隨著連鑄工藝的改進和耐火材料的開發,連鑄過程中耐火材料的使用壽命有了顯著提高,但是,澆鑄過程中高熔點化合物在耐火材料表面吸附結瘤的問題仍然存在,在澆鑄鋁鎮靜鋼、含鈦鋼時尤為嚴重。已有研究表明,耐火材料壁面的結瘤物并不是單一的物質,還含有許多復雜的高熔點物質。對鎂質鋼包耐火材料結瘤物分析可知,夾雜物以CaO-Al2O3-SiO2類為主;對使用后的鎂質中間包耐火材料結瘤物分析可知,夾雜物以尖晶石和剛玉為主。
科研工作者研究鋼液中Al2O3夾雜物在MgO壁面結瘤過程,建立Al2O3夾雜物和MgO壁面的化學反應吸附模型。
模型分析結果表明,耐火材料壁面粗糙度為3μm,夾雜物與壁面接觸時間為2×10-6s,化學反應生成的MgAl2O4可以使半徑小于42μm的夾雜物顆粒吸附在壁面上;半徑為5μm的夾雜物顆粒受到的化學吸附力在5×10-6s時間內由1.3×10-6增加到2.8×10-6N;尺寸小于3μm的夾雜物顆粒非常容易結合在一起,引發結瘤問題。模型的分析結果與實際生產結果相吻合,具有較好的適用性。