外加电流对钢中夹杂物影响的研究进展

钢中夹杂物的控制及去除一直是冶金界研究的热点问题。在对国内外相关文献综合分析的基础上,简要回顾了夹杂物在钢液中的危害及夹杂物的常规去除方法,介绍了外加电流的电流形式及通电方式,综合阐述了利用外加电流控制钢中夹杂物形貌、尺寸和迁移的研究现状。同时,对外加电流在防止浸入式水口堵塞方面的应用进行了分析。外加电流可促使钢液中夹杂物细化、团聚或者形变,产生何种效应取决于具体试验条件及施加电流的参数。另外,利用外加电流对夹杂物的迁移效应,在防止浸入式水口堵塞方面得到了应用。目前,外加电流作用于钢中夹杂物的机理并未形成统一的认识,还需进一步研究。     

金属和夹杂物在连铸ZrO2—CaO—C浸入式水口沉积的机理

通过实验室试验，研究了金属和氧化铝在ＺｒＯ２－ＣａＯ－Ｃ耐火材料上的沉积条件（ 相对于Ａｌ２Ｏ３－Ｃ耐火材料），结果概述如下：（１）以前报道了 ，铝含量低或氧化铝夹杂物少的时候，和ＡＧ比ＺＣＧ耐火材料更不易沉积。正相反，就某些铝和非金属夹杂物含量来说，ＺｒＯ２－ＣａＯ－Ｃ耐火材料比ＡＧ更容易沉积。（２）沉积可能分两步，第一步是浸入钢水很短时间内，在热面上形成氧化薄膜层（网状氧化铝），第二步是非金属     

轴承钢中夹杂物分析

对轴承钢热轧板中的夹杂物以及浇铸过程结晶器浸入式水口上的结瘤物进行了电镜检测.发现轧板试样中夹杂物类型主要是TiN、MgO·Al₂O₃和MnS以及少量的CaS,尺寸大多在20μm以内,除此之外,还观察到一些大尺寸MgO·Al₂O₃和Al₂O₃夹杂物及其伴生的裂纹.通过对水口结瘤物的检验分析,发现结瘤物主要以MgO·Al₂O₃尖晶石类夹杂物为主,还有少量的MgO-Al₂O₃-CaO系夹杂物,此外还含有部分凝钢.结瘤物成分与钢水中氧化物夹杂一致,因此推测水口结瘤产生原因为钢液中的固态氧化物夹杂在浇注过程中在水口上的聚集沉淀,轧板中大尺寸夹杂可能是由水口结瘤物剥落造成.     

高等级齿轮钢夹杂物控制技术研究

非钙处理齿轮钢钢中夹杂物主要是高熔点夹杂物,在连铸过程容易堵塞水口,导致连浇炉数偏低,成品容易出现大型B类夹杂物。通过优化合金种类及加入方式、精炼炉渣成分、VD真空处理及中间包保护浇铸,连浇炉数由不超过2炉提高到6炉,成品B类夹杂物由3. 0级以上降低至0. 5级以内。     

不锈钢连铸浸入式水口的堵塞类型及堵塞机理

据日刊《CAMP-ISIJ》报道：由于不锈钢合金含量高且合金元素种类多，钢液粘度较大且夹杂物不易排除，除了影响铸坯和钢材质量外，还会加重连铸结晶器浸入式水口内壁的夹杂物或金属附着而造成水口堵塞，影响多炉连浇生产的正常进行。为此，川崎公司通过对水口内壁上夹杂物的凝聚粘附研究，查明了水口堵塞类型及机理。     

连续铸钢过程中水口沉积与夹杂物组成的关系

我们对本厂两个连铸机的浸入式水口的水口沉积物作了一次彻底的性能测试。并对加硫钢和低硫钢的这些沉积物的不同来源作了分析讨论。在大多数情况下，这些沉积物与存在于钢中的非金属夹杂的组成紧密关联。在低硫钢中，出钢后仅观察到氧化铝夹杂。而     

连铸Ca处理钢水过程中夹杂物粘附浸入式水口的机理

调查了连铸Ca处理钢水过程中 ,引起浸入式水口堵塞的夹杂物粘附的实际状态 ,同时进行了氧化铝粘附模型实验。根据实验结果 ,研究了在连铸Ca处理钢水时 ,浸入式水口内壁发生夹杂物粘附的机理。结果发现 ,在连铸Ca处理钢水过程中 ,迅速堵塞的浸入式水口内壁粘附着固态CaO·6Al2 O3 与熔融TiO2 ·CaO·Al2 O3 的混合物 ,其来源是钢水中的CaO·6Al2 O3 。在氧化铝粘附模型实验中 ,当Al2 O3 颗粒没有被CaO改性为液体氧化物时 ,Al2 O3 之间会形成TiO2 ·CaO·Al2 O3 液体连接桥并迅速在水口内粘附凝结。熔融TiO2 ·CaO·Al2 O3 液体连接桥的连接粘附力比范德瓦尔斯力和钢水表面张力所产生的粘附力大。当夹杂物没有因Ca处理而充分改性时 ,可以认为钢水中生成的CaO·6Al2 O3 会因熔融TiO2 ·CaO·Al2 O3 的粘结作用而迅速粘附在水口内壁 ,即使在浸入式水口内钢水流动的情况下 ,夹杂物也没有脱落 ,仍保持粘附状态。     

钢中外来夹杂物特征的研究

皮下夹杂是造成表面裂纹的原因之一。为了查清皮下夹杂的来源，通过对钢中添加保护渣，耐火材料，炉渣和模内残留物这4种加入物的特征和形成的规律观察及研究。对夹杂物的来源作出判断依据。     

