微气泡与钢中非金属夹杂物相互作用机理的研究
氩气泡和非金属夹杂物对连铸过程钢液流动行为的影响
氩气气泡和非金属夹杂物对连铸过程钢液流动行为的影响摘要：在目前的研究中，使用Eulerian–Lagrangian的方法，对连铸时的钢液流动（连续相）以及有特性的非金属夹杂物和气泡（分散相）的运动轨迹，建立三维湍流模型(k–ε模型)。
将分散相视为众多不同直径和密度的，具有惯性力的粒子。
为了弄清楚连续相和分散相之间的相互作用，采用两种方法研究和比较。
第一种方法，即单向耦合，只考虑金属液对分散相的流动轨迹的影响，而忽略分散相对金属液流动的影响。
第二种方法，即双向耦合，双方的影响都要考虑。
结果表明：本文所提出的双向耦合相互作用的方法是得到真实的结果必不可少的方法，特别是在有大气泡存在时。
关键词：湍流，连续铸造，浸入式水口，夹杂物，气泡，分散相1.引言在连续铸造时非金属夹杂物和氩气气泡都会进入到结晶器内。
非金属夹杂物来源于还原产物，氧化产物和外来杂质，然而氩气气泡是特意从塞棒口注入以防止堵塞和外来空气的进入引起钢液二次氧化。
与非金属夹杂物和气泡的存在相关的主要问题为，它们在熔池中的传输。
通过优化的浸入式水口或者优化的铸造工艺参数仔细的调整钢液的流动形态，流动的钢液可能将夹杂物和气泡带到钢液表面，使其进入被液态渣层从而去除。
否则它们会被凝固坯壳捕获，造成最终产品的缺陷。
显然，夹杂物和气泡传输依靠流动。
因此，已经建立了很多模型研究金属液在熔池中的流动，并且，最近也直接地研究了流动对夹杂物传输的影响。
大部分的研究者都只考虑了单相耦合，即金属液流动对夹杂物的运动轨迹的影响，而夹杂物对流动的影响却被忽视了。
然而，一个综合的模型应该考虑离散相和金属液流动之间的相互作用。
用来模拟夹杂物或者气泡在液态金属液中的传输的模型分为三大类：（1）准单相方法，这里液态金属和夹杂物或气泡被当作是一种“混合物”相处理（这种方法的缺点是不同相之间的相对运动只能近似的考虑）（2）欧拉两相法，这里分散的夹杂物或气泡被看作是一个二次连续相，可以附加动量方程求解；（3）Eulerian–Lagrangian两相模型，这里金属液流动利用欧拉框架求解，然而夹杂物或气泡的运动轨迹在拉格朗日框架内处理。
碳素钢常见缺陷及形成
1 过热overheat特征：钢板表面呈现大面积连续的或不连续的蓝灰色粗糙麻面或鳞片状翘皮，通常表面会出现一定深度的脱碳层，内部晶粒组织粗大，并伴有魏氏组织出现。
成因：钢坯在加热炉高温段停留时间较长或加温度过高，或者是家热炉内的氧化性太农，造成钢坯表面过度氧化。
影响：钢坯过热，使钢板表面产生一定深度的脱碳层，不仅使钢板表面严重粗糙，内部晶粒过分长大，而且严重降低了钢板力学性能和加工性能，使过程中易在钢板表面形成不规则、深度较浅的裂纹，对钢板的质量有致命的影响。
预防：（1）制定合理的加热制度，控制加热温度、加热速度和加热时间，防止钢坯产生过热（烧）现象；（2）控制炉内气氛，在保证燃料完全燃烧的前提下，尽量减少过剩的空气量，采取微正压控制，减少炉门的开启时间，防止冷空气吸入。
2 麻点pockmark特征：在钢板表面形成局部的或连续的成片粗糙面，分布着大小不一、形状各异的铁氧化物，脱落后呈现出深浅不同、形状各异的小凹坑或凹痕。
实例见图2-1~图2-7。
成因：由于钢坯加热后表面生成过厚的氧化铁皮（钢坯加热时有部分区域由过热现象）子轧钢之前没有得到清理或清理不彻底，在轧制之前氧化铁皮呈片状或块状等形态压入钢板本体；轧后氧化铁皮冷却收缩，在受到震动时脱落。
，在钢板表面留下大小不一、形状各异、深浅不同的小凹坑或凹痕。
此外，没其中的教友喷射或燃烧的气体腐蚀，也会形成焦油麻点或气体腐蚀麻点。
影响：对钢板表面质量的影响程度取决于麻点在钢板表面形成的凹坑或凹痕的深度及对钢板表面质量要求的严格程度。
通常情况下，经过修磨清理后，其深度不超过相应标准规定者不影响使用。
预防：（1）按坯料规格及钢种的不同合理控制加热炉各段的加热温度，合理控制煤气（燃油）、空气配比，提高燃烧的充分性；（2）加热炉待温时要有效地控制烧嘴火焰的强度，避免火焰长时间对钢坯直接烧蚀；（3）保证高压水压力，确保除磷效果。
3 氧化铁皮压入rolled-in scale特征：钢板表面压入的氧化铁皮可分为一次氧化铁皮和二次氧化铁皮，一次氧化铁皮多为会褐色Fe3O4鳞层；二次氧化铁皮多为红棕色FeO和Fe2O3鳞层组成。
金属冶炼过程气泡运动特性研究
金属冶炼过程气泡运动特性研究张广君;张小辉【摘要】In the process of metal smelting, the smoke and excess air generated by fuel combustion will produce bubbles in the melt, and the movement characteristics of the bubbles in the melt will have an important impact on the smelting effect of the metal. The high temperature, closed smelting conditions and the complexity of bubble motion in the process of smelting bring great difficulties to the study of bubble motion. In order to further study the movement characteristics of bubbles in the melt, the application of numerical simulation technology is very important, which provides a solid technical support for improving the efficiency of metal smelting.%在金属冶炼过程中,燃料燃烧产生的烟气和过量空气会在熔体中产生气泡,气泡在熔体中的运动特性会对金属的冶炼效果产生重要的影响.