发布时间 : 星期二 文章(最新版)RH精炼去除微小夹杂物冶金专业本科毕业设计40设计41更新完毕开始阅读
面耐火材料吸附。
（2）部分夹杂物去除是通过熔池内上升的气泡，如Ar气泡或碳氧反应一氧化碳气泡，钢中夹杂物被气泡俘获去除的效率决定于吹入钢液中气泡数量和气泡尺寸。在此情况下，夹杂物依附于气泡表面后被下降管中下降的钢液带至钢包炉渣表面。例如钢包底吹氩就会产生直径为10—20mm的气泡，但是有效去除夹杂物的最佳气泡直径为2—15mm，并且气泡在上浮过程会迅速膨胀。因此，底吹氩产生的气泡捕获小颗粒夹杂物概率很小，对细小夹杂物去除效果不太好，并且在钢包底吹氩过程中，过强的搅拌功会导致钢水的二次氧化及卷渣，为了去除钢中的细小夹杂物颗粒，钢液中就一定要制造直径更小的气泡。将氩气引入到足够湍流强度的钢液中，依靠湍流波动速度梯度产生的剪切力将气泡击碎，可将大气泡击碎成小气泡。细小的气泡捕获夹杂物的概率很高。这种方法可显著提高氩气泡去除夹杂物的效率[2,8,13]。 1.3.3 影响夹杂物去除的因素
基于RH夹杂物的来源，我们就可以有方向的对夹杂物的含量进行控制，去除夹杂物的影响因素主要有两个：
（1）由于RH处理有真空、无渣、低氧状态下添加脱氧剂和合金化的特点，那么过程本身引起的夹杂物是低于其他冶炼的，精炼出来的产品质量还是非常卓越的。脱氧和合金化烧损是夹杂物生成的主要途径，那么就可以把氧的含量降至最低水平，方法就是用碳来脱氧和控制渣中氧化铁的含量，这样夹杂物的含量就会明显的减少。
（2）钢中夹杂物的上浮决定于夹杂物尺寸:大颗粒夹杂上浮去除，而小颗粒夹杂通过碰撞聚合后才能上浮去除。适当的加强钢液的搅拌，这样可以加快夹杂物的长大和上浮，可以通过增加环流气流量来实现。并且添加料的时间要尽早，这样纯脱气的时间就会变长，有利于降低夹杂物的含量[8,13]。 1.3.4 钢中夹杂物去除技术 （1）气体搅拌
1）钢包吹氩
吹氩搅拌是钢包炉重要的精炼手段之一，钢中夹杂物被气泡俘获去除的效率决定于
吹入钢液中气泡数量和气泡尺寸。向里吹入不同尺寸的气泡来去除不同大小的杂质，细
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小的夹杂物微粒就要用直径小的气泡。
2）中间包气幕挡墙
在中间包底部的透气管或透气梁向钢液中吹入气泡，与流经此处钢液中的夹杂物颗
粒相互碰撞，那么它们就会聚合吸附，同时也增加了夹杂物的垂直向上运动，从而达到净化钢液的目的。
3）采用顶吹喷枪和包底透气砖向钢水中强制性的吹氮和氢，使其溶解在钢水中，
使钢中的氮或氢增到(150—400)错误！未找到引用源。 10-6，然后在RH装置中脱气去除夹杂。在迅速减压过程中，钢中过饱和的氮或氢析出，就会形成微小气泡促使夹杂物上浮。 （2）电磁净化
1）钢包电磁搅拌
和钢包吹氩类似，只不过换成了电磁。相比于气体搅拌，对钢渣界面的搅动强度还
不够大，但是电磁搅拌使钢液的流动比较稳定、均衡，这样就避免了钢水流速过大导致的卷渣，但电磁搅拌不能提供促使夹杂物上浮的气泡。
2）中间包离心分离
利用夹杂物与钢液的密度差，可以用离心场中分离夹杂物。通过旋转磁场产生的钢
液旋转，那么在旋转的钢液中，由于夹杂物密度比钢液小，夹杂物会向心运动，在钢液中心聚集长大、上浮。
3）结晶器电磁制动
利用向上的电磁力阻止从浸入式水口流出的钢液并改变其方向，借此减小钢液的穿
透深度，促使夹杂物上浮分离，还可以抑制弯月面的波动，防止卷渣。 （3）渣洗
渣洗是通过控制炉渣成分来处理钢液的，由于精炼渣可以吸附夹杂物，为了保证渣
洗的效果，一般要进行搅拌，所以渣洗通常与其它工艺操作配合使用，从而达到更加理想的效果。 （4）过滤器
