钢液中气泡和夹杂物的去除

熔池中钢液的流动、气泡以及夹杂物的大小都影响着钢液中夹杂物的去除率.研究表明,向上流动的钢液有利于夹杂物的上浮,几乎所有的夹杂物都能在钢液上升流中上浮.向下流动的钢液对夹杂物和气泡的上浮有阻碍作用,当气泡的直径小于1mm时其在钢液中将无法上浮.在钢包精炼吹氩过程中,应使用较小的吹氩量,一方面避免产生过大的气泡而降低底吹气体的利用效率,另一方面减小熔池内的钢液流速,促进气泡和夹杂物的上浮.但吹氩量也不宜过小,必须使气泡保持一定的尺寸来保证其充分上浮.在钢包精炼过程中选择吹氩量时,应综合考虑钢液流速和气泡大小的影响.     

钢液内非金属夹杂物的形成及去除条件

钢内非金属夹杂物对钢质有重要影响，通过分析钢液内非金属夹杂物来源及种类，采取针对性措施，来降低钢液内的非金属夹杂物含量，从提高钢材质量。     

气泡去除夹杂物的机理

针对非金属夹杂物引起的钢材质量问题,用高速摄像仪和图像处理软件对结晶器水模内的空气泡去除夹杂物模拟粒子的行为和机理进行了研究。结果表明,粒子通过粘附去除,俘获过程分为5个子过程,即粒子向气泡靠近并发生碰撞、粒子与气泡粘附形成液膜、液膜减到足够薄后破裂形成新的气固接触界面、粒子滑移到气泡底部、两者处于动态的稳定状态一起上浮。粒子在气泡表面上滑移时处于不稳定状态,气泡受到轻微扰动,粒子会失稳脱离液膜。     

钢中的非金属夹杂物

提出一种用于稳定供电电压的静止无功补偿的有效控制方法。该方法在计算机内存中以表格形式建立ΔＱ＝ｆ（ΔＶ）曲线，根据电压偏移量查表控制静补装置的无功功率输出，并在无功调节过程中动态修改曲线，使之趋近真实情况。仿真结果和动模实验验证了其可一和有效性。     

渣钢冶炼与轴承钢非金属夹杂物

本文用数理统计的方法并通过低倍酸浸，超声波低倍预检，金相显微三项实验，对ＧＣｒ１５钢中的非金属夹杂物进行了分析研究，结果表明，以渣钢作为原料生产轴承钢会造成钢中高级别夹杂物的形成，从而影响产品质量。     

轴承钢精炼过程非金属夹杂物行为的研究

采用金相、SEM等分析方法,分析了某电炉厂EAF-LF-VD-CC流程冶炼GCr15轴承钢精炼过程非金属夹杂物的变化,并确定了夹杂物的主要来源。实验结果表明,LF处理后夹杂物以块状Al2O3、点状不变形夹杂物和硫化物为主;VD处理后点状不变形夹杂物明显减少,而含CaO、MgO、Al2O3、硫化物等的复合夹杂有所增加。成材试样中未发现点状不变形夹杂物,只有少量尺寸很小的Al2O3和硫化物夹杂。     

连铸坯中的非金属夹杂物

详细地叙述了连铸坯中夹杂的来源，夹杂物在连铸坯内的分布，影响连铸坯内夹杂物数量，大小的因素以及减少连铸坯中夹杂物的途径。     

渣 钢反应对高强度合金结构钢中生成较低熔点 非金属夹杂物的影响

 钢中非金属夹杂物绝大多数为较低熔点夹杂物,可以显著改善钢材的抗疲劳破坏性能。对炉渣 钢液 夹杂物间相互作用进行了实验室研究,发现钢中MgO Al2O3系高熔点夹杂物的比率随渣 钢反应时间增加而减少,与Al2O3的质量分数为20％和CaO/SiO2约为5的炉渣相比,采用Al2O3的质量分数为41％和CaO/SiO2约为65的炉渣,CaO MgO Al2O3 SiO2系夹杂物的比率由24.3%增加至81.7％,大多数夹杂物位于较低熔点成分区域（≤1500 ℃）。     

72A钢非金属夹杂物行为

采用多种方法对酒钢72A钢中非金属夹杂物进行了调查,对夹杂物的类型、来源、数量及尺寸进行了讨论.实验证明,铸坯中夹杂物有60%外来夹杂物,40%为脱氧产物;引起线材拉拔脆断的主要原因是外来大颗粒脆性夹杂,而控制好脱氧产物和外来夹杂物的组成、形貌、大小及分布,是解决线材拉拔脆断的关键.     