冶炼过程中高温、密闭的冶炼条件以及熔体内气泡运动的复杂性给气泡运动的研究带来了巨大的困难.为了进一步研究气泡在熔体中的运动特性,数值模拟的应用显得至关重要,对提高金属冶炼效率提供给了有效的技术支撑.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2018(037)010【总页数】2页(P231-232)【关键词】金属冶炼;气泡;运动特性;数值模拟【作者】张广君;张小辉【作者单位】昆明理工大学冶金与能源工程学院,昆明650093;昆明理工大学冶金与能源工程学院,昆明650093【正文语种】中文【中图分类】TF1110 引言在金属冶炼过程中，为促进熔炼过程中化学反应的有效进行，加快金属熔体和渣的分离，常常会向熔体内喷入惰性气体，惰性气体与燃料燃烧后产生的烟气相混合在熔体内形成气泡，气泡在熔体中不断运动，对熔体产生搅拌作用，从而优化熔炼的效果，提高熔炼的效率。
氮在钢水中的行为及工艺控制研究
山西冶金SHANXI METALLURGY Total 188No.6，2020DOI:10.16525/14-1167/tf.2020.06.17试（实）验研究总第188期2020年第6期氮在钢水中的行为及工艺控制研究晏武，付有彭，张忠福，王哲，任涛，孙海坤，李毅（日照钢铁控股集团有限公司，山东日照276800）摘要：氮元素在钢水中含量过高会导致钢材强度升高，降低钢材的韧性及塑性，严重时会影响钢材的时效性并引发“蓝脆”。
本文介绍了炼钢工序增氮及脱氮的机理，并制定了控氮措施，对转炉工序、精炼工序、RH 真空处理阶段做出了针对性的调整，钢水氮得到了有效控制。
关键词：炼钢增氮危害脱氮中图分类号：TF711文献标识码：A文章编号：1672-1152（2020）06-0041-04收稿日期：2020-07-22第一作者简介：晏武（1988—），男，硕士，毕业于安徽工业大学冶金工程专业，主要从事炼钢工艺技术相关工作。
钢中的氮是以氮化物的形式存在，它对钢质量的影响表现出双重性，氮含量高的钢种长时间放置将会变脆，这一现象称为“老化”或“时效”。
原因是钢中氮化物（Fe 4N ）的析出速度很慢，逐渐改变着钢的性能。
钢中氮含量高时，会使钢发生第一类回火脆性，即在250~450℃温度范围内，其表面发蓝，钢的强度升高，冲击韧性降低，称为“蓝脆”。
氮的存在会使铸坯产生结疤和皮下气泡，在轧制过程中产生裂纹和发纹。
氮含量增加，钢的焊接性能变坏，造成焊接热影响区脆化，降低磁导率、电导率。
对于某些钢种氮的存在对其性能有一定的益处，氮可以起到细化晶粒的作用，但由于氮元素原子半径较大，即使在真空条件下扩散速率也不是很大[1]，所以如何有效将钢水中氮去除仍是困扰炼钢工序的一个难题。
1氮对钢的影响在590℃时氮在α-Fe 中最高溶解度时约为0.1%，室温下降到0.001%以下。
对于游离氮含量高的钢，在高温下较快冷却时，铁素体将会被饱和，长时间放置，性能将变脆。
夹杂物分析实验报告
一、实验目的本次实验旨在通过对不同材料中的夹杂物进行观察和分析，了解夹杂物在材料中的形态、分布及对材料性能的影响。
通过对实验数据的分析，为材料的质量控制和性能改进提供依据。
二、实验原理夹杂物是指材料中非金属或金属的微小颗粒、液滴或气泡等杂质。
夹杂物在材料中会对材料的力学性能、耐腐蚀性能、电学性能等产生不良影响。
本实验采用扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）对材料中的夹杂物进行观察和分析。
三、实验材料与方法1. 实验材料：本次实验选取了三种不同类型的材料，分别为A356铝合金、20MnCr5齿轮钢和60Si2Mn-Cr弹簧钢。
2. 实验方法：（1）样品制备：将实验材料制成金相试样，经镶嵌、抛光、腐蚀等工艺处理后，用于夹杂物观察。
（2）夹杂物观察：采用扫描电子显微镜（SEM）观察材料中的夹杂物形态、分布及大小。
（3）夹杂物成分分析：采用能谱仪（EDS）对夹杂物进行成分分析。
四、实验结果与分析1. A356铝合金夹杂物分析通过SEM观察，发现A356铝合金中的夹杂物主要为块状、针状和片状。
EDS分析结果显示，夹杂物主要成分为Al2O3、MnS和MgO等。
2. 20MnCr5齿轮钢夹杂物分析通过SEM观察，发现20MnCr5齿轮钢中的夹杂物主要为Al2O3-MnS复合夹杂物、MnS夹杂物和镁铝尖晶石等。
EDS分析结果显示，夹杂物主要成分为Al2O3、MnS、MgO和CaO等。
3. 60Si2Mn-Cr弹簧钢夹杂物分析通过SEM观察，发现60Si2Mn-Cr弹簧钢中的夹杂物主要为MgO-Al2O3尖晶石、CaS 和硫化钙等。
EDS分析结果显示，夹杂物主要成分为MgO、Al2O3、CaS和S等。
五、结论1. 夹杂物在A356铝合金、20MnCr5齿轮钢和60Si2Mn-Cr弹簧钢中均存在，且形态和成分有所不同。
2. 夹杂物对材料的力学性能、耐腐蚀性能和电学性能等产生不良影响。
3. 通过控制材料的生产工艺，如控制合金元素含量、优化熔炼工艺等，可以有效降低夹杂物含量，提高材料质量。
钢液夹杂物的行为及去除
冶金熔体题目：钢液夹杂物的行为及去除 姓名： 王接喜 学号： 103511050 序号： 20 学院： 冶金科学与工程学院 专业： 有色金属冶金 完成时间： 2010- 12- 29Central South University钢液夹杂物的行为及去除王接喜（中南大学冶金科学与工程学院，长沙，410083）摘要：钢液中夹杂物的行为涉及的内容很广，其基本的物理过程大致包括：形核、生长、聚合、传递等，夹杂物去除可以视为传递过程的结果。
钢中夹杂物去除的主要环节为夹杂物的长大、上浮和分离。
钢中夹杂物去除技术有：气体搅拌-钢包吹氩、中间包气幕挡墙和RH-NK-RERM法；电磁净化-钢包电磁搅拌、中间包离心分离和结晶器电磁制动；渣洗技术；过滤器技术。
