钢中非金属夹杂物存在状态的不确定性与检测

本文探讨了钢中非金属夹杂物存在状态的不确定性和检测问题。结果表明,钢中非金属夹杂物的状态是不确定的,其存在的位置受工艺条件、钢水流动等因素变化的影响;形成的颗粒在三维方向上都有成分偏析,因而平面的能谱分析结果不能确切地得出该颗粒各元素成分的平均值;现在检测钢中非金属夹杂物的手段和方法都有局限性,因此不能确切地知道一个夹杂物颗粒或簇团的立体形态,其尺寸大小只能估计;钢中非金属夹杂物的这种不确定状态源于其形成、移动和凝聚都没有规则,这是一种自然的现象,可以用近代物理学的分形理论来解释;由已检非金属夹杂物中所得     

非金属夹杂物三维形貌及其包裹的非夹杂物颗粒物来源分析

钢中非金属夹杂物的分离提取过程,需要解决外来因素的干扰问题,准确判断是否来源于钢中,是夹杂物检测与表征方法的重点。分析了在实验室环境下,以U75V重轨钢为代表,采用酸溶法和非水溶液电解法分离提取出钢中非金属夹杂物,利用扫描电镜对夹杂物的基本形貌和成分进行了系统的分析研究。结果表明,利用电磁搅拌装置的酸溶法能有效得到耐酸类的夹杂物形貌和成分,其最佳溶液配比为盐酸(1+1);采用非水溶液电解法能够得到耐酸类和不耐酸类的微米和纳米尺度的非金属夹杂物,电解时间控制在8～10 h。与此同时,U75V重轨钢的酸溶和电解法分析结果表明,夹杂物中存在大尺寸不规则状的颗粒物,经分析判断该类是外来的颗粒物,被定义为非夹杂物,主要来源于空气中、自来水、干燥箱和电解槽内等,其成分为MgO、CaO、SiO₂和Al₂O₃,与钢中的氧化物夹杂物成分接近,从而对生产过程中控制夹杂物的措施易造成不准确的指导。因此,在分离提取钢中夹杂物的过程中,需要严格的保护操作,杜绝不利因素的干扰,准确得到钢中夹杂物的三维形貌、尺寸、化学成分等详细信息,能够为工艺改进或实验研究提供有效的支持。     

低合金钢中非金属夹杂物的综合表征

低合金钢中非金属夹杂物的表征过程中,需要解决夹杂物分析的代表性和准确性问题。本文提出了夹杂物的综合表征方法：从不同产品、不同工艺的样品入手,明确所需表征的目标夹杂物;采用一种或多种恰当的表征技术对目标夹杂物进行全面的分析;通过在一定视场内夹杂物颗粒数量、尺度大小的计算,能够得到单位体积或单位面积下的夹杂物数量以及粒径分布。应用实例表明,对目标夹杂物进行综合表征,从形貌、化学组成、析出方式、数量、粒径分布等方面着手,寻求这些结果与产品性能或工艺改进的关系,并确定目标夹杂物的表征特性,能够为产品研发或工艺研究提供有效的支持。     

板坯连铸过程中的非金属夹杂物形态研究

针对安钢Ｒ６ｍ全弧型板坯连铸机生产中的板表面出现大片非金属夹杂物的问题，通过电解方法提取连铸过程各阶段中的非金属夹杂物。进行粒度分析，找出了连铸过程中非金属夹杂物的含量及粒度变化趋势，指出铸坯中的大颗粒夹杂物是由于中间包钢液中的大颗粒夹杂物被卷入的，通过改善中间包钢水流场可以减少铸坯中的大颗粒非金属夹杂物。     

铝镇静钢中非金属夹杂物二维和三维形态差异的试验研究

以Al镇静钢中非金属夹杂物为研究对象,比较用金相法和提取法观察夹杂物二维和三维形态的不同及其优缺点.研究表明:采用以甲醇为主要溶剂的有机溶液体系提取钢中夹杂物,可得到完整三维形貌的团簇Al2O3；与传统金相法相比,可以无损伤提取并得到夹杂物完整三维形貌、结构和外部成分,对于有效控制夹杂物的形貌和成分进而去除有害非金属夹杂物有重要参考价值,但提取法无法得到夹杂物内部的信息；金相法可以弥补提取法的部分不足,通过金相法观察钢中非金属夹杂物可以得到夹杂物某一截面的内部信息,对于判断夹杂物形成及转变过程具有很重要作用,因此合理结合两种夹杂物分析方法可以有效地得到夹杂物的多方面信息,对有效控制夹杂物提供理论和实践基础.     

