氧枪是转炉炼钢的重要设备之一，通过氧枪将高压氧气转化为超音速氧射流，为炼钢创造所需的动力学和热力学条件，从而达到所需的冶炼效果。氧枪的工作环境极其恶劣，在炉内高温热流的反复作用下，极易发生损坏。因此氧枪使用寿命的长短代表了转炉生产操作的稳定程度,反映了钢铁材料消耗、喷溅渣数量、氧气消耗、石灰消耗、转炉脱磷脱硫率等指标的水平〔1〕。好的氧枪喷头，不仅能提供较大的供氧流量，又能尽可能地减少喷溅〔2〕，同时能保证冶炼效果。合理设计枪位高度、氧枪结构参数〔3-4〕及完善喷涂材料〔5-7〕是转炉强化冶炼扩大钢的品种和提高质量的关键环节。但氧枪寿命缩短的根本原因是氧枪自身材料性能结构发生了变化。本文主要对缩短氧枪寿命的本质原因进行研究。

1 试验部分

1.1 金相试验

1)取三块氧枪样品

从氧枪上取下三块长方体样品(约1 cm×0.5 cm×0.5 cm)。

2)磨制与抛光

从切割面磨制，分别用400、600、800、1 000、1 500、2 000目砂纸依次磨制。

1)由SEM表征分析表明导致氧枪寿命缩短的直接原因是氧枪自身材料产生裂纹。

为了简单确定样品元素组成，对样品进行扫描电镜能谱分析。通过扫描电镜能谱分析，由图5可以清晰观察到氧枪基体和表面的整体和局部放大形貌，基体部分为11、5、9、2、4、1、10、3点，其余属于氧枪外表面。

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3)浸蚀

将抛光好的试样磨面用4%的硝酸酒精腐蚀剂进行30 s左右的浸蚀；浸蚀后用酒精清洗浸蚀面，再用吹风机吹干浸蚀面及试样整体，随后观察。

4)金相显微组织的显示

在光学金相显微镜下观察，看试样显微组织，对钢材显微组织进行初步认识。

气流内循环萃取法在水中石油类测定中的应用……………………………………侯保兵，张 川，侯文晶，等（2.75）

1.2 SEM表征分析

通过X射线衍射图，分析峰的位置、强度和形状，比照标准样本可以知道试样的物相组成、晶格常数、结晶度等。在优化的XRD扫描条件下对氧枪样品进行分析，结果如图4所示。

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〔1〕 李维国.关于COREX-3000生产情况和需要攻关的技术问题[C]//2008年非高炉炼铁年会文集.延吉:中国金属学会，2008:288-302.

在不同的放大倍率下，对样品的形貌进行表征。在低放大倍率下表征样品的裂纹断口形貌，如图1所示。在中放大倍数下，表征样品组成(黑色为铁素体，白色为珠光体)形貌，如图2所示。由图3可知,基体部分均匀平整，非基体部分晶粒直径大小约在1.5 μm，且分布不均匀，不致密，与基体部分有明显差异，说明材料表面结构和元素组成发生了明显变化，是氧枪寿命缩短的根本原因。

[70][71][86] 陈拯：《建构主义国际规范演进研究述评》，《国际政治研究》2015年第1期，第143、142、142-143页。

  

图1 低放大倍率下氧枪样品的SEM图Fig.1 SEM photograph of lance sample in the low magnification

  

图2 中放大倍率下氧枪样品的SEM图Fig.2 SEM photograph of lance sample in the middle magnification

  

图3 高放大倍率下氧枪样品的SEM图Fig.3 SEM photograph of lance sample in the high magnification

1.3 X射线衍射分析

为了清晰地展示样品形貌及微观组成，进行样品扫描电镜图像分析。

  

图4 X射线衍射图Fig.4 XRD pattern of the lance sample

2θ约18.3°时有3，4，6，7，8，9，10，11，12，13;2θ为74～74.5°时有1，3，4，5，6，7，9，10，11，12；2θ约80°时有4，5，6，7，8，9，10，11，12，14；2θ约 95°时有5，7，9，10，11，12；2θ约 106°时有2，3，5，7，8，10。其中1表示Fe2Mn0.5Zn0.5O4，2表示Fe2.95Si0.05O4， 3表示Fe+2Fe2+3O4，4表示MgFe2+3O4， 5表示CuMn2O4，6表示Fe+2Cr2O4，7表示NiMn2O4，8表示NiFe2O4，9表示Mn2AlO4，10表示(Ni.Zn)Fe2O4 ， 11表示Ni0.4Zn0.6Fe，12表示 Ni5SbFe3O12，13表示 Zn(Fe0.5Mn0.5Cr)O4，14表示CrO。