关键词：钢液；夹杂物；生长；去除；中间包；电磁场Behavior and removal of inclusions in molten steelWANG Jiexi, ZHOU Yongmao(School of Metallurgical Science and Engineering, Central South University, Changsha, China410083)Abstract：The behavior of inclusions in molten steel includes physical processes such as nucleation, growth, polymerization and transmission. The removal of inclusions can be seen as the result of transmission, which involves inclusion growth, floating and separating. The key progress on technique for removal of inclusions in steel is gas stirring-ladle argon blowing, gas shielding weir and dam in tundish, RH-NK-RERM method, electromagnetic cleaning-ladle electromagnetic stirring, tundish centrifugal separating and mold electromagnetic braking, slag washing and filter technique.Key words：molten steel, inclusions, growth, removal, tundish, electromagnetic field引言钢中非金属夹杂物事氧化物、硫化物、氮化物、硅酸盐等以及由它们组成的各种复杂化合物的统称[1]。
钢种夹杂全解析
钢种夹杂全解析[引用2009-06-12 20:45:45]字号：大中小1、钢中夹杂物的长大、上浮与分离钢中尺寸较小的夹杂物颗粒不足以上浮去除，必须通过碰撞聚合成大颗粒，较大的夹杂物陆续上浮到渣层，离开钢液。
在强湍流下，夹杂物碰撞聚合非常迅速，例如在0.1m2/s3的强湍流条件下，夹杂物半径长大到100μm只要2min。
直径为100μm的Al2O3夹杂物从钢液表面下2.5m上浮到钢液表面需要4.8min，直径为20μm的夹杂物，上浮时间增加到119min。
从钢液中分离夹杂物的主要途径包括两种：（1）被表面的渣层吸附；（2）被壁面耐火材料吸附。
2、钢中夹杂物去除技术2.1气体搅拌2.1.1钢包吹氩吹氩搅拌是钢包炉重要的精炼手段之一，钢中夹杂物被气泡俘获去除的效率决定于吹入钢液中气泡数量和气泡尺寸。
钢包底吹氩用透气砖平均孔径一般为2～4mm，在常用的吹氩流量范围产生的气泡直径为10～20mm。
而有效去除夹杂物的最佳气泡直径为2～15mm，并且气泡在上浮过程会迅速膨胀。
因此，底吹氩产生的气泡捕获小颗粒夹杂物概率很小，对细小夹杂物去除效果不理想。
在钢包底吹氩过程中，过强的搅拌功会导致钢水的二次氧化及卷渣。
为了去除钢中的细小夹杂物颗粒，必须钢液中制造直径更小的气泡。
将氩气引入到足够湍流强度的钢液中，依靠湍流波动速度梯度产生的剪切力将气泡击碎，可将大气泡击碎成小气泡。
钢包与中间包之间的长水口具有高的湍流强度，在此区域钢水流速达到1～3m/s。
在长水口吹氩水模型研究表明，可获得0.5～1mm的细小气泡。
细小的气泡捕获夹杂物的概率很高。
这种方法可显著提高氩气泡去除夹杂物的效率。
2.1.2中间包气幕挡墙通过埋设于中间包底部的透气管或透气梁向钢液中吹入的气泡，与流经此处的钢液中的夹杂物颗粒相互碰撞聚合吸附，同时也增加了夹杂物的垂直向上运动，从而达到净化钢液的目的。
德国NMSG公司的应用结果表明，与不吹气相比，50～200μm大尺寸夹杂物全部去除，小尺寸夹杂物的去除效率增加50%。
钢中氧化铝类夹杂的形成机理和去除效果的基础研究
钢中氧化铝类夹杂的形成机理和去除效果的基础研究钢中氧化铝类夹杂的形成机理和去除效果的基础研究随着工业化进程的不断推进，钢材作为一种重要的建筑和制造材料，其质量对于产品的性能和可靠性影响至关重要。
而钢中的夹杂物是影响钢材质量的主要因素之一。
尤其是在钢中出现的氧化铝类夹杂物对钢的性能及可靠性具有重要影响。
了解氧化铝类夹杂物的形成机理以及如何有效去除夹杂物，对于提高钢材质量至关重要。
1. 形成机理：1.1 氧化铝类夹杂物的来源：氧化铝类夹杂物主要由原料中的金属氧化物，包括铝氧化物（Al2O3）和其他氧化物（如FeO、MnO、SiO2等）等，通过不同的途径进入钢液中。
这些途径包括炼铁过程中的氧化物还原、原料中的氧化物溶解等。
金属氧化物还可能通过钢水接触管道材料或炉衬等形成和进入钢液中。
1.2 形成机制：氧化铝类夹杂物的形成机制与钢液中氧化还原反应和扩散过程有关。
其主要过程包括金属氧化物的溶解和形成夹杂物的水合反应。
2. 去除效果：2.1 传统的去除方法：传统的去除方法主要包括真空处理、浇注和渣化等。
真空处理可以通过增加钢液的气体溶解度，并通过气体从钢中释放的方式，达到去除夹杂物的效果。
浇注是通过改变钢液的流动状态，利用离心力等原理将夹杂物分离出去。
渣化则是通过加入适当的渣料，使夹杂物与渣料发生反应，形成易于分离的化合物，进而实现去除夹杂物的目的。
2.2 新的去除方法：近年来，随着科技的发展，一些新的去除方法也在不断涌现，包括磁场去除、超声波去除、激光去除等。
这些方法通过物理或化学的手段，对钢液中的夹杂物进行有效去除。
钢中氧化铝类夹杂的形成机理和去除效果的研究具有重要的意义。
通过深入了解氧化铝类夹杂物的形成机理，我们可以针对其形成机制采取相应的控制措施，从根本上减少夹杂物的产生。
研究新的去除方法有助于提高夹杂物去除的效率和质量。
这将对提高钢材的质量和性能，进而促进工业化进程产生积极的影响。
个人观点和理解：作为一名写手，通过撰写这篇文章，我对钢中氧化铝类夹杂的形成机理和去除效果有了更深入的了解。
钢中大颗粒夹杂物的产生及防止
统计 ， 发 现 在 钢 水 脱 氧 之 前 以 及 在 钢 包 处 理 的末期 ， 夹 杂 物 的 数 量 随 着 钢 包 包 龄 的 增加而增加 ， 在 钢 包 使 用 超 过 一 定 炉 次 后， 夹 杂物 的增 加 更为 显著 。 钢 样 中 全 氧