钢液中非金属夹杂物碰撞、长大的研究进展

 随着对钢质量要求的不断提高,对钢液中非金属夹杂物去除也提出了更高的要求。碰撞、长大是去除钢液中小粒径夹杂物的有效方法。针对钢液中非金属夹杂物碰撞、长大的最新研究,分析了不同碰撞机制下,非金属夹杂物的碰撞、长大情况,探讨了钢液中非金属夹杂物碰撞团聚的机制。数值模拟是研究钢液中非金属夹杂物碰撞、长大的一个重要方向。结合相关研究的最新进展,展望了今后的发展趋势。     

关于钢洁净度指数的讨论

首先从高品质钢的洁净化、精准化、均质化和细晶化四个方面引申出了钢中非金属夹杂物的问题,阐述了"非金属夹杂物不是钢的所有问题,但所有钢都有非金属夹杂物的问题"、"非金属夹杂物是钢的天然成分,可以通过研究非金属夹杂物的生成机理来确定其控制方略,进而改善钢的质量"等重要观点。讨论了总氧含量(T.O)作为钢洁净度指数的不足之处,进而提出了钢的洁净度指数(I_c=xT.O+y(Al_2O_3)),即对于铝脱氧钢,式中y为零,夹杂物的控制主要强调钢中T.O含量要低;对于硅锰脱氧钢,式中x为零,夹杂物的控制主要强调夹杂物中的Al_2O_3含量要低。基于此洁净度指数,总结了多种钢的洁净度和非金属夹杂物的控制目标。文中还讨论了稳态浇铸与非稳态浇铸对钢洁净度的影响,提出了钢水洁净度水平最好的情况是非稳态持续时间短,且钢中非金属夹杂物控制水平好。最后讨论了钢中非金属夹杂物数量和个数表征的几个经典问题,包括如何计算夹杂物的平均含量和平均尺寸、夹杂物尺寸组的大小和数量的关系、如何把二维的夹杂物尺寸分布结果转化为三维的结果。     

钢中非金属夹杂物的相关基础研究(Ⅱ)——夹杂物检测方法及脱氧热力学基础

 从几个方面对多年来在钢中非金属夹杂物基础研究方面做的工作做简单介绍：钢中夹杂物和钢水洁净度的评估方法、稳态浇注和非稳态浇注的定义、非稳态浇注过程中形成的大颗粒夹杂物、总氧和大颗粒夹杂物的对应关系、脱氧过程夹杂物形成的热力学基础、钢水中夹杂物形核和长大的动力学研究和钢水中流体流动和夹杂物的运动、去除及被凝固前沿的捕捉。并讨论了钢中夹杂物研究下一步应该继续进行的工作,对洁净钢的生产提出了一些指导性意见。     

钢中非金属夹杂物的相关基础研究（Ι）——非稳态浇铸中的大颗粒夹杂物及夹杂物的形核、长大、运动、去除和捕捉

 从几个方面对多年来在钢中非金属夹杂物基础研究方面做的工作做简单介绍：钢中夹杂物和钢水洁净度的评估方法、稳态浇注和非稳态浇注的定义、非稳态浇注过程中形成的大颗粒夹杂物、总氧和大颗粒夹杂物的对应关系、脱氧过程夹杂物形成的热力学基础、钢水中夹杂物形核及长大的动力学研究和钢水中流体流动和夹杂物的运动、去除及被凝固前沿的捕捉。并讨论了钢中夹杂物研究下一步应该继续进行的工作,对洁净钢的生产提出了一些指导性意见。     

中包扩容提升钢液纯净度生产实践

影响钢洁净度因素之一为钢中非金属夹杂物的数量、尺寸、成分和形貌.夹杂物的形核、长大和去除与钢液的流动、夹杂物颗粒间的碰撞密切相关.研究发现,在整个中间包浇注过程中,夹杂物颗粒间碰撞长大和去除过程一直处于非稳态,达到平衡所需时间为2440s,目前中间包平均停留时间仅为514s,随着碰撞过程的进行,小尺寸夹杂物颗粒逐渐碰撞...     

钢铁企业现行检验钢材夹杂物方法的质疑

夹杂物对钢材的性能有着重要的影响。然而,现行的夹杂物检验方法却存在着严重的问题,不能适应钢铁冶金的发展。采用非水溶液电解法研究钢中夹杂物,不仅能有效避免金相法的随机性,还能解决酸性水溶液电解法损伤夹杂物的问题,提高了夹杂物研究的准确性。     

BOF-LF-CC工艺生产45号钢钢水洁净度的研究

采用示踪剂追踪、大样电解、金相分析和扫描电镜(SEM)、电子探针(EDS)等手段，对石钢转炉熔炼的45号钢中非金属夹杂物行为进行了全面系统的研究，根据研究结果，找出了现有生产工艺中影响连铸坯洁净度的主要因素，并提出了有针对性的工艺改进措施。     

