100 No addition 0.68 wt%T.Ca 0.92 wt%T.Ca 1.22 wt%T.Ca CaO 60 AlO 9 20 0 Mgo 1 10 T.Ca in steel ppm 图6钢中钙含量和夹杂物成分随着加入含钙不同的硅铁合金的变化 Fig.6 Variation in the calcium content and the composition of inclusions in the steel with the addition of ferrosilicon alloy containing different calcium contents 2.2夹杂物尺寸的变化 图7为硅铁合金的加入对钢中不同尺寸和不同成分夹杂物数量的影响。由图7(a)可知，当钢中加 入硅铁合金后，钢中生成大量<3m的夹杂物，>4m的夹乐物数量降低。图7(b)中的点和线分别代 表实验检测结果和高斯函数拟合结果，图中横坐标为杂物中CO含量，纵坐标为相应夹杂物数密度。 根据图7(b)可得，不同CO含量的夹杂物的数密度分布符合正态分布函数关系：此外，由图6和图 7(b)可知，当钢液中加入某种硅铁合金时，高斯函数拟合曲线峰值位置对应的CO含量和所有实际检 测的夹杂物中平均CaO含量接近，这进一步说阴不同CaO含量的夹杂物的数密度呈正态函数分布。当钢 中加入硅铁合金后，钢中含CO含量夹杂物数量明显增加。当加入钙含量为0.68wt%和0.92wt%硅铁合 金时，钢中主要生成尺寸<3m的CaO含量为0~20wt%的夹杂物；当加入钙含量为1.22wt%硅铁合金时， 钢中主要生成尺寸<3μm的Ca0含量为20~60wt%的夹杂物。 930 20 (a) No addition (b) No addition 0.68 wt%T.Ca 0.68 wt%T.Ca 28 0.92 wt%T.Ca Points:Measurement 0.92 wt%T.Ca 22 wt%T.Ca 15 Lines:Gaussian function fitting △1.22wt%T.Ca 26 10 10 ⊙ Diameter of incsioes/ 2.3 3-4 4.5 >5 10 20 30 40 50 60 70 Diameter of inclusions /um CaO content in inclusions wt% 图7硅铁合金的加入对钢中不同尺寸和不同成分夹杂物数量的影响.()不同尺寸：(b)不同成分 Fig.7 Effect of the addition of ferrosilicon alloy on the number of inclusions in the steel:(a)different size;(b)different composition 图8为采用高分辨率场发射扫描电镜观察到的浸入式水口结瘤物三维形貌。水口结瘤物主要呈珊瑚 6
0 20 40 60 80 100 0.68 wt% T.Ca 0.92 wt% T.Ca 1.22 wt% T.Ca MgO Al2O3 Composition of inclusions / wt% CaO 1 3 4 10 T.Ca in steel / ppm No addition 图 6 钢中钙含量和夹杂物成分随着加入含钙不同的硅铁合金的变化 Fig.6 Variation in the calcium content and the composition of inclusions in the steel with the addition of ferrosilicon alloy containing different calcium contents 2.2 夹杂物尺寸的变化 图 7 为硅铁合金的加入对钢中不同尺寸和不同成分夹杂物数量的影响。由图 7（a）可知，当钢中加 入硅铁合金后，钢中生成大量<3 μm 的夹杂物，>4 μm 的夹杂物数量降低。图 7（b）中的点和线分别代 表实验检测结果和高斯函数拟合结果，图中横坐标为夹杂物中 CaO 含量，纵坐标为相应夹杂物数密度。 根据图 7（b）可得，不同 CaO 含量的夹杂物的数密度分布符合正态分布函数关系；此外，由图 6 和图 7（b）可知，当钢液中加入某种硅铁合金时，高斯函数拟合曲线峰值位置对应的 CaO 含量和所有实际检 测的夹杂物中平均 CaO 含量接近，这进一步说明不同 CaO 含量的夹杂物的数密度呈正态函数分布。当钢 中加入硅铁合金后，钢中含 CaO 含量夹杂物数量明显增加。当加入钙含量为 0.68 wt%和 0.92 wt%硅铁合 金时，钢中主要生成尺寸<3 μm 的 CaO 含量为 0~20 wt%的夹杂物；当加入钙含量为 1.22 wt%硅铁合金时， 钢中主要生成尺寸<3 μm 的 CaO 含量为 20~60 wt%的夹杂物。 