工作彻底有 效 ， 确 保 高 真 空 时 间 和 软 吹 氩
时 间。
包括生产过 程的 各种渣 ， 与 高 温 熔 体 接 触
（ ３ ） 大包 下渣和 中间包卷渣控制 ， 在 大
用 长 水 口和 浸 入 式水 口、 气封 、 液 面 加 覆 盖
的耐 火 材 料 及 钢 液 与 空 气 接 触 的 二 次 氧 化 包 和 中 间 包 之 间 ， 中 间包 和 结 晶 器 之 间 使 连 铸 坯 中 非 金 属 夹 杂 物 来 源 于 以 下 三 剂 、 中间 包 加 盖 等 措 施 。 方面 ： （ １ ） 中间 包 钢 液 和 大 包 注 流 被 空 气 氧 （ ４ ） 不 同的钢种使 用不同的保护渣 ， 以
参 数
１ ９ ９ ８ 年 ６月
概率越大 ， 吹入钢液的气泡数量越多 ， 去 除
夹 杂 物 的 数 量 就 越 多…。
３ 钢包 处理 过程 中钢包 包龄对 非金属夹 杂物形成的影 响
钢 包 处 理 过 程 中钢 包 釉 面 层 对 形 成 非
金属 夹杂物 的影响 ， 在 钢 包 处 理 工 艺 的 各
炉料组成 电极直径／ ｍｍ
底 电极形式
废 钢＋ 铁水 ７ ｌ １
针 式底 电极
表２ １ Ｏ ０ ｔ 钢 包精练 炉 （ Ｌ Ｆ ） 主要 参数
钢中夹杂物对氢扩散行为的影响规律
钢中夹杂物对氢扩散行为的影响规律周池楼;刘先晖;张永君;张耕【期刊名称】《天然气工业》【年(卷),期】2022(42)9【摘要】临氢环境下,钢中夹杂物可导致夹杂处诱发氢致裂纹等现象,但由于夹杂物具有复杂的取向、形状、尺寸和分布特征,其对氢扩散行为的影响机理和规律还需进一步深入研究。
为此,在建立含夹杂基体的二维氢扩散仿真模型的基础上,分析了夹杂取向、分布、形状及尺寸对氢扩散特性的影响规律。
研究结果表明:(1)随着夹杂与氢扩散之间夹角θ的增大,氢扩散通量J和表观扩散系数D均下降,且在0°~45°范围的下降幅度远大于45°~90°范围,夹杂对氢的通道效应减弱,陷阱效应增强;(2)堆叠式分布的夹杂,其对通道/陷阱效应的影响大于并列式分布。
θ=90°且靠近加氢侧的夹杂会捕获更多的氢,更易导致材料出现氢鼓泡;(3)θ=90°时,夹杂沿不同方向的变形会导致D呈现相反的变化趋势,而θ=0°时,D随夹杂长短轴比δ的增大而增大,但当δ<10时,D仍小于基体扩散系数;(4)减小夹杂物尺寸并使其在钢中弥散可降低氢的大规模富集,从而显著减小夹杂对氢扩散的影响范围。
结论认为,数值模拟结果揭示夹杂性状对钢中氢扩散行为的影响机理,为认识钢中氢的局部扩散行为和探究氢损伤、氢致开裂等现象具有重要意义,可为纯氢系统用钢的氢损伤预防提供理论支撑和技术参考。
【总页数】10页(P135-144)【作者】周池楼;刘先晖;张永君;张耕【作者单位】华南理工大学机械与汽车工程学院;广东省安全生产协同创新中心;广东省特种设备检测研究院【正文语种】中文【中图分类】TG1【相关文献】1.氢陷阱对纯净钢SM490B中氢扩散行为的作用2.MnS夹杂对钢中氢扩散行为的影响3.阴极充氢条件下氢在X80管线钢中的扩散行为研究4.塑性变形对氢在钢中扩散行为的影响5.显微组织对海洋立管用钢氢扩散行为的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
连铸坯皮下气泡缺陷成因与改进措施
连铸坯皮下气泡缺陷成因与改进措施作者：赵大同来源：《硅谷》2010年第14期摘要：分别对有皮下气泡缺陷特征的铸坯及合格铸坯取样，对试样钢中气体含量及化学成份进行分析，并提出了相应的改进方案。
关键词：连铸坯：皮下气泡缺陷；成因；改进中图分类号：TF7文献标识码：A文章编号：1671－7597(2010)0720106－010引言连铸坯缺陷形成的因素比较复杂，不仅与冶炼的入炉原料质量、冶炼工艺、温度控制、连铸机浇铸工艺参数等有关，而且与中间包、结晶器、振动装置、二次冷却段及铸机弧形半径等设备参数有着重要关系。
连铸坯的质量缺陷可分为三大类：表面缺陷，内部缺陷和铸坯形状缺陷。
1)表面缺陷。
按缺陷的外部表象和形成原因，表面缺陷又可分为纵向裂纹(纵向角部裂纹、纵向面部裂纹)，横向裂纹(横向角部裂纹、横向面部裂纹)，凹陷(纵向凹陷、横向凹陷)，渗漏、重叠、重接，振痕过深，夹渣、毛刺、导向(滑)痕，气泡(表面气孔、皮下气泡)等。
表面缺陷中控制难度大、危害较严重，较常发生的主要为裂纹、夹渣和皮下气泡。
这些缺陷对产品的机械性能、表面质量带来严重影响，有时甚至影响生产节奏的正常进行。
如角部纵裂纹缺陷，多发生在距角部10～15mm处，严重影响钢坯质量。
轻者需精整后才能轧制成材，重者轧制后产生分层缺陷，更严重的造成漏钢事故导致停产。
而表面有皮下气泡缺陷的铸坯在轧制过程中气泡表面易被氧化，形成表面裂纹而影响产品的表面质量，从而造成废品。
2)内部缺陷。
铸坯内部缺陷可分为内部裂纹(皮下裂纹、中间裂纹和矫直压下裂纹)。
中心疏松，中心偏析和非金属夹杂物。
内部缺陷中，非金属夹杂物缺陷因其形成因素复杂，隐蔽性强(一般肉眼难以观察)、危害大，并且控制难度较大。
各种类型的非金属夹杂物对钢的性能的影响是极其错综复杂的，因此关于夹杂物对钢性能影响的研究也非常广泛。
随着钢中夹杂物测定技术的不断发展，特别是x射线衍射、电子探针和扫描电镜等技术的有效使用，为研究钢中非金属夹杂物提供了更有效的手段。
冶金质量分析第二章炼钢过程中气体和夹杂物的冶金控制
上式表明，给定的温度下，钢液中溶解的氢、 氮的浓度与钢液上氢、氮的分压的平方根成正 比。氢、氮在钢液中的溶解反应为吸热过程， 随着温度升高，溶解度也增大，由此可见，出 钢温度过高会增加氢、氮在钢中的溶解量，从 而降低钢的质量和性能。 钢液中其他溶质元素对气体的溶解度也有影 响，凡与气体有较强亲和力的元素(如V、Mn, Ti, Nb等)，将增加气体在钢液中的溶解度，而 与铁的亲和力大于气体与铁的亲和力的元素(如 C , Si等)，会降低气体在钢液中的溶解度。