过滤器主要通过机械拦截、表面吸附的作用去除夹杂物。夹杂物的去除率与过滤器
的材质、过滤器孔径和钢水流速有关[13]。
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1.4 课题由来
现在社会经济和科学技术这么发达，发展的还非常迅猛，人们对材料的要求越来越高，钢铁也不例外，所以洁净钢现在用的非常广泛，那么在冶炼洁净钢的过程中，就要有非常高的标准，尤其是一些特殊钢种，要对一些元素含量有非常高的要求，RH精炼就是冶炼洁净钢的一个非常重要的环节，对于RH精炼技术的研究就变得十分有必要了。对于钢种的夹杂物来说，在钢中的是夹杂物对钢的性能和质量会产生严重影响，因此在炼钢、精炼和连铸过程中，应该最大限度的降低钢液中夹杂物的含量，控制它们的形状和尺寸[3-5]。
夹杂物作为钢中的杂质，对钢的加工性能、疲劳性能、表面质量和耐腐蚀性能等产生不利影响，尽可能多地去除夹杂物是炼钢的目的之一[7]。某些钢产品不仅对全氧有要求，还对氧化物夹杂颗粒尺寸有很苛刻的要求，如发动机阀门弹簧钢要求夹杂物尺寸小于15μm；直径为0.1—0.5mm的子午线轮胎用钢丝，要求夹杂物直径小于5μm；显像管用钢和IC用引线框用钢，夹杂物直径要求小于5μm，对重轨钢要求T.O小于2010-6 ，单个夹杂物尺寸小于13μm，簇状夹杂物尺寸小于200μm[2,6,13]。钢液中的夹杂物大部分是通过相互碰撞长大形成较大的颗粒然后自然上浮去除的，这种情况在整个冶金过程中一直在进行。但是，炼钢是大规模连续性的生产，自然上浮的效率太低，根本无法满足生产要求，因此常常采用专门手段，例如炉外精炼、过滤等，强化夹杂物的去除。目前，去夹杂物技术主要有：吹氩、渣洗、过滤法、离心分离等。虽然上述方法能在一定程度上去除较大的夹杂物颗粒，但是对微小夹杂物的去除效果很差。钢液中微小夹杂物的去除问题是目前各种炉外精炼技术所不能有效解决的问题，也是近年来炼钢、连铸新技术的热点问题[14]。在所有去除夹杂物的方法中，向钢液中引入微小气泡去除夹杂物是一项十分有效的措施[15-16]。
钢包吹氩精炼方法是一种有效的、并被广泛应用的钢液炉外精炼工艺。吹气精炼钢液的过程中，通常借助风嘴、喷枪和多孔砖将气体导入熔池。虽然许多冶金工作者做了种种努力，但现有的技术还不能提供最佳条件以达到有效去除夹杂物的目的，尤其是去除直径小于50μm的小型夹杂物。因为风嘴、喷枪和多孔砖产生的气泡尺寸处于10—20mm之间，这些粗大的气泡和夹杂物之间的碰撞概率低，而增加气体流量只会导致气泡更加粗大和形成大气袋，造成严重的卷渣现象[16]。吹气精炼钢液工艺的发展方向应是
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细小气泡的产生及其均匀分布。那么微小夹杂物的去除是一个非常值得研究的课题。鞍钢首创的利用CaCO3微粒在钢水中产生的微小气泡来去除微小夹杂，并且CaCO3受热分解生产的CaO是造渣剂，CaCO3本身也是造渣剂，所以是一举多得，这项技术已经取得了比较可观的效果，所以研究向RH钢液中添加夹杂物去除的辅助物质的量就非常必要了。
本实验在气孔数确定的情况下，影响RH精炼夹杂物去除效果的因素有处理时间、真空度、上升腿中提升气量、浸入深度和加入夹杂物去除的辅助物质的量，根据原型中的数据来确定以上参数。模型是以鞍钢三炼钢厂175吨RH—TB为原型，采用1:4的比例来模拟，优化上升腿中的提升气量、浸入深度和加入夹杂物去除的辅助物质的量。
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