钢中夹杂物分析方法探讨
钢中非金属夹杂物分析可行性研究报告
钢中非金属夹杂物分析可行性研究报告1．概要1.1 钢中非金属夹杂物的来源钢铁冶炼是一个非常复杂的物理化学过程。
随着冶炼技术的不断进步，钢的品质得到不断提升。
但是，不管采用何种先进的冶炼技术，钢中总还是不可避免地存在或多或少的非金属夹杂物，其来源大致为以下几方面：① 脱氧、脱硫产物，特别是一些比重大的产物没有来得及排除。
② 随着钢液温度的降低，S 、O 、N 等杂质元素的溶解度下降，于是这些不溶解的杂质元素就呈非金属化合物在钢中沉淀。
③ 带入钢液中的炉渣或耐火材料。
④ 钢铁被大气氧化所形成的氧化物。
通常将前两类夹杂物称为内生夹杂物，后两类夹杂物称为外来夹杂物。
内生夹杂物的类型和组成取决于冶炼的脱氧工艺和钢的成分，尤其是与S 、O 、N 亲和力强的元素含量，如Al 、B 、Mn 、稀土、Ca 等。
而与S 、O 、N 亲和力弱的元素，如Ni 、Co 等，即使它们含量变化很大，对夹杂物也不产生明显影响。
外来夹杂物系偶然生成，通常颗粒大，呈多角形，为成分复杂的化合物，分布也没有规律。
在钢中的含量通常只占夹杂物总量的很小一部分，而且往往是难以确定的。
1.2 夹杂物对钢性能的影响钢中非金属夹杂物的存在通常被认为是有害的。
主要表现对钢的强度、延性、韧性、疲劳等诸方面的影响。
所以冶炼中应采取各种技术措施，尽可能降低其含量，并科学地调节夹杂物的类型、分布、形态等，使其对钢的性能的影响降低到最低限度。
① 夹杂物类别的影响铝镇静钢在连铸时，高熔点的Al 2O 3夹杂物易粘在中间包的水口上面影响浇铸，可通过改变脱氧工艺使钢液中固态的Al 2O 3夹杂物变为液态的铝酸钙，就可以避免夹杂物在水口上面的粘结。
② 夹杂物颗粒大小及分布的影响大而集中的夹杂物对钢的性能很有害，而分布弥散和细小颗粒的夹杂物，不仅其危害能消除，有时还有改善钢的性能的作用。
例如在室温下，Al 2O 3颗粒超过1μm 时，钢的屈服强度和抗张强度降低，但当夹杂物颗粒小于0.3μm 时，屈服强度和抗张强度都将提高。
钢中非金属夹杂实验报告
实验报告姓名：班级：冶金1401班学号： 20142019实验名称：钢中非金属夹杂物观察与分析实验实验日期： 2017.11.7实验：钢中非金属夹杂物观察与分析实验一、实验目的1.掌握钢的磨制方法。
2.了解球磨机的使用方法。
3.了解金相显微镜的原理及使用。
4.对钢中的非金属夹杂物进行分析。
二、实验原理。
A钢中夹杂物的分类分类方法很多，但常见的有以下四种：1．按来源分类，可分为两类：(1)外来夹杂物：耐火材料、熔渣或两者的反应产物混入钢中并残留在钢中的颗粒夹杂称为外来夹杂。
包括从炉衬或包衬、或从汤道砖、中包绝热板、保护渣进入钢水中的夹杂物（有人还将钢水二次氧化生成的夹杂物包括在内）。
这类夹杂颗粒较大，易于上浮，但在钢中，它们的出现带着偶然性且不规则。
(2)内生夹杂物：在冶炼、浇注和凝固过程中，钢液、固体钢内进行着各种化学反应，对于在冶炼过程中所形成的化合物、脱氧时产生的脱氧产物、或在钢水凝固过程产生的化合物，当这些化合物来不及从钢水中彻底排出而残存在钢中者，叫做内在的非金属夹杂物。
内生夹杂物形成的时间可分为四个阶段：①一次夹杂（原生夹杂）：钢液脱氧反应时生成的脱氧产物；②二次夹杂：在出钢和浇注过程中温度下降平衡移动时生成的夹杂物；③三次夹杂（再生夹杂）：凝固过程中生成的夹杂；④四次夹杂：固态相变时因溶解度变化生成的夹杂。
一般说来外来夹杂物颗粒较大，在钢中比较集中，而内生夹杂物则与此相反。
从组成来看，内生夹杂物可以是简单组成，也可以是复杂组成；可以是单相的，也可以是多相的。
在铸坯凝固以及随后的冷却过程中，夹杂物不仅与钢基体保持平衡，而且夹杂物本身也不断发生改变，例如析出新的化合物以趋于稳定状态。
在轧制或热处理时，每次加热都为夹杂物和钢基体之间趋向平衡提供了条件，在室温下所观察到的夹杂物，实际上是经过了一系列复杂变化的结果。
2．按化学成分分类，一般分三类。
(1)氧化物：如FeO, Si02 , Al2O3等，有时它们各自独立存在，有时形成尖晶石(如MnO.Al203）或固溶体 (如FeO 和MnO)。
钢中细小夹杂物的研究方法探讨
形态 & 尺寸和分布对钢材 !! 钢中夹杂物的类型 & 夹杂物的控制技术越来越 性能有着重要的 影 响 ! 受到了冶金和材料界的高度重视 ' 随着冶金技术 传统的有害夹 杂 物 " 如粗大的 ' 的不断提高 ! 2 :& 已经能够得到有效控制 ' 但 近年来 ! 随 1 + !A $ 等# 着氧化物冶金技术的提出和大量功能钢铁材料的 钢中细小的 有 利 夹 杂 物 成 为 了 夹 杂 物 研 究 出现 ! 领域的重点