（1）设置预锯缝。技术人员首先将基层按每间距20m进行标记处理，然后由专业技术人员采用切割机对基层进行切割，设置预锯缝。

由图4分析发现，样品在衍射角(2θ)为18.3°、74.5°、80°、95°和106°的位置出现多重衍射峰，其对应物相组成为Zn(Fe0.5Mn0.5Cr)O4、NiMn2O4、CrO、(Ni.Zn)Fe2O4、Zn(Fe0.5Mn0.5Cr)O4，而衍射峰最高时对应的氧化物为Zn(Fe0.5Mn0.5Cr)O4，说明此样

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品主相为Zn(Fe0.5Mn0.5Cr)O4。

1.4 扫描电镜能谱分析

抛光方法：将试样磨面均匀地、平整地压在旋转的抛光盘上，压力不宜过大，并沿盘的边缘到中心不断做径向往复移动。抛光时间不宜过长，磨面上磨痕全部消除而呈光亮的镜面后，即可停止抛光。抛光后的试样用水冲洗干净，然后进行浸蚀。

  

图5 扫描电镜能谱图Fig.5 Picture of SEM EDS

2)样品经X射线衍射分析，得到其主要物相组成为Ni、Cr、Fe、Mn、Zn相互组成的氧化物。

 

表1 各点能谱图所显示的各元素百分含量统计表

 

Table 1 Statistics of element percentages at various points in EDS /%

  

谱图NiCrFeMnZnCuOSiC1135.617.047.3214.230.827.96.71.6110.342.916.28.7948.110.241.7426.812.320.43.017.46.56.01047.411.141.6331.214.018.317.912.25.3615.634.15.77.127.18.41238.323.211.03.424.2722.041.07.826.42.9834.933.09.722.5

由表1可知,样品的主要元素组成为Ni、Cr、Fe。其中Ni在基体中的平均百分含量为27.8%，氧枪从材料内部到外表面，镍含量先升高后降低最后消失，即氧枪表面镍含量为零，主要是Cr、Fe、Mn、Zn、O形成的化合物，与XRD物相分析结果一致。这是由于氧枪要在2 000 ℃左右的温度及氧化气氛下工作，极其容易引起氧枪自身材料成分发生变化，而镍的消失使此材料性能变差直接导致氧枪自身产生裂纹的原因，进而影响和降低了氧枪的使用寿命。

2 结论

磨制方法：砂纸平铺在玻璃板上，一手按住砂纸，另一手握住试样，使试样磨面朝下并与砂纸接触，在轻微压力作用下向前推行磨制。磨制以“单程单向”方式重复进行。在调换下一号更细的砂纸时，应将试样上的磨屑和砂粒清除干净，并使试样的磨制方向调转90°。

为了对氧枪磨损机理进行深入研究，从图5中选取了个11个点进行能谱分析。表1为图谱中各元素相对百分含量。

3)基体和过渡层主要元素应该为Ni、Cr和Fe，但样品经扫描电镜能谱分析结果显示氧枪表面镍含量为零，主要是Cr、Fe、Mn、Zn、O形成的化合物，与XRD物相分析结果一致。

4)氧枪表面镍的消失使材料性能变差，直接导致氧枪自身产生裂纹的原因，进而影响和降低了氧枪的使用寿命。因此氧枪寿命缩短的根本原因是氧枪自身材料性能结构发生了变化。

所以说优秀的氧枪自身材料，完善的表面喷涂材料和良好的氧枪结构设计，能有效地降低恶劣的氧枪工作条件对氧枪表面的腐蚀，进而提高氧枪使用寿命，维护转炉生产的顺利进行。

参考文献：

一辆2007款一汽大众速腾，搭载手动挡变速器和1.6L发动机，发动机无法正常关闭。因此故障曾在其他维修厂进行过维修，更换了点火开关仍然无法排除故障，才转到我厂进一步维修。

〔2〕 杨文远,郑从洁,崔健，等.我国炼钢用氧技术的现状及今后工作建议[J].炼钢,2001,17(3):l-5.

〔3〕 刘玉生,孙晓娟,杨晓江,等.转炉氧枪喷头工艺参数的优化与改进[J].山西冶金，2006(2):6-10.

〔4〕 MIKI Y. Model of inclusion removal during rh designing of steel[J].Iron and Steel Maker，1997：31-38.

为减少耐药细菌的产生，维持CEFTIN和其他抗菌药物的有效性，CEFTIN应仅用于治疗或预防经证实或高度怀疑由敏感细菌引起的感染。当获得培养和敏感性资料时，在选择或修改抗菌药物时应考虑这些结果。在缺乏这些数据的情况下，当地流行病学和敏感性模式可能有助于治疗的经验性选择。

〔5〕 尹春雷,于月光,任先京,等.镍包覆型复合粉末的制备及其在热喷涂领域的应用[J].中国粉体技术，2006,12(2):42-44.

[4]沈文东等：《基于三维生态足迹模型扩展的土地承载力指数研究——以河北省为例》，《中国农业学报》2018年第4期。

〔6〕 于美玲.氧枪常用的几种枪头形式简介[J].大重科技,2002(1):12-14.

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