The mechanism of inclusion removal from molten steel by dissolved gas flotation

Dissolved gas flotation (DGF) is used for removing inclusions from molten steel. The supersaturated gas forms bubbles on inclusions and carry them to the melt’s surface. Inclusion removal is modelled visually by applying a water simulation system. A mathematical model is developed to simulate the removal rate of inclusions from steel melts. From the experimental results and mathematical calculation, the mechanism of the inclusion removal by DGF was discussed, and it was concluded that first the relationship between inclusion removal efficiency and dissolved gas content, second the bubble nucleation on suspended inclusion in supersaturated molten, and finally the multi-fine bubbles flotation to the surface.     

钢中非金属夹杂物形态对其去除行为的影响

采用物理模拟手段研究球形、立方体、圆柱体、树枝状、团簇状等钢中常见形状夹杂物形状修正系数的差异性,并分析粒子表面形貌和运动取向对形状修正系数的影响.粒子的形状修正系数与阻力系数满足线性正相关,可以用形状修正系数评价粒子的上浮去除能力;在体积相同情况下,同类型夹杂物粒子的去除能力依次为树枝状(垂直)<粗糙球形<立方体<圆柱(半经6 mm)<圆柱(半经4 mm)<树枝状(水平)<团簇状(水平)<光滑球形;粗糙表面的球形其表面积约为光滑球形的2倍,其形状修正系数同时增加2.1倍.简单粒子的形状修正系数受运动取向影响较小,复杂粒子则受运动取向影响较大,树枝状颗粒垂直上浮时的形状修正系数约为水平上浮时的2倍.     

超声与吹氩处理对钢液中夹杂物去除效果的对比研究

为提高钢的洁净度,减少钢中夹杂物含量,采用超声波工具头直接插入高温钢液进行处理的方法,对比研究了超声波处理和吹氩处理去除钢液中夹杂物的效果.结果表明:超声波单独处理可以减少钢液中Al₂O₃夹杂物,但去除率较低,约为4%～12%;随着超声处理时间的增加和超声波功率的减小,夹杂物去除率提高.吹氩单独处理时,钢液中夹杂物去除率较高,为29%～41%;随氩气流量的增加,夹杂物去除率呈升高的趋势.     

HP295钢中非金属夹杂物形成的热力学分析

针对HP295钢,采用热力学计算预测了冶炼和凝固过程中夹杂物的组成,同时,用扫描电镜（SEM）及能谱仪（EDS）对夹杂物的形貌和成分进行分析．结果表明：采用硅锰脱氧时,钢液中形成的夹杂物主要为鳞石英（SiO2）、锰铝榴石（3MnO·Al2O3·3SiO2）、莫来石（3Al2O3·2SiO2）和刚玉（A1203）等4类,且随【Al】含量提高或[01含量降低,夹杂物逐渐从鳞石英为主向刚玉为主转变,[A1]〈1×10^-6时主要为鳞石英,a[O]〈3×10^-3时则以刚玉为主;凝固过程析出夹杂物的组成与[Al]、[O]含量有关,1550℃时,当n[O]〉115．6×10^-5及[A1]〈4．5×10^-6时析出鳞石英,当口【O】〈115．6×10^5及[A1]〈10．5×10^-6时析出莫来石,当[A1]〉10．5×10^-6时析出刚玉;1510℃时,当a[01〉75．2×10^-5及[Al]〈3．51×10^-6时析出鳞石英,a[O]〈75．2×10^-5及[A1]〈8．18×10^-6时析出莫来石,[A1]〉8．18×10^-6时析出刚玉;另外,当3钢中有[Ca]存在时,凝固时可能析出钙斜长石甚至假硅灰石,析出物的成分及数量与钙的活度有关．热力学计算预测结果与扫描电镜分析结果基本一致,表明该热力学计算方法是可行的．     

Cleaning IF molten steel with dispersed in-situ heterophases induced by the composite sphere explosive reaction in RH ladles

A novel fine inclusion removal technology was put forward with dispersed in-situ heterophases induced by the composite sphere explosive reaction. A composite sphere with this function was designed and prepared using a laboratory scale batch-type bailing disc (at 12 r/min), and the composite sphere was fed at the end of the RH refining process. The results indicate that inclusions in the IF molten steel can be removed effectively by feeding composite spheres in RH ladle. Compared with conventional inclusion removal technology, using this novel technology, the amount of oxide inclusions can be decreased to a lower level and the inclusion size becomes finer, the total oxygen content in the as-cast slab can approach 5 ×10-6, and the cost per ton of steel produced can be reduced by 5-12 Yuan RMB.     

