①夹杂物上浮去除
固态夹杂物的上浮速度可用斯托克斯公式计算:
m / s
式中, 为夹杂物自由上浮速度,m/s; 为钢液和夹杂物的密度,kg/m3;g 为重力加速度,9.81m/s2; 为夹杂物半径,m; 为钢液粘度,在1600℃时为0.002Pa•s。
液态夹杂物上浮的速度公式经校正可作如下计算:
m / s
② 熔渣吸收夹杂物
熔渣与钢液作用,有的熔渣能够吸收夹杂物,有的熔渣反而增加钢中的夹杂物。钢液中夹杂物颗粒进入熔渣被吸收,如下图所示,自由能变化为:
图 夹杂物融入熔渣示意图
式中,n为钢液膜破裂前夹杂物与其接触的表面所占比例; 为溶解于渣中的自由能变化; 为夹杂物-熔渣间界面张力; 为钢液-夹杂物间界面张力; 为钢液膜厚度; 为钢液-炉渣间界面张力。
③ 夹杂物工程技术处理夹杂物
夹杂物工程技术主要是通过钢包精炼炉的渣——金平衡、钢液脱氧控制以及钙处理来控制钢中的氧化物夹杂的成分,以及与之相关的夹杂物形态和流变性能。应用夹杂物工程技术不是特别追求钢的高洁净度,而是将存在于钢中的夹杂物改变成对钢加工性能和使用性能有利或无害的夹杂物,从而大大节约了钢液二次精炼成本,稳定生产具有高质量、高附加值的钢产品。
钙处理是常用的夹杂物变性处理手段。钢中的Al2O3质地坚硬,难以发生形变,是典型的脆性夹杂物。通常在钢液中加入Ca,将Al2O3变性为塑性的12CaO•7Al2O3夹杂。为了定量分析钙处理前后夹杂物形状的变化 , 引入了形状系数 ,并把形状系数定义为夹杂物长轴与短轴之比。综合对比钙处理前后夹杂物的数量及形状后发现:由于12CaO•7Al2O3中w CaO为48%,可以 w CaO 是否大于48 %来作为氧化物夹杂完全变性的评价指标。实际中,一般以钢液中的钙铝比作为评价指标,此值通常要大于 0.13~0.20。
——本文摘自论文文献综述