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# " #! 夹杂物的内部结构和物相研究方法 # " # " !! 夹杂物 A B C 分析 ! 常用的 ! 种物相研究 方法是 < 衍 射 和 透 射 电 镜 下 的 选 区 电 子 衍 射 " ' 对于 钢 中 夹 杂 物 尤 其 是 细 小 夹 杂 物 来 : 1 ># 说! 要提取足 够 < 衍 射 分 析 的 样 品 ! 采用小样电 解的方法萃取十分困难 ' 本文尝试了通过大样电 置于光滑 解的方法提取了 钛 脱 氧 钢 中 的 夹 杂 物 ! 的玻璃片上 ! 采 用 < 微 区 衍 射 进 行 分 析! 结果如 图$ 所 示'研 究 结 果 表 明! 钛脱氧钢中生成产物 为? / A !' + ! +
钢中夹杂物的产生与去除途径
钢中夹杂物的产生与去除途径李振旭钢中夹杂物对钢质量的影响越来越受到重视，怎样减少钢中夹杂物对钢材性能的影响，各大院校、钢铁研究机构有很多研究成果及文献。
生产清洁钢有很多措施与手段，在此不作详细介绍，我想就电弧炉单设备冶炼，结合很多的文献作一下具体分析与验证。
钢中夹杂物的来源无非有两大类：一、外来夹杂。
二、内生夹杂。
外来夹杂是由原材料、炉渣、耐火材料等引起的。
如炼钢的废钢带入的泥沙、铅锌砷锑鉍等，出钢时钢液混渣，炉衬、出钢槽、盛钢桶等耐火材料的侵蚀、冲刷剥离等造成的。
内生的夹杂物是由脱氧产物、析出气体的反应产物构成的。
一般脱氧产物称为一次夹杂。
二次夹杂为钢液从浇注温度下降到液相线，由于温度下降气体的溶解度下降析出而产生的夹杂物。
三次夹杂是金属在固相线下由于结晶而产生的。
四次夹杂是结晶完成后到常温过程中由于发生组织转变而产生的。
由此可以看出钢中的夹杂物大部分是一次夹杂和二次夹杂。
外来夹杂通过现场管理及使用优质耐火材料是可以控制或减少的，三、四次夹杂是无法消除的，故此不做讨论。
重点讨论一二次夹杂的产生与去除。
钢在熔炼的过程中为了去除由原料带入的杂质及有害元素，往往采取氧化法冶炼。
利用碳氧沸腾来增加熔池的动能，通过一氧化碳的排出将熔于钢液中的气体及夹杂物去除，氧化以后钢液得到净化。
但当氧化结束以后，钢液中存在较多的溶解氧及氧化铁，这种钢液在浇注时会因气体含量高而引起冒涨而导致无法使用，那么就要对钢液进行脱氧操作。
目前脱氧主要有沉淀脱氧、扩散脱氧及两种方法结合的综合脱氧法。
硅铁、锰铁是目前最常用的脱氧剂，其他的有铝、硅铝铁、硅锰合金、硅钙合金、硅钙钡、硅铝钡、硅镁、镍镁合金混合稀土等等。
用于扩散脱氧的有碳粉、硅铁粉、硅钙粉、铝粉、碳化硅粉等。
作为沉淀脱氧剂的硅铁、锰铁等直接加入钢液，它的脱氧产物是SIO2和MnO,MnS等，用铝作为终脱氧剂脱氧其产物是AI2O3，其中一部分会上浮排除，当然还会有部分存在于钢液中，造成氧化物夹杂。
高铁车轮钢中TiN夹杂物析出的热力学分析
高铁车轮钢中TiN夹杂物析出的热力学分析1 引言高速铁路在发达国家发展十分迅速，并且取得了极佳的经济和社会效益。
然而高速列车车轮中的杂质一直是威胁列车车轮寿命与安全行驶的一个重要因素，其中具有尖利棱角的方块形夹杂TiN不易变形，经轧制和热处理后也不消失，对车轮钢的疲劳性能和韧性都有很大的危害。
因此，在生产过程中，必须严格控制钢液中Ti和N的含量，消除TiN夹杂的析出条件。
2.TiN析出的热力学分析2.1.车轮钢液相线和固相线温度的确定车轮钢的化学成分见表 1.车轮钢的液相线和固相线温度分别用式(1)和式(2)[1]进行计算：T l=1535-{65[C]+30[P]+25[S]+20[Ti]+8[Si]+7[Cu]+5[Mn]+25[Ni]+27[Al]+15[Cr]+90[N]+80[O]} (1)T s=1538-{175[C]+30[Mn]+20[Si]+280[P]+575[S]+65[Cr]+475[Ni]+75[Al]+40[Ti]+160[O]} (2) 将表1中车轮钢的各元素成分代入式(1)、式(2)得：Tl=1486℃=1759K，Ts =1379℃=1652K。
表1 车轮刚的成分元素表2 1873K时钢水中元素的相互作用系数2.2Ti和N的活度考虑到钢水中各元素的相互作用，Ti和N的活度系数f Ti和f N及活度a Ti和a N可按式(3)和式(4)[2-3]计算：式中，f i为元素i的亨利活度系数，e i j(T)为温度为T的钢液中元素j对i的相互作用系数，[i]为钢液中Ti或N的质量分数，[j]为钢液中溶质元素j的质量分数。
将车轮钢中各元素的质量分数(表1)和1873K时钢水中元素的相互作用系数[4-5](表2)代入式(3)计算得到下式：在本文讨论的车轮钢成分条件下，可得到1873K时钢液中Ti、N的活度如下：2.3车轮钢中TiN夹杂析出分析从文献[6]可查到：根据式(9)-(11)可导出[Ti]+[N]=TiN(s)，△G=-314250+115.02T (12) 实际车轮钢中TiN 的生成反应吉布斯自由能的变化为G=G+RTlnJ，其中，J=aTiN/(aTiaN)。
钢中非金属夹杂物及其检测法
