·526 于月光等：真空感应熔炼过程中微量B的挥发 Vol.16 No.6 2.5钢液中铋浓度的计算式 中性气氛下钢液中铋挥发过程有： (I/A)dC/d)=-(K/C即：C=Cexp(-KA/W） (15) 式中：C圆，开始挥发时钢液中的Bi浓度；C陶，经t时间挥发后钢液中的Bi浓度， 根据(12)、(14)式进行参数转换可得： Ka=7.804Po2exp(15.492-3.582×10/T) (16 故，当挥发过程受界面反应及液相边界层中扩散混合控制时，代入(15)式，得： C,=C,exp[-7.804(A/V)P-02exp(15.492-3.582×10/T)1 (17) 对向钢液中加铋的情况，开始时间应从铋在钢液中基本分布均匀后算起， 我们利用(17)式计算压力在4×10*Pa、1560℃条件下t=420s时钢液中Bi的残留 比率为： CB,/C1B,=0.636 比较图1的实验结果可知，向钢液中加纯铋时铋的损失主要发生在其刚加入后未在钢水中 混匀的短时间内，这时因铋在钢液表面的快速熔化，导致局部区域金属液中铋含量很高，从 而引起铋在短时间内的大量挥发损失·而随后经钢液流动使铋在熔池分布基本均匀后的挥发 速度则较之低得多· 3结论 (1)真空感应熔炼过程氯气压力4×10Pa、熔池温度1560℃、挥发时间为7min 时向钢液中加纯铋的收得率为7.54%，铋刚加入钢液时的挥发速度显著大于铋在钢液中混匀 后的挥发速度. (2)在8.00×102Pa≤P≤8.67×10Pa,1540℃≤T≤1610℃条件下，钢液中Bi 的挥发过程受液/气界面的挥发反应及液相边界层中的扩散混合控制，K:(16)式计算.钢液 中含Bi浓度为C,时，经t时间挥发后其浓度由()式计算. 五二研究所孙文山、罗铭骑等同志对实验工作给予了帮助，特此致谢. 参考文献 1 Liungstrom L G.The Influence of Trace Elements on the Hot ductility of Austenite 17Cr13NiMo-steel. Scand J Metallurgy,1977.6(4):176 2 Norstrom LG.A Comment on'The Influence of Trace Elements on the Hot Ductility of Austenite 17Cr- 13NiMo-steel.Scand J Metallurgy,1979.8(2):95 3叶谋城，洪波.710钢中微量杂质元素与回火脆性.兵器材料科学与工程，1989(10：37 4 Ward RG.Evaporation Losses during Vacuum Induction Melting of Steel.JISI,1963,201(1):11 5 Fu J,Wang H,Wang D,Chen E P.Kinetics of Magnesium Evaporation during VIM VAR of a Nickel-base Superalloy.Proc of 7th ICVM,Tokyo.Japan,1982.1266 6于月光，陈伯平，王玉刚，傅杰.钢真空感应熔炼过程中痕量元素挥发的动力学.北京科技大学学报。 1993,156:549 7戴永年，赵忠.真空冶金.北京：冶金工业出版社，1988.105于 月 光等: 真空感应熔炼过程 中微量 Bi 的挥发 V 6 1 . 16 N o . 6 . 2 5 钢液中秘浓 度的计算式 中性 气氛下 钢液 中秘 挥发过程有:s[ ( l A/ ) d( 味 J / d )t = 一 K( /均 咔 } 即 : 味 i ; = 味 ; e x p ( 一 K A /V )t ( 15) 式 中: 临 、 开 始挥 发时 钢液 中的 Bi 浓度 ; 吼 il , 经 t 时间挥 发后 钢液 中 的iB 浓 度 · 根据 ( 12) 、 ( 14 ) 式进 行参数转换 可 得: 凡 = 7 . s o 4 p 一 a , ex p ( 15 . 4 9 2 一 3 . 