3.3 冷卻速度對(duì)鋼中顯微夾雜物粒徑的影響
當(dāng)鋼水溫度低于其液相線溫度而高于固相線溫度時(shí)，鋼水處于凝固過(guò)程，鋼中溶質(zhì)元素的溶解度隨溫度的下降而降低，而溶質(zhì)元素在固液界面發(fā)生的微觀偏析使其在液相中的濃度升高。當(dāng)溶質(zhì)元素濃度超過(guò)夾雜物形成所需濃度時(shí)，這些元素便可以通過(guò)均質(zhì)形核或異質(zhì)形核的方式形成穩(wěn)定晶核并進(jìn)一步長(zhǎng)大而形成顯微夾雜。
在凝固過(guò)程中形成的顯微夾雜物的長(zhǎng)大情況與鋼水冷卻速度關(guān)系密切。目前，鋼水凝固過(guò)程中析出夾雜物的研究集中于特殊鋼中鈦的氧化物或氮化物夾雜。研究結(jié)果表明：凝固析出的夾雜物顆粒尺寸與凝固率成正比，而與鋼水冷卻速度成反比。對(duì)于凝固開(kāi)始前已經(jīng)形成的顯微夾雜而言，在相同的冷卻速率下，顆粒尺寸較小的夾雜在凝固過(guò)程中長(zhǎng)大的程度更大。
4 結(jié)語(yǔ)
鋼中顯微夾雜的種類、數(shù)量、粒度分布對(duì)高品質(zhì)鋼質(zhì)量有影響。鋼中顯微夾雜物種類與普通夾雜物相近，但多產(chǎn)生于鋼水精煉后期及凝固過(guò)程中。高品質(zhì)潔凈鋼中粒徑小于5μm的顯微夾雜物占85％以上。在冶煉過(guò)程中，LF、VD、RH以及中間包均有去除顯微夾雜物的功能。其中，LF和RH對(duì)鋼中顯微夾雜物的去除效果較明顯，而VD的去除效果一般。對(duì)顯微夾雜物的來(lái)源和去除綜合分析得出：優(yōu)化中間包噴涂料和覆蓋劑以及包型結(jié)構(gòu)均有利于降低鋼中顯微夾雜物的粒徑。此外，鋼水冷卻及凝固過(guò)程中，強(qiáng)脫氧元素的二次及三次脫氧產(chǎn)物是鋼中顯微夾雜物的重要組成部分之一。降低進(jìn)入精煉爐的鋼水初始氧含量或通過(guò)精煉方法降低鋼水出鋼時(shí)的全氧含量均對(duì)降低顯微夾雜物的粒徑，提高鋼材質(zhì)量有利。凝固過(guò)程中，加強(qiáng)鋼坯表面散熱有助于提高固液界面的移動(dòng)速度，進(jìn)而提高鋼水凝固速率，最終達(dá)到降低鋼坯中顯微夾雜物粒徑的目的。但是，在鋼水凝固過(guò)程中，由于溶質(zhì)元素微觀偏析、液相區(qū)內(nèi)的宏觀偏析以及凝固過(guò)程難于觀測(cè)等原因，析出的顯微夾雜的成分、粒徑以及分布方面的研究較少。計(jì)算機(jī)技術(shù)和冶金數(shù)值模擬理論的發(fā)展為鋼水凝固過(guò)程中顯微夾雜物的析出、長(zhǎng)大方面的數(shù)值模擬研究提供了基礎(chǔ)。關(guān)于鋼中顯微夾雜物的生成、長(zhǎng)大等情況尚需進(jìn)行深入的理論研究。
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