(二)氢对钢质量的影响 氢的原子半径小(0.053nm)，进入钢中后， 相当容易移动。由于氢在铁中移动的激活能 只为碳在铁中移动激活能的1/10，以致钢中的 氢容易在应力(主要指外加应力、残余应力、原 子之间相互作用力等)作用下，向钢中一些危险 区域扩散，以不同形式危害钢的性能。 钢中氢的危害主要表现在以下几个方面:
一般来讲，钢的氢脆随钢的强度增高而加剧， 高强度钢和超高强度钢含氢时脆性将明显 增加。研究认为，高强度钢平均含氢量不到 10-4%就可能产生氢脆。 图4--2中表明，在低于屈服强度的恒定静载 荷持续作用下，经过一定时间的孕育期后，、 在试样表面缺陷处或缺口根部产生裂纹源，随 着时间的延长，裂纹不断扩展长大，到一定程 度后导致试样突然断裂。由于图4-2中的断裂 曲线与疲劳曲线相似，因此这种氢脆也称为静 疲劳。图4-2中有一个下临界应力值(门槛值)， 试样在低于此值的应力作用下，加载时间再长 也不会产生脆性断裂。下临界应力的大小与试 样表面缺口形状有关，缺口愈尖锐，下临界应 力也愈低。
Triano在1955年提出的应变时效型氢脆的 解释，目前已为较多的人所接受，其概念如 下:含氢试样受载后，在其缺口尖端处产生应力 集中。氢原子在应力作用下向这里扩散聚集， 使缺口尖端处的位错周围形成柯氏气团，对位 错产生钉扎作用，导致位错难以运动，表现为 缺口尖端处被局部硬化。在外加应力作用下， 如果试样缺口尖端处的基体不能通过位错运动 产生局部塑性变形而使应力集中松弛的话，此 处就会萌生裂纹并由此扩展长大。
钢中大颗粒夹杂物的产生及防止
钢中大颗粒夹杂物的产生及防止摘要：本文对非金属夹杂物的来源进行了简单的阐述，并提出怎样防止大颗粒夹杂物。
关键词：脱氧、夹杂物、二次氧化1主要设备兴澄钢铁公司滨江厂区采用全线从国外引进的100t超高功率电弧炉＋LF(VD)＋CCM(300mm×340mm)大方坯连铸工艺.项目参数铸坯断面/mm×mm300×340弧形半径/m12流数5矫直方式多点连续二冷却方式气雾冷却电磁搅拌(M-EMS,F-EMS)有铸流保护有非金属夹杂物对钢来说，是极其重要的质量指标。
降低大颗粒夹杂的生成，使钢中非金属夹杂物含量将低，从而提高了钢材的纯洁度。
因此控制钢水中非金属夹杂物已经成为炼钢厂重点关注的问题。
2钢包吹氩时氩气泡对夹杂物的浮选作用钢包吹氩条件下钢中固相夹杂物的去除主要依靠小气泡的浮选作用，即夹杂物与小气泡碰撞并粘附在气泡壁上，然后随着气泡上浮而去除。
对钢包吹氩去除夹杂物决定于吹入钢液中的气泡数量和气泡的尺寸，气泡尺寸越小，夹杂物被气泡俘获的概率越大，吹入钢液的气泡数量越多，去除夹杂物的数量就越多[1]。
3钢包处理过程中钢包包龄对非金属夹杂物形成的影响钢包处理过程中钢包釉面层对形成非金属夹杂物的影响，在钢包处理工艺的各个环节以及从不同包龄的钢包中都取了钢样，在显微镜下对夹杂物的数量进行了统计，发现在钢水脱氧之前以及在钢包处理的末期，夹杂物的数量随着钢包包龄的增加而增加，在钢包使用超过一定炉次后，夹杂物的增加更为显著。
钢样中全氧含量与溶解氧含量之间存在的差异也进一步证明了这个结果。
在浇铸之前钢水中有两种类型的夹杂物，一种只包含成分接近于3CaO·A1 O 的氧化物溶体，另一种除包含该氧化物溶体之外还包含MgO相。
该发现与另一项研究的结果相吻合，即在钢包釉面层的钢渣渗透层中同时存在3CaO·A1 O 和MgO。
得出的结论是，在钢包处理过程中，钢包釉面层是钢中非金属夹杂物的最重要来源。
大型压铸机哥林柱断裂失效分析
大型压铸机哥林柱断裂失效分析王晓辉;褚作明;金康;陈东【摘要】通过断口观察、组织分析以及有限元分析等手段研究了某大型压铸机哥林柱断裂失效原因.结果表明,哥林柱内部存在明显的冶金和热处理缺陷,裂纹源区有皮下气泡和非金属夹杂物,组织中存在网状和游离铁素体.哥林柱应力最大值出现在和头板的连接处,在应力集中的螺纹根部形成裂纹是哥林柱断裂的主要原因.【期刊名称】《热处理技术与装备》【年(卷),期】2013(034)002【总页数】8页(P29-36)【关键词】哥林柱;42CrMo钢;组织缺陷;应力集中【作者】王晓辉;褚作明;金康;陈东【作者单位】机械科学研究总院先进制造技术研究中心,先进成形技术与装备国家重点实验室,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TG316.1+93国家“高档数控机床及基础制造装备”重大专项于2011年拨出专款3500万、地方配套8500万，进行“3500 t精密卧式实时控制压铸机及成套设备”项目研究(见图1)，以打破国外在高档压铸设备方面的封锁和垄断，满足我国在汽车、船舶、军事装备、航空航天领域对大型、复杂压铸件的需求。
哥林柱是大型压铸装备中极为关键的零部件，它通过两端螺纹结构分别与定型座板和合模尾板连接，同时对动型座板起导向作用，以完成压铸件高速精密成形;大型压铸机工作过程中四根哥林柱共同承受数百吨甚至上千吨的锁模力，且往复循环工作［1－2］。
图2所示是某大型压铸机在实际工作中发生的哥林柱突然断裂事故，使昂贵、复杂的压铸模具完全损坏，运行中的压铸机及压铸生产线全面瘫痪，造成巨大的经济损失。
如此结构简单的哥林柱为什么会发生突然断裂?其中原因是什么?应该采取什么样的措施杜绝此类事件再次发生?为顺利完成“3500 t精密卧式实时控制压铸机及成套设备”项目，保障压铸设备安全、稳定、持久运行。
本文针对这一案例，从材料质量、组织性能、断口形貌、力学分析等方面着手，分析和研究哥林柱断裂失效的原因和机理，寻找防止哥林柱出现这种非正常的恶性失效事故预防措施，从根本上杜绝此类事件的再次发生。
钢中显微夹杂物研究现状与进展
径较小的显微夹杂． 热力学分析表明 ： 在钢水精炼
作者简介 ：李志强 （ ９ ４ ） １８ 一 ，男 ，山西阳泉 人 ，东北大 学博士 研究生 ，ｌ ｈｑａｇ２ ＠１３ ｅｍ；于景坤 （９ ０ ） 男 ，辽宁康 ｉ ｉｉｎ４ ３ ６ ． ｏ ｚ １６ 一 平人 ，东北大学教授 ，博士生导师 ，Ｅ—ｍ ｉ ｊ ｇｕ ｙ ＠ｙｈｏｃｍ． ａｌ ｉ ｋｎｕ ａｏ． ｏ ． ：ｎ
系 ，并 分析 了冶炼工艺 、钢 中氧含量及 冷却状况等 因素对显微夹 杂物 的影 响．数值模拟是研究显微夹杂 物 的
一