通过气泡上浮除去钢水中夹杂物的水模型研究

夹杂物会对钢质量产生有害影响。除去钢水中尽可能多的夹杂物是炼钢操作的主要目的之一。冶金科技界开发了许多方法来除去钢水中的夹杂物。喷吹气体通常用于二次精炼和连铸过程。例如：钢包氩气处理、RH真空脱气以及通过连铸结晶器的浸入式水口喷吹气体。这些工艺的开发主要为了创造两个条件：细小气泡和混合良好。细小气泡提供大的气，液界面以及夹杂物与气泡接触的机率大。混合好可提高杂质传递的效率。     

钢中稳定夹杂物分量的测定

提出了采用分光光度和原子吸收相结合的技术测量钢中稳定夹杂物分量ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＦｅＯ、ＭｎＯ的方法。     

加热过程钢中夹杂物演变的研究进展

 夹杂物的控制一直是洁净钢领域研究的重要课题,对保证钢材质量和产品性能至关重要。近年来,对夹杂物的研究已由传统的精炼、连铸等工序中的调控扩展到再加热、热轧等热加工过程。为了充分认识再加热过程钢中夹杂物的演变行为,得到加热过程夹杂物的控制策略,综述了国内外关于加热过程钢中MnS、TiN和氧化物等夹杂物演变的研究现状,分别从加热过程夹杂物形貌、尺寸、成分变化以及夹杂物演变机理等几个方面进行了总结介绍,展望了加热过程夹杂物演变在氧化物冶金技术中的利用,以期为夹杂物在铸坯热加工过程的控制研究和热加工工艺的合理调控提供参考。     

钢中夹杂物含量及其形态对钢力学性能的影响

在实验室１６ｋｇ真空感应炉上对铝镇静钢水用ＣａＯ－ＣａＦ２－Ａｌ和ＣａＯ－ＣａＦ２－Ａｌ－Ｃａ进行精炼处理，降低了钢中硫含量和总氧含量，研究了钢中氧化物和硫化物夹杂的含理及其形态对钢力学性能，尤其是冲击韧性的影响。钢水经钙处理后，钢中硫含量和总氧含量都可降低到１０ｐｐｍ以下，且钢中Ａｌ２Ｏ３和ＭｎＳ夹杂物能完全转变成硫化钙和铝酸钙，钢的转变温度低于－６０℃，而且钢的各向异性消失。     

脱氧工艺对钢中夹杂物的影响

为明确不同脱氧剂加入顺序对钢中夹杂物的影响,对夹杂物的形成进行了热力学分析,并在1 873K下,在MoSi2电阻炉上用φ70 mm×100 mm MgO坩埚开展了2炉低碳合金钢A冶炼实验.热力学计算表明,Si-Mn脱氧主要形成SiO2夹杂物及少量2MnO· SiO2复合化合物,A1-Si脱氧主要形成Al2O3夹杂物,实验结果与热力学计算相互吻合.实验结果表明,先采用Si-Mn脱氧的1号工艺与先采用Al脱氧的2号工艺相比,夹杂物尺寸和面积百分比均较低.1号工艺终点夹杂物总数为168个/μm2,小于1.5φm的夹杂物占70％以上,夹杂物平均直径为1.2um.先弱脱氧后强脱氧的工艺更利于夹杂物的控制.     

中碳钢连铸过程中碳质水口结瘤现象的研究

研究了中碳钢连铸方坯生产过程中浸入式水口发生结瘤现象的原因和防止结瘤的方法.用SEM对水口结瘤物成分进行了分析,对采集的钢包、中间包及铸坯的钢样中夹杂物进行了观察,并对整个铸坯断面进行了定氧分析及对水口结瘤情况进行了数字模拟.结果表明,水口处结瘤物的来源主要是钢中Al2O3夹杂物和钢液对钢包和中间包内衬的侵蚀,并提出了解决中碳钢连铸水口结瘤问题的办法.     

夹杂物对钢的拉拔性能影响

对Q235钢盘条进行了非金属夹物分析和力学性能测试，结果表明，钢中夹要物对盘条拉拔性能影响明显，是引起盘条拉拔断裂的主要内在原因。     

连铸浸入式水口结瘤和堵塞的原因分析及控制措施

分析了浸入式水口结瘤物、堵塞物的结构和大致化学成分,介绍了水口内壁结瘤和堵塞的多种原因,并从改善水口材质及结构、减少夹杂物或改性夹杂物、优化局部钢水流动状态和施加外场4个方面总结了抑制水口结瘤和堵塞的措施。     

钢中外来夹杂物特征的研究

皮下夹杂是造成表面裂纹的原因之一。为了查清皮下夹杂的来源，通过对钢中添加保护渣、耐火材料、炉渣和模内残留物这四种加入物的特征和形成的规律观察和研究，对夹杂物的来源作出判断依据。     

从钙处理到凝固钢中夹杂物改性及析出热力学研究

钙处理是使钢中氧化物和硫化物夹杂转化成对钢的性能有利的无害夹杂很好的方法。通过钙使固体AlO2半状物转化成液体铝酸钙，从而避免铝脱氧钢连铸期间水口堵塞。钙处理也是改进钢的机械加工性的一种重要方法，增加硫含量可进一步改进机械加工性。然而，加硫钢由于缺乏氧化物的改性以及形成容易堵塞水口的固体硫化钙而出现学浇注问题。