高品質鋼的生產對非金屬夾雜物的要求極其嚴格,如MgO-Al2O3夾雜物是造成軸承鋼產生探傷缺陷的主要原因。改善夾雜物的去除工藝以促進其有效去除尤為重要。鋼包底吹氬操作是提高鋼水潔凈度最基本的手段之一,對其的研究一直在不斷深入。由于吹氬鋼包內夾雜物的上浮一直被認為是其去除的限制性環節以及氣泡是促進其上浮的主要因素,因此,研究者將吹氬鋼包內夾雜物的上浮作為鋼包底吹氬中夾雜物去除過程的主要著眼點。
科研工作者通過物理模擬試驗,研究分析了底吹氬精煉鋼包內夾雜物去除機理以及吹氬量對其的影響規律。結果表明:鋼包中夾雜物的上浮主要是通過上升的鋼液流攜帶,底吹氬量對夾雜物在鋼包表面的鋼-渣界面去除行為存在重要影響。吹氬量較小時,鋼-渣界面穩定,夾雜物在浮力、毛細作用力等共同作用下穿過平坦的鋼-渣界面而被吸收;吹氬量較大時,鋼-渣界面波動大,渣眼周圍發生卷渣,夾雜物被卷入的液滴吸收,隨液滴進入渣層;吹氬量大,渣眼周圍形成渣泡,夾雜物被渣泡吸收,隨渣泡進入渣層。
吹氬量達到一定時,夾雜物被鋼-渣界面的吸收成為其被去除的限制性環節,且吹氬量較大時夾雜物去除效果最差,為實際吹氬精煉過程吹氣量的控制提供了指導。