铝连铸连轧过程中铸嘴堵塞的原因与机理

沈吉¹，邓腾飞¹，姚振华²

1. 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室2. 武汉理工大学材料科学与工程学院

摘 要：建立仿真模型模拟了连铸连轧过程中铝液流经铸嘴时的温度场及速度场,试验研究了铸嘴材料与铝液在不同温度（850,900,950℃）反应不同时间（2,4,6,8,10h）后的形貌和成分,分析了铸嘴堵塞的机理。结果表明:在铝液流动过程中,铸嘴在铁板固定处的温度梯度比其他区域的高;铝液流速分布不均匀导致温度分布不均匀,与铸嘴壁接触区域的铝液温度较低,容易发生挂渣;高温铝液与铸嘴材料中的SiO₂发生置换反应生成Al₂O₃夹渣和单质硅,Al₂O₃的生成会增大铸嘴壁的表面粗糙度,同时会进入铝液使其黏度增大、流速变慢,不能及时冲刷掉铸嘴壁表面挂渣,使得铸嘴壁上的夹渣不断增多,最终导致铸嘴堵塞。

关键词：铝液;连铸连轧;铸嘴堵塞;有限元模拟;