3 鋼中顯微夾雜物的影響因素
鋼材中最終存在的顯微夾雜的粒徑、數(shù)量和種類，受鋼水冶煉工藝、鋼水脫氧操作的初始氧含量、脫氧劑種類、鋼水精煉結(jié)束后的全氧含量、冷卻速率以及變質(zhì)處理等因素的影響。
3.1 冶煉工藝對(duì)鋼中顯微夾雜物數(shù)量的影響
轉(zhuǎn)爐出鋼后，鋼水通常需要經(jīng)過(guò)二次精煉以控制鋼中的成分及夾雜物，并通過(guò)中間包、結(jié)晶器和連鑄機(jī)澆鑄成坯。精煉操作一般選用鋼包吹氬、LF、RH、VD中的一種或幾種，精煉工藝、中間包及結(jié)晶器對(duì)鋼水中顯微夾雜物數(shù)量的影響有所差別。
3.1.1 鋼包吹氬和LF精煉對(duì)鋼中顯微夾雜物數(shù)量的影響
在LF精煉過(guò)程中，氬氣通過(guò)安置于鋼包底部的透氣磚形成氣泡進(jìn)入鋼包而起到攪拌鋼水的作用。同時(shí)，由于氣泡的上浮速率大于鋼中顯微夾雜物的上浮速率，氣泡在上浮的過(guò)程中與鋼中的固態(tài)夾雜物碰撞吸附并將夾雜物帶到渣鋼界面使其被熔渣吸收。氣泡上浮引起的鋼水流動(dòng)和氣泡本身均有助于去除鋼中的夾雜物。生產(chǎn)實(shí)踐表明：鋼包吹氬和LF精煉對(duì)于鋼中顯微夾雜物的去除效果明顯。例如：①通過(guò)改變鋼包底透氣磚的安放位置及氣體流量，鋼中粒徑在0-2.5μm、2.5-5μm、5-10μm以及＞10μm的夾雜物數(shù)鞋均有不同程度的減少，減少程度隨夾雜物粒徑的變大而加??；②LF精煉后，所取鋼樣中單位面積內(nèi)顯微夾雜物數(shù)量也有所減少。
3.1.2 RH處理對(duì)鋼中顯微夾雜物數(shù)量的影響
RH是將真空精煉與鋼水循環(huán)流動(dòng)相結(jié)合的精煉設(shè)備。在精煉過(guò)程中，上升管支管中吹入的氬氣促進(jìn)真空室內(nèi)鋼水的流動(dòng)，并捕獲、去除鋼水中的夾雜物。RH在一定程度上可以起到去除鋼中顯微夾雜物的目的，且RH脫氧去除鋼中顯微夾雜物的效率與處理時(shí)間有關(guān)。在RH精煉后，鋼中顯微夾雜物數(shù)量密度有所減小。吳華杰等的研究結(jié)果表明：RH真空處理開(kāi)始后的14min，顯微夾雜物的數(shù)量急劇減少，與初始值相比夾雜物數(shù)量減少了28.87個(gè)/mm2，去除率達(dá)45.7%；處理25min后，鋼中顯微夾雜物數(shù)量減少了37.23/mm2，去除率是59%，與14min相比，顯微夾雜物數(shù)量多去除13.3%，去除效率減弱。
3.1.3 中間包中顯微夾雜物數(shù)量變化情況
高質(zhì)量潔凈鋼的生產(chǎn)要求中間包功能多樣化，改變中間包的形狀或加大中間包的容積均可以延長(zhǎng)鋼水的停留時(shí)間；安裝擋渣墻(壩)來(lái)控制鋼水的流動(dòng)狀況有利于鋼中顯微夾雜物的碰撞、長(zhǎng)大和上浮。在正常澆注條件下，鋼水在中間包內(nèi)停留時(shí)間需達(dá)到8-10min，中間包才能起到促進(jìn)夾雜物上浮和穩(wěn)定注流的作用。衡陽(yáng)鋼管廠連鑄圓坯生產(chǎn)過(guò)程中，從LF到中間包夾雜物增加了5.71個(gè)/mm2。武鋼管線鋼LF精煉結(jié)束到中間包時(shí)顯微夾雜增加了0.84個(gè)/mm2，但鑄坯中夾雜物含量有所降低。天津鋼管廠高壓鍋爐鋼從VD到中間包顯微夾雜物減少了2.29個(gè)/mm2。津西H型鋼在經(jīng)過(guò)中間包后，顯微夾雜物減少了6.82個(gè)/mm2。結(jié)合文獻(xiàn)分析可以得出：中間包具有良好的顯微夾雜物去除效果，部分鋼廠中間包內(nèi)夾雜物數(shù)量增加是由于鋼水上邊氣氛保護(hù)措施不完善，操作不規(guī)范所致。鋼水進(jìn)入中間包前需要有良好的保護(hù)氣氛，以避免鋼水被氧化而造成夾雜物數(shù)量增加，進(jìn)而影響鋼材質(zhì)量。此外，各鋼廠中間包去除夾雜物的效果有所差別，這與進(jìn)入中間包的鋼水質(zhì)量、中間包形狀以及鋼水在中間包內(nèi)的停留時(shí)間均有關(guān)。中間包位于鋼水冶煉處理流程末端，加強(qiáng)中間包流場(chǎng)優(yōu)化和夾雜物去除方面的研究對(duì)于鋼中顯微夾雜物的控制有重要意義。
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