一種固態(tài)夾雜物在熔渣中溶解速率的測(cè)定方法
【專利摘要】一種固態(tài)夾雜物在熔渣中溶解速率的測(cè)定方法，屬于冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，按以下步驟進(jìn)行：（1）在惰性氣氛條件下，將渣料加熱至高于其熔點(diǎn)150~200℃的溫度形成熔渣并保溫；（2）將夾雜物顆粒加入到熔渣中攪拌均勻；（3）通過(guò)取樣器在熔渣中取樣；置于冷卻臺(tái)上冷卻至凝固，制成金相試樣；（4）將金相試樣進(jìn)行金相顯微鏡和掃描電鏡下觀察，分析計(jì)算等效直徑，繪制等效直徑隨時(shí)間的變化曲線；（5）根據(jù)上述變化曲線及公式計(jì)算夾雜物顆粒在相應(yīng)渣系成分下的溶解速率。本發(fā)明的方法可以直觀地、準(zhǔn)確地、快速地測(cè)定出典型夾雜物在特定渣系中的溶解速率，從而為煉鋼過(guò)程渣系的設(shè)計(jì)及優(yōu)化提供重要的參考依據(jù)。
【專利說(shuō)明】一種固態(tài)夾雜物在熔渣中溶解速率的測(cè)定方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種固態(tài)夾雜物在熔渣中溶解速率的測(cè)定方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)于煉鋼工業(yè)而言，夾雜物的去除及其控制是一項(xiàng)重要的內(nèi)容，液態(tài)熔渣對(duì)夾雜 物的吸收和溶解是夾雜物去除的一種重要方式。
[0003] 對(duì)于采用含氟渣系依靠渣系的電阻熱進(jìn)行金屬材料熔煉的電渣重熔來(lái)說(shuō)，其過(guò)程 之所以具有去除自耗電極中夾雜物的能力，主要也是電渣冶金用含氟渣系對(duì)夾雜物的吸收 和溶解作用。在電渣冶金過(guò)程中，自耗電極在高溫液態(tài)渣池中熔化后，會(huì)不斷形成小熔滴滴 落，小熔滴形成與滴落過(guò)程中會(huì)與液渣充分接觸，鋼中夾雜物的去除主要發(fā)生在這一階段， 并且這一過(guò)程持續(xù)時(shí)間很短，如何快速有效地去除鋼中夾雜物是影響最終產(chǎn)品質(zhì)量的重要 過(guò)程。然而，不同的渣系對(duì)鋼中夾雜物的吸收溶解能力不同，多年來(lái)，眾多冶金工作者，通 過(guò)使用不同渣系重熔后，分析鋼中非金屬夾雜物的含量、類型、大小等方法來(lái)優(yōu)化渣系的設(shè) 計(jì)，然而，這種方法受多種因素的影響和制約；首先，工業(yè)生產(chǎn)條件下加渣的過(guò)程中，會(huì)有很 多粉渣飛走而影響渣料成分而影響最終的分析和判斷；其次，鋼中非金屬夾雜物的定量非 常困難。很多研究者通過(guò)定量金相的方法對(duì)鋼中夾雜物進(jìn)行定量，但又很難制備出非常理 想的金相試樣，研究過(guò)程中所制備金相試樣往往受到外界因素干擾而影響結(jié)果準(zhǔn)確性；再 有，最終電渣鋼中夾雜物多數(shù)為二次生成，這主要受鋼中氧含量影響，而鋼中氧含量又與外 界大氣通過(guò)液態(tài)熔渣向鋼中傳氧有關(guān)。
[0004] 普通煉鋼方法對(duì)夾雜物控制方面，也主要是通過(guò)優(yōu)化渣系在相圖中的成分區(qū)域、 調(diào)節(jié)爐渣堿度、熔化溫度、黏度等普通物化性能的方法，并結(jié)合一些其他操作手段來(lái)綜合調(diào) 節(jié)渣系對(duì)鋼中夾雜物的去除及控制能力。但無(wú)論何種煉鋼方法，渣系對(duì)夾雜物的快速吸收 和溶解是夾雜物控制的重要前提。
[0005] 綜上所述，目前，傳統(tǒng)渣系的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行渣系控制鋼中夾雜物能力的研究是有 局限性的，尤其是目前，高端材料(特殊鋼或者特種合金）都是在保護(hù)氣氛下進(jìn)行制備，這就 排除了外界大氣環(huán)境的干擾；在這種條件下，渣系本身對(duì)鋼中夾雜物的吸收和溶解，就決定 最終鋼中夾雜物的含量。因此，建立一種方法，研究渣系對(duì)鋼中夾雜物的溶解速率，對(duì)鋼中 夾雜物的控制具有重要的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種固態(tài)夾雜物在熔渣中溶解速率的測(cè)定方法，通過(guò)向熔渣 中加入夾雜物顆粒，在不同時(shí)段取樣后冷卻并制成金相試樣，再進(jìn)行觀測(cè)和分析，獲得粒度 或溶解速率隨時(shí)間變化曲線，以達(dá)到快速地、真實(shí)地測(cè)定固態(tài)夾雜物在熔渣中溶解速率的 目的，為合理渣系的設(shè)計(jì)提供重要的參考依據(jù)。
