《不同溫度下夾雜物特性的關聯性研究》是依託北京科技大學，由楊樹峰擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：不同溫度下夾雜物特性的關聯性研究
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：楊樹峰
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鋼中夾雜物的控制是潔淨鋼生產的關鍵，科學的夾雜物檢測分析方法對鋼中夾雜物的有效控制具有重要的作用。目前還不能直接對高溫鋼水中的夾雜物進行直接檢測，通常用冷卻到常溫下鋼錠中夾雜物的檢測結果來代替，而常溫下鋼錠中夾雜物的特性與高溫鋼液中夾雜物的特性有較大的區別，給夾雜物的分析帶來偏差。本項目首先採用熱力學模型和數學仿真模擬研究夾雜物的成分與溫度的關係、鋼液降溫及凝固過程中夾雜物的聚集長大和析出對夾雜物尺寸的影響，然後利用高溫共聚焦顯微鏡（CSLM）對降溫、凝固過程以及凝固後冷卻過程對不同種類夾雜物進行全程原位動態觀察；最後通過高溫試驗研究多相複合夾雜物形成的機理。 通過上述研究獲得溫度對夾雜物特性影響的規律，建立不同溫度下夾雜物特性之間的內在聯繫，為進一步提高鋼中非金屬夾雜物的分析和檢測的準確性奠定理論基礎。
結題摘要
常溫下鋼錠中夾雜物的特性與高溫鋼液中夾雜物的特性有較大的區別，給夾雜物的分析帶來偏差，主要是因為在取樣冷卻過程試樣中夾雜物尺寸、類型和形貌發生變化。本項目對鋼液降溫及凝固過程中夾雜物的聚集長大和析出對夾雜物尺寸的影響，由於溫度和冷卻條件的改變對單個的MnS夾雜物以及複合的MnS+Al2O3夾雜物特性變化影響較大，本項目重點研究了這兩類夾雜物。 研究結果表明：（1）冷卻速率從2.47K/s增至77.39K/s，MnS的尺寸從冷卻速率從(8±0.5)μm降至(3±0.5)μm，隨著冷卻速率的增加，夾雜物析出長大的時間減少，硫化物的尺寸逐漸降低，單個的MnS逐漸變為球狀，鏈狀MnS密集程度顯著減小，同時建立了冷卻速率與MnS尺寸之間的關係，利於提高硫化物的檢測效率；（2）通過捕獲/推動的臨界速率與Al2O3尺寸之間關係模型，得到當Al2O3夾雜物的尺寸小於臨界尺寸時，Al2O3可以作為MnS析出的異質形核核心，研究表明小尺寸的Al2O3夾雜物可以被推至凝固前沿液相區，MnS以小尺寸Al2O3作為異質形核質點生成複合夾雜物。（3）S含量直接影響到MnS的析出量，對於包裹性夾雜物的包裹率影響較大，隨著S含量的增加，包裹型夾雜物所占比例逐漸增加。（4）冷卻速率對包裹型複合夾雜物的影響較小，然而，隨著冷卻速率的增加，鋼樣中Al2O3被MnS包裹形成的複合夾雜物的比例呈減少趨勢。
