

冶金工程|下渣对钢中非金属夹杂物的影响实验研究

汉斯出版社

2025-12-25

导读：关注汉斯出版社公众号联系小编即可投稿，还可获取最新论文模板！

点击蓝字，关注我们

导读：

在汉斯出版社《冶金工程》期刊上，有论文在实验室条件下开展高温热模拟实验，探索不同下渣率和精炼渣系条件下，钢中非金属夹杂物的变化特征，以期为工业生产提供指导借鉴。

基本信息：

下渣对钢中非金属夹杂物的影响实验研究

Experimental Study on the Effect of Slag Carryover on Non-Metallic Inclusions in Steel

作者：

战东平*, 汤传海, 邱诗婷, 黄懿, 周以铜：东北大学冶金学院，辽宁沈阳；荆高扬：东北大学冶金学院，辽宁沈阳；中国机械总院集团沈阳铸造研究所有限公司高温合金技术产业部，辽宁沈阳；段辉：吕梁建龙实业有限公司技术中心，山西吕梁

关键词:

下渣率；非金属夹杂物；钢；精炼

项目基金：

吕梁市校地合作重点研发专项(2023XDHZ05)

辽宁省科技计划联合计划(2023JH2/101700302)

原文链接：

https://doi.org/10.12677/meng.2025.123020

内容简介：

上下滑动，查看更多

实验方法及过程

MoSi2管式炉，实验选用的钢样主要成分见表1。为了研究不同初炼炉下渣条件精炼前后非金属夹杂物的变化特征，结合工业生产实际下渣情况，实验中采用的下渣率分别为0%、2%、4%、6%、8%。因为实际生产中，炉渣中的FeO含量是存在一定的波动范围，本实验中为了模拟下渣氧化性条件并达到精准控制氧化性条件的目的，排除初炼渣其他成分的干扰，实验中选择FeO粉剂模拟工业初炼渣中的FeO来表征炉渣氧化性，FeO粉剂加入量按式(1)进行计算。将放有钢样的氧化镁坩埚放置在石墨坩埚中，然后将石墨坩埚放置在氩气氛围保护下的管式炉中进行升温操作。当温度达到1600℃时，向钢液中加入FeO粉剂，取1#样；10 min后向熔池中加入精炼渣，成分见表2，渣金质量比控制为10%，第60 min时，取2#样。实验后，将所取样品切割成Φ6 mm × 10 mm圆柱样，使用800、1000、1500、2000目砂纸进行打磨、抛光处理，然后在光学显微镜下放大500倍进行观测拍照，利用Image-Pro Plus 6.0软件对非金属夹杂物尺寸和数量统计进行统计。采用ZEISS EVO18钨灯丝扫描电镜对夹杂物形貌和成分检测进行检测。

式中：mFeO，FeO试剂加入量，g；W，钢样质量，g；α，终渣质量比，取10%；β为下渣率，即下渣量与总渣量的质量比，本实验取0%、2%、4%、6%、8%；γ，初炼渣FeO质量分数，取15%；η，FeO粉剂纯度，为90%。

结果与讨论

1.夹杂物种类及形貌变化（图1、图2）

2.夹杂物成分变化（图3~图6）

结论

(1) 在本实验条件下，不同下渣率和精炼渣成分对钢中非金属夹杂物的种类基本无影响，钢中非金属夹杂物主要为多边形复合MgO·Al2O3，还含有极少量球状Ca-Mg-Al-O系夹杂物。精炼后，钢中出现外层MgO·Al2O3、心部MgO包裹型夹杂物。

(2) 精炼前后复合MgO·Al2O3中w (MgO)随着下渣率的增加而减少，且在相同下渣率条件下精炼后w (MgO)有所提升，且S13渣精炼炉次提升率较小。

(3) 随着下渣率的增加，精炼前后夹杂物的数密度和面积比均增加，相同下渣率条件下精炼后数密度和面积比呈下降趋势，且S13渣精炼炉次下降率要高于S1渣精炼炉次；精炼前后钢中1 ≤ d < 2 μm尺寸区间夹杂物的数量占比随着下渣率的增加而减少，在相同下渣率条件下精炼后该尺寸区间夹杂物数量比例有所提升，且S13渣精炼炉次的提升率更高。数密度、面积比、尺寸分布等变化规律说明S13渣具有更好的精炼能力。