增氮析氮法去除硅锰脱氧钢中夹杂物的研究

以硅锰脱氧的SWRH82B热轧盘条为实验钢种,研究增氮析氮法对硅锰脱氧钢中夹杂物的去除效果,并设置0.02、0.035、0.05、0.065和0.08 MPa五组增氮压力进行热态实验.实验结果表明：在1873 K的温度下,钢液经过增氮20 min、真空处理30 min后,不同炉次钢中T[O]均下降至1×10^-5以下,最低为4×10^-6,T[N]均下降至5×10^-6以下,最低为2×10^-6,夹杂物去除率均为40%以上,T[O]去除率均大于78%,表明该技术对硅锰脱氧钢中的夹杂物及T[O]有良好的去除效果.此外,随着增氮压力的升高,钢中T[O]与夹杂物去除率均有所升高,当充氮压力为0.08 MPa时,T[O]与夹杂物去除率分别达到89.2%和87.4%.理论分析表明,随着增氮压力的升高,气泡形核率增大、钢中生成气泡数量增多、钢中气泡的密度增加,从而提升气泡去除夹杂物的效率.     

应用格子Boltzmann方法直接数值模拟研究钢中夹杂物上浮及碰撞行为

采用格子Boltzmann方法对钢液中夹杂物上浮及上浮过程中的碰撞行为进行直接数值模拟研究.结果表明,不同尺寸夹杂物颗粒上浮速度的模拟结果和理论值基本一致,表明本文所采用的数值算法能够精确有效地对钢液中固相夹杂物颗粒运动行为进行研究.当钢液中直径为80μm的夹杂物颗粒位于直径为40μm的下方并一起上浮时,直径为80μm的夹杂物颗粒会逐渐追赶上直径为40μm的夹杂物颗粒并发生碰撞形成大尺寸凝聚体,凝聚体的上浮速度显著大于二者单独上浮时的上浮速度.对于直径为40μm的夹杂物来说,形成凝聚体后的上浮速度比单独上浮时的上浮速度增加300%.实际炼钢过程中,采取必要的措施增加夹杂物颗粒之间上浮过程中的碰撞凝聚,对于提高夹杂物颗粒的上浮速度,尤其是小尺寸夹杂上浮去除速度,提高钢液的洁净度具有重要的意义.     

国内外油井管钢中非金属夹杂物的对比分析

 为了提高国内油井管钢质量,采用扫描电镜对比了日本和国内油井管钢中夹杂物成分和形貌,统计了夹杂物尺寸分布、夹杂物间距和夹杂物分布等参数,基于FactSage热力学软件平衡凝固模型分析了冷却过程中夹杂物的演变过程,基于夹杂物碰撞数量平衡模型,讨论了油井管钢中夹杂物碰撞率。结果表明,日本油井管钢中夹杂物主要为CaS包裹的镁铝尖晶石,国内油井管钢中夹杂物主要为钙铝酸盐包裹的镁铝尖晶石夹杂物和纯镁铝尖晶石夹杂物。日本油井管钢夹杂物比国内油井管钢夹杂物数量少、尺寸小、分布更均匀。日本油井管钢中夹杂物数量密度达到7.5个/mm2,国内油井管钢中夹杂物数量密度达到28.3个/mm2。日本油井管钢中夹杂物最大尺寸不超过5 μm,国内油井管钢中夹杂物最大尺寸达到20 μm。FactSage计算冷却过程中夹杂物演变结果与试验结果吻合。国内油井管钢中夹杂物碰撞率比日本油井管钢中夹杂物的碰撞率高2个数量级。     

功率超声结合吹氩操作对钢液中夹杂物的去除效果

将超声波直接引入高温钢液,研究了超声波结合吹氩处理的不同方式对钢液中夹杂物去除效果的影响规律,即钢液预吹氩后再进行超声处理和吹氩与超声同时处理两种方式。实验结果表明,吹氩处理和随后的超声处理均能够去除低碳钢液中的Al2O3夹杂物,夹杂物总的去除率较高,而超声和吹氩同时处理时,夹杂物的去除率比前者低。