顾超等：超低碳钢精炼过程中Fe-A-T-0类复合氧化物夹杂的演变与控制 ·761· 表2A山203及T203夹杂物的相关表面性质参数及V。 同时也减缓了全氧含量的降低速率.此外，从节省 Table 2 Relative surface parameters and Vo of Al2O3 and Ti2O3 inclu- 成本，提高含T析出物的形成率的角度，也应减少 sions 含T氧化物类夹杂物的生成量，保证氧化物类夹杂 夹杂物种类 Ysv/(J.m-2) 81() V。/(m3moll) 的单一性. A203 0.94g 1440▣ 8.6×10-6 Ti203 1.61a 122 1.13×10-5 4结论 (1)超低碳钢在精炼过程中氧化物类夹杂物的 演变流程如下：FeMn0→Al,03→AlTi0,其中 10+ A山03类夹杂物主要为脱氧产物，以团簇状或块状 10- 存在于钢液中，随着T的加入，Ti的氧化物夹杂开 气10 Ti,0, 始在AL,O,类夹杂物表面形核生长，最终形成以 10 AL,0,为中心，外层为Ti的氧化物的A1Ti0复合 A,0 夹杂物. 10 (2)FeAl-Ti0夹杂物平衡相图表明，若避免 10 含T夹杂物的生成，当钢中Ti质量分数为0.1% 105 00 102 10 时，钢中溶解A1质量分数应在0.01%以上. 氧质量分数% (3)通过对超低碳钢氧化物类夹杂物的演变及 图7A山20，及Ti203夹杂物粗化率变化 长大行为的研究可知，Ti的氧化物类夹杂物在1600 Fig.7 Variation of k of Al2O,and TiO;inclusions with oxygen ℃时的熟化生长速度高于A山，O,夹杂，且T的氧化 content 物类夹杂物与A山，0，类夹杂物相比不容易相互碰撞 W=Ysv +YLV -YsL (9) 融合并从钢液中去除. 通过计算，当钢中溶解氧质量分数为1×10-5 时，A山，03及Ti,03的附着功(W）如图8所示.结 参考文献 合表2可知，AL,03夹杂物的接触角(0)与Ti,03相 Wang R,Bao Y P,Li Y H,et al.Effect of slag composition on 比较大，说明A山，O3夹杂物更容易相互碰撞融合并 steel cleanliness in interstitial-free steel.J Iron Steel Res Int, 从钢液中分离：同时，A山2O3夹杂物的附着功(W) 2017,24(6):579 较小，说明A山O,夹杂物与Ti的氧化物相比更容易 2] Deng XX,Ji C X,Guan S K,et al.Inclusion behaviour in alu- 被从钢液中去除. minium-killed steel during continuous casting.Ironmaking Steel- making,2018:1 B3]Yu H X,Ji C X,Chen B,et al.Characteristics and evolution of 0.8 inclusion induced surface defects of cold rolled IF sheet.fron Steel Res Int,2015,22(Suppll):17 0.6 4]Zhao Z S,Mao W M,Yu Y N,et al.Effect of Ti on precipitation of second phase particals and mechanical properties of high 04 strength IF steel.Iron Steel,2000,35(9):47 (赵子苏，毛卫民，余永宁，等.钛对高强F钢第二相粒子析 出规律和力学性能的影响.钢铁，2000,35(9)：47) 02 [5] Wang M,Bao Y P,Cui H,et al.The composition and morpholo- gy evolution of oxide inclusions in Ti-bearing ultra lowcarbon steel A103 Ti,03 melt refined in the RH process.IS/J Int,2010,50(11):1606 夹杂物种类 6 Sui Y F,Sun G D,Zhao Y,et al.Evolution of titaniferous inclu- 图8A2O3及Ti203夹杂物的附若功(W)比较 sions in IF steelmaking.J Unir Sci Technol Beijing,2014,36 (9):1174 Fig.8 Comparison of the adhesion work (W)of Al2 0:and Ti2O3 (隋亚飞，孙国栋，赵艳，等.F钢中含T夹杂物的衍变规 inclusions 律.北京科技大学学报，2014,36(9)：1174) Qin Y M,Wang X H,Huang F X,et al.Influence of reoxidation 因此，Ti元素的加入及含Ti氧化物类夹杂物的 by slag and air on inclusions in IF steel.Metall Res Technol, 形成减缓了氧化物类夹杂物从钢液中的去除速率， 2015,112(4):405顾 超等: 超低碳钢精炼过程中 Fe--Al--Ti--O 类复合氧化物夹杂的演变与控制 表 2 Al2O3 及 Ti2O3 夹杂物的相关表面性质参数及 V0 Table 2 Ｒelative surface parameters and V0 of Al2O3 and Ti2O3 inclu￾sions 夹杂物种类 γSV /( J·m － 2 ) θ /( °) V0 /( m3 ·mol － 1 ) Al2O3 0. 