5 82 X 1 0 4 / T ) ( 16 ) 故 , 当挥 发过 程受界 面反 应及 液相边界层中扩散混 合控制 时 , 代人 ( 1 5) 式 , 得 : 伟 。 = 伟 1 。 。 ex p [ 一 7 · 8 0 4 ( A /V) p 一 众, ex p ( 15 · 4 9 2 一 3 . 58 2 X 10 ` / T ) t] ( 1 7) 对向钢液 中加秘 的 情况 , 开始 时 间应从秘在 钢液 中基 本分布 均匀后算 起 . 我们利用 ( 17 ) 式计算 压力在 4 x 10 4 aP 、 巧 60 ℃ 条件 下 t ! 4 205 时 钢 液 中 iB 的 残 留 比率 为: C [B i ] / C I B i ] = o · 6 3 6 比较 图 1 的实验 结果 可 知 , 向钢液中加纯秘 时秘的损失 主要发生 在 其刚 加人 后 未 在 钢 水 中 混匀 的短 时 间 内 . 这 时 因秘在钢 液表面的快速熔化 , 导致局 部 区域 金属液 中秘含 量很高 , 从 而 引 起秘在短 时 间 内的大量 挥发损失 . 而 随后 经钢液 流动使秘在 熔池分 布基 本均 匀后 的挥发 速度 则较 之低 得多 . 3 结论 ( l) 真 空感 应熔 炼过 程 氢 气压力 4 x I O 4 P a 、 熔 池 温 度 巧 60 ℃ 、 挥发 时 间 为 7 1拍11 时 向钢 液 中加纯 秘 的收得 率为 7 . 54 % ; 秘刚加人钢液 时 的挥 发速度显 著大于秘 在钢 液 中混 匀 后 的挥 发 速度 . (2 ) 在 8 . 0 x 10 2 P a ( P 簇 8 . 6 7 x 10 4 P a 、 1 54 0 oC 蕊 T 毛 16 10 ℃ 条件 下 , 钢 液 中 B i 的挥 发过 程受液 /气界 面 的挥 发反应及液相边界层 中的扩 散混合控 制 , K 23 由( 1 6) 式 计算 . 钢 液 中含 iB 浓度 为 C 队 时 , 经 t 时间挥发后其浓度 由( 17) 式计算 · 五二 研 究所孙文 山 、 罗 铭蔚等同志对实验工 作给予了帮助 , 特此致谢 . 参 考 文 献 LI L nI 多 tDI m L G . 卫 l e Infl u e n c e of T份 C E』e r 犯 n st on het oH t d u Ct 且iyt of 人` 忱们 let 1 7C r 1 3N 洲。 一 s州 . 及乏 n d J M e at ll u 」卫y , 19 7 7 , 仅4 ) : 176 N o rs tID m L G . A 肋m l 们` n t on ` 丁石e Infl 飞犯幻 c e of T ar 优 E l e lne n ts on t he oH t D u e ti】ity of A 比记 n l te 1 7C 卜 13N 正d o 一 s te l . Sca dn J M e atl Lir gy , 1979 , 8(2) : 95 叶谋城 , 洪 波 . 71 0 钢 中微量杂质元 素与 回 火脆性 . 兵 器 材 料科学与 工程 , l 9 8 9( 1:0) 37 Wa川 R G . E va op art io n L DS s巴 d ur 铂9 V a c u 切爪 Idn L` tio n M el tin g of s te l . 那I , 1% 3 , 20 l( ) 二 n F u J , 叭厄吃 H , w a n g D , C 比11 E P . 构 n e t此 o f M a gn es i tn E va op ar iot n d u朽n g V IM & V A R o f a N i c k e l一 h 达e S u pe ar l o y . P 代尤 o f h7t IC丫M , oT k yo , aJ p呱 198 2 . 1 26 于 月光 , 陈伯平 , 王 玉 刚 , 傅杰 . 钢真空感应熔炼过程 中痕量元素挥发的动力学 . 北京科技大 学学报 , 1卯3 , 1又咏 弘9 戴永 年 , 赵忠 . 真空 冶金 . 北 京: 冶金工 业 出版社 , 198 . 105