Ｐｒ ｓ ｎｔ ｓａ ｕ ｎｄ ｄ ｖ ｌ ｐ ｅ ｔ ｏ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｉ ｒ — ｉ ｃ ｕｓｏ ｎ ｓｅ ｌ ｅ ｅ ｔ ｔ ｓ ａ ｅ ｅ ｏ ｍ ｎ ｆ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｍ ｃ ｏ — ｎ ｌ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ
境 和使用 条件有 关 ． 轴承 受力 状况 不稳定 ， 杂物 夹
导致 的表 面及 内部 缺 陷会 在很 大程 度上 缩短 产 品
杂物 的来 源 ． 实 际生 产 中 ， 水 与精 炼 熔渣 、 在 钢 中 间包覆 盖剂 、 晶器 保 护 渣 以及 耐火 材 料 炉 衬 接 结 触 时 间长 ． 实际 操作 中往 往 通 过 向 上述 渣 剂 中添
种 精炼 手段 可使 夹杂 物碰 撞 、 聚集 、 大和 上浮 而 长 被 熔渣 吸收 ， 要 去 除 颗 粒 尺 寸 小 于 ２ 但 ０～３ ｍ ０
的显微 夹杂 物仍 然 十分 困难 ¨ ．
及 氮化 物 ． 虽然 钢 中显 微 夹 杂 的 种类 与普 通 夹 杂
物种类相似 ， 但其来源却有所差别． 热力学分析表
第ｌ ０卷 第 ３期
２１ ０ １年 ９月
铸坯皮下气泡的成因分析与预防措施
铸坯皮下气泡的成因分析与预防措施肖卫军, 李小明, 王国平, 洪军（武钢条材总厂一炼钢分厂，湖北武汉430083）摘 要：介绍了铸坯皮下气泡表现形式与产生因素，结合实际对铸坯皮下气泡的成因进行研究。
在一炼钢厂生产工艺条件下，铸坯皮下气泡产生的主要原因为：脱氧不良、钢液过热度偏高、中间包烘烤不足。
通过采取相应的预防措施，达到预期效果。
关键词：皮下气泡；成因分析；预防措施中图分类号：TF777 文献标示码：B 文章编号：The Formed Mechanism Analysis and Preventive Measureson skin blowhole Defects in SlabsXIAO Wei-jun，LI Xiao-ming，WANG Guo-ping，HONG Jun （No.1 Steel Making Branch of General Wire Rod Mill, WISCO, Wuhan 430083, China）Abstract：The formal expression and formed origins of skin blowhole in Slabs are introduced in this paper, In connection with the practical conditions of production in No.1 Steel Making Branch of General Wire Rod Mill of WISCO, origins of formation on skin blowhole Defects in Slabs are studied, Main origins of formation on skin blowhole: badness deoxidization、higher degree of superheat on molten steel、insufficient baking time of tundish. Corresponding preventive measures are assumed and the expected result achieved.Key words：skin blowhole，formed origins analysis，preventive measures武钢条材总厂一炼钢分厂（以下简称一炼钢厂）连铸坯在生产中偶尔出现皮下气泡，分布大小或深浅不一，皮下气泡对后工序轧制会造成表面缺陷 [1]。
钢中氧化物夹杂的来源及控制
钢中氧化物夹杂的来源及控制江苏科技大学冶金与材料学院摘要简述了钢中氧化物夹杂的种类、来源和控制方法，加铝脱氧工艺析出的一次脱氧产物的去除方法是解决问题的主要方法。
对于对氧含量要求高的钢种，加入变性剂使氧化物夹杂改性是必要手段。
关键词氧化物夹杂深脱氧吹氩变性剂随着科学技术的进步，各行各业对钢材性能和质量的要求越来越高。
纯净钢的市场需求不断增加，关于纯净钢生产技术的研究也越来越深入[1]。
其研究主要包括两方面内容：一是提高钢的纯净度，二是严格控制钢中非金属夹杂物的数量和形态。
而非金属夹杂物中，氧化物夹杂是最主要的部分，其分类如图1所示[2]。
简单氧化物有FeO, Fe2O3 , MnO, SiO2 , Al2O3 , MgO和Cu2 O 等。
在铸钢中, 当用硅铁或铝进行脱氧时, SiO2和Al2 O3夹杂比较常见。
A l2O3在钢中常常以球形聚集呈颗粒状成串分布。
复杂氧化物, 包括尖晶石类夹杂物和各种钙的铝酸盐等,以及钙的铝酸盐。
硅酸盐夹杂也属于复杂氧化物夹杂,有2FeO · SiO2 ( 铁硅酸盐) 、2MnO · SiO2 ( 锰硅酸盐) 和CaO · SiO2 ( 钙硅酸盐) 等。
这类夹杂物在钢的凝固过程中, 由于冷却速度较快, 某些液态的硅酸盐来不及结晶, 其全部或部分以玻璃态的形式保存于钢中[2]。
明确氧化物夹杂的来源并探讨其控制方法对于二次精炼以及纯净钢冶炼来说十分重要。
图1 氧化物夹杂的分类1 氧化物夹杂的危害钢中O与Ai、Si、Cr、Mn、Fe等元素反应，可形成Al2O3 、SiO2、Cr2O3、MnO、Fe2O3、FeO氧化物和FeO·Cr2O3等复杂氧化物夹杂。
钢中氧化物和硅酸盐的存在,破坏了钢基体的连续性并导致了应力集中，从而降低了钢的塑性、韧性和抗疲劳性能。
一方面增强钢的力学性能的方向性使横向性能恶化；另一方面使钢的切削加工性能下降, 而且很难抛光。
钢的宏观检验技术
钢的宏观检验技术钢的宏观检验技术指低倍检验，又称宏观分析。
它是通过肉眼或放大镜(20倍以下)来检验金属材料及其制品的宏观组织和缺陷的方法。
低倍检验的试样面积大、视域宽、范围广，检验方法、操作技术以及所需要的检验设备简单，能较快、较全面地反映出材料或产品的品质。