[0007] 本發(fā)明的固態(tài)夾雜物在熔渣中溶解速率的測(cè)定方法按以下步驟進(jìn)行： 1、 在惰性氣氛條件下，將渣料加熱至高于其熔點(diǎn)15(T200°C的溫度形成熔渣，保溫 l(Tl5min使熔渣成分充分均勻化； 2、 將夾雜物顆粒通過(guò)漏斗加入到熔渣中，攪拌3~5s使夾雜物顆粒在熔渣中均勻分布； 3、 在不同時(shí)間段，通過(guò)取樣器在熔渣中分別取樣；將取出的渣樣置于冷卻臺(tái)上冷卻至 凝固，然后分別制成金相試樣； 4、 將制作好的各金相試樣進(jìn)行金相顯微鏡和掃描電鏡下觀察，分析夾雜物的形狀和尺 寸并將其尺寸折算成等效直徑，繪制不同時(shí)間點(diǎn)所取試樣中夾雜物顆粒的等效直徑隨時(shí)間 的變化曲線； 5、 根據(jù)上述變化曲線及公式計(jì)算夾雜物顆粒在相應(yīng)渣系成分下的溶解速率，所述的公 式為：

【權(quán)利要求】
1. 一種固態(tài)夾雜物在熔渣中溶解速率的測(cè)定方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行： (1) 在惰性氣氛條件下，將渣料加熱至高于其熔點(diǎn)15(T200°C的溫度形成熔渣，保溫 l(Tl5min使熔渣成分充分均勻化； (2) 將夾雜物顆粒通過(guò)漏斗加入到熔渣中，攪拌3~5s使夾雜物顆粒在熔渣中均勻分 布； (3) 在不同時(shí)間段，通過(guò)取樣器在熔渣中分別取樣；將取出的渣樣置于冷卻臺(tái)上冷卻至 凝固，然后分別制成金相試樣； (4) 將制作好的各金相試樣進(jìn)行金相顯微鏡和掃描電鏡下觀察，分析夾雜物的形狀和 尺寸并將其尺寸折算成等效直徑，繪制不同時(shí)間點(diǎn)所取試樣中夾雜物顆粒的等效直徑隨時(shí) 間的變化曲線； (5) 根據(jù)上述變化曲線及公式計(jì)算夾雜物顆粒在相應(yīng)渣系成分下的溶解速率，所述的 公式為：
其中，v為夾雜物顆粒的溶解速率，單位為Ur為氧化錯(cuò)顆粒的半徑,單位為 iim;t為時(shí)間，單位為s。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固態(tài)夾雜物在熔渣中溶解速率的測(cè)定方法，其特征在于 所述的夾雜物顆粒加入量按夾雜物與渣料的重量比為1: (1〇~15)，所述的夾雜物顆粒的粒 度范圍在250±25iim。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固態(tài)夾雜物在熔渣中溶解速率的測(cè)定方法，其特征在于 當(dāng)測(cè)定夾雜物顆粒在電渣冶金用含氟渣系中的溶解速率時(shí)，采用兩根電極插入熔渣中通電 并與熔渣構(gòu)成通電回路模擬電渣冶金過(guò)程的熱力學(xué)條件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固態(tài)夾雜物在熔渣中溶解速率的測(cè)定方法，其特征在于 所述的冷卻臺(tái)選用帶有圓桶狀凹槽的平板，材質(zhì)選用純鐵或純銅。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固態(tài)夾雜物在熔渣中溶解速率的測(cè)定方法，其特征在于 步驟（1廣（3)采用的裝置包括電加熱爐和坩堝，坩堝位于電加熱爐的爐管中，爐管的耐火磚 套上設(shè)有充氣管和加料口，測(cè)溫?zé)犭娕紡碾娊鉄釥t的下法蘭插入爐管內(nèi)；裝置的使用方法 為：通過(guò)充氣管向爐管內(nèi)充入惰性氣體并保持流通，再將坩堝內(nèi)的渣料加熱制成熔渣；在 加料口放置漏斗，然后通過(guò)漏斗加入夾雜物顆粒，以保證夾雜物顆粒能夠全部加入熔渣中； 當(dāng)需要取樣時(shí)，將漏斗移除，采用鑰絲和坩堝組成的取樣裝置從加料口插入渣池取渣樣，渣 樣取出后放置在冷卻臺(tái)上的凹槽內(nèi)冷卻。
【文檔編號(hào)】G01N15/02GK104406893SQ201410624238
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月10日
【發(fā)明者】董艷伍, 姜周華, 曹海波, 謝周尊, 曹玉龍, 張新法 申請(qǐng)人:東北大學(xué)