對連鑄鋼中的夾雜物及其引發(fā)的缺陷的研究

馬長亮

石橫特鋼集團(tuán)有限公司 山東肥城 271600

連鑄鋼夾雜物大多數(shù)為非金屬，其長期存在于連鑄鋼中，容易引發(fā)連鑄鋼出現(xiàn)表面劃傷、斷裂、分層等質(zhì)量缺陷問題，導(dǎo)致鋼材質(zhì)量下降，在后續(xù)使用過程中降低鋼材整體應(yīng)用價值[1]。但針對這些質(zhì)量缺陷問題，可通過對應(yīng)的方法予以解決和控制，所以需要相關(guān)人員能夠充分意識連鑄鋼夾雜物對鋼材質(zhì)量的影響力度，全面分析現(xiàn)階段存在的缺陷問題，這樣才能根據(jù)缺陷問題制定具有針對性的解決方案，達(dá)到降低和控制夾雜物含量、保障鋼材質(zhì)量的目的。

1 連鑄鋼夾雜物分析

夾雜物含量較低的鋼材可稱為潔凈鋼，即鋼材中硫、氫、氧等物質(zhì)的含量較低，且物質(zhì)在鋼內(nèi)的分布較為均勻，符合潔凈鋼的標(biāo)準(zhǔn)。但目前很多鋼材質(zhì)量水平相對較低，能夠生產(chǎn)出的潔凈鋼數(shù)量也相對較少，多數(shù)因為連鑄鋼中夾雜物的含量控制不到位，以下就連鑄鋼夾雜物作出分析。

2 連鑄鋼夾雜物形成的質(zhì)量缺陷問題

2.1 硅酸鹽夾雜物對連鑄鋼造成的質(zhì)量影響

鋼水在冷卻凝固時，整體速度過快，這種情況下使得鋼水中含有的液態(tài)硅酸鹽在進(jìn)行結(jié)晶時缺乏充足的時間，最終導(dǎo)致液態(tài)硅酸鹽以玻璃態(tài)的形態(tài)存在于連鑄鋼內(nèi)，且硅酸鹽是硅與氧形成的化合物，也可包括一種或多種物質(zhì)，使得其自身成分和結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。

2.2 氧化鋁夾雜物對連鑄鋼造成的質(zhì)量影響

在鎮(zhèn)靜鋼進(jìn)行加工操作時，最容易被存在的氧化鋁夾雜物損害，引發(fā)質(zhì)量問題。氧化鋁存在于連鑄鋼中，其自身的脆性保持不變，這種情況下就會對鋼材的熱形變能力造成一定的負(fù)面影響。比如說鋼材在加工時，受到熱加工應(yīng)力的作用與影響，氧化鋁會出現(xiàn)破碎情況，變?yōu)槎鄠€具有尖銳角的夾雜物，物質(zhì)自身具有較強(qiáng)的不規(guī)則性和堅硬性。

2.3 外來夾雜物對連鑄鋼造成的質(zhì)量影響

外來夾雜物的產(chǎn)生主要受耐火材料、機(jī)械設(shè)備、化學(xué)物質(zhì)等方面的作用。外來夾雜物同樣會對鋼材造成一定的質(zhì)量危害。比如鋼材在加工時，在外來夾雜物的作用下，整體加工過程噪音較大，且會對鋼材表面造成危害，產(chǎn)生劃痕，后續(xù)引發(fā)鋼材斷裂問題以及加快工具磨損速度，同時還會對鋼材的加工品種起到一定的制約作用。

3 有效控制與降低連鑄鋼夾雜物含量的解決對策

對于以上所分析的三類夾雜物對鋼材質(zhì)量與性能的影響，可通過脫氧凈化、選用正確耐火材料、提高鋼包精煉冶金效果等方式對夾雜物的含量予以控制，有效降低夾雜物的影響力度。以下就相關(guān)解決對策作出具體分析，為保障鋼材質(zhì)量提供有力幫助。

3.1 鋼水脫氧凈化，合理使用夾雜物變形方法

可從鋼水凈化方面入手，并借助合理的夾雜物變形方法，達(dá)到有效控制連鑄鋼中夾雜物含量，降低夾雜物影響程度的效果。操作人員對鋼階段脫氧操作進(jìn)行嚴(yán)格管控，當(dāng)含碳量低于指定標(biāo)準(zhǔn)時，通過對應(yīng)的手段將鋼中含有的氧進(jìn)行脫出，這樣可有效避免氧與碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。若在低于指定標(biāo)準(zhǔn)后沒有進(jìn)行脫氧操作，鋼在澆筑時，鋼水的穩(wěn)定程度會下降，促使氧與碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致鋼材的韌性與抗張強(qiáng)度受影響。所以在煉鋼等操作過程中應(yīng)根據(jù)實際情況有效進(jìn)行脫氧操作。

