2.2 間接方法
根據(jù)成本、時(shí)間要求和取樣的難度，鋼鐵工業(yè)通常采用檢測(cè)鋼中總氧、吸氮和其他的間接方法測(cè)量鋼的潔凈度。
2.2.1 定氧
鋼的總氧含量是溶解氧和非金屬氧化物夾雜結(jié)合的氧之和。用定氧傳感器很容易測(cè)定溶解氧[O]，用脫氧元素(如鋁)化學(xué)反應(yīng)平衡熱力學(xué)控制鋼中的總氧。鋁和氧反應(yīng)平衡條件如下：
logK=log([Al]2[O]3)=-62780/T(K)+20.54 (1)
例如：1873K(1600℃)時(shí)，K=1.05×10-13，如果[Al]=0.03%～0.06%，溶解氧[O]為(0.0003%～0.0005%)。由于溶解氧含量不是很多，可間接地測(cè)定鋼中氧化物夾雜的氧含量，以其代替總氧含量。鋼中大夾雜物占少數(shù)，且定氧用鋼樣尺寸太小(約20g)，樣品內(nèi)幾乎無(wú)大的夾雜物，既使一個(gè)樣品內(nèi)有一個(gè)大夾雜物，由于讀數(shù)異常地高，數(shù)據(jù)很可能大打折扣。因此，總氧含量實(shí)際上代表小型氧化物夾雜中的氧含量，而不是大型氧化物夾雜含量。然而，總氧含量低會(huì)降低大型氧化物夾雜存在的可能性，如圖2所示。可見(jiàn)，總氧含量指標(biāo)仍非常重要，且通常標(biāo)志著鋼的潔凈度。
檢測(cè)到的鋼水樣內(nèi)的總氧含量與產(chǎn)品的裂紋發(fā)生率明顯有關(guān)。尤其是中間包取樣成分標(biāo)志著處理板坯的潔凈度。如日本川崎鋼公司要求中間包鋼水樣T.[O]低于0.003%的條件下，可保證冷軋薄板供貨免檢;0.003%～0.0055%為要求檢驗(yàn)的臨界值;0.0055%以上的爐次要改判。
通過(guò)研究，得出下述結(jié)論：
(1)隨著新技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼中T.[O]含量逐年降低。例如，新日鐵鋼中T.[O]從1970年的0.004%～0.005%降低到1990年的0.002%。
(2)RH處理的鋼水T.[O](0.001%～0.003%)比鋼包氣體攪拌T.[O](0.0035%～0.0045%)含量低。
(3)隨著工序的進(jìn)行，T.[O]逐步降低，依次為：鋼包0.004%、中間包0.0025%、結(jié)晶器0.002%及板坯內(nèi)0.0015%。
2.2.2 吸氮檢測(cè)
不同煉鋼容器內(nèi)(尤其是鋼包和中間包)，鋼中含氮量不同說(shuō)明倒包過(guò)程吸氮。例如，Weiton鋼廠潔凈鋼生產(chǎn)要求從鋼包到中間包吸氮上限為0.001%。脫氧后，鋼中溶解的氧含量低使其迅速吸氮，因此，通過(guò)檢測(cè)吸氮，可以間接粗略檢測(cè)吸氧。值得注意的是，硫是減少吸氮和氧化的表面活性元素。
通過(guò)進(jìn)一步研究，得出如下結(jié)論：
(1)通過(guò)采用新技術(shù)和改進(jìn)操作，吸氮逐年降低。如法國(guó)索拉克鋼公司敦刻爾克廠，中間包到結(jié)晶器鋼水吸氮從1988年的0.0009%降低到1992年的0.0001%。
(2)一般而言，鋼包到結(jié)晶器鋼水吸氮可控制在0.0001%～0.0003%，通過(guò)優(yōu)化倒包操作可減少澆鑄期間吸入的空氣，將吸入空氣控制在0.0001%以下，保護(hù)澆鑄對(duì)吸氮的作用將在下文討論。
(3)多數(shù)鋼廠將低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的氮含量控制在0.003%～0.004%，主要靠煉鋼轉(zhuǎn)爐或電爐操作加以控制，但也受爐外精煉和保護(hù)澆鑄操作的影響。
2.2.3 溶解鋁減少值的檢測(cè)
對(duì)低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼而言，鋼中溶解鋁的減少意味著發(fā)生了二次氧化。然而，由于鋁也能被爐渣二次氧化，所以檢測(cè)溶解鋁的降低值比檢測(cè)吸氮精度低。
2.2.4 爐渣成分檢測(cè)
分析每項(xiàng)操作前后爐渣成分的變化，可檢測(cè)出夾雜物被爐渣吸收的情況。另外，通過(guò)觀測(cè)渣中痕量元素變化和夾雜物成分，可檢測(cè)出每爐鋼爐渣中夾雜物。
2.2.5 檢測(cè)浸入式水口結(jié)瘤
因結(jié)瘤引起的浸入式水口壽命縮短，一般說(shuō)明鋼水的潔凈度低。眾所周知，低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼內(nèi)少量Al2O3夾雜就能引起水口堵塞。連鑄低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼結(jié)瘤物典型成分為：Al2O3-51.7%，F(xiàn)e-44%，MnO-2.3%，SiO2-1.4%，CaO-0.6%。
——摘自《中國(guó)金相分析網(wǎng)》
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