[發明專利]一種鋼中大型夾雜物的跟蹤分析方法

在審

• 申請號: 201810514748.1
• 申請日: 2018-05-25
• 公開（公告）號: CN109014096A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 朱坦華;靖振權;李建文;顏慧成;范佳;丁劍;高福彬;鞏彥坤
• 申請（專利權）人: 邯鄲鋼鐵集團有限責任公司;河鋼股份有限公司邯鄲分公司
• 主分類號: B22D11/108
• 分類號: B22D11/108;B22D41/02;C21C5/28;G01N27/26;G01N27/417
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 趙紅強

本發明公開了一種鋼中大型夾雜物的跟蹤分析方法，其方法為：（1）在中間包準備階段，向中間包工作襯的涂抹料或搗打料中加入稀土化合物；在中間包覆蓋劑中配入稀土化合物；在轉爐出鋼過程中，向鋼包中加入稀土化合物；所述三種稀土化合物中的稀土元素均不相同；所述保護渣中含有氧化鉀或氧化鈉；（2）取試樣用大樣電解法分析，確定鋼中夾雜物的含量；（3）將大樣電解法挑選出的夾雜物固定在金屬塊上，在掃描電鏡下觀察夾雜物的形貌及其成分，根據其中的各稀土元素含量以及鉀或鈉含量，分析鋼中夾雜物的來源及分布。本方法能徹底摸清鋼中夾雜物的來源及分布，為提高連鑄坯潔凈度水平提出有針對性的改進措施，優化生產工藝，提高產品質量。

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，尤其是一種鋼中大型夾雜物的跟蹤分析方法。

背景技術

鋼中夾雜物的控制一直是純凈鋼冶金的一個重要方向。鋼的潔凈度主要受非金屬夾雜物的影響，非金屬夾雜物不僅破壞了鋼基體的連續性及致密性，而且對鋼的力學性能和使用性能有著非常大的影響。鋼中即使含有少量的夾雜物也會顯著影響鋼的金屬性能，從而大大降低鋼材的質量。

鋼中夾雜物的控制涉及到夾雜物的數量、大小、尺寸分布、化學成分、形貌以及在鋼中均勻化的控制。其中夾雜物的尺寸尤其重要，因為大顆粒夾雜物是鋼缺陷發生的主要原因之一。有時在一爐鋼中僅僅一個大型夾雜物就可造成嚴重缺陷。以低碳鋁鎮靜鋼為例，目前很多家鋼廠均能把總氧控制在10～15ppm的超低水平內，但產品缺陷仍然時有發生，這主要是因為所報道的10～15ppm總氧水平是指穩態澆鑄情況下的總氧含量，但缺陷的發生來源于非穩態澆注過程中生成的大顆粒夾雜。例如，汽車用低碳鋁鎮靜鋼冷軋板的條狀缺陷，如果伴隨有壓延的氣泡則稱為鉛芯缺陷，嚴重的氣泡和夾雜物相結合的缺陷又稱作串狀鼓泡缺陷，這些缺陷的主要來源包括連鑄中間包覆蓋劑在換包時卷入鋼液，或者是鋼包壁侵蝕物和水口堵塞物，或者來自于結晶器保護渣。這也說明夾雜物的來源是一個十分復雜的過程，在煉鋼生產過程中，如何準確找到夾雜物的來源、防止鋼水污染進而減少連鑄坯中的夾雜物含量一直是冶金工作者研究的課題。

鋼中非金屬夾雜物按其來源分為內生夾雜物和外來夾雜物。內生夾雜物是脫氧產物或者是鋼水凝固過程中的析出物。如低碳鋁鎮靜鋼中的氧化鋁夾雜物和硅鎮靜鋼中的氧化硅夾雜即產生于鋼中溶解氧和加入的鋁或硅脫氧劑之間的反應，是典型的脫氧生成的夾雜物。外來夾雜物是鋼水和外界之間偶然的化學和機械作用的產物，尤其是在非穩態澆注過程中如一個澆注周期的開澆階段、換鋼包期間、換水口期間、澆注末期及澆注過程中的拉速、鋼水液面波動等，其來源主要是鋼水二次氧化、卷渣、包襯耐火材料侵蝕及化學反應等。

由于夾雜物在整個生產過程中都有可能產生，因此在生產的各個階段，夾雜物數量、尺寸分布、形狀及成分都應該進行檢測。鋼鐵企業比較常用的直接法為金相顯微鏡法，即把試樣經過磨、拋制成金相樣后，在光學顯微鏡下研究金相切面上夾雜物的形貌、大小、數量和分布以及夾雜物的物理化學特征，其具有簡單、直觀、快速的優點，但金相試樣法研究鋼中夾雜物的前提是必須在金相切面上暴露并尋找到夾雜物。由于鋼中夾雜物在三維基體中的分布是隨機的，任意磨拋的金相面上夾雜物的出現也帶有隨機性，因此用金相試樣法很容易出現漏檢的現象且不能觀察到夾雜物的完整形貌。