3.2 連鑄鋼生產(chǎn)過程中應(yīng)用性能好的耐火材料

在鋼澆筑時，鋼液中Mn 的含量不低于1% 時，會直接對耐火材料產(chǎn)生侵蝕作用，為了切實解決此類情況，可選取游離硅酸較低的耐火材料應(yīng)用于鋼澆筑中，達(dá)到降低侵蝕的目的。除此，連鑄鋼在生產(chǎn)時應(yīng)在磚砌包與中間包之間的耐火材料中加入鎂質(zhì)絕緣板，以進(jìn)一步提高耐火材料的耐火效果，為液態(tài)鋼能夠保持較強(qiáng)的清潔度提供有力幫助。

3.3 提高鋼包精煉冶金效果

射線法爐外精煉處理工藝：①噴粉。在原有的鋼液中加入適量的鈣合金等相關(guān)物質(zhì)。②喂線。處理過程更注重高微合金化的準(zhǔn)確程度。以上為該方法主要包含的兩種形式。煉鋼過程中涉及到的包芯線，線芯應(yīng)選取脫氧劑與粉狀合金，外皮應(yīng)選取厚度合適的低碳鋼鋼帶[2]。在實際使用該處理工藝時，還需要使用相應(yīng)的器械用具對喂絲的用量、速度等參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行合理控制。

鋼包吹起攪拌處理工藝：該種方法具體流程是先將氬氣置入鋼水中，作用后會形成氬氣泡，這樣能夠有助于鋼液內(nèi)的夾雜物進(jìn)行擴(kuò)散、聚合，最后進(jìn)行排出。

3.4 高效選用過濾工藝，提高夾雜物管控效果

為了提高夾雜物管控效果，確保鋼材的潔凈度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，可在此過程中高效選用合適的過濾工藝。該工藝主要使用到ZrO2、Al2O3 等材料，并借助相關(guān)工具制作過濾器。過濾器也可分為兩種，陶瓷真空過濾器的孔隙率可低于百分之五十一，陶瓷泡沫過濾器密度更低，其氣孔率可達(dá)百分之七十，兩種過濾器均借助機(jī)械原理對連鑄鋼中含有的夾雜物進(jìn)行去除。在過濾去除過程中所采取的過濾方法也多種多樣，可包含篩網(wǎng)式、高床式、堆積式等。

3.5 壓縮氣體與精煉粉劑結(jié)合使用控制夾雜物的分布形態(tài)

夾雜物的分布形態(tài)也可對鋼材的使用性能與整體質(zhì)量造成負(fù)面影響，所以保障鋼材的性能與質(zhì)量，可從控制夾雜物的分布形態(tài)入手，確保夾雜物的布局結(jié)構(gòu)更加合理。選取合適的壓縮氣體為載體，將石灰、硅鈣粉等粉劑噴灑至鋼包中，促使粉劑與液態(tài)鋼之間的接觸面積達(dá)到進(jìn)一步的擴(kuò)大。這種情況下能夠有效發(fā)揮脫氧脫硫的效果，切實提高鋼的純凈程度，以達(dá)到控制夾雜物分布形態(tài)，穩(wěn)定鋼材性能質(zhì)量的效果。

4 結(jié)語

綜上所述，連鑄鋼夾雜物的存在可對鋼材的性能與質(zhì)量造成不同程度的負(fù)面影響，導(dǎo)致鋼材出現(xiàn)斷裂等質(zhì)量問題。針對此類情況，需要加強(qiáng)對夾雜物的管控力度，分析現(xiàn)階段夾雜物造成的缺陷問題，根據(jù)鋼材的質(zhì)量要求及實際情況通過鋼水脫氧凈化、選取性能好的耐火材料、采用射線法爐外精煉等處理工藝、合理應(yīng)用過濾技術(shù)、加強(qiáng)控制夾雜物分布形態(tài)等方式對夾雜物的含量、類型、分布形態(tài)等方面予以控制，以達(dá)到保障鋼材質(zhì)量，推動鋼材行業(yè)發(fā)展的目的。