低碳铝镇静钢的二次氧化.pdfVIP

维普资讯 Oct．20o4 · 22 · F0REIGN REFRACTORIES V0l_29 No．5 低碳铝镇静钢的二次氧化 摘 要：所有钢种在炼钢、精炼和浇铸过程期间均显示出二次氧化的现象。凋查了在钙处理之前，通过一台配 备有金色聚焦炉的共焦点扫描激光显微镜，直接观察氧化进程中在低碳铝镇静钢水表面上的二次氧化。因氧分 压、气体流率和温度的不同，在熔融铝镇静钢上确定氧化物的形成、生长和聚集的数量。观察二次氧化产生所必 需的时间，即是温度、同时也是气体流率的函数。经气体边界层至熔融表面，一种氧的气相物质转移导致过饱和 和随后夹杂物的生成。在较高的实验温度时就降低了氧化物的生长。当单独的晶体足够大时，表面张力降低导致 吸引力超过 10 ’N，结果，颗粒聚集在钢的表面。 关键词：二次氧化；夹杂物；聚集；成形；过饱和；吸引力 中图分类号：TF703．51 文献标识码 ：B 文章编号：1000—7563(2004)05—0022—06 根据实验结果研制的模型，以便根据气相物料经中 1 前言 间包人口和顶部覆盖的中间包粉末转移，在中间包 钢水中的氧化物杂质是有害的，并导致工艺控 中预测钢水二次氧化速率。氧化物相的沉积紧随着 制出现问题和钢铸件产品质量出现问题。通常氧化 钢水中金属元素(未反应的脱氧反应剂，如铝、硅 物杂质是熔融金属及其周围，即耐火材料容器、顶 或钙和 ／或铁)和在钢水 中溶解的氧之间的化学反 部覆盖渣或气氛之间的交互作用产生的，而该作用 应。这种反应的热动力学方式根本上类似于经充分 能引起外来和内生的杂质。 研究的脱氧平衡，这种平衡是在钢包中发生的。然 由于钢水中的活性元素与空气发生了不希望有 而，应该提到的是不像在等热条件 (约在 1600~C) 的反应，导致了钢水表面的二次氧化，产生了外来 下产生的脱氧，在此条件下热动力学数据充分；二 杂质，这种杂质能吸人钢水中并导致产品质量的降 次氧化则常常是在温度很低而又变化的条件下产 低。在炼钢过程中钢水与空气的二次氧化在钢水临 生。 时暴露在大气的许多部位均能发生。这种现象最初 在钢水中，氧化物按照尺寸和形状形成沉积是 很可能在钢水表面发生——在钢包、中间包或连铸 一 个重要问题。由于氧化物尺寸在最终钢产品机械 结晶器 的未覆盖之处或在耐火材料接缝处和喷嘴 性能上起重要作用，而宏观夹杂物尤为有害。另一 处。例如，在连铸机的中间包和浸入式水口喷嘴之 方面，遵循Stoke定律，当夹杂物尺寸大时，采用 间的接头处。在后一种情况中，当二次氧化在喷嘴 浮选法，经熔池去除夹杂物是合适的。为此，重要 或靠近喷嘴处由于空气吸入而产生时，能导致炉壁 的是能够预测到夹杂物的尺寸如何随着时间而演 处有沉积物，结果造成堵塞现象，从而阻止了钢水 变。氧化物尺寸的演变通常是由下列一个机理或两 的均匀流动并降低了工艺控制。Sasai研究了由空 个机理产生：晶体生长或 ／和聚集。钢水中A1：O 气引起的二次氧化如何导致A1：O堆积在中间包喷 晶体增长的情况中，最近的研究指明高度过饱和现 嘴内。他发现在稳定浇铸期间，普通的二次氧化只 象导致生成球形颗粒，或者当发生杂质吸收时，生 是由中间包熔池表面空气氧化所造成。然而，在浇 成板状颗粒。在颗粒表面上的非均匀过饱和现象导 铸期间，二次氧化增加了五倍，而二次氧化主要由 致生成枝晶。在低于过饱和和接近平衡条件下，发 中间包的人口处空气氧化所造成。