钢中非金属夹杂物及其检测法夹杂物的评级问题：不计较其组成成分和性能以及它们可能的来源等；只注意它们的数量、形状、大小和分布情况。
一般在明视场下放大100倍时检验即可。
现在采用的方法有：瑞典Jernkontoret（简称JK）夹杂物评级图。
美国试验及材料学会（ASTM）夹杂物评级标准亦采用JK评级图。
此外还有SAE（美国汽车工程师学会）夹杂物评级图等等。
中国冶金部YB25-59规定，夹杂物的评级有甲乙两种方法。
即：长度指数和与标准级别图对比评级法。
非金属夹杂的鉴定：（一）金相法：借助金相显微镜的明场、暗场及偏振光来观察夹杂物的形状、分布、色彩及各种特征，从而对夹杂物作出定性或半定性的结论。
但金相法不能获得夹杂物的晶体结构及精确成分的数据。
1．夹杂物的形状：鉴定夹杂物首先注意的是它们的形状，从它们的形状特点上，有时可以估计出它们属于那类夹杂物，这有利于考虑下一步应采取的鉴定方法。
如：玻璃质SiO2呈球形；TiN一般呈淡黄色的四方形。
在铸态时呈球形的夹杂物很多，但这些夹杂物有的具有一定的塑性，当钢在锻轧后，它们被压延拉长，如FeO 和2FeOSiO2共晶夹杂物，铸态时为球状，锻轧后被拉成长条状。
2．夹杂物分布：夹杂物的分布情况也有一定的特点，有的夹杂物成群，有的分散。
成群的夹杂物经锻轧后，即沿锻轧方向连续成串，Al2O3夹杂就属此类。
有的夹杂物，如FeS 及FeS-FeO共晶夹杂物等。
因其熔点低，所以钢凝固时，这类夹杂物多沿晶界分布。
3．夹杂物的色彩和透明度：观察夹杂物的色彩及透明度一般应在暗场或偏振光下进行。
可分为透明和不透明两大类。
透明的还可分为透明和半透明两种。
透明的夹杂物在暗场下显得十分明亮。
如果夹杂物是透明的并有色彩，则在暗场下将呈现它们的固有色彩。
各种夹杂物都有其固有的色彩和透明度，再结合其它特征来进行判断。
如某种夹杂物，它们的分布及外形呈有棱的细小颗粒并沿轧制方向连续成群，在明场下这些夹杂物多呈深灰略带紫色，而在暗场下则为透明发亮的黄色。
20g钢中夹杂物研究精品
【关键字】质量、问题、充分、整体、制定、研究、措施、规律、关键、稳定、理想、能力、结构、水平、检验、分析、形成、保护、满足、严格、开展、优先、发挥、解决、优化、调整、改善、加强、实现、提高、显著改善、实施、改进20g钢中夹杂物研究闫卫兵1，2，杨海平2，任毅1，2(1．北京科技大学冶金学院，北京100083; 2．河北钢铁集团宣钢公司炼钢厂，河北宣化075100)摘要:20g钢在轧制过程中易发生表面纵裂，对钢水中氧、氮含量和纯净度要求严格。
研究了宣钢炼钢厂生产20g钢过程中各工序钢中全氧及氮含量的变化，夹杂物的种类及粒度分布，大型夹杂物的组成、分布及其来源。
介绍了非稳态浇铸对铸坯洁净度的影响，使用示踪剂追踪了夹杂物的来源，并制定了改进措施，20g钢铸坯质量得到显著改善。
关键词:20g钢;夹杂物;研究1 前言宣钢炼钢厂生产20g钢工艺流程为:120 t顶底复吹转炉→130t LF精炼→连铸。
选取了20g钢1个中包浇次的中间包前2炉取样。
在钢包和中间包钢液中取氧氮样、电解样，在连铸浇铸过程中切取铸坯样，取样前在钢包渣、中间包覆盖剂加入示踪元素，并利用结晶器保护渣中固有的示踪剂K和Na跟踪钢包渣、中间包覆盖剂、结晶器对钢液的污染。
根据铸坯样中夹杂物的示踪剂判定夹杂物的来源，对铸坯样进行夹杂物的检验，分析其夹杂物的种类、数量、形态、分布。
2 各工序钢中全氧及氮含量的变化钢中的氧、氮含量主要与转炉冶炼、炉外精炼及保护浇铸有关。
因此，分别在钢包、中间包及铸坯取样，精炼过程钢中平均T［O］和［N］的变化规律如图1所示，浇铸过程中间包钢液中平均T［O］和［N］的变化规律如图2所示，铸坯中平均T［O］和［N］的变化规律如图3所示。
由图1可知，20g 钢在精炼过程中的氧、氮含量变化为:在LF精炼过程中吹氩搅拌，钢液面波动较大，极易发生二次氧化，致使钢中氧氮含量升高;LF精炼末期，钢水通过弱氩气底吹，使钢水中氧氮含量降低。
底吹转炉钢中夹杂物的检测与鉴定技术
底吹转炉钢中夹杂物的检测与鉴定技术钢材是现代工业生产中不可或缺的材料之一，而钢材的质量则直接关系到产品的使用性能和安全性。
底吹转炉钢作为常见的一种钢材类型，其质量也备受关注。
其中，钢中的夹杂物是常见的一个质量问题，在生产过程和使用过程中可能导致钢材的性能下降甚至产生事故。
因此，底吹转炉钢中夹杂物的检测与鉴定技术显得尤为重要。
夹杂物是指分散分布在钢锭和钢坯中的非金属夹杂，它们可以是气体、氧化物、硫化物、碳化物等。
夹杂物的存在会降低钢材的力学性能、加工性能和耐蚀性能，同时也会增加钢材的断裂风险。
因此，及时准确地检测和鉴定钢中的夹杂物，对于生产和应用安全至关重要。
底吹转炉钢中夹杂物的检测与鉴定技术涉及多个方面，以下是一些常见的技术方法和手段：1. 金相显微镜分析：使用金相显微镜对钢材进行观察和分析，能够直观地观察到夹杂物的形态、大小、分布等特征。
这种方法适用于较大夹杂物的检测和鉴定，但对于微小夹杂物的检测有一定局限性。
