实时表征铝镇静钢液洁净度水平的方法与流程

本发明涉及一种钢铁冶炼技术，具体说，涉及一种实时表征铝镇静钢液洁净度水平的方法。

背景技术：

钢中非金属夹杂物会对钢铁产品的性能产生直接或间接的影响，钢中非金属夹杂物的含量直接表征钢的洁净度。国际钢铁协会(IISI)给出了洁净钢的定义为：当钢中非金属夹杂物直接或间接地影响产品的生产性能和使用性能时，则为非洁净钢；而非金属夹杂物数量、尺寸和分布对产品性能没有影响时，则为洁净钢。

分析表征钢中夹杂物是十分耗时耗力的工作，专利文献(CN 103630665A，名称：分析钢中非金属夹杂物的多级取样、系统分析法)提供了钢中非金属夹杂物提取和分析的方法，但在实际生产中无法实时表征钢液中夹杂物含量水平。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题是提供一种实时表征铝镇静钢液洁净度水平的方法，实时表征铝镇静钢液洁净度水平。

技术方案如下：

一种实时表征铝镇静钢液洁净度水平的方法，包括：

在铝镇静钢液存在形式下，提取钢样并制备加工，等待成分分析测定；

采用检测手段分析测定钢样全铝和酸溶铝成分；

分析钢液成分，计算全铝和酸溶铝成分偏差值；通过偏差值进行钢液洁净度水平的表征。

进一步：采用检测手段分析测定钢样全铝和酸溶铝成分包括钢样加工和在线检测成分仪检测。

进一步：在线检测仪采用荧光光谱仪或者直读光谱仪。

进一步：采用荧光光谱仪分析钢液成分。

进一步：取样钢液成分具有全钢液成分代表性，表征钢液夹杂物含量水平不包含外来夹杂物掺入。

进一步：铝镇静钢液包括LF精炼过程钢液、RH精炼过程钢液钢液、VD精炼过程钢液、中间包钢液、钢包软吹过程钢液或者静置钢液。

与现有技术相比，本发明技术效果包括：

本发明通过钢液中全铝与酸溶铝之间偏差实现对铝镇静钢液氧化物夹杂物去除效果的表征。本发明可以实时表征铝镇静钢液洁净度水平，具有较高的可靠性、成本低廉、表征快速、实用性强等优点。因此在推广应用中具有可行性，基于本发明实用性的特点，具有十分广阔的推广前景。

实时直接或间接表征钢液夹杂物含量水平意义重要，可以有效提高操作人员对钢液洁净度的实时工艺控制。每个类型钢中夹杂物的类型有所差别，可依据各个类型钢成分特点建立与钢液非金属夹杂物的关系，通过实时成分分析结果，实现实时表征钢液中非金属夹杂物含量水平，从而提高钢液洁净度实时工艺调控。

附图说明

图1a是本发明中典型铝镇静钢夹杂物形貌图；

图1b是本发明中典型铝镇静钢夹杂物的能谱图；

图2是本发明中RH复压及不同时间钙处理时间Alt与Als成分偏差值以及全氧含量的变化图；

图3是本发明中不同时间钙处理时间夹杂物数量变化曲线图。

具体实施方式

下面参考示例实施方式对本发明技术方案作详细说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

本发明适用范围为铝镇静钢，必须是铝作为终脱氧剂，在铝镇静钢中生成的夹杂物主要是含Al、O元素的夹杂物，包括Al₂O₃-CaO和Al₂O₃-CaO-CaS等含Al、O元素复合夹杂物。铝镇静钢中夹杂物含量的多少可由钢液中含Al、O元素复合夹杂物多少表示。而钢液中酸溶铝(Als)表达铝镇静钢液中酸溶铝和溶解氧([O])达到的平衡，钢液中全铝(Alt)与酸溶铝(Als)偏差表达了钢液中含Al、O元素复合夹杂物含量水平。在实际生产中，实时取样测定钢液成分是方便快捷的，其中成分包含Alt和Als的含量。钢液中全铝(Alt)与酸溶铝(Als)偏差越小，钢液中所含夹杂物水平越低。

实时表征铝镇静钢液洁净度水平的方法，包括：

(1)在铝镇静钢液任何存在形式下，快速提取钢样并制备加工，待成分分析测定；

在实时表征钢液中夹杂物水平时，应保证取样钢液成分具有全钢液成分代表性。表征钢液夹杂物含量水平不包含外来夹杂物掺入。

铝镇静钢液包含任何精炼形式，如LF(钢包精炼炉)精炼、RH精炼(RH真空循环脱气精炼法)和VD(真空精炼)精炼过程钢液、中间包钢液和钢包软吹以及静置钢液等。

(2)采用快速检测手段分析测定钢样全铝和酸溶铝成分；

快速分析测定包括：自动化钢样加工和在线检测成分仪检测；在线检测仪采用荧光光谱仪、直读光谱仪。检测钢液成分必须采用同一设备检测，保证所测成分可靠一致性。

(3)采用荧光光谱仪分析钢液成分，计算全铝和酸溶铝成分偏差值；通过偏差值进行钢液洁净度(夹杂物含量)水平的表征。

实施例1

采用X80管线钢在RH复压后，不同钙处理时间钢液中夹杂物含量水平和相应钢液中Alt与Als成分偏差值。

如图1a所示，是本发明中典型铝镇静钢夹杂物形貌图；图1b所示，是本发明中典型铝镇静钢夹杂物的能谱图；

典型铝镇静钢夹杂物为Al₂O₃-CaO-(CaS)。铝镇静钢是以含Al、O元素为主要夹杂物，通过钢液中全铝含量与酸溶铝含量偏差值可有效表达钢液夹杂物含量水平。

如图2所示，是本发明中RH复压以及不同钙处理时间Alt与Als成分偏差值以及全氧含量的变化图。

可知随着铝镇静钢液中全铝和酸溶铝含量差值的缩小，全氧含量降低，全氧含量表征了钢液中夹杂物含量水平。

如图3所示，是本发明中不同时间钙处理时间夹杂物数量变化曲线图。

夹杂物数量通过金相及扫描电镜分析而得，每个试样的观测面积为3.15cm²。从图3可知，铝镇静钢液中全铝和酸溶铝含量差值曲线与钢液中夹杂物含量变化曲线呈对应关系。

在实际生产铝镇静钢过程中，可以通过钢液过程成分(包含全铝和酸溶铝)，实时获得钢液中全铝和酸溶铝含量差值，实时掌握钢液洁净度水平，从而实时调控工艺参数，实现高效生产控制，提高生产效益。

本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。