因此，低倍检验在工厂中得到广泛的应用。
金属材料在冶炼或热加工过程中，由于某些因素(例如非金属夹杂物、气体以及工艺选择或操作不当等)造成的影响，致使金属材料的内部或表面产生缺陷，从而严重地影响材料或产品的质量，有时还将导致报废。
钢材中疏松、气泡、缩孔残余、非金属夹杂物、偏析、白点、裂纹以及各种不正常的断口缺陷等，均可以通过低倍检验来发现，低倍检验通常有硫印试验、酸蚀试验、断口检验、塔形试验等，在生产检验中，可根据检验的要求来选择适当的低倍检验方法。
第一节硫印试验一、硫在钢中的分布及影响硫在钢中主要以硫化铁或硫化锰的形式存在。
硫化铁与铁形成共晶并且硫化铁常呈网状沿晶界分布，硫化铁本身很脆，再加之呈网状分布，这样就显著增加钢的脆性。
由于铁与硫化铁共晶温度约为980℃，低于钢的热加工温度，因此在热加工时，铁和硫化铁共晶优先熔化，从而导致脆裂，这种现象称为热脆。
硫化锰的熔点约为1620℃，比热加工温度高所以加入一定量的锰可降低钢的热脆性。
二、硫印的基本原理硫印试验可用来检验硫元素在钢中的分布情况。
其原理是用稀硫酸与硫化物发生反应产生硫化氢气体，再使硫化氢气体与相纸上的溴化银作用，生成棕色的硫化银沉淀物。
照相纸上显有棕色印痕之处，便是硫化物所在。
照相纸上的印痕颜色深浅和印痕多少，是由试样中硫化物的多少决定的。
当照相纸上呈现大点子的棕色印痕时，则表示试样中的硫偏析较为严重和含量较多，反之则表示硫偏析较轻且含量较低。
但需要指出的是硫印试验是一种定性试验，仅以硫印试验结果来估计钢的硫含量是不恰当的。
三、硫印方法介绍钢的硫印检验方法按国家标准GB／T 4236—1984进行。
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钢是 大 规模 连续 生 产 ， 仅靠 自然 上 浮效 率 很低 ， 无
法满 足生 产 要求 ， 因此 常常采 用 专 门手段 ， 如炉 例
一
事钢 中 夹 杂 物技 术 ｎｔ ｒ ｃ ｉ ｎ Ｍ ｅ ｈａ ｓ ｂｅ ｗｅ ｎ Ｍ ｉｒ －ｂ ｔ ｙ ｏ Ｉ ｅ ａ ｔｏ ｃ ｎｉｍ ｔ ｅ ｃ ｏ ｕｂｂ ｅ ａ ｌ ｎｄ
Ｎｏ － ｅａｌ ｎ ｌ ｓｏ ｔｅ ｎ ｍ ｔ ｌ ｃＩ ｃｕ ｉ ｎ ｉ Ｓ ｅ ｌ ｉ ｎ
Ｃ ｅ ｅ ｗ ｎ， ａ ｇＸｉｏｅ ｇ， ｉ ｎ Ｋａ ｇＷ ｅ ＪｎＸｕ ｆｎ ｈ ｎ Ｂ ｎ ｅ Ｗ ｎ ａ ｆｎ ２ Ｌ Ｈｏ ｇ， ｎ ｉ ｉ ｅｅ ｇ ，
图 １ 夹 杂物 颗 粒 与 气 泡 碰 撞 示 意 图
为 了 能更 准 确 描 述 气 泡 一 杂 物 聚 合 体 的 上 夹
浮过 程 。必 须 考 虑气 泡 与颗 粒 间发 生 脱 附 的概 率
只， ， 但对 于尺 寸很 小 的颗粒 来 说 ， 与 气泡 间 的脱 其
为：
对 于 气 泡 周 围 的 速 度 分 布 Ｙ ｏ 、 ｂ ｒ和 ｏ ｎ Ｗｅ ｅ
鞍 钢 技 术
’～
研与发 究开 磊
－～
－ ， －
。 …
一
－ －●●●●
微 气 泡 与钢 中非金 属 夹 杂 物相 互 作 用机 理 的研 究
陈本 文 ， 晓峰 栗 红 ， 王 ， 康伟 ， 学峰 金 （ ． 钢 股份 有 限公 司技 术 中心 ， 宁 鞍 山 ｌ４ ０ ； １鞍 辽 １ ０ ９ ２ 鞍 钢 股份 有 限公 司炼钢 总厂 ， 宁 鞍 山 １４ ２ ） ． 辽 １０ １
钢 液 中微 小夹 杂物 的去 除 问题 是 目前 各 种 炉
贴 近气 泡 的流 线成 圆弧形 ，通 过 夹杂 物 颗粒 中心 的流 线 到 气 泡 表 面 的 距 离 为 夹 杂 物 颗 粒 的半 径
外精 炼 技术 所 不 能有 效解 决 的 问题 ，也是 近 年 来 （ Ｄ Ｒ） ，这 条 流线 源 于 离气 泡 中心 轴 线 一定 距 离 Ｒ 炼钢 、 铸新 技术 的 热点 问题 。在所 有 去除夹 杂 物 处 ，此 值为 气 泡 与夹杂 物 颗粒 问 能发 生 碰撞 的最 连 的方 法 中 ，向钢 液 中引入 微 小气 泡 去 除夹 杂 物 是 大距 离 。 因此 ， 杂物 颗粒 与气 泡 之 间 的碰撞 概 率 夹
用 气 泡 的 浮选 作用 ．夹杂 物 与气 泡 发 生有 效粘 附
式 中 ， 为气 泡 的半径 ； ∞是 未 知 的 ，必须 通 过 Ｒ 对迹 线 的数学 描述 来 确定 。
并与 之 一起 浮 至钢 液 表面 。气 泡 法 去 除夹 杂 物 的
整个过程 一般 可分为 ６ 阶段 ： 气泡 向夹杂 物 个 ①
ｉ ｄ ｃ ｓ ｔ ｅ ｍｉ ｒ － ｕ ｂ ｅ ｙ ｕ ｒ － ｉ ｅ ｓ ｌ ｏ ｒ ｔ ｅ ｖ ｈ ｉ ｅ ｉ ｃｕ ｉ ｎ ｏ ｔ ｅ ｌ ｕ ｄ ｎ ｕ ｔ ｈ ｃ ｏ ｂ ｂ ｌ ｓ ｂ ｈ ａ ｆ ｏ ｉ ｐ ｗｅ ｏ ｒ ｍｏ ｅ ｔ ｅ ｆ ｎ ｌ ｓｏ ｓｆ ｍ ｈ ｉ ｉ ｎ ｄ ｎ ｒ ｑ ｓｅ ｌ ｎ ｕ ｔ ｅ ａ ｒ ｓ ｏ ｔ ｔ ｅ ｔ ａ ａ ｇ － ｃ ｌ ｎ ｆｃ ｕ ｅ ｈ ｒａ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｈ ｔ ｔ ｅ ｔ ｅ ，ａ ｄ ｆ ｒ ｒ ｃ ｒ ｉ ｕ ｈ ｒ ｌ ｌｒ ｅ ｓ ａｅ ｍａ ｕ ａ ｔ ｒ ．Ｔ ｅ ｔｉｌ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｔ ａ ｈ ｈ ｅ ｉ ｓ ａ ｕ ｔ ｆ ｎ ｌ ｓｏ ｓ ｓ ｃ ｓ ｏ ｉ ｅ ｎ ｓ ａ ｄ ｔ ａｅ ｙ ｔ ｉ ｍｅｈ ｄ ａ ｅ ｄ ｃ ｅ ｓ ｄ ｂ ｅ ｒ ０ ， ｍｏ ｎ ｃｕ ｉ ｎ ｕ ｈ ａ ｘｄ ｓ ｉ ｔ ｎ ｒ ｔｄ ｂ ｓ ｔ ｏ ｒ ｅ ｒ ａ ｅ ｙ ｎ ａ ｌ ４ ％ ｏ ｉ ｒ ｅ ｈ ｙ ａ ｄ ｔ ｕ ｈ ｅ ｅ ａ ｏ ｔ ｎ ｆｏ ｙ ｅ ｎ ｓｒ ｎ ｓ ｄ ｃ ｅ ｓ ｄ ｔ ａ ｏ ｓ０ ０ ０ ６ － ． ０ ％ ａ ｎ ｈ ｓｔ ｅ ｇ ｎ ｒ ｌｃ ｎ ｅ ｔ ｘ ｇ ｎ ｉ ｔａ ｄ ｉ ｅ ｒ ａ ｅ ｏ ｓｌ ｗ ａ ．０ ％ ００ ０ ８ ｏ ｓ
