.128 北京科技大学学报 2009年增刊1 系为 CS夹杂析出的钢中临界硫含量降低，在1873K [%Al]/[%Ca]3=1.73×1016 (6) 下，钢中的[A1].=0.02%时，[S]超过0.0266%， 生成3Ca0·Al203时钢液中的钙、铝平衡关系 Cas夹杂析出.钢中的[Al].=0.03%时，[S]超过 为 0.0203%,CaS夹杂析出.而在1823K下，同样的 [%A1]/%Ca]3=8.64×1014 (7) 铝含量要求的硫含量分别为0.0246%，0.0188%. 实际生产过程中，常用的是全铝含量[A]r和 0.07 全钙含量[Ca]r·考虑现场生产实际，假定：[%Al]= 0.85[%A1]r,[%Ca]=0.1[%Ca]r,代入式(6)、 0.06 (7),得到 0.05 1873K 形成3Ca0Al203夹杂满足的条件为： 是0.04 [%Ca]r≥9.42X10-5[%A]3 (8) 0.03 1823K Cas析出区 形成12Ca0.7Al203夹杂满足的条件为： 0.02 [%Ca]r≥3.47X10-5[%A1]3 (9) 0.01 实际生产中控制钢水的全铝量为0.02%~ 0 0.01 0.020.030.040.05 [A,% 0.03%,则按照理论计算当[%Ca]r≥(2.56~ 3.35)×106时即可形成12Ca07A0,当[%Ca]r≥ 图6不同温度下生成12Ca0,7Al203时的[A1].一[S]平衡关系 (6.94~9.09)×10-5即可形成3Ca0·Al203,实测 同理也可得到生成3Ca0·Alz03时的a[ca]一 铸坯中[%Ca]r=0.0012~0.0016,因此认为现有 [S]和[A1]一[S]关系，如图7和图8所示. 工艺下所喂硅钙线足可以将A203完全转变为液态 0.006 的钙铝酸盐夹杂物， 0.005 图5和图6给出了1873和1823K下生成 0.004 12Ca0.7Alz03时钢液中的ac1一[S]和[Al]一[S] 关系， s3003/ Cas析出区 0.008 0.002 1873K 0.007 0.001 0.006 0.005 01823K 。三0.004 0.005 0.0100.015 0.020 [S]/% 0.003 1873K 0.002 Cas析出区 图7不同温度下生成3Ca0Al20s时的aC一[S]平衡关系 0.001 1823K 0 0 0.0050.010 0.015 0.020 0.24 [S]% 0.20 图5不同温度下生成12Ca0.7Al203时的aC一[S]平衡关系 0.16 1873K 两条曲线的上方是CS析出区，当钙或硫含量 1823K Cas析出区 位于曲线上方时就会有CaS析出.从图5可以看 出：在1873K下，当[%S]=0.007%时，活度钙大于 0.08 0.00116(若fc取0.269，钢中溶解钙[Ca]为43× 0.04 10-5)CaS夹杂会析出.在1823K下，相同的硫含 00.010.020.030.040.05 量下，活度钙大于0.000614（若fc取0.269，钢中 [AI,% 溶解钙[Ca]为23×10-6)，CaS夹杂析出，由于钢中 图8不同温度下生成3Ca0Al20s时的[A].一[S]平衡关系 的活度钙或溶解钙不易测得，也可以通过钢中的酸 溶铝与硫的含量来判断CaS夹杂的析出. 由以上4个图可知：对于[A1].=0.02%、[S]= 由图6可以看出，随着钢中铝含量的增加，使 0.007%的39Mn2V钢，钙处理生成12Ca0.7A203系为 ［％Al］ 2／［％Ca］ 3＝1∙73×1016 （6） 生成3CaO·Al2O3 时钢液中的钙、铝平衡关系 为 ［％Al］ 2／［％Ca］ 3＝8∙64×1014 （7） 实际生产过程中‚常用的是全铝含量［Al］T 和 全钙含量［Ca］T．考虑现场生产实际‚假定：［％Al］＝ 0∙85［％Al］T‚［％Ca ］ ＝0∙1［％Ca ］T‚代入式（6）、 （7）‚得到 形成3CaO·Al2O3 夹杂满足的条件为： ［％Ca］T≥9∙42×10—5［％Al］ 2／3 T （8） 形成12CaO·7Al2O3 夹杂满足的条件为： ［％Ca］T≥3∙47×10—5［％Al］ 2／3 T （9） 实际生产中控制钢水的全铝量为0∙02％～ 0∙03％‚则按照理论计算当 ［％Ca ］T ≥ （2∙56～ 3∙35）×10—6时即可形成12CaO·7Al2O3‚当［％Ca］T≥ （6∙94～9∙09）×10—6即可形成3CaO·Al2O3．实测 铸坯中［％Ca ］T ＝0∙0012～0∙0016‚因此认为现有 工艺下所喂硅钙线足可以将 Al2O3 完全转变为液态 的钙铝酸盐夹杂物． 图5和图6给出了1873和1823K 下生成 12CaO·7Al2O3 时钢液中的 a［Ca］—［S ］和［Al］—［S ］ 关系． 图5 不同温度下生成12CaO·7Al2O3 时的 a［Ca］—［S ］平衡关系 两条曲线的上方是 CaS 析出区‚当钙或硫含量 位于曲线上方时就会有 CaS 析出．从图5可以看 出：在1873K 下‚当［％S ］＝0∙007％时‚活度钙大于 0∙00116（若 f Ca取0∙269‚钢中溶解钙［Ca ］为43× 10—6）CaS 夹杂会析出．在1823K 下‚相同的硫含 量下‚活度钙大于0∙000614（若 f Ca取0∙269‚钢中 溶解钙［Ca］为23×10—6）‚CaS 夹杂析出．由于钢中 的活度钙或溶解钙不易测得‚也可以通过钢中的酸 溶铝与硫的含量来判断 CaS 夹杂的析出． 由图6可以看出‚随着钢中铝含量的增加‚使 CaS 夹杂析出的钢中临界硫含量降低．在1873K 下‚钢中的 ［Al］s＝0∙02％时‚［S ］ 超过0∙0266％‚ CaS 夹杂析出．钢中的［Al］s＝0∙03％时‚［S ］ 超过 0∙0203％‚CaS 夹杂析出．而在1823K 下‚同样的 铝含量要求的硫含量分别为0∙0246％、0∙0188％． 图6 不同温度下生成12CaO·7Al2O3 时的［Al］s—［S ］平衡关系 同理也可得到生成3CaO·Al2O3 时的 a［Ca］ — ［S ］和［Al］—［S ］关系‚如图7和图8所示． 图7 不同温度下生成3CaO·Al2O3 时的 a［Ca］—［S ］平衡关系 图8 不同温度下生成3CaO·Al2O3 时的［Al］s—［S ］平衡关系 由以上4个图可知：对于［Al］s＝0∙02％、［S ］＝ 0∙007％的39Mn2V 钢‚钙处理生成12CaO·7Al2O3 ·128· 北 京 科 技 大 学 学 报 2009年 增刊1