第3期 李崇巍等：RH冶炼超低碳钢内部脱碳机理及控制工艺 279° 可以分为三个阶段：0~3m识速率常数为K= 100 2100 一真空度 0.196mT,3-7mgK=0394mr:7-12m单 吹氩量 K=0247m行1 1500每 3模型的实际应用 1200 如上所述，初始碳、氧含量一定的情况下，外界 10 15 真空度的高低决定了反应深度的大小，为了提高内 时间/mn 部脱碳的反应速率，采取预真空的操作，模型计算预 图5RH处理相关的工艺参数(08203131炉次) 真空操作条件下反应深度以及脱碳速率的变化趋 Fig 5 Related parmeters of RH trea ment(the08203131 heat 势，如图8所示.采取预真空操作，加速了前期的脱 碳反应，并且达到反应深度最高值的时间提前了 280 1m?3m之后，由于内部脱碳消耗了大量的碳、 240 氧。内部脱碳的反应速率明显低于没有预真空操作 的脱碳速率. 16 30 40 无预真空反应深度 25 ·预直空反应深度 80 无预直空的脱碳速率 7.4x10- 0 、4.8x ·预真空反应速率 40 20L 反应深度 15* 6810121416 时间/min 10 图6模型碳含量与脱碳深度随时间的变化(082031B1炉次) F6 Changes of cakuled carbon content and reaction dept wih tme(he08203131 heat) 6 10 时间/min 降低，反应深度急剧减薄：7m时，真空室进行深抽 图8预真空操作对反应速率和反应深度的影响 操作，&5m达到极限真空，期间反应深度和脱碳 F8 Effect of the pre vacuum operation on the eact ion rate and 速率出现另一峰值的变化；10.5m之后，内部脱碳 depth 速率变为0RH脱碳逐渐转变为表面脱碳. 图9描述了预真空操作条件下碳含量以及脱碳 100r 40 3.5 90 22 ,=0.247 3.0 速率的变化情况.在7m以前，碳含量明显低于没 税碳 32 18 速 2.5 有预真空的情况.尤其在3m咗右，碳含量的变化 三5 前后相差4.9X103.在常规操作条件下，脱碳速率 10 0.394 反应深度 在3m咗右会出现由低到高的转变，但在采取预 0 1.0 真空操作之后，淡化了该转折点的影响，使得脱碳速 5 0.5 0- =0.196 Jo 率一开始就保持在一较高值，从而在前期达到了较 6 2 时间min 280 一没有预真空 图7内部脱碳反应速率与反应深度之间的关系(08203131炉次) 240 一一顶直字 Fg7 Relationshp beween the reac tion rate of intemal decarburizaton 200 and the reaction depth(the08203131 hea 160 49x10 2 120 由此可得：反应深度的变化和内部脱碳的反应 80 速率是相对应的，在初始碳、氧含量一定的情况下， 40 真空度的变化是影响内部脱碳速率的最主要的因 6.810121416 素.由于内部脱碳在总体的脱碳量效果中所占比重 时间min 最大，所以其脱碳速率的变化基本上反映了整体脱 图9预真空操作对碳含量的影响 碳的变化趋势.如图7所示，整体脱碳的变化趋势 Fg 9 Effect of pre vacuum opemation on caibon content第 3期 李崇巍等:RH冶炼超低碳钢内部脱碳机理及控制工艺 图 5 RH处理相关的工艺参数(08203131炉次) Fig.5 RelatedparametersofRHtreatment(the08203131 heat) 图 6 模型碳含量与脱碳深度随时间的变化(08203131炉次) Fig.6 Changesofcalculatedcarboncontentandreactiondepth withtime(the08203131 heat) 降低,反应深度急剧减薄;7min时,真空室进行深抽 操作, 8.5 min达到极限真空 , 期间反应深度和脱碳 速率出现另一峰值的变化 ;10.5 min之后 ,内部脱碳 速率变为 0, RH脱碳逐渐转变为表面脱碳 . 图 7 内部脱碳反应速率与反应深度之间的关系(08203131炉次) Fig.7 Relationshipbetweenthereactionrateofinternaldecarburization andthereactiondepth(the08203131 heat) 由此可得 :反应深度的变化和内部脱碳的反应 速率是相对应的 ,在初始碳、氧含量一定的情况下 , 真空度的变化是影响内部脱碳速率的最主要的因 素 .由于内部脱碳在总体的脱碳量效果中所占比重 最大, 所以其脱碳速率的变化基本上反映了整体脱 碳的变化趋势.如图 7所示 , 整体脱碳的变化趋势 可以分为三个阶段 :0 ～ 3 min, 速率常数为 Kc = 0.196 min -1 , 3 ～ 7 min, Kc =0.394 min -1 ;7 ～ 12 min, Kc =0.247 min -1 . 3 模型的实际应用 如上所述 ,初始碳、氧含量一定的情况下, 外界 真空度的高低决定了反应深度的大小 ,为了提高内 部脱碳的反应速率 ,采取预真空的操作 ,模型计算预 真空操作条件下反应深度以及脱碳速率的变化趋 势, 如图 8所示.采取预真空操作,加速了前期的脱 碳反应, 并且达到反应深度最高值的时间提前了 1 min;3 min之后 , 由于内部脱碳消耗了大量的碳、 氧, 内部脱碳的反应速率明显低于没有预真空操作 的脱碳速率. 图 8 预真空操作对反应速率和反应深度的影响 Fig.8 Effectofthepre-vacuumoperationonthereactionrateand depth 图 9 预真空操作对碳含量的影响 Fig.9 Effectofpre-vacuumoperationoncarboncontent 图 9描述了预真空操作条件下碳含量以及脱碳 速率的变化情况.在 7 min以前,碳含量明显低于没 有预真空的情况.尤其在 3 min左右,碳含量的变化 前后相差 4.9 ×10 5 .在常规操作条件下 , 脱碳速率 在 3 min左右会出现由低到高的转变 , 但在采取预 真空操作之后 ,淡化了该转折点的影响 ,使得脱碳速 率一开始就保持在一较高值, 从而在前期达到了较 · 279·