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)量和種類傍菇,受鋼水冶煉工藝侨核、鋼水脫氧操作的初始氧含量迹蛤、脫氧劑種類谬晕、鋼水精煉結(jié)束后的全氧含量爹脾、冷卻速率以及變質(zhì)處理等因素的影響岩遗。
3.1 冶煉工藝對鋼中顯微夾雜物數(shù)量的影響
轉(zhuǎn)爐出鋼后吩坝,鋼水通常需要經(jīng)過二次精煉以控制鋼中的成分及夾雜物驾诈,并通過中間包缠诅、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乍迄、LF滴铅、RH、VD中的一種或幾種就乓,精煉工藝汉匙、中間包及結(jié)晶器對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精煉對鋼中顯微夾雜物數(shù)量的影響
在LF精煉過程中生蚁,氬氣通過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噩翠。同時,由于氣泡的上浮速率大于鋼中顯微夾雜物的上浮速率邦投,氣泡在上浮的過程中與鋼中的固態(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伤锚。氣泡上浮引起的鋼水流動和氣泡本身均有助于去除鋼中的夾雜物。生產(chǎn)實踐表明:鋼包吹氬和LF精煉對于鋼中顯微夾雜物的去除效果明顯志衣。例如:①通過改變鋼包底透氣磚的安放位置及氣體流量屯援,鋼中粒徑在0-2.5μm猛们、2.5-5μm、5-10μm以及>10μm的夾雜物數(shù)鞋均有不同程度的減少狞洋,減少程度隨夾雜物粒徑的變大而加勍涮浴;②LF精煉后吉懊,所取鋼樣中單位面積內(nèi)顯微夾雜物數(shù)量也有所減少庐橙。
3.1.2 RH處理對鋼中顯微夾雜物數(shù)量的影響
RH是將真空精煉與鋼水循環(huán)流動相結(jié)合的精煉設(shè)備。在精煉過程中借嗽,上升管支管中吹入的氬氣促進(jìn)真空室內(nèi)鋼水的流動态鳖,并捕獲、去除鋼水中的夾雜物恶导。RH在一定程度上可以起到去除鋼中顯微夾雜物的目的浆竭,且RH脫氧去除鋼中顯微夾雜物的效率與處理時間有關(guān)。在RH精煉后惨寿,鋼中顯微夾雜物數(shù)量密度有所減小兆蕉。吳華杰等的研究結(jié)果表明:RH真空處理開始后的14min,顯微夾雜物的數(shù)量急劇減少缤沦,與初始值相比夾雜物數(shù)量減少了28.87個/mm2虎韵,去除率達(dá)45.7%;處理25min后缸废,鋼中顯微夾雜物數(shù)量減少了37.23/mm2包蓝,去除率是59%,與14min相比企量,顯微夾雜物數(shù)量多去除13.3%测萎,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届巩,改變中間包的形狀或加大中間包的容積均可以延長鋼水的停留時間硅瞧;安裝擋渣墻(壩)來控制鋼水的流動狀況有利于鋼中顯微夾雜物的碰撞、長大和上浮恕汇。在正常澆注條件下腕唧,鋼水在中間包內(nèi)停留時間需達(dá)到8-10min,中間包才能起到促進(jìn)夾雜物上浮和穩(wěn)定注流的作用瘾英。衡陽鋼管廠連鑄圓坯生產(chǎn)過程中枣接,從LF到中間包夾雜物增加了5.71個/mm2。武鋼管線鋼LF精煉結(jié)束到中間包時顯微夾雜增加了0.84個/mm2缺谴,但鑄坯中夾雜物含量有所降低但惶。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/mm2。津西H型鋼在經(jīng)過中間包后,顯微夾雜物減少了6.82個/mm2膀曾。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县爬,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)范所致添谊。鋼水進(jìn)入中間包前需要有良好的保護(hù)氣氛财喳,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)量碉钠。此外纲缓,各鋼廠中間包去除夾雜物的效果有所差別卷拘,這與進(jìn)入中間包的鋼水質(zhì)量喊废、中間包形狀以及鋼水在中間包內(nèi)的停留時間均有關(guān)。中間包位于鋼水冶煉處理流程末端栗弟,加強(qiáng)中間包流場優(yōu)化和夾雜物去除方面的研究對于鋼中顯微夾雜物的控制有重要意義污筷。