2. 扫描电子显微镜（SEM）：SEM是一种高分辨率的显微镜，能够观察到微小夹杂物的形态和结构，并通过能谱分析技术确定其成分。
这种方法具有较高的检测灵敏度和分辨率，可准确检测到微小夹杂物。
3. 超声波检测：利用超声波传播的原理，对钢材进行扫描和检测，可以检测到夹杂物的存在和位置。
此外，超声波技术还可以评估夹杂物对钢材性能的影响程度，并预测其可能导致的破坏性行为。
4. 磁粉检测：利用磁粉法对钢材进行检测，通过观察磁粉的聚集和颜色变化等来确定夹杂物的位置和形态。
这种方法通常适用于表面的夹杂物检测，对于内部夹杂物的检测能力有一定限制。
5. 色谱分析：通过色谱技术对钢材中的夹杂物进行分离和分析，可以确定其组分和含量。
这种方法对于一些特定的夹杂物鉴定非常有效，但需要配合专业的分析仪器和技术人员进行操作。
在采用这些技术方法的同时，还需要建立一套完善的检测体系和标准，确保检测结果的准确性和可比性。
此外，在实际生产中，也需要对原材料、生产工艺和设备等方面进行控制，减少夹杂物的产生和污染。
铁道车辆用车轴钢夹杂物分析及改善措施
铁道车辆用车轴钢夹杂物分析及改善措施摘要：在铁道车辆中，车轴钢是非常总要的一项内容。
本文首先分析了LZ50车轴钢生产工艺流程，其次探讨了夹杂不合原因，最后就改进措施及效果进行研究，以供参考。
关键词：车轴钢；大颗粒夹杂物；炼钢；中间包；浸入式水口引言随着高碳铬不锈钢技术标准的不断升级，特钢行业对航空轴承材料的质量要求越来越高。
G95Cr18是高碳高铬马氏体不锈钢典型钢种之一，具有良好的耐蚀、抗高温能力，作为轴承材料在航空工业中得到广泛应用。
该钢中夹杂物（尤其是氧化物、点状夹杂）显著降低钢的塑性、韧性和疲劳寿命，使钢的加工性能变坏，对钢材表面光洁度和焊接性能有直接影响1LZ50车轴钢生产工艺流程国内某钢厂车轴钢采用80t电转炉冶炼-80tLF精炼-80tVD真空脱气—连铸准690mm大圆连铸坯—铸坯红送—热轧250mm×250mm工艺流程生产。
采用电转炉冶炼，其成分要求如表1所示。
出钢要求C0.10%～0.51%，P≤0.010%，出钢温度范围为1640～1680℃。
LF精炼主要采用铝脱氧，LF精炼工序在调白渣后，保持时间≥25min。
LF出钢参考温度为1655～1675℃；VD真空处理需在高真空度（≤67Pa）下保持时间≥20min；脱气目标：钢液中[H]≤1.5×10-6，软吹时间≥15min。
连铸过程中过热度保持在（25±5）℃，中间包使用碱性覆盖剂，保护渣采用车轴钢专用保护渣，连铸二冷水配水采用弱冷工艺，拉速控制在0.20～0.24m/min，同时配备有结晶器电磁搅拌（M-EMS）、二冷区电磁搅拌（S-EMS）、末端电磁搅拌（F-EMS）。
连铸坯在红送到加热炉后其预热温度为700～900℃，加热速度≤150℃/h，均热温度控制在1260～1290℃；开轧温度1200～1250℃，终轧温度控制在850～950℃。
2夹杂不合原因分析（1）扫描电镜及能谱分析。
钢中高的氧含量形成较多的氧化物夹杂，通过稀土让氧化物夹杂变性，最终呈点状夹杂形态，所以表现为点状夹杂超标。
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进【摘要】连铸坯夹杂物是影响连铸坯质量的重要因素之一。
本文从连铸坯夹杂物产生原因、改进措施和关键技术等方面进行了分析和探讨。
连铸坯夹杂物的形成可能与原料质量、工艺参数等因素有关，在连铸过程中容易产生。
为了提高连铸坯质量，可以采取一些控制措施和优化工艺流程，包括提高原料质量、调整工艺参数等。
连铸坯质量的改进不仅可以优化生产过程，提高产品质量，还可以降低生产成本，提高经济效益。
未来的研究方向应当深入研究连铸坯夹杂物的形成机理，进一步改进连铸工艺，提高连铸坯质量，为我国钢铁行业的发展做出贡献。
【关键词】连铸坯夹杂物, 产生原因, 改进措施, 关键技术, 工艺流程优化, 坯质量提高, 连铸坯质量, 形成机理, 连铸工艺改进.1. 引言1.1 研究背景连铸是一种连续铸造工艺，是在一个连续流动的铸模中进行的铸造方式，由于其高效节能的优势，被广泛应用于钢铁、有色金属等行业。
连铸坯夹杂物的产生却一直是制约连铸产品质量的一个重要问题。
夹杂物是指在连铸过程中夹杂在坯料中的杂质或气泡，严重影响了连铸坯的质量和性能。
夹杂物的产生有多种原因，主要包括原料质量不过关、连铸设备及工艺不完善、操作不当等方面。
一些固体夹杂物如氧化铁、硫化物等常常源自原料中的杂质，而气泡夹杂物则来源于钢水中气体的溶解度过高或者气体在过程中的渗透等。
连铸过程中的冷却速度、结晶过程等也会影响夹杂物形成的方式。
研究连铸坯夹杂物的产生原因，对于进一步提高连铸产品的质量、降低生产成本具有重要意义。
有必要深入探讨夹杂物的产生机理，找出关键的影响因素，并制定相应的改进措施。
本文将通过分析连铸坯夹杂物的产生原因，探讨改进措施和关键技术，以期为优化连铸工艺流程提供参考。
