夹杂物形成机理.ppt

* 典型钢种精炼炉渣成分控制-轴承钢 K. Kawakami, et al, TETSU-TO-HAGANE, 93(2007), 741-752 12C7A： 12CaO?Al2O3 CA： CaO?Al2O3 3CA： 3CaO?Al2O3 MA： MgO?Al2O3 C2A： CaO?2Al2O3 C6A： CaO?6Al2O3 高品质特殊钢对MgO-Al2O3系、CaO-MgO-Al2O3、CaO-Al2O3系“B类”或“D类”夹杂物控制要求很严 LF结束仍存在10~20?m的高熔点镁尖晶石类夹杂物（MA）。 典型钢种精炼炉渣成分控制-夹杂物 K. Kawakami, et al, TETSU-TO-HAGANE, 93(2007), 741-752 山阳观点： CaO-MgO-Al2O3 –SiO2类夹杂物来源于卷渣 典型钢种精炼炉渣成分控制-夹杂物 CaO-MgO-Al2O3 –SiO2类夹杂物 典型钢种精炼炉渣成分控制-夹杂物 CaO-MgO-Al2O3 –SiO2类夹杂物 Joo Hyun Park and Sang-Beom Lee. Thermodynamics on the formation of inclusions containing MgAl2O4 Spinel phase during steelmaking processes. Asial Steel 2009, Busan, S3-15 典型钢种精炼炉渣成分控制-夹杂物 MgO和Al2O3含量的增加首先增加了尖晶石在硅铝酸盐夹杂物中形核的驱动力。而且，Al2O3显著增加了氧化物夹杂的液相线温度，这表明夹杂物可以在高温下在有更长时间停留在液相状态下，在冷却过程中，尖晶石的长大通常较形核速率快（基于经典形核和长大动力学）。因此，可以看到尖晶石几乎与母夹杂物（Mother inclusion）一样大。 After: Joo Hyun Park and Sang-Beom Lee. Thermodynamics on the formation of inclusions containing MgAl2O4 Spinel phase during steelmaking processes. Asial Steel 2009, Busan, S3-15 * 精炼过程夹杂物成分的变化 LF前： 绝大多数为Al2O3 类夹杂物； 已有少量MgO-Al2O3 系夹杂物生成 LF精炼15min： 绝大多数Al2O3 类夹杂物转变为MgO-Al2O3 系 夹杂物平均组成：80% Al2O3, 17 % MgO，3% CaO LF精炼中后期： MgO-Al2O3 系向CaO-MgO-Al2O3 系转变 LF结束时，仍有大量尚未转化的MgO-Al2O3 系 RH精炼过程： MgO-Al2O3 系向CaO-MgO-Al2O3 系的转变仍继续进行 RH结束，钢中夹杂物平均组成进入了较低熔点区域 MgO?Al2O3外表层内存在CaO和MgO的浓度梯度 外部CaO含量高，内部低； 内部MgO含量高，外部低。 CaO由外向内扩散，MgO由内向外扩散 在夹杂物外表层内部: CaO＋[xCaO?yMgO?zAl2O3]夹杂物＝[(x+1)CaO?(y-1)MgO?zAl2O3]夹杂物＋MgO 在夹杂物外表面: [Ca]＋[xCaO?MgO?yAl2O3]夹杂物＝[(x+1)CaO?yAl2O3]夹杂物 + [Mg] I. 在炉渣-钢液界面: 2[Al] + 3(MgO) = 3[Mg] + (Al2O3) 2[Al] + 3(CaO)= 3[Ca] + (Al2O3) III. 在钢液内部： [Mg] + n/3[Al2O3]夹杂物 = [MgO?(n-1)/3Al2O3]夹杂物 + 2/3[Al] II. 在包衬-钢液界面: 2[Al] + 3[MgO]包衬 = 3[Mg] + [Al2O3]夹杂物 From, 王新华,青岛洁净钢会议资料 夹杂物MgO含量逐步降低； 最终，夹杂物转变为含MgO很少的CaO-MgO-Al2O3 系夹杂物，或不含MgO的CaO-Al2O3 系夹杂物。 与含20％Al2O3和CaO/SiO2在5左右的传统精炼渣系相比，采用含41％左右Al2O3和CaO/SiO2比在6.5左右的炉渣，钢中CaO-MgO-Al2O3系夹杂物的比率由24.3%显著增加至81.7％，大多数夹杂物位于较低熔点成分区域（≤1500℃）。 From, 王新华,青岛