【摘要】：非金屬夾雜物的控制是潔凈鋼生產(chǎn)的重要研究內(nèi)容之一,夾雜物的運動及析出行為直接影響著鋼中夾雜物的種類和分布,最終影響鋼材產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。在實際生產(chǎn)過程中,通常采用吊桶取樣、圓餅取樣等方式分析鋼水中的夾雜物水平,但不同的取樣器中夾雜物的運動和析出條件不同,使取樣檢測的結(jié)果具有一定的差異性,尤其是對析出條件敏感的MnS等夾雜物更為顯著,導致取樣無法準確地反映鋼液真實的潔凈度水平。因此,研究不同取樣方式對夾雜物的運動及析出行為的影響規(guī)律,從而反推鋼中的夾雜物形貌與分布,是對鋼水取樣過程標準化的初步探索,同時也是指導潔凈鋼生產(chǎn)向著更高標準前進的重要嘗試。首先以熱力學軟件Factsage的計算結(jié)果為依據(jù),分析了MnS和Al2O3的析出條件；通過設計實驗室高溫管式爐實驗,得出了冷卻過程MnS當量直徑與冷卻條件的內(nèi)在聯(lián)系,構(gòu)建和驗證了MnS尺寸大小與冷卻速率之間的關系模型；在此基礎上,進一步實驗探究了MnS包裹Al2O3形成復合夾雜物的影響因素,并得到了A1含量和S含量及不同冷卻速率對MnS包裹Al2O3復合夾雜物包裹率的影響規(guī)律�；诶碚摲治龊透邷貙嶒灥慕Y(jié)果,并結(jié)合流體力學理論和夾雜物碰撞理論建立不同取樣器內(nèi)夾雜物運動及析出行為模型,預測不同取樣方式對夾雜物的分布及尺寸的影響。最后結(jié)合工業(yè)取樣試驗的結(jié)果,進一步揭示取樣過程鋼水中夾雜物的運動及析出規(guī)律。研究結(jié)果表明：1)基于熱力學計算結(jié)果,Mn、S含量的變化會引起MnS析出溫度的改變。Al2O3在鋼液中呈固態(tài),隨著鋼液溫度的降低,MnS夾雜物在凝固末端開始析出,利于形成外柔內(nèi)剛的MnS包裹Al2O3復合夾雜物,改善鋼材性能。2)隨著冷卻速率的增加,MnS的尺寸逐漸降低,分布更加緊密。當Al2O3夾雜物的尺寸小于4.2μm,Al2O3可以作為MnS析出的異質(zhì)形核核心進而生成復合夾雜物。3)S含量直接影響MnS的析出量,當S含量達到0.02%時,鋼樣中所有氧化物會被MnS夾雜物全包裹。4)鋼液流入取樣器的方式?jīng)Q定取樣器內(nèi)的流動狀況以及溫度場的分布。取樣器容積越小填充越快,速度場流動越劇烈,溫度場的均勻也更迅速。由于碰撞長大等運動行為,造成夾雜物在取樣器項部的濃度高于底部的濃度。45μm的夾雜物濃度減小百分比分別為0.78%和0.65%,夾雜物粒徑越小,因碰撞長大減小的百分比越大；150μm、240μm、380μm的夾雜物濃度增大的百分比分別為1.92%、1.10%、0.99%。5)設計的4組不同尺寸吊桶樣在冷卻過程中的冷卻速率分別為：1.02K/s,8.15K/s,26.13K/s和41.15K/s。4組不同尺寸吊桶樣中的氧硫復合夾雜物的包裹率依次為：48.18%、16.28%、4.65%和0%。由上至下觀察吊桶樣中夾雜物的尺寸分布發(fā)現(xiàn),與中部和下部夾雜物相比,上部夾雜物的尺寸更加分散,且大尺寸夾雜物的數(shù)量更多,其平均尺寸也更大。實驗結(jié)果從一定程度上地揭示出取樣過程鋼中夾雜物的運動及析出規(guī)律,能夠為取樣過程標準化提供有效的基礎依據(jù)。
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圖５－１１巧精ｆｔ巧得到的組織巧片逡逑－

巧５－１３空冷條件下巧樣中ＭｎＳ央琪巧的形巧逡逑３）水冷冷卻方式對夾雜物形貌的影響逡逑圖５－１４是兩組水冷實驗結(jié)果的典型ＭｎＳ夾雜物電鏡圖片，ＭｎＳ夾雜物逡逑的形貌主要是液滴狀、棒狀居多，含有少量的條狀レッ及紡鏈狀。使用ＩｍａｇｅＪ逡逑軟件測量利用巧描電境觀察到的圖片，，從測量結(jié)果發(fā)現(xiàn)，ＭｎＳ的形貌更多的逡逑是n

本文編號：2699168