1.2 研究意义连铸坯夹杂物是连铸过程中常见的缺陷，对坯料质量和产品性能造成不利影响。
对于现代钢铁生产而言，提高产品质量和降低生产成本是至关重要的课题。
对连铸坯夹杂物产生原因进行深入分析和改进措施的研究具有重要的理论和应用价值。
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%。
连铸钢中的夹杂物及其引起的缺陷分析
连铸 钢 中的 非金属及 杂物 的来源主要 内生夹杂 物和 外来夹 杂物 ， 钢 包 中间包到结晶器的过程 中采用保护 浇注方法进行 防治二次氧化 。 其 其 中内生夹杂 物 主要是 由于 钢水冷 却凝 固过 程的析 出物或 者是钢 脱氧 中应 做好 以下工作 ： ①将 出钢 口的残渣 残钢 清理干 净， 以保证 不出现散 后产 生的 物质 ， 而 外来 夹杂 物 主要是 钢水 和外 界之 间的机 械 或者 化学 流的现 象 。 ②在钢包 到中间包的过 程 中应采用 长水 Ｅ ｌ 进行 保护， 而 中间
连 铸 钢中硅 酸盐 的夹 杂主要 是钢 水凝 固的过 程 中， 由于冷 却速 度 较 快导 致 钢水 中的液 态硅 酸盐 来 不及结 晶而 以玻璃 态的 留存 于钢 中。
２ 。 ２ 使用高质量耐火材 料 如 果钢 液 中含有 ＞１ ％ 的锰 ， 则 钢浇铸 的过 程中将 会严重侵蚀 浇铸
由于钢 中的夹杂 物形态 分布对钢 的性能 和钢的 质量 具有显著 的明 显， 因此 ， 采用有效 的控制 方法控制 夹杂物 的形态分布也是 切实可行的 措施 。 在进 行控制 钢 中夹 杂物 的形 态分布时 可以 采用压 缩 气体 作为载 体将石灰 、 硅钙粉 等精炼 粉剂喷洒 到钢包 中， 然后 可以利用 气体 的搅拌 作用扩 大液体 钢和 粉剂的 接触面 积 ， 其 中等精 炼粉剂 不仅能 够达 到脱 氧、 脱硫 、 改善化 学反应 的 目 的， 提 高钢的纯净度 的目的， 同时还 能够改
圈１连铸钢 口形态 变钢中夹杂 物的形态 及其 组成 。 １ ． ２ 连 铸钢中氧化铝杂 物及其缺陷 ３ ． 总 结 在镇静 钢加工生 产中， 氧化铝是 最为常见的夹 杂物 ， 其也是 一种 对 综 上所 述 ， 连铸钢 中的夹杂 物对 钢的质量 和钢 的性能 具有 很大 的 钢 性能 影 响最大 的一种 夹杂 物 ， 氧化铝 夹杂 物是 一种脆 性不 变形夹 杂 影 响 ， 因此 ， 只有采 取 有效 的 方法 减 少钢 中的 夹杂 物 ， 控 制夹 杂 物 形
钢中夹杂物的无损检测分析方法
钢中夹杂物的无损检测分析方法目前，大批量、快节奏地生产洁净钢是当今世界钢铁流程发展的重要趋势。
如何要提高钢水的洁净度，就要全面获取夹杂物的特征信息，无损检测就是检查和测试夹杂物的手段之一。
无损检测包含：1、超声波检测超声波检测在钢铁企业中已被广泛应用，常规应用于检测200μm以上的缺陷。
超声波检测夹杂物是基于钢基体与缺陷之间的声学性能差异。
一般超声波检测系统所使用的探头频率一般小于10MHz，很难检测到更小的缺陷。
但随着高频探头的发展，如30-100MHz探头的使用，已可以检测到直径小于100μm的缺陷或夹杂物。
但要求试样检测面要光洁和组织要均匀，且晶粒大小需小于所检测的缺陷或夹杂物大小。
超声波检测的主要优点是可以在线无损检测，并且可以对试样中的缺陷进行定位，此外检测的试样体积很大，因此可以减少遗漏大的有害夹杂的可能性；缺点是不能检测小尺寸夹杂物，并且不能很好区分缺陷类型，比如气孔和夹杂物。
2、电磁法电磁法也被用来检测金属内部质量。
一个常用的方法是磁漏通量检测法。
当一个缺陷或者夹杂物出现在铁磁材料的近表面时会产生一个漏通量，与其他位置相比在夹杂物位置的磁阻会显著增大。
如果磁性材料的磁化近饱和，磁通量会被夹杂物扰乱，从而进入缺陷位置的上部空间形成一个漏通量，这个漏通量就被磁传感器检测到。
这种方法对长条状夹杂物比较敏感，夹杂物太短的话不容易从背景噪声中区分。
同时，如果夹杂物过于长，超过了最佳值，也会检测不到。
3、微型CT微型CT又称为X射线计算机微断层扫描技术，它可以通过从不同角度拍摄的一系列X射线投射图片来重现试样的内部结构，获得夹杂物的三维形貌。
微断层扫描技术与医用CT的不同之处在于其拥有更高的空间分辨率，此外在微断层扫描中试样时旋转的，而射线发射器和接收器是固定的。
伴随X射线管技术的进步，微型CT的空间分辨率已经达到微米级。
用标准仪器时图片几乎不放大，而使用带微距的X射线管时可以获得放大5-10倍的图片。
钢中夹杂物的鉴定
钢中夹杂物的鉴定一、实验目的在正常条件下，钢的温度冷却到固相线以下时就会发生硫化物、碳化物和氮化物的析出。
绝大多数氧化物和一些硫化物夹杂在钢液中形成。
在钢凝固之前，如果不去除这些夹杂物，将引起连铸产品的缺陷，对连铸生产顺利进行带来问题和困难，如，降低生产率、降低产品性能、降低金属收得率等。