1-2 2-3 3-4 4-5 >5 0 5 10 15 26 28 30 N u mber density of inclusions / (#·m m -2 ) No addition 0.68 wt% T.Ca 0.92 wt% T.Ca 1.22 wt% T.Ca Diameter of inclusions / μm (a) 0 10 20 30 40 50 60 70 0 5 10 15 20 No addition 0.68 wt% T.Ca 0.92 wt% T.Ca 1.22 wt% T.Ca N u mber density of inclusions / (#·m m -2 ) CaO content in inclusions / wt% Points: Measurement Lines: Gaussian function fitting (b) 图 7 硅铁合金的加入对钢中不同尺寸和不同成分夹杂物数量的影响. (a) 不同尺寸; (b) 不同成分 Fig.7 Effect of the addition of ferrosilicon alloy on the number of inclusions in the steel: (a) different size; (b) different composition 图 8 为采用高分辨率场发射扫描电镜观察到的浸入式水口结瘤物三维形貌。水口结瘤物主要呈珊瑚 6 录用稿件，非最终出版稿
状，而在高放大倍数进行观察发现，结瘤物是由<5μm的高熔点固相MgO-Al2O3和CaO-AlO3-(MgO)小颗 粒粘结在一起形成，呈簇状。对于在浸入式水口出钢口上方110mm、190mm和520mm处内侧取的结瘤 物样品，每个样品随机选择50个夹杂物进行成分统计，统计结果如图9所示，浸入式水口不同位置处结 瘤物成分几乎一致，结瘤物平均成分为64.40wt%Al2O3-24.58wt%Mg0-11.02wt%Ca0。 (a) (b) c Mgo 278W1% 15.2wt9%6 Mgo 5.0 wt% Al:O, 70.2wt% Al.Og 41.9wt9% A1:0680wt% Cao 20t% C.0 42.9wt9%6 21.0t 图8浸入式水口结瘤物三维形貌(aMg0-Al,0-(CaO,b)Mg0-Al,0,Cao()CaO-AI,0MgO) Fig.8 Three-dimensional morphologies of clogging materials on the submerged entry nozzle:(a)MgO-Al2O:-(CaO):(b) MgO-Al,O:-CaO:(c)CaO-Al,O:-(MgO) 0 100 1873K liquidus 110 mm above the outlet 3 190 mm above the outlet 520 mm above the outlet Mgo/wt% 50, 75、 25 100 0 0 25 50 75 100 ALO,/wt% 图9浸入式水口不同位置处结瘤物成分 Fig.9 Composition of clogging materials at different locations of the submerged entry nozzle 图10为加入不同类型硅铁条件下钢中夹杂物成分和水口结瘤物成分对比。浸入式水口结瘤物主要由 <5m的固相MgO-Al2Q3和CaO-Al2O,类夹杂物组成，结瘤物中粘结颗粒的尺寸、成分和钢液中加入硅铁 后形成的夹杂物都相似◆说明钢中加入硅铁合金生成的小尺寸固相CO-A12O,类夹杂物会粘附于浸入式水 警面而引起水分· 7
状，而在高放大倍数进行观察发现，结瘤物是由<5 μm 的高熔点固相 MgO·Al2O3和 CaO-Al2O3-(MgO)小颗 粒粘结在一起形成，呈簇状。对于在浸入式水口出钢口上方 110 mm、190 mm 和 520 mm 处内侧取的结瘤 物样品，每个样品随机选择 50 个夹杂物进行成分统计，统计结果如图 9 所示，浸入式水口不同位置处结 瘤物成分几乎一致，结瘤物平均成分为 64.40 wt% Al2O3-24.58 wt% MgO-11.02 wt% CaO。 图 8 浸入式水口结瘤物三维形貌. (a) MgO-Al2O3-(CaO); (b) MgO-Al2O3-CaO; (c) CaO-Al2O3-(MgO) Fig.8 Three-dimensional morphologies of clogging materials on the submerged entry nozzle: (a) MgO-Al2O3-(CaO); (b) MgO-Al2O3-CaO; (c) CaO-Al2O3-(MgO) 0 25 50 75 100 0 25 50 75 100 0 25 50 75 100 1873 K liquidus 110 mm above the outlet 190 mm above the outlet 520 mm above the outlet Al2O3 / wt% 图 9 浸入式水口不同位置处结瘤物成分 Fig.9 Composition of clogging materials at different locations of the submerged entry nozzle 图 10 为加入不同类型硅铁条件下钢中夹杂物成分和水口结瘤物成分对比。浸入式水口结瘤物主要由 <5 μm 的固相 MgO·Al2O3和 CaO-Al2O3类夹杂物组成，结瘤物中粘结颗粒的尺寸、成分和钢液中加入硅铁 后形成的夹杂物都相似，说明钢中加入硅铁合金生成的小尺寸固相 CaO-Al2O3类夹杂物会粘附于浸入式水 口壁面而引起水口结瘤。 7 录用稿件，非最终出版稿