王敏等：钢液中夹杂物粒径与全氧的关系 3 (11号和12号铸坯试样中夹杂物较少，统计视场为 200 100个)得到的不同粒径的夹杂物数量，其中每个视场 180 试样 的有效面积为3575μm2. 160 样3 2.1钢中夹杂物粒径分布规律 05 140 试样 120 试 将表1数据代入公式(1)~(3)得到铸坯中单位 100 体积夹杂物数量分布，图2表明单位体积内夹杂物数 80 60 量随粒径增大呈指数下降，钢中分布均匀的夹杂物主 式样11 式手2 要以粒径小于10m为主.图3可以看出，粒径小于 20 5μm的夹杂物数量占试样中总夹杂物数量85%以上， 2 34567891011 粒径小于10um的夹杂物数量占总夹杂物数量95% 夹杂物粒径m 以上：尺寸越大，夹杂物的数量越少 图4单位体积内夹杂物粒径分布和累积全氧的关系 Fig.4 Relationship between inclusions'size distribution and accu- mulative total oxygen per unit volume 10 ·试样 试样7 ★1王 估算值和实测全氧值的比较.可以看出，粒径小于 104 。单10 10μm夹杂物中氧含量与实测全氧值对应性较好，占全 试样6+试样12 109 氧实测值的90%以上，即钢中全氧指标主要反映钢中 微小夹杂(<10m)的含量水平，这主要由于细小夹 10 AA 杂在钢中分布均匀，在钢中分布差异性小：夹杂物尺寸 越大，其数量越少，分布越不均匀，在试样中的差异性 10 0 2 3 456789101112 越大，导致检测过程中差异性越大.因此，全氧的平均 夹杂物粒径m 水平反映钢液中分布均匀的夹杂物含量水平：大颗粒 图2单位体积内夹杂物数量与粒径分布的关系 夹杂物由于其数量少分布状态不均匀，若大颗粒夹杂 Fig.2 Relationship between the number and the size distribution of 物在全氧检测试样中出现则会造成同一工序试样全氧 inclusions per unit volume 的波动加大，同一工序试样全氧检测的波动水平也可 10x104 以间接反应出该工序的大颗粒夹杂物含量水平 8x10 200 试样1 180 ■试验点 6×104 道3 试样4 160 试样5 4x1014 140 试样8 120 100 2x104 试样12 80 ◆ 60 0 23456789101112131415 40 粒径μm 20 20406080100120140160180200 图3单位体积内累计夹杂物数量与粒径的关系 全氧计算值/10 Fig.3 Relationship between the accumulative number and the size of 图5全氧测量值和计算值对比 inclusions per unit volume Fig.5 Total oxygen comparison for the measured and the calculated values 2.2钢中夹杂物与全氧的对应关系 2.3全氧与钢液洁净度评价的关系 钢中夹杂物的种类、粒径、数量均会影响到钢液的 前面分析可知，全氧与钢液中分布均匀的夹杂物 全氧水平，图4为不同粒径夹杂物中累积氧含量水平. (<10μm)有很好的对应关系，为了对比同一试样中 从图看出，粒径小于5μum时，累积全氧含量随夹杂物 T.0的波动性与洁净度的关系，在试验中选取不同工 粒径增大显著增加，由于粒径小于5μm的夹杂物数量 序节点的试样加工成5mm×30mm的棒样，从棒样 占总夹杂物数量85%以上，对全氧的贡献率高.粒径 中间各切取多个5mm×5mm的棒样，同时检测试样 在5~10μm范围内，随夹杂物粒径增大，全氧增加缓 全氧的波动，结果见表2.根据全氧的波动利用公式 慢，粒径达到10μm时，累积全氧基本稳定在固定值. (5)推算得到试样重大颗粒夹杂物的含量范围，同一 图5为粒径小于10um的夹杂物中累计氧含量的 试样中全氧的波动如图6所示.王 敏等: 钢液中夹杂物粒径与全氧的关系 ( 11 号和 12 号铸坯试样中夹杂物较少，统计视场为 100 个) 得到的不同粒径的夹杂物数量，其中每个视场 的有效面积为 3575 μm2 ． 2. 1 钢中夹杂物粒径分布规律 将表 1 数据代入公式( 1) ～ ( 3) 得到铸坯中单位 体积夹杂物数量分布，图 2 表明单位体积内夹杂物数 量随粒径增大呈指数下降，钢中分布均匀的夹杂物主 要以粒径小于 10 μm 为主． 图 3 可以看出，粒径小于 5 μm的夹杂物数量占试样中总夹杂物数量 85% 以上， 粒径小于 10 μm 的夹杂物数量占总夹杂物数量 95% 以上; 尺寸越大，夹杂物的数量越少． 图 2 单位体积内夹杂物数量与粒径分布的关系 Fig． 2 Relationship between the number and the size distribution of inclusions per unit volume 图 3 单位体积内累计夹杂物数量与粒径的关系 Fig． 3 Relationship between the accumulative number and the size of inclusions per unit volume 2. 2 钢中夹杂物与全氧的对应关系 钢中夹杂物的种类、粒径、数量均会影响到钢液的 全氧水平，图 4 为不同粒径夹杂物中累积氧含量水平． 从图看出，粒径小于 5 μm 时，累积全氧含量随夹杂物 粒径增大显著增加，由于粒径小于 5 μm 的夹杂物数量 占总夹杂物数量 85% 以上，对全氧的贡献率高． 粒径 在 5 ～ 10 μm 范围内，随夹杂物粒径增大，全氧增加缓 慢，粒径达到 10 μm 时，累积全氧基本稳定在固定值． 图 5 为粒径小于 10 μm 的夹杂物中累计氧含量的 图 4 单位体积内夹杂物粒径分布和累积全氧的关系 Fig． 4 Relationship between inclusions’size distribution and accu￾mulative total oxygen per unit volume 估算值和实测全氧值的比较． 可以看出，粒径 小 于 10 μm夹杂物中氧含量与实测全氧值对应性较好，占全 氧实测值的 90% 以上，即钢中全氧指标主要反映钢中 微小夹杂( ＜ 10 μm) 的含量水平，这主要由于细小夹 杂在钢中分布均匀，在钢中分布差异性小; 夹杂物尺寸 越大，其数量越少，分布越不均匀，在试样中的差异性 越大，导致检测过程中差异性越大． 因此，全氧的平均 水平反映钢液中分布均匀的夹杂物含量水平; 大颗粒 夹杂物由于其数量少分布状态不均匀，若大颗粒夹杂 物在全氧检测试样中出现则会造成同一工序试样全氧 的波动加大，同一工序试样全氧检测的波动水平也可 以间接反应出该工序的大颗粒夹杂物含量水平． 图 5 全氧测量值和计算值对比 Fig．5 Total oxygen comparison for the measured and the calculated values 2. 3 全氧与钢液洁净度评价的关系 前面分析可知，全氧与钢液中分布均匀的夹杂物 ( ＜ 10 μm) 有很好的对应关系，为了对比同一试样中 T． O 的波动性与洁净度的关系，在试验中选取不同工 序节点的试样加工成 5 mm × 30 mm 的棒样，从棒样 中间各切取多个 5 mm × 5 mm 的棒样，同时检测试样 全氧的波动，结果见表 2． 根据全氧的波动利用公式 ( 5) 推算得到试样重大颗粒夹杂物的含量范围，同一 试样中全氧的波动如图 6 所示． ·3·