[发明专利]一种表征钢液中气泡的方法及钢液沾取设备

说明书

本发明涉及钢铁冶金领域，提供了一种表征钢液中气泡的方法，在炼钢流程或实验室小炉实验中，对钢液沾取设备的钢液沾取面板进行打磨，去除表面杂质；将钢液沾取面板插入钢液中保持一定时间后取出；含有气泡的钢液在钢液沾取面板表面急冷，使气泡固定在钢液沾取面板的凝固钢壳内部或表面；对冷却后的钢液沾取面板打磨、抛光后通过拓印法、光镜、扫描电镜或超声波进行检测，得到气泡在钢液中的行为。本发明方法能够直接表征钢液中气泡的数量、尺寸、形貌及分布情况，并根据所获得的气泡行为，更加准确地指导实验和工业生产，减少模拟实验带来的误差；具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金领域，特别涉及一种表征钢液中气泡的方法。

背景技术

近年来，利用气泡去除钢中夹杂物逐渐成为冶金工作者研究的热点。钢液中的气泡可以通过碰撞粘附夹杂物上浮或气泡尾流携带夹杂物上浮去除夹杂物。目前利用气泡去除钢中夹杂物的工艺技术主要有钢包吹氩、钢包长水口吹氩、中间包气幕挡墙、反应诱发微小气泡、增压减压法(Pressure Elevating and Reducing Method)、超声空化、増氮析氮法、微小氢气泡法等。

大量研究表明，气泡的尺寸和分布对于钢中夹杂物去除效果有显著影响，气泡尺寸越小、弥散程度越高，夹杂物去除效果越好，特别是对钢中显微夹杂物的去除效果更加明显。目前，针对气泡在钢液中行为的研究，大多基于数值模拟和水模型实验，在实际生产中和热态实验中很难直接测量钢液中气泡的数量、尺寸及分布情况等数据，这就导致无法准确分析得出钢液中气泡行为的调控机制，阻碍气泡冶金技术的开发以及相关技术的调控优化。

基于此，需要开发一种能够直接测量钢液中气泡数量、尺寸及分布等数据的方法，为气泡冶金技术的研发开辟新思路，提供新手段。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了一种表征钢液中气泡的方法，该方法能够直接表征钢液中气泡的数量、尺寸、形貌及分布情况，促进气泡冶金技术的开发以及相关技术的调控优化。

本发明采用如下技术方案：

一种表征钢液中气泡的方法，在炼钢流程或实验室小炉实验中，将钢液沾取面板插入钢液中保持一定时间后取出；含有气泡的钢液在钢液沾取面板表面急冷，使气泡固定在钢液沾取面板的凝固钢壳内部或表面；对冷却后的钢液沾取面板打磨、抛光后进行检测，得到气泡在钢液中的行为参数。

进一步的，所述方法具体包括如下步骤：

S1、对钢液沾取设备的钢液沾取面板进行打磨，去除表面杂质；

S2、将钢液沾取面板插入钢液中保持设定时间后取出，含有气泡的钢液在钢液沾取面板表面急冷，使气泡固定在钢液沾取面板的凝固钢壳内部或表面；

S3、冷却后的钢液沾取面板打磨、抛光，对气泡数量、尺寸、形貌、分布进行测量，得到气泡在钢液中的行为参数。

3、如权利要求2所述的表征钢液中气泡的方法，其特征在于，步骤S2中，所述设定时间为3-10s。

进一步的，步骤S3中，气泡测量采用拓印法、光镜、扫描电镜或超声波。

进一步的，所述钢液为LF、RH、中间包、坩埚中的钢液。

一种钢液沾取设备，用于上述的表征钢液中气泡的方法，所述钢液沾取设备包括钢液沾取面板、牵引杆和握把，均采用钢制部件；所述握把与所述牵引杆固定连接，所述牵引杆与所述钢液沾取面板固定连接。

进一步的，所述牵引杆的水平倾斜角为θ，θ根据实际设备的空间工作条件确定。

进一步的，所述钢液沾取面板的厚度为2-10mm。

一种优化炼钢钢液吹气量的方法，使用上述的表征钢液中气泡的方法，获得气泡在钢液中的行为参数，并根据所述行为参数调整优化钢液吹气量。