本实验的主要目的是为了让同学了解钢中夹杂物对钢性能的影响，并掌握对钢中夹杂物的评级。
二、实验设备与试样1.蔡司金相显微镜2.非金属夹杂物的标准试样三、实验原理----钢中夹杂物的分类A类、（硫化物类）具有高延展性，有较宽范围形态比（长度/宽度>3）的单个呈灰色夹杂物。
B类、（氧化铝类）大多数没有变形，带角，形态比小（一般<3）呈黑色或者蓝色颗粒，沿轧制方向排成一行，至少三个。
C类、（硅酸盐类）具有高延展性，有较宽范围形态比（>3）的单个呈黑色或深灰色夹杂物，一般端部呈锐角。
D类、（球状氧化物类）不变形，带角或者圆形的，形态比小（<3）。
黑色或者带蓝色的，无规则分布的颗粒。
DS类、（单颗粒球状类）圆形，或近似圆形，直径不小于13um的单颗粒夹杂物。
四、实验内容及步骤2、国标《钢中非金属夹杂物的测定》（GB/T10561-2005）3、金相显微镜的操作4、非金属夹杂物的标样观察，并评级五、作业1、对下列三幅图中任选一副图，评级，并在实验报告中画出大概的图样。
2、去图书馆查阅非金属夹杂的书籍或者文献，书籍写出名称、作者名称、出版社，并摘抄前言或者概述中有关本书内容的简介，字数多于300。
文献写出名字，作者，期刊名，页数范围，以及摘要。
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进一、前言钢铁行业是国家的重点行业之一，也是我国现代化工业体系中必不可少的组成部分。
在钢铁生产中，连铸坯夹杂物是生产中常见的一种问题，它不仅影响钢铁产品的质量和性能，而且还会影响到钢铁企业的市场竞争力，并且也会对生产工艺和设备带来较大的危害。
因此，本文从夹杂物的产生原因分析入手，提出针对性的改进措施，以期能够实现减少夹杂物的产生，提高钢铁产品的品质和市场竞争力。
1.原料方面（1）铁水成分不合理铁水的化学成分对夹杂物的形成有着直接的影响。
当铁水中的硫和氧含量较高时，会使得夹杂物形成热力学不稳定的化合物，导致夹杂物的生成率增加。
因此，合理调整铁水成分是减少夹杂物的有效手段。
（2）加入回炉钢水回炉钢水存在着大量的夹杂物，加入回炉钢水后容易造成夹杂物的增加。
因此，在使用回炉钢水时，需要对其进行充分的处理，避免夹杂物对生产造成影响。
2.炉前工艺方面（1）除氧不彻底如果除氧不彻底，发生端氧化反应的概率将会增加，这些端氧化物在晶界聚合后，就会形成一些夹杂物，进而影响到钢铁产品的品质。
（2）炉前脱硫不充分脱硫不充分是夹杂物的主要原因之一。
硫含量过高会导致液体中形成热力学不稳定的化合物，从而增加夹杂物生成的概率。
（1）结晶器结垢结晶器结垢是一种容易形成夹杂物的主要原因之一，结晶器结垢可能导致夹杂物在结晶器内的增加，也可能造成连铸过程中的阻塞。
（2）二次冷却水质量不佳二次冷却水质量不佳，可能会导致管路和夹层产生生锈和腐蚀，从而影响到液流的速度和流动性，进而影响到夹杂物的生成和清除。
三、夹杂物产生改进措施1.加强原料控制合理调整铁水成分，同时避免使用过多回炉钢水，要求回炉钢水进行充分的处理。
加强炉前脱硫，确保除氧彻底，减少端氧化物的产生，同时也要对炉前工艺进行严密的监控。
3.优化连铸工艺保证结晶器的清洁，并对二次冷却水质量进行严格监督和控制，及时更换和维护设备。
加强工艺操作人员的培训和管理，保证工艺稳定可靠，减少人为失误的概率。
夹杂物的鉴定方法
夹杂物的研究方法归纳夹杂物鉴定技术，可分为两类。
第一类是在位鉴定检查。
在位鉴定检查是在夹杂物和钢的基体不分离的情况下进行检查，它可分为宏观在位检查和微观在位检查。
宏观在位检查有：低倍酸浸、硫印、X光透射、超声波检查等。
这些方法可以确定夹杂物（或缺陷）在钢材或工件中的位置、尺寸和分布。
根据这些检查的结果可以评价工艺因素对钢清洁度的影响，可以发现肉眼难于发现的夹杂物缺陷，避免继续加工或投入使用，造成不应有的损害和损失。
但是宏观在位检查往往不能确定夹杂物的类型和组成。
微观在位检查弥补了这方面的不足。
微观在位检查是用显微镜鉴定钢中的缺陷或夹杂物。
显微镜鉴定法已有很长的历史，用显微镜可检查夹杂物的光学特征，如透明度、色泽、偏光效应、耐磨性和耐侵蚀性等。
人们根据这些特征来推断夹杂物的类型和组成。
但是，由于它不是直接分析，即使是有经验的内行也难免有时误判。
近些年来随着X光显微镜分析技术的发展，使微观在位分析产生了飞跃。
只要镜下观察到的夹杂物，就比较容易确定其元素组成，根据元素组成又可推断夹杂物的矿物结构。
另一类鉴定方法是移位检查鉴定。
在位检查鉴定有很多优点，生产上应用很广，但在位鉴定不能确定夹杂物的平均组成。
夹杂物的移位鉴定弥补了这方面的不足。
常用的移位分析法有酸法、卤素法、电解法等，其中尤其是以电解法最为安全方便，便于分析夹杂物类型、粒度和组成。
移位鉴定分析可以避免基体对分析的干扰；但处理不当时，会损害夹杂物形貌。
下面就夹杂物的检测方法作以介绍。
1.金相观察金相显微镜是研究钢中非金属夹杂物的重要工具，是发展历史最长，应用最广的一种检测方法。
