中文摘要：

考虑到碰撞聚合对夹杂物去除的重要作用，本项目旨在对钢液中非金属夹杂物碰撞团聚、熔合的机理进行研究。将非金属夹杂物的润湿性因素考虑到其碰撞团聚中去，从润湿性的角度对夹杂物在钢水中的运动、碰撞、聚集等行为进行深入地理论分析和实验研究，形成准确描述这些行为的理论，把润湿性因素对夹杂物碰撞团聚的影响从定性的认识转变为定量描述。采用分形维数来分析碰撞团聚体的结构。通过不同润湿性的模拟粒子，在不同温度和搅拌强度下，开展夹杂物碰撞团聚的机理研究，对于完善夹杂物动力学理论以及纯净钢冶炼具有重要的理论意义和应用价值。

结论摘要：

钢中非金属夹杂物的存在破坏了钢基体的连续性，影响到钢材的质量与性能，控制钢中夹杂物的含量是提高钢纯净度水平的重要任务之一。去除钢液中小粒径夹杂物的的有效方式为促进夹杂物的碰撞团聚、长大和上浮。课题采用冷态和热态实验对夹杂物碰撞聚集行为进行研究，冷态实验采用水溶液模拟钢液，不同润湿性的固态夹杂物粒子和混合油滴模拟钢液中的固态和液态夹杂物，在不同温度和不同的搅拌条件下，研究不同润湿性夹杂物在液体中聚集行为。热态实验通过改变钢液中氧、硫元素的浓度，研究不同界面张力下钢中非金属夹杂物的形貌特征，并利用图像处理功能计算了钢液中非金属夹杂物扫描电镜（SEM）图像的边缘轮廓线的分形维数。建立了钢液中Al2O3夹杂物碰撞生长的动力学模型，采用颗粒尺寸分组法对夹杂物的聚集生长进行了模拟。获得的主要结论如下(1) 钢中不同含量的硫、氧和铝元素对钢中夹杂物的集聚碰撞都有影响，钢水中的氧和硫含量会影响夹杂物在凝固前沿的附着过程而影响其粒度，加入硫元素后，夹杂物MnS颗粒的尺寸、数量都大大增加；(2) 夹杂物边缘轮廓线的分形维数(Df)为1