94［14］ 144［15］ 8. 6 × 10 － 6 Ti2O3 1. 61［16］ 122［16］ 1. 13 × 10 － 5 图 7 Al2O3 及 Ti2O3 夹杂物粗化率变化 Fig． 7 Variation of kd of Al2O3 and Ti2O3 inclusions with oxygen content Wad = γSV + γLV － γSL ( 9) 通过计算，当钢中溶解氧质量分数为 1 × 10 － 5 时，Al2O3 及 Ti2O3 的附着功( Wad ) 如图 8 所示． 结 合表 2 可知，Al2O3 夹杂物的接触角( θ) 与 Ti2O3 相 比较大，说明 Al2O3 夹杂物更容易相互碰撞融合并 从钢液中分离; 同时，Al2O3 夹杂物的附着功( Wad ) 较小，说明 Al2O3 夹杂物与 Ti 的氧化物相比更容易 被从钢液中去除． 图 8 Al2O3 及 Ti2O3 夹杂物的附着功( Wad ) 比较 Fig． 8 Comparison of the adhesion work ( Wad ) of Al2O3 and Ti2O3 inclusions 因此，Ti 元素的加入及含 Ti 氧化物类夹杂物的 形成减缓了氧化物类夹杂物从钢液中的去除速率， 同时也减缓了全氧含量的降低速率． 此外，从节省 成本，提高含 Ti 析出物的形成率的角度，也应减少 含 Ti 氧化物类夹杂物的生成量，保证氧化物类夹杂 的单一性． 4 结论 ( 1) 超低碳钢在精炼过程中氧化物类夹杂物的 演变流程如下: Fe--Mn--O→Al2O3 →Al--Ti--O，其中 Al2O3 类夹杂物主要为脱氧产物，以团簇状或块状 存在于钢液中，随着 Ti 的加入，Ti 的氧化物夹杂开 始在 Al2O3 类夹杂物表面形核生长，最终 形 成 以 Al2O3 为中心，外层为 Ti 的氧化物的 Al--Ti--O 复合 夹杂物． ( 2) Fe--Al--Ti--O 夹杂物平衡相图表明，若避免 含 Ti 夹杂物的生成，当钢中 Ti 质量分数为 0. 1% 时，钢中溶解 Al 质量分数应在 0. 01% 以上． ( 3) 通过对超低碳钢氧化物类夹杂物的演变及 长大行为的研究可知，Ti 的氧化物类夹杂物在 1600 ℃时的熟化生长速度高于 Al2O3 夹杂，且 Ti 的氧化 物类夹杂物与 Al2O3 类夹杂物相比不容易相互碰撞 融合并从钢液中去除． 参 考 文 献 ［1］ Wang Ｒ，Bao Y P，Li Y H，et al． Effect of slag composition on steel cleanliness in interstitial-free steel． J Iron Steel Ｒes Int， 2017，24( 6) : 579 ［2］ Deng X X，Ji C X，Guan S K，et al． Inclusion behaviour in alu￾minium-killed steel during continuous casting． Ironmaking Steel￾making，2018: 1 ［3］ Yu H X，Ji C X，Chen B，et al． Characteristics and evolution of inclusion induced surface defects of cold rolled IF sheet． J Iron Steel Ｒes Int，2015，22( Suppl1) : 17 ［4］ Zhao Z S，Mao W M，Yu Y N，et al． Effect of Ti on precipitation of second phase particals and mechanical properties of high strength IF steel． Iron Steel，2000，35( 9) : 47 ( 赵子苏，毛卫民，余永宁，等． 钛对高强 IF 钢第二相粒子析 出规律和力学性能的影响． 钢铁，2000，35( 9) : 47) ［5］ Wang M，Bao Y P，Cui H，et al． The composition and morpholo￾gy evolution of oxide inclusions in Ti-bearing ultra low-carbon steel melt refined in the ＲH process． ISIJ Int，2010，50( 11) : 1606 ［6］ Sui Y F，Sun G D，Zhao Y，et al． Evolution of titaniferous inclu￾sions in IF steelmaking． J Univ Sci Technol Beijing，2014，36 ( 9) : 1174 ( 隋亚飞，孙国栋，赵艳，等． IF 钢中含 Ti 夹杂物的衍变规 律． 北京科技大学学报，2014，36( 9) : 1174) ［7］ Qin Y M，Wang X H，Huang F X，et al． Influence of reoxidation by slag and air on inclusions in IF steel． Metall Ｒes Technol， 2015，112( 4) : 405 · 167 ·