脫氧產物。這類夾雜物組成主要決定於脫氧劑類型，矽鎮靜鋼脫氧產物主要是矽酸鹽（MnO·SiO2），熔點低呈液態球型，在鋼水中容易上浮排除；對鋁鎮靜鋼，當鋼中酸溶鋁[Al]s<0.007%，其夾雜物為鋁酸鹽（如MnO·SiO2·Al2O3）；當[Al]s>0.007%就有單獨的Al2O3生成；[Al]s>0.02%時，脫氧產物全部為Al2O3。Al2O3熔點高（2050℃），在鋼中呈雲霧狀或串簇狀分布，當量直徑可達數百微米。連鑄坯中的大型氧化物夾雜中脫氧產物不是主要的。
上述夾雜物來源在連鑄坯夾雜物中所占比重是：中間罐耐火材料和包渣占30.4%，捲入渣子占25%，空氣二次氧化占35%，水口熔損占9.6%。
連鑄坯非金屬分布
沿鑄坯長度方向，鑄坯頭部、多爐連澆的連線部以及鑄坯尾部的氧化物夾雜量明顯高於正常澆注時的鑄坯中部；沿鑄坯橫斷面，立式連鑄機鑄坯橫斷面夾雜物分布均勻；弧形連鑄機沿鑄坯厚度方向從內弧到外弧夾雜物分布是不均勻的，在距內弧表面鑄坯厚度約1/4處有氧化物夾雜物的聚集，峰值的大小和位置主要決定於機型、拉速、浸入式水口結構等。內弧側夾雜物聚集是鑄坯質量的一個弱點。為避免弧形連鑄機內弧夾雜物聚集，設計帶直立段（2～3m）的立彎式連鑄機是一個解決辦法
