1.实验结果

为了检验电解分离－电镜/能谱分析法的可行性、准确性与实用性，分别在济钢三炼钢A 船板、低合金钢Q345C、NVA36 等钢种生产过程中，同时跟踪制取了电解钢样和氧、氮气体分析样（氧、氮气体分析样用气体分析仪分析）以及金相分析样，进行了相关实验分析研究，比较钢中大样电解后的夹杂物含量和总氧含量、夹杂物（>50 μm 的大颗粒）面积等数据之间的关系。

对各种钢样中分离出来的夹杂物进行拍照、称重计算与粒度分级。对于电解所得钢中非金属夹杂物，选取若干典型颗粒，将其用导电胶固定或镶嵌在光滑的铜或钢板上，利用PHILIPSXL-30 型扫描电镜和OX-FORD 能谱仪确定各个夹杂物的形貌、组成，分析其中各元素的相对含量和分布，确定夹杂物类型和组分。

2.夹杂物含量与氧含量的关系

钢水或铸坯中的夹杂物含量与钢中总氧含量有一致的对应关系。钢中夹杂物高，则钢中的总氧含量也高。由于氧、氮分析所用的试样小（重约0.5～0.6 g），其代表性比大样要差些；钢水或铸坯中的夹杂物含量与金相分析夹杂物（直径>50 μm 的大颗粒）面积百分比基本有着趋势一致的对应，但金相分析只是针对特定的一个平面，无法准确衡量整块试样的实际夹杂量。而电解分离法所使用的试样，其重量一般在2～5 kg，对>50 μm 的大型夹杂物形态能够完整地保留下来，分析结果更具有平均效果及真实性。由此可见，在钢质量的纯净度检验方面，用EE SEM/EDS 分析法比用单独的氧、氮分析和金相评定更具代表性。

3. 夹杂物形貌和粒度分析

通过显微镜观察分离出来的夹杂物的形貌，可将大型夹杂物分为球形夹杂和块状夹杂。球形夹杂物主要有：

1）透明的硅酸盐；

2）以Al、Ca 成分为主的铝酸钙夹杂，该类夹杂中常常含有S，颜色一般为不透明白色或浅黄色；

3）以Si、Al 成分为主的硅铝酸盐夹杂；

4）以Si、Mn、Fe 为主要成分的硅锰酸盐，含有Al、Ca、S、Ti 等其他成分。

一般为深褐色或黑色块状夹杂物有多种，主要有：

1）透明或白色玻璃体，成分为SiO2或Al2O3；

2）以Si、Al、Ca、Ti 成分为主的白色或浅黄色块状物；

3）块状复合夹杂物，成分变化较大，部分含有FeO、MgO 等成分。利用扫描电镜与能谱仪分析确定夹杂物的化学组分、各元素含量，由此判断出该夹杂物类型。

4.大型夹杂物来源及形成机理

通常，浮渣卷人、耐火材料的蚀损以及钢液被空气二次氧化是生成大型夹杂物的主要原因”。通过多批次实验分析，结果显示，在济钢三炼钢现行工艺流程下，船板及低合金钢能达到较高纯净度水平，铸坯>50μm夹杂物为1.75一3.95 mg/10 kg。发现钢包和中间包中主要为硅酸盐、气氧化二铝、硅钙酸盐等类型的球形和玻璃状块状夹杂物，部分夹杂物中FeO含量较高，说明有炉渣进人钢水中;连铸坯中的夹杂物与钢包和中间包相比含量较少，并且主要为铝酸钙和硫化物夹杂物以及不规则的夹渣，主要是脱氧合金化过程中和加入Ca-Fe线时产生的内生夹杂物，在吹氢和钢水流动的过程中聚集长大形成。部分夹杂物含有MgO，说明中间包衬耐火材料有侵蚀的现象。

5.工艺优化建议

1)采用LF处理工艺并没有减少大型夹杂物的单位含量，可以考虑将部分日前进行LF处理的钢种改为吹氢，在保证质量的前提下进一步降低成本。

2)吹氢工序去除夹杂物的能力较强，对于>50μm的夹杂物，通过吹氢能使其降低64%以上。个别炉次出现中间包去除夹杂物的能力波动较大。在>50 μm的大型夹杂物中，粒度在50一180 μm的夹杂占到了总夹杂量的45%一75%, >250μm的大型夹杂在10%左右。应进一步提高中间包的保护浇注水平，尽可能实施恒拉速浇铸，稳定中间包液面，大包钢流也应尽可能稳定。

3)LF喂Ca-Fe线时，造成钢水的氧含量和夹杂物含量明显上升，需要进一步优化喂线操作，喂线后要保证一定的软吹时问，以保证较和夹杂物的去除。

4)采用优质耐火材料，降低炉衬等耐材被钢水冲刷的程度 。