对连铸钢中的夹杂物及其引发的缺陷的研究

马长亮

石横特钢集团有限公司 山东肥城 271600

连铸钢夹杂物大多数为非金属，其长期存在于连铸钢中，容易引发连铸钢出现表面划伤、断裂、分层等质量缺陷问题，导致钢材质量下降，在后续使用过程中降低钢材整体应用价值[1]。但针对这些质量缺陷问题，可通过对应的方法予以解决和控制，所以需要相关人员能够充分意识连铸钢夹杂物对钢材质量的影响力度，全面分析现阶段存在的缺陷问题，这样才能根据缺陷问题制定具有针对性的解决方案，达到降低和控制夹杂物含量、保障钢材质量的目的。

1 连铸钢夹杂物分析

夹杂物含量较低的钢材可称为洁净钢，即钢材中硫、氢、氧等物质的含量较低，且物质在钢内的分布较为均匀，符合洁净钢的标准。但目前很多钢材质量水平相对较低，能够生产出的洁净钢数量也相对较少，多数因为连铸钢中夹杂物的含量控制不到位，以下就连铸钢夹杂物作出分析。

2 连铸钢夹杂物形成的质量缺陷问题

2.1 硅酸盐夹杂物对连铸钢造成的质量影响

钢水在冷却凝固时，整体速度过快，这种情况下使得钢水中含有的液态硅酸盐在进行结晶时缺乏充足的时间，最终导致液态硅酸盐以玻璃态的形态存在于连铸钢内，且硅酸盐是硅与氧形成的化合物，也可包括一种或多种物质，使得其自身成分和结构更为复杂。

2.2 氧化铝夹杂物对连铸钢造成的质量影响

在镇静钢进行加工操作时，最容易被存在的氧化铝夹杂物损害，引发质量问题。氧化铝存在于连铸钢中，其自身的脆性保持不变，这种情况下就会对钢材的热形变能力造成一定的负面影响。比如说钢材在加工时，受到热加工应力的作用与影响，氧化铝会出现破碎情况，变为多个具有尖锐角的夹杂物，物质自身具有较强的不规则性和坚硬性。

2.3 外来夹杂物对连铸钢造成的质量影响

外来夹杂物的产生主要受耐火材料、机械设备、化学物质等方面的作用。外来夹杂物同样会对钢材造成一定的质量危害。比如钢材在加工时，在外来夹杂物的作用下，整体加工过程噪音较大，且会对钢材表面造成危害，产生划痕，后续引发钢材断裂问题以及加快工具磨损速度，同时还会对钢材的加工品种起到一定的制约作用。

3 有效控制与降低连铸钢夹杂物含量的解决对策

对于以上所分析的三类夹杂物对钢材质量与性能的影响，可通过脱氧净化、选用正确耐火材料、提高钢包精炼冶金效果等方式对夹杂物的含量予以控制，有效降低夹杂物的影响力度。以下就相关解决对策作出具体分析，为保障钢材质量提供有力帮助。

3.1 钢水脱氧净化，合理使用夹杂物变形方法

可从钢水净化方面入手，并借助合理的夹杂物变形方法，达到有效控制连铸钢中夹杂物含量，降低夹杂物影响程度的效果。操作人员对钢阶段脱氧操作进行严格管控，当含碳量低于指定标准时，通过对应的手段将钢中含有的氧进行脱出，这样可有效避免氧与碳发生化学反应。若在低于指定标准后没有进行脱氧操作，钢在浇筑时，钢水的稳定程度会下降，促使氧与碳发生化学反应，进而导致钢材的韧性与抗张强度受影响。所以在炼钢等操作过程中应根据实际情况有效进行脱氧操作。

3.2 连铸钢生产过程中应用性能好的耐火材料

在钢浇筑时，钢液中Mn 的含量不低于1% 时，会直接对耐火材料产生侵蚀作用，为了切实解决此类情况，可选取游离硅酸较低的耐火材料应用于钢浇筑中，达到降低侵蚀的目的。除此，连铸钢在生产时应在砖砌包与中间包之间的耐火材料中加入镁质绝缘板，以进一步提高耐火材料的耐火效果，为液态钢能够保持较强的清洁度提供有力帮助。

3.3 提高钢包精炼冶金效果

射线法炉外精炼处理工艺：①喷粉。在原有的钢液中加入适量的钙合金等相关物质。②喂线。处理过程更注重高微合金化的准确程度。以上为该方法主要包含的两种形式。炼钢过程中涉及到的包芯线，线芯应选取脱氧剂与粉状合金，外皮应选取厚度合适的低碳钢钢带[2]。在实际使用该处理工艺时，还需要使用相应的器械用具对喂丝的用量、速度等参数指标进行合理控制。

钢包吹起搅拌处理工艺：该种方法具体流程是先将氩气置入钢水中，作用后会形成氩气泡，这样能够有助于钢液内的夹杂物进行扩散、聚合，最后进行排出。

3.4 高效选用过滤工艺，提高夹杂物管控效果

为了提高夹杂物管控效果，确保钢材的洁净度达到标准要求，可在此过程中高效选用合适的过滤工艺。该工艺主要使用到ZrO2、Al2O3 等材料，并借助相关工具制作过滤器。过滤器也可分为两种，陶瓷真空过滤器的孔隙率可低于百分之五十一，陶瓷泡沫过滤器密度更低，其气孔率可达百分之七十，两种过滤器均借助机械原理对连铸钢中含有的夹杂物进行去除。在过滤去除过程中所采取的过滤方法也多种多样，可包含筛网式、高床式、堆积式等。

3.5 压缩气体与精炼粉剂结合使用控制夹杂物的分布形态

夹杂物的分布形态也可对钢材的使用性能与整体质量造成负面影响，所以保障钢材的性能与质量，可从控制夹杂物的分布形态入手，确保夹杂物的布局结构更加合理。选取合适的压缩气体为载体，将石灰、硅钙粉等粉剂喷洒至钢包中，促使粉剂与液态钢之间的接触面积达到进一步的扩大。这种情况下能够有效发挥脱氧脱硫的效果，切实提高钢的纯净程度，以达到控制夹杂物分布形态，稳定钢材性能质量的效果。

4 结语

综上所述，连铸钢夹杂物的存在可对钢材的性能与质量造成不同程度的负面影响，导致钢材出现断裂等质量问题。针对此类情况，需要加强对夹杂物的管控力度，分析现阶段夹杂物造成的缺陷问题，根据钢材的质量要求及实际情况通过钢水脱氧净化、选取性能好的耐火材料、采用射线法炉外精炼等处理工艺、合理应用过滤技术、加强控制夹杂物分布形态等方式对夹杂物的含量、类型、分布形态等方面予以控制，以达到保障钢材质量，推动钢材行业发展的目的。