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不銹鋼中MgO·Al2O3尖晶石夾雜的控制

來源:原創 日期:2013-12-7 9:19:13 人氣:

不銹鋼中MgO·Al2O3尖晶石夾雜的控制
隨著鋼的強度、韌性、延性、疲勞性能、耐腐蝕性能、清潔度、表面光潔度等諸項性能的不斷優化,對鋼的高品質要求逐年提高。而在上述各項對鋼的要求中所提到的鋼的清潔度的改善近年來取得了顯著進步。煉鋼工作者一直在盡最大的努力生產清潔鋼,通過降低鋼中氧含量來盡量減少夾雜物對鋼的污染。

眾所周知,鋼中的那些夾雜物的化學成分在很大程度上取決于與鋼渣的化學組成相結合的氧的含量。在碳鋼精煉領域,對夾雜物成分的控制(占主導地位的是氧化鋁夾雜物行為的研究)研究已獲得了很好的進展,歸因于氧化鋁簇狀的缺陷形成機理和水口堵塞現象都變得易于理解和解釋。

研究發現,在以不銹鋼為代表的特殊鋼中,MgO·Al2O3尖晶石夾雜不僅對鋼的生產過程有危害,而且對鋼產品也有危害。這種尖晶石是一種在特性上非常類似于氧化鋁的物質,有相對高的熔點和高的硬度,是造成水口堵塞和產品缺陷的潛在危害因素,因此必須弄清楚尖晶石是如何在熱力學上形成的,并且是如何由鋁硅酸鹽夾雜彼此相聚集而變成簇狀并結晶化的。同時,應采取措施來防止或避免尖晶石夾雜的產生,使生產過程得以穩定并提高鋼的質量。

研究表明,尖晶石(特別是單個的顆粒)在MgO·Al2O3能夠穩定存在的區域里形成,避免尖晶石夾雜的基本思路是控制這些區域甚至鋼液中的Mg和Al含量,添加少量的Ca也是有效的。用鋁鎮定鋼時,減少渣中的二氧化硅是主要方法,這一措施可以穩定鋼中的鋁酸鈣,有效降低渣中的C/S比,形成能取代尖晶石的氧化鋁夾雜。

在用硅脫氧時,則會形成熔點較低的硅酸鹽類夾雜,降低渣中的MgO和Al2O3不失為是一種實質有效的方法,因為這可以抑制大部分的有影響的氧化物生成。同樣,應降低鋼中的Mg和Al,因為Al會顯著影響夾雜物的成分,促進尖晶石的形成。

鋼液的二次氧化也會導致富含Al2O3的夾雜物的形成,因此,除了強調鋼液中鋁含量要低以外,應盡量避免鋼液的二次氧化。往鋼液中噴入含F的熔劑(雖然此法還沒能在工業生產環境下得以實現)可以使得尖晶石晶體變形,這樣即使當夾雜物中Al2O3含量高于30%時,也能減小尖晶石晶體的尺寸。
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