气泡冶金技术
夹杂物控制一直是阻碍我国钢材质量提高的技术壁垒。尽管近年来我国冶金装备及工艺技术进步迅速,钢材洁净度显著提高,但具有自主知识产权的原创性夹杂物控制技术极度匮乏,钢中夹杂物控制水平一直低于国际先进水平,不能完全满足高端钢材的需求,严重影响了优特钢材的质量和竞争力。钢液中弥散微小气泡具有良好的去除夹杂物效果。近年来本梯队进行了微小气泡去除夹杂物技术研发,提出了增氮析氮法去除钢中夹杂物技术,在吹氩站或LF(钢包精炼炉)精炼过程中向钢液吹氮增氮,在 VD(真空脱气)或 RH 真空处理过程使钢液析氮,在钢液内夹杂物表面析出微小氮气泡,微小氮气泡捕捉钢中夹杂物并上浮去除。先后进行了实验室和工业应用研究,结果表明采用常规压力进行钢液增氮和真空析氮处理后,钢中全氧及夹杂物也能得到良好控制。同时,本梯队提出了“增氢析氢法去除钢中夹杂物技术”研究,通过向钢液中通入氢气、焦炉煤气或天然气,使钢液增氢;钢液精炼脱氧后,对该钢液进行真空处理,钢中溶解氢以夹杂物为异质形核核心生成大量弥散细小氢气泡,气泡携带夹杂物上浮,并在上浮过程中继续捕捉夹杂物,促进夹杂物上浮去除。由于氢原子小、氢在钢液中扩散系数大,钢液增氢和析氢较增氮和析氮容易,更容易在钢中析出弥散微小气泡,实现夹杂物深度去除;同时,真空处理过程钢液中氢容易去除,现代钢液真空脱气精炼已能将钢中残余氢控制在 1-210-6 以下,不易对钢材质量和性能产生危害,该技术具有良好的应用前景。
北京科技大学
2021-04-13