附概 率 可 以不加 考虑 ，即 Ｐ ＝ ，所 以上 式可 简 化 Ｓ ｈ ｌ ｎ０ ｃ ｕｚ 人 进行 了简化 研 究 ，其 中 Ｙ ｏ ｅ等 ｏｎ开发 的 模 型 相对 来说 更 合理 ，而且 将夹 杂 物 颗粒 与气 泡
Ｐ Ｒ× Ａ ＿ ｌ Ｐ （） ２ 之间 的相对 速度 考 虑在 内 ， 出了碰撞 概率 为 ： 导
钢 中有 害夹 杂物 会对 钢质 量 产 生影 响 ．并 对 于 １ ｍ；直径 为 ０】 ０５ｍ 的子 午线 轮胎 用钢 ５ ．～ ． ｍ 材料 的加 工 性能 、 劳性 能 、 面质 量 和耐 腐 蚀性 丝 ， 求 夹 杂 物 直径 小 于 ５ ｔ 显 像 管用 钢 和 Ｉ 疲 表 要 ｍ； ｘ Ｃ 能等 产生 不 利影 响 ，尽 可能 多地 去 除 钢 中夹 杂 物 用 引线框 用 钢 ， 夹杂 物直 径要求 小于 ５ｔ 对 重 轨 ｍ， ｘ 是 炼 钢 的主 要 目的之 一 。某些 钢 产 品 除 了对 全 氧 钢 要 求 Ｔ０ 小 于 ００ ２Ｏ ， 个 夹 杂物 尺 寸小 于 『１ ． ％ 单 ０
（ ．ｅｈ ｏ ｇ ｅ ｔｒ ｆ ｎ ａ ｇＳｅｌ ｏ， ｔ．Ａ ｓａ １０ ９ Ｌａｎｎ ， ｈｎ ； １ ｃｎ ｌ ｙＣ ｎｅ ｇ ｎ ｔｅ Ｃ ．Ｌｄ， ｎ ｈ ｎ１ ４ ０ ，ｉｏｉｇ Ｃ ｉａ Ｔ ｏ ｏＡ
２ Ｇ ｎ ｒｌ ｔｅｍ ｋｎ ｌｎ ｆ ｎ ａ ｇＳｅｌ ｏ， ｔ．Ａ ｓ ａ ０ Ｌａ ｎｎ ， ｈｎ ） ． ｅ ｅａ Ｓｅ ｌ ａ ｉｇＰａ ｔ ｇｎ ｔｅ Ｃ ．Ｌｄ， ｎ ｈｎ １４ ２ ， ｉｏ ｉｇ Ｃ ｉａ ｏＡ １ １
摘 要 ： 绍 了微 气 泡与 夹 杂 物 之 间 的相 互作 用原 理 和 几 种 气 泡去 除非金 属 夹 杂物 的方 介
法． 并计 算 了气泡 与 夹杂物之 间相 互 作 用的主要 参数 。 此基 础上 提 出了利 用超 细 固体粉 末诱 在 发 微 小 气泡去 除钢 液 中细 小夹 杂物 的方 法 ， 进行 了大生产 试验 ， 并 结果 表 明 ， 与传 统工 艺相 比， 利 用 此方 法处理 后 的铸坯 中氧化 物 夹杂数 量 明显减 少， 夹杂物 数 量减 少近 ４ ％， 坯 中全氧 含 ０ 铸
２ — ３
《 钢 技 术 》 Ｏ １年 第 ４期 鞍 ２１ 陈本 文 等 ： 气 泡 与钢 中 非 金 属 夹 杂 物 相 互 作 用机 理 的 研 究 微
总 第 ３ ０期 ７
外精 炼 、 滤等 ， 过 强化 夹 杂物 的去 除 。目前 ， 去夹 杂 物 技 术 主要 有 ： 氩 、 洗 、 滤 法 、 吹 渣 过 离心 分 离 等
ｋｎ ｓｏ ｕ ｂ ｅ，ａ ｄ ｃ ｌｕａｅ ａｕ ｓｆｒｔｅｍａｎ ｐ ｒ ｍｅｅｓｏ ｔｒ ｃｉｎ ｂ ｔ ｅ ｎ ｔ ｅｍｉｒ — ｉｄ ｆｂ ｂ ｌｓ ｎ ａｃ ｌｔｓｖ ｌｅ ｈ ｉ ａａ ｔｒ ｆｉ ｅａ ｔ ｅｗ ｅ ｈ ｃｏ ｏ ｎ ｏ ｂ ｂ ｌｓ ａ ｄ ｉｃｕ ｉｎ ．Ｂ ｓｄ ｏ ｈ ａｄ ａ ａｙ ｉ，ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ａｓ ｒ ｐ ｓｓ ｔｅ ｍｅｈ ｄ ｗｈｃ ｕ ｂｅ ｎ ｎ ｌｓｏ ｓ ａ ｅ ｎ ｔｅ ｓｉ ｎ ｌｓｓ ｈｓ ａ ｅ ｌｏ ｐ ｏ ｏｅ ｈ ｔｏ ｉｈ
一
项 十分有效 的措施 。
可用 下 式表示 ：
＝
Ｒｏ ／ ＢＲ ） （ ＜ＤＢ ２ 十 Ｐ Ｄｐ ｃ ）
（） ３
ｌ 气 泡 与夹 杂 物 之 间 相 互 作 用 机 理
１１ 气泡 与 夹 杂物 之间 的相 互碰 撞 ． 以钢包 吹 氩精 炼 为例 ．钢包 吹 氩 精炼 主 要 利
ｃ ｍｐ ｒｄ ｗｉ ｈ ｒ ｄｔ ｎ ｌ ｒｃ ｓ． ｏ ａ ｅ ｔ ｔｅｔａ ｉｏ ａ ｏ ｅｓ ｈ ｉ ｐ
Ｋｅ ｒ ｓ：ｃ ｅ ｎ ｓ ｅ ； ｕ ｂ ｅ ｉ ｃｕ ｉ ｎ ｃ ｌ ｓｏ ｒ ｂ ｂ ｌ ｙ ｙ ｗｏ ｄ ｌ ａ ｔ ｌ ｂ ｂ ｌ ； ｎ ｌ ｓｏ ； ｏ ｌ ｉｎ ｐ ｏ ａ ｉ ｔ ｅ ｉ ｉ
中气泡 的尺寸 不 变 。夹杂 物 颗粒 向气 泡 靠 近取 决
于气泡 周 围 的液体 流 动 。夹 杂物 颗粒 的运 动迹 线
虽然 上述 方法 能 在一 定程 度 上去 除 粗 大 的夹 杂 物 可 由通 过其 中心 的流 线来 表示 ， 图 １ 示 。 设 如 所 假
颗粒 ， 是却 不 能对 细小 夹杂 物进 行 有效 地控 制 。 但
有 要 求外 ，还对 氧化 物夹 杂颗 粒 尺 寸有 很 苛 刻 的 １ ｍ， 状夹 杂物 尺寸 小 于 ２０ｇ 钢 液 中的夹 ３ 簇 ０ ｍ。 要 求口２如发 动 机 阀 门弹 簧 钢要 求 夹杂 物 尺寸 小 杂 物 大部分 是 通过 浮 力 自然上 浮 去 除 的 ，可 以说 －， － ｌ 这 种情 况在 整个 冶金 过程 中一 直在进 行 。 是 ， 但 炼
量降低 到 ００ ０６ ００ ０８ ． ％～ ． ％。 ０ ０
关 键词 ： 净钢 ； 泡 ； 洁 气 夹杂物 ； 撞 概 率 碰 中图分 类号 ： Ｆ ０ Ｔ７３ 文 献 标识 码 ： Ａ 文 章编 号 ：１ ０ — ６ ３ ２ １ ）４ ０ ２ — ５ ０ ６ ４ １ （０ ０ — ０ ３ ０ １
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｈ ｒ ｃｐ ｅ ｏ ｎ ｅ ａ ｔ ｎ ｂ ｔ ｅ ｎ ｔ ｅ ｍｉｒ － ｕ ｂ ｅ ｎ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｉ ａ ｅ ｎ ｒ ｄ ｃ ｓｔ ｅ ｐ ｉ ｉ ｌ ｆｉ ｔｒ ｃｉ ｅｗ ｅ ｈ ｃ ｏ ｂ ｂ ｌ ｓ ａ ｄ ｎ ｏ ｉ ｃｕ ｉｎ ｓ ｗ ｌ ａ ｈ ｔ ｏ ｏ ｅ ｖ ｎ ｏ － ｔ ｌ ｃ ｉ ｃ ｕ ｉ ｎ ｒ ｍ ｉ ｕ ｄ ｓｅ ｌｂ ｅ ｅ ａ ｎ ｌ ｓｏ ｓａ ｅ ｌ ｓ ｔ ｅ ｍｅｈ ｄ ｆ ｒ ｒ ｍｏ ｉ ｇ ｎ ｎ ｍｅａｌ ｎ ｌ ｓｏ ｓ ｆ ｉ ｏ ｌ ｉ ｔｅ ｙ ｓ ｖ ｒ ｌ ｑ