硅锰镇静钢中非金属夹杂物三维全尺寸形貌分析研究

结合Si-Mn镇静钢中非金属夹杂物的组成及相关化学特性,构建了以有机电解液为核心、辅以直流稳压电源的夹杂物三维原貌电解装置,并以Q235钢为代表,利用体视显微镜和扫描电镜对其内部夹杂物的基本形貌和成分进行了系统的分析研究。结果表明实验方法能有效得到Si-Mn镇静钢中夹杂物的真实三维形貌。对于Si-Mn镇静钢的全尺寸电解,其最佳电解液配比为体积比为1∶1的溴水、乙醇混合溶液作为缓冲溶液,200 g/L NaCl溶液作为电解质,且NaCl溶液占电解液的10%(体积分数);电解电流控制在0.10～0.15 A之间,电解时间控制在20～40 min。与此同时,Q235钢的电解分析结果表明,其夹杂物种类主要为SiO₂-Al₂O₃-MnO-Ti_xO_y复合夹杂,夹杂物类型以透明和不透明的球形为主,同时还有少量的立方体形、棒状、椭球型和不规则形,部分夹杂物尺寸超过200 μm。     

基于人工智能非金属夹杂物的检测与研究

利用计算机人工智能与神经网络技术,对于每张金相图像照片中的神经元进行图像识别,从点状非金属夹杂物入手,设计一种新型检测点状非金属夹杂物的方法,克服图像中的干扰项,从中找出真正的非金属夹杂物,构造出一套能自动检测非金属夹杂物的计算机软件模型;对非金属夹杂物检测方法和手段所涉及的关键技术进行分析探讨,并根据具体钢材的金相图运行程序,观察检测结果,最后检验该模型的正确率,得到可行性的解决方案,为非金属夹杂物自动检测与甄别的模块化和规范化作出有益尝试。     

纯镍中非金属夹杂物的电解萃取

试验以纯镍N6为对象,采用电解萃取试验将N6中的非金属夹杂物分离并提取。通过试验,确定合理的电解液配比为0.1% Cr₂(SO₄)₃、0.2%～0.4% 柠檬酸钠、0.1%～1% FeSO₄、0.1%～1% NiSO₄、1% NaCl。最佳电解工艺为:电流密度60～80 mA/cm²,电解时间24 h,实验温度为(20±5) ℃,电解液pH值为5～6。在此最佳电解工艺参数下可完成对纯镍N6中非金属夹杂物的电解萃取。借助扫描电镜、能谱分析仪及X射线衍射仪等设备分析非金属夹杂物,结果表明,不同纯镍N6试样中均存在非金属夹杂物,但不同试样中的夹杂物数量与尺寸有所不同;非金属夹杂物主要由硅、铝、钙、镁、铁、氧等元素构成,主要夹杂物包括氧化铝类、硅酸盐、铝酸盐、复相夹杂物以及氮化物类。本研究对金属冶炼和浇注工艺有一定指导意义。     

钢中非金属夹杂物显微评定的精确度研究

对钢中非金属夹杂物显微评定的精确度进行详细研究,分析了造成评定不够精确的原因,对如何严格按照国家标准,既需要定性判断非金属夹杂级别,又需要定量长度、宽度、数量进行测量、分析计算和数理统计,有效提高钢中非金属夹杂物显微评定的精确度进行了论述和总结。     

转炉轴承钢非金属夹杂物来源分析

从转炉出钢到连铸各个关键工序,采用示踪的方法系统研究了淮钢长流程(转炉-精炼-真空处理-连铸-轧制)生产的轴承钢中非金属夹杂物来源,重点对精炼、真空处理、连铸3个关键工序钢液中非金属夹杂物情况进行取样分析。结果表明,淮钢长流程生产的轴承钢非金属夹杂物类型为氧化铝、钙铝酸盐、镁铝尖晶石和二氧化硅,非金属夹杂物主要来源于精炼内生、二次氧化和精炼搅拌卷渣或连铸钢包下渣,其中大颗粒非金属夹杂物主要来源于钢包卷渣或连铸钢包下渣,大颗粒非金属夹杂物类型主要为铝酸钙。     

钢中非金属夹杂物显微评定方法的比对

随着钢铁工业生产技术进步以及检测手段的提高,GB/T 10561—89《钢中非金属夹杂物显微评定方法》所规定的检测方法,逐渐显现出其局限性。新标准GB/T 10561—2005《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》较好地解决用光学显微镜评定钢中非金属夹杂物的一系列问题,该标准图谱的显微评定方法较旧标准更加完善。