鋼包中溶于鋼液顆粒夾雜金相分析顯微鏡
考慮到外來夾雜的組成,它們有鋼的二次氧化產物、多成分鋼包渣
、中間包覆蓋劑、結晶器保護渣和中間包耐火材料,因此它們的結
構是相當復雜的。它們中一些不穩定氧化物常常被鋼液中的脫氧元
素還原。同時,這些外來夾雜物在許多場合中與內生夾雜物聚合。
因此,外來夾雜呈現多相復合結構。例如,晶體相嵌入玻璃相中或
與玻璃相結合。有時,可以通過分析夾雜物的化學成分和結晶結構
來確定其來源。
為了定量出宏觀夾雜物的含量并確定其來源,電解法,就是取
幾公斤到十公斤的鋼樣并在中性非水溶液中電解,通過磁選從電解
的殘留物中將宏觀夾雜與碳化鐵和鋼屑分離。由于鋼中宏觀夾雜物
的數密度相當低,因此,鋼樣的量是有要求的,以便使結果具有統
計意義。宏觀夾雜通過超聲波篩分,并用光學顯微鏡或庫爾特計數
器確定夾雜物尺寸分布。單一夾雜物的化學成分可通過電子探針顯
微分析器(EMPA)確定。每一尺寸范圍內所提取的夾雜物平均化學成
分可通過將它們熔化成玻璃球,用x射線衍射光譜儀(XRF)分析。
氧化物夾雜的來源
氧化物夾雜來自外來的和內生或原生。外來夾雜是在鋼的輸運
過程中形成的,即:
(1)脫氧和精煉后的鋼液接觸空氣和氧化渣時產生的二次氧化
;
(2)二次氧化產物、渣和耐火材料的卷入。
內生夾雜是鋼包中溶于鋼液中的氧與加入鋼液中的脫氧元素如
Al或Si反應形成的。經脫氧和精煉后的鋼液中,內生夾雜物的尺寸
一般均比較小,因此,如果在鋼液的輸運過程中不聚合長大,那么
它們對鋼的性能幾乎沒有什么危害。相反,外來夾雜在鋼液被快速
注入結晶器之前常以大顆粒形式存在,能被去除的機會相當有限,
因而更具危害性。
中間包的功能包括以一定流量和溫度將脫氧鋼液由鋼包平穩而
均勻地分配到各結晶器中。此外,中間包還需要:
(1)防止外來大顆粒夾雜的產生;(2)阻止內生夾雜物的聚合長
大,盡管要完全阻止內生夾雜物聚合長大是不可能做到的;
(3)鋼液流過中間包時去除夾雜物。
要實現這些目標,必須避免鋼液輸運過程中被大氣和鋼包渣的
二次氧化。為了防止渣的乳化和卷入鋼液中,必須避免鋼包渣進入
中間包和中間包覆蓋劑進入結晶器。