在20世纪50、60年代已经发表过专著[16]。
近几十年来，虽然现代物理冶金的研究工具有了飞跃的发展，但由于金相显微镜具有操作简便、造价低廉、功能多等特点，它不仅能够鉴别夹杂物的类型、形状、大小和分布，并可研究夹杂物与材料性能之间的定量关系，所以传统的金相技术至今仍被广泛应用。
钢中夹杂物分析方法探讨
钢中夹杂物分析方法探讨钢中夹杂物主要以非金属化合态存在，如氧化物、硫化物、氮化物等，造成钢的组织不均匀。
夹杂物的几何形状、化学成分、物理性能等不仅影响钢的冷热加工性能和理化性能，而且影响钢的力学性能和疲劳性能。
随着产品对夹杂物的分析提出更高的要求，需要建立适合生产现场的快速检测钢中夹杂的分析方法，以便降低钢中的夹杂含量，因此，对各种夹杂分析方法进行调研，并从单一和综合两方面进行分析。
单一方法(1)金相显微镜观测法(MMO)。
金相显微镜观测法是一种传统的方法，用光学显微镜检测二维钢样薄片，并且用肉眼定量。
通过观察夹杂物的形状、光学特征或用化学法辅助，可以测定夹杂物类型，直接观测夹杂物的尺寸与分布情况，判断夹杂物的生成。
(2)图像扫描法(IA)。
采用高速计算机显微镜扫描图像，根据灰度的断续分辨明暗区，比肉眼观测的MMO法大有改进，容易测定较大面积和较多数量的夹杂物，自动化程度高，可获得体积分数、粒度分布直方图、定量等信息，但有时易将非金属夹杂物引起的划痕、麻点和凹坑分析错，且易受尘埃干扰，细小夹杂可能从磨面脱落。
(3)硫印法。
通过对富硫区进行腐蚀，区分宏观夹杂和裂纹。
(4)电解(蚀)法。
该方法精确度高但费时，以钢样作为电解池的阳极，电解槽为阴极，通电后钢的基体呈离子状态进入溶液溶解，非金属夹杂物不被电解呈固相保留。
较大的钢样(2～3kg)被电解，然后对电解泥淘洗、磁选、氢气还原分离铁，最后称量分级；较小的钢样(50～120g)被电解或稀酸溶解，将残渣经碳化物处理、过滤、灼烧，得到氧化物总量。
马钢钢研所和北京科技大学成人教育学院运用大样电解法对钢样进行测定，并得到夹杂物不同粒度分布的百分含量。
(5)电子束熔炼法(EB)。
在真空条件下，用电子束熔化钢样，夹杂物上浮到钢水表面。
通常电子束熔炼查找的是上浮夹杂物特定区域。
电子束熔炼的升级法(EB-EV)用来评估夹杂物尺寸分布，根据测定区域的上浮夹杂物尺寸，推断所有夹杂物的上浮结果，从而计算夹杂物尺寸分布指数。
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钢中夹杂物分析方法探讨
钢中夹杂物主要以非金属化合态存在，如氧化物、硫化物、氮化物等，造成钢的组织不均匀。
夹杂物的几何形状、化学成分、物理性能等不仅影响钢的冷热加工性能和理化性能，而且影响钢的力学性能和疲劳性能。
随着产品对夹杂物的分析提出更高的要求，需要建立适合生产现场的快速检测钢中夹杂的分析方法，以便降低钢中的夹杂含量，因此，对各种夹杂分析方法进行调研，并从单一和综合两方面进行分析。
单一方法
(1)金相显微镜观测法(MMO)。
金相显微镜观测法是一种传统的方法，用光学显微镜检测二维钢样薄片，并且用肉眼定量。
通过观察夹杂物的形状、光学特征或用化学法辅助，可以测定夹杂物类型，直接观测夹杂物的尺寸与分布情况，判断夹杂物的生成。
(2)图像扫描法(IA)。
采用高速计算机显微镜扫描图像，根据灰度的断续分辨明暗区，比肉眼观测的MMO法大有改进，容易测定较大面积和较多数量的夹杂物，自动化程度高，可获得体积分数、粒度分布直方图、定量等信息，但有时易将非金属夹杂物引起的划痕、麻点和凹坑分析错，且易受尘埃干扰，细小夹杂可能从磨面脱落。
(3)硫印法。
通过对富硫区进行腐蚀，区分宏观夹杂和裂纹。
(4)电解(蚀)法。
该方法精确度高但费时，以钢样作为电解池的阳极，电解槽为阴极，通电后钢的基体呈离子状态进入溶液溶解，非金属夹杂物不被电解呈固相保留。
较大的钢样(2～3kg)被电解，然后对电解泥淘洗、磁选、氢气还原分离铁，最后称量分级；较小的钢样(50～120g)被电解或稀酸溶解，将残渣经碳化物处理、过滤、灼烧，得到氧化物总量。
马钢钢研所和北京科技大学成人教育学院运用大样电解法对钢样进行测定，并得到夹杂物不同粒度分布的百分含量。
(5)电子束熔炼法(EB)。
在真空条件下，用电子束熔化钢样，夹杂物上浮到钢水表面。
通常电子束熔炼查找的是上浮夹杂物特定区域。
电子束熔炼的升级法(EB-EV)用来评估夹杂物尺寸分布，根据测定区域的上浮夹杂物尺寸，推断所有夹杂物的上浮结果，从而计算夹杂物尺寸分布指数。
(6)水冷坩埚熔炼法(CC)。
在电子束熔炼的条件下，先将熔融钢样表面的夹杂物浓缩，冷却后，样品被分解，夹杂物被分离出来。
(7)扫描电子显微镜法(SEM)。
将电子束用电磁透镜聚焦照射于试样表面，同时用电子束扫描，在显像管上显示出试样发出的信号，可清晰地观测到各种夹杂物的主体像，了解其分布和形态，用电子探针分析仪(EPMA)测定其组成及含量，特别是鉴定夹杂物局部组成最有效，可分析的元素范围4Be～92U，对0.1μm以上的区域进行定性分析，对2μm以上的区域进行定量分析。
