夹杂物控制1.pptVIP

2 间接方法 由于存在成本、时间要求以及直接进行夹杂物测定时取样上的困难，在钢铁工业，钢洁净度一般用总氧含量、吸氮量和其他间接的方法来衡量。 总氧测定 钢中总氧是自由氧（溶解氧）和与非金属夹杂物的结合氧之和。 自由氧或称“活性”氧用定氧探头可以很容易的测量得到。 自由氧主要受与脱氧剂如Al之间的热力学平衡控制。 因为自由氧变化不大（在1600℃铝镇静钢时3～5ppm），总氧就可以用来间接衡量钢中氧化物夹杂总数量。 由于大型夹杂物在钢中所占比例不大，总氧含量可以真实反映出小氧化物夹杂的含量水平。 钢水试样测定的总氧含量与产品中条形缺陷发生率大体相关。 特别的，中间包试样通常用来表明洁净度，作为铸坯处理的依据。 浇铸过程中中间包钢水T[O]、大型夹杂及显微夹杂的变化 T[O] 大型夹杂 显微夹杂 浓度测量 对于低碳铝镇静钢，溶解铝减少也可以说明存在二次氧化。 然而因为Al也能被渣再次氧化，所以这个指标没有吸氮量衡量准确。 硅、锰的增加也能用来评估二次氧化过程。 内衬耐火材料观察 分析操作前后内衬耐火材料成分的变化能够用来估计夹杂物吸附于内衬以及内衬侵蚀情况。 同样，通过比较内衬材料和夹杂物成分，复合氧化物夹杂的起源能够和内衬耐火材料侵蚀联系起来。 渣成分测量 首先，分析操作前后渣成分变化能够用来估计渣吸附夹杂物的情况。 其次，通过渣和夹杂物成分的比较，复合氧化物夹杂的来源能够和卷渣联系起来。 然而由于取样上的困难，以及必须考虑热力学平衡上的变化，上述方法较为困难。 碱性包衬使用后的分析数据 ? MgO CaO Al2O3 SiO2 FeO 反应层 70/67.5 12.4/9.4 6.33/7.24 8.0/11.0 3.0/4.81 过渡层 71/66 15.1/16.0 1.07/1.91 9.33/11.2 0.55/0.52 原始层 69.8/66 18.5/18.2 0.83/0.84 10.6/10.9 0.20/0.46 示踪剂研究 氧化物示踪剂可以添加到钢包、中间罐、结晶器、模铸中注管、顶盖的内衬和渣中。 钢中典型夹杂物可用SEM和其他方法来分析。如果在这些夹杂物中发现了氧化物示踪剂，就可确定这些夹杂物的来源。 在钢包渣、中间包渣及中间包衬中加入示踪剂（钢包渣加入CeCO3、中间包渣加入LaCO3 、中间包涂料中加入SrO，加入量为5％ ）研究连铸坯中夹杂物的来源。 夹杂物检测和分析方法很多 各自存在自身的优点和缺点 常采用多种方法从不同的侧面对钢中夹杂物进行分析 夹杂物在线测量方法的开发极具意义 微细夹杂物及析出物定量分析方法有待完善 * * * 钢中非金属夹杂物控制工艺与理论 连铸过程夹杂物控制对策 钢中夹杂物检测 洁净钢概念 连铸坯夹杂物来源与分布 结语 钢中夹杂物控制原理 纯净钢 (purity steel): 当钢中杂质元素对钢的使用性能不存在危害时，这种钢可称为纯净钢。 ΣS+P+N+O+H总和水平： 60年代 ≤900 ppm 70年代 ≤800 ppm 80年代 ≤600 ppm 90年代 ≤100 ppm 2000年后 50 ppm 洁净钢基本概念 洁净钢 (clean steel): 当钢中夹杂物对钢的使用性能不构成危害，这种钢可称为洁净钢。 洁净钢基本概念 清洁度水平的发展 炼钢技术的发展（例如真空技术、钢液吹氩、喷吹等炉外精炼技术）和进一步完善（保护浇注、电磁搅拌技术等），钢中的总氧含量不断降低，夹杂物越来越少，钢水越来越“干净”，钢材性能不断改善。 1970－2000年钢中T[O]演变如图所示。 由于引入了炉外精炼技术，对于硅镇静钢，钢中T[O]可达15-20ppm，对铝镇静钢，T[O]可达到10ppm。而轴承钢T[O]由30ppm已经降到5ppm，疲劳寿命提高了100倍。 1970－2000年钢中平均T[O]水平 钢中T[O]与轴承钢寿命关系 高纯净钢对炼钢工艺要求: （1）去除杂质元素: 超低[C]：如汽车板； 超低[S]：如输气管线； 超低[N]：如铁素体不锈钢废气管，冷锻线棒材； 超低[P]：如高压容器钢板。 洁净钢基本概念 （2）去除夹杂物 超低[O]：如滚珠钢，汽车板； 形态控制：如拉拔钢丝，管线钢。 尺寸、分布控制 （3）成分控制 ●化学成分控制在窄的范围，性能均一。 由上述讨论，可得出以下认识： 纯净钢或洁净钢是一个相对概念； 某一杂质含量降低到什么水平决定于钢种和产品用途； 有害