[發明專利]一種表征鋼液中氣泡的方法及鋼液沾取設備

在審

• 申請號: 202010350626.0
• 申請日: 2020-04-28
• 公開（公告）號: CN111624063A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 張杰;劉建華;李巍;閆柏軍
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/32;G01N15/00;G01N15/02
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

本發明涉及鋼鐵冶金領域，提供了一種表征鋼液中氣泡的方法，在煉鋼流程或實驗室小爐實驗中，對鋼液沾取設備的鋼液沾取面板進行打磨，去除表面雜質；將鋼液沾取面板插入鋼液中保持一定時間后取出；含有氣泡的鋼液在鋼液沾取面板表面急冷，使氣泡固定在鋼液沾取面板的凝固鋼殼內部或表面；對冷卻后的鋼液沾取面板打磨、拋光后通過拓印法、光鏡、掃描電鏡或超聲波進行檢測，得到氣泡在鋼液中的行為。本發明方法能夠直接表征鋼液中氣泡的數量、尺寸、形貌及分布情況，并根據所獲得的氣泡行為，更加準確地指導實驗和工業生產，減少模擬實驗帶來的誤差；具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及鋼鐵冶金領域，特別涉及一種表征鋼液中氣泡的方法。

背景技術

近年來，利用氣泡去除鋼中夾雜物逐漸成為冶金工作者研究的熱點。鋼液中的氣泡可以通過碰撞粘附夾雜物上浮或氣泡尾流攜帶夾雜物上浮去除夾雜物。目前利用氣泡去除鋼中夾雜物的工藝技術主要有鋼包吹氬、鋼包長水口吹氬、中間包氣幕擋墻、反應誘發微小氣泡、增壓減壓法(Pressure Elevating and Reducing Method)、超聲空化、増氮析氮法、微小氫氣泡法等。

大量研究表明，氣泡的尺寸和分布對于鋼中夾雜物去除效果有顯著影響，氣泡尺寸越小、彌散程度越高，夾雜物去除效果越好，特別是對鋼中顯微夾雜物的去除效果更加明顯。目前，針對氣泡在鋼液中行為的研究，大多基于數值模擬和水模型實驗，在實際生產中和熱態實驗中很難直接測量鋼液中氣泡的數量、尺寸及分布情況等數據，這就導致無法準確分析得出鋼液中氣泡行為的調控機制，阻礙氣泡冶金技術的開發以及相關技術的調控優化。

基于此，需要開發一種能夠直接測量鋼液中氣泡數量、尺寸及分布等數據的方法，為氣泡冶金技術的研發開辟新思路，提供新手段。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供了一種表征鋼液中氣泡的方法，該方法能夠直接表征鋼液中氣泡的數量、尺寸、形貌及分布情況，促進氣泡冶金技術的開發以及相關技術的調控優化。

本發明采用如下技術方案：

一種表征鋼液中氣泡的方法，在煉鋼流程或實驗室小爐實驗中，將鋼液沾取面板插入鋼液中保持一定時間后取出；含有氣泡的鋼液在鋼液沾取面板表面急冷，使氣泡固定在鋼液沾取面板的凝固鋼殼內部或表面；對冷卻后的鋼液沾取面板打磨、拋光后進行檢測，得到氣泡在鋼液中的行為參數。

進一步的，所述方法具體包括如下步驟：

S1、對鋼液沾取設備的鋼液沾取面板進行打磨，去除表面雜質；

S2、將鋼液沾取面板插入鋼液中保持設定時間后取出，含有氣泡的鋼液在鋼液沾取面板表面急冷，使氣泡固定在鋼液沾取面板的凝固鋼殼內部或表面；

S3、冷卻后的鋼液沾取面板打磨、拋光，對氣泡數量、尺寸、形貌、分布進行測量，得到氣泡在鋼液中的行為參數。

3、如權利要求2所述的表征鋼液中氣泡的方法，其特征在于，步驟S2中，所述設定時間為3-10s。

進一步的，步驟S3中，氣泡測量采用拓印法、光鏡、掃描電鏡或超聲波。

進一步的，所述鋼液為LF、RH、中間包、坩堝中的鋼液。

一種鋼液沾取設備，用于上述的表征鋼液中氣泡的方法，所述鋼液沾取設備包括鋼液沾取面板、牽引桿和握把，均采用鋼制部件；所述握把與所述牽引桿固定連接，所述牽引桿與所述鋼液沾取面板固定連接。

進一步的，所述牽引桿的水平傾斜角為θ，θ根據實際設備的空間工作條件確定。

進一步的，所述鋼液沾取面板的厚度為2-10mm。

一種優化煉鋼鋼液吹氣量的方法，使用上述的表征鋼液中氣泡的方法，獲得氣泡在鋼液中的行為參數，并根據所述行為參數調整優化鋼液吹氣量。