(8)单火花光谱分析法(SSA)即原位分析仪。
对被分析对象原始状态的化学和结构进行分析。
通过对无预燃、连续扫描激发的火花放电所产生的光谱信号进行高速的数据采集和解析，测定样品表面不同位置的原始状态下的化学成分分布、缺陷判别和夹杂状态分析，可获得夹杂物数量、组成、分布和粒度等多方面的信息；一次扫描即可得到元素成分、偏析、疏松和夹杂的定量分布结果，扫描范围达300mm×200mm，分析灵敏度优于常规火花光谱分析，样品无需抛光及处理，分析结果显示方式丰富，除了以列表方式显示各项分析数据和计数外，还同时以二维和三维多种图形显示成分、偏析、疏松和夹杂的分析结果，可直接应用于冶金炉前分析，实现临线快速分析，当样品太少时不能反映大型夹杂。
(9)曼内斯曼夹杂物检测法(MIDAS)。
又名LSHP法，先使钢样波动，以排除气泡，然后超声扫描检测固态夹杂物和固气复合夹杂物。
(10)激光衍射颗粒尺寸分析法(LDPSA)。
采用激光技术检测其他方法(如定泥法)已检测出夹杂物的尺寸分布。
(11)常规的超声波法(CUS)。
可确定固态钢样内大于20μm的夹杂物尺寸分布。
(12)锥形样品扫描法。
用螺旋运动检测仪自动扫描连铸产品的圆锥形样品表面每个位置的夹杂物。
(13)分级热分解法(FTD)。
利用不同氧化物夹杂可以在不同温度还原，如氧化铝基氧化物还原温度为1400℃或1600℃，耐火材料夹杂物还原温度为1900℃，总氧含量为每个加热步骤测出的氧含量之和。
(14)激光显微探针质谱分析法(LAMMS)。
用脉冲激光束照射每个颗粒，选择电离临界值之上最低激光度作为其化学状态特征光谱图。
通过与标样比较，激光显微探针质谱分析的强度峰值与每个化学元素对应。
(15)X射线衍射法(XPD)。
采用X射线对夹杂中的未知物定性、定量，并对其结构进行测定。
(16)X射线光电子光谱法或X射线光电子能谱法(XPS)。
对被分析表面进行定性及定量元素分析，采用X射线检测尺寸大于10μm的夹杂物化学状态。
(17)俄歇电子光谱法(AES)。
采用电子束检测夹杂物化学状态，以电子束照射固体表面，分析借俄歇过程从固体表面放射出来的二次电子的动能，从而进行元素测定的方法。
最大特点是对微小区域或表面进行分析，得到合金元素的组成变化信息，如根据AES分析可以证实钢中夹杂物硫在加热温度达到500℃左右时就会从表面析出，但检测的灵敏度不太高，获得信息的深度浅(0.5～10μm)。
(18)光电扫描法。
分析用其他方法分离出来的夹杂物的光电扫描信号，以检测其尺寸分布。
(19)库尔特计数分析法。
与LIMCA法相似，可检测电蚀法分离出来的夹杂物尺寸分布。
(20)液态金属洁净度分析法(LIMCA)。
用传感器在线直接检测钢液中的夹杂物，由于穿过空隙进入传感器的夹杂物颗粒能改变空隙断面的电导率，检测电导率的变化便可检测夹杂物。
(21)钢水超声技术。
吸收超声脉冲反射信号，在线检测钢中夹杂物，在钢样的超声技术方面，高频超声波对于氧化物夹杂能产生很强烈的缺陷波反射，高频探伤仪可检测>30μm夹杂物的近似形状和尺寸。
(22)热差抽取(DTE)。
可快速给出几类氧化夹杂含量，适合探讨工艺过程对某类夹杂的影响，而对于无形态粒度信息，加热过程可导致夹杂物发生变化。
综合方法
(1)电解抽取+化学分析(EE+CA)。
无铁水预处理和炉外精炼设施的钢厂，也未采取全封闭浇铸，夹杂物含量高且大型夹杂(>50μm)比例大，需大量采样才能反映各类夹杂存在状况，用此方法测定总量，试样量约40～80g，分析时间5～6d。
优点是取样量大，对大小颗粒都有代表性，含量和组成分析精度较好；缺点是费时，要求试剂及环境纯度高，不稳定夹杂物被溶解而测不到。
(2)电解抽取+电镜/能谱(EE+SEM/EDS)。
对钢中复合夹杂物的形态、组成和分布等细节进行精细的研究。
试样量约50～250g，分析时间8～10d。
优点是取样量及信息量大，适合考察聚合或外来的大型夹杂；缺点是费时，不稳定夹杂物被破坏。
(1)、(2)两种方法中，由于电解抽取和化学分离(除去渗碳体)会损伤部分对酸性试剂不稳定的夹杂物，必要时须直接对钢样磨面作能谱分析，补充组成分析结果。
(3)抽取+激光衍射和散射(PSM)。
试样量约50～100g，分析时间2～3d，3～5min测定，粒度0.1～1000μm；缺点是抽取(电解或酸溶)及除去碳化物均费时且可能损失目的物。
(4)电子束重熔+电镜/能谱(ESR+SEM/EDS)。
当考察大型夹杂时，常需电解2～3kg钢样，并用淘洗法除去碳化物和小夹杂，EBR重熔可使夹杂上浮富集于钢样表面供分析综合信息。
(5)高频超声探测(HE-US)。
试样量由探测面与深度估计，分析时间3～4h。
不分解试样，联合SEM/EDS可作原位分析；缺点是仅能探测到30μm以下的颗粒。