.730 北京科技大学学报 第35卷 在0~1000um.带入各参数根据式(8)计算不同当 要，在保证真空精炼节奏和合金化需求的基础上， 量直径夹杂物在不同流速下的雷诺数Re,如图4. 应尽可能放宽A1、Ti加入时间间隔，使A12O3夹 该条件下，Re主要范围在10~150之间，在此范 杂最大化上浮去除 围流动处于过渡区(Alem区)，夹杂物上浮满足式 (10),只有在钢液相对滞止（流速<0.05ms-1)区 20 ◆A2O4 域，当量直径<20m夹杂物才处于层流区，依靠 Al-Ti-O Stokes上浮. 16 假设处于钢包底部的不同类型夹杂物上浮距 14 离为液面深度H(3280mm),利用Al2O3密度 (3.97×103kgm-3)和Ti203密度(4.6×103kgm-3) 10 值估算A1-Ti-0夹杂物密度，并带入式(10)计算， 8 结果如图5.在RH处理过程中，钢包内当量直径 >200um的Al2O3夹杂物在5mim内基本可以上 浮去除，但相同尺寸的A-T-O复合夹杂的去除时 间要比Al203长12min.在Ti合金化前需保证 050100150200250300350400450500550600650700 A12O3有充分时间上浮去除，否则合金化后形成的 夹杂物当量直径/m TOz会增加夹杂物去除难度，既影响钢液洁净度 图5夹杂物当量直径与上浮去除时间关系 又降低Ti收得率. Fig.5 Relationship between equivalent diameter and re- moval time 表3钢包尺寸 Table 3 Ladle size mm 底部直径。内部高钢液面高上部直径钢液面处直径 (b) 3186 4030 3280 3886 3676 (a) 140r 130 120 110 0 100 90f (c) (d) 70 60 0v=0.05ms-1 v=0.1ms-↓ 50f 40 ● 30F 20f o 10 0 (e) (E) 01002003004005006007008009001000 夹杂物当量直径/m 图4夹杂物当量直径与Re之间关系 Fig.4 Relationship between equivalent diameter and Reynolds number 2.3夹杂物物相和形貌对比 (g) T加入后T1会继续与钢液中已经存在的 Al203夹杂反应在其周围形成A1-Ti-0夹杂，如图 6.大颗粒的夹杂在未去除之前与加入的Ti反应形 成外表包裹Ti氧化物的夹杂，如图7.这些夹杂物 与钢液的润湿性好，会增加夹杂物的去除难度，且 图6树枝状Al2O3元素面分布（加Ti后3min) 在后序会加重水口结瘤2-1，即使上浮去除也会 Fig.6 Element distribution of dendritic Al2O3 (after 3 min 加大Ti损失.因此，合理的T合金化时机非常重 of titanium addition)· 730 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 35 卷 在 0∼1000 µm. 带入各参数根据式 (8) 计算不同当 量直径夹杂物在不同流速下的雷诺数 Re，如图 4. 该条件下，Re 主要范围在 10∼150 之间，在此范 围流动处于过渡区 (Allen 区)，夹杂物上浮满足式 (10)，只有在钢液相对滞止 (流速 <0.05 m·s −1 ) 区 域，当量直径 <20 µm 夹杂物才处于层流区，依靠 Stokes 上浮. 假设处于钢包底部的不同类型夹杂物上浮距 离为液面深度 H(3280 mm)， 利用 Al2O3 密度 (3.97×103 kg·m−3 ) 和 Ti2O3 密度 (4.6×103 kg·m−3 ) 值估算 Al-Ti-O 夹杂物密度，并带入式 (10) 计算， 结果如图 5. 在 RH 处理过程中，钢包内当量直径 >200 µm 的 Al2O3 夹杂物在 5 min 内基本可以上 浮去除，但相同尺寸的 Al-Ti-O 复合夹杂的去除时 间要比 Al2O3 长 1∼2 min. 在 Ti 合金化前需保证 Al2O3 有充分时间上浮去除，否则合金化后形成的 TiOx 会增加夹杂物去除难度，既影响钢液洁净度 又降低 Ti 收得率. 表 3 钢包尺寸 Table 3 Ladle size mm 底部直径 内部高 钢液面高 上部直径 钢液面处直径 3186 4030 3280 3886 3676 图 4 夹杂物当量直径与 Re 之间关系 Fig.4 Relationship between equivalent diameter and Reynolds number 2.3 夹杂物物相和形貌对比 Ti 加入后 [Ti] 会继续与钢液中已经存在的 Al2O3 夹杂反应在其周围形成 Al-Ti-O 夹杂，如图 6. 大颗粒的夹杂在未去除之前与加入的 Ti 反应形 成外表包裹 Ti 氧化物的夹杂，如图 7. 这些夹杂物 与钢液的润湿性好，会增加夹杂物的去除难度，且 在后序会加重水口结瘤 [12−13]，即使上浮去除也会 加大 Ti 损失. 因此，合理的 Ti 合金化时机非常重 要，在保证真空精炼节奏和合金化需求的基础上， 应尽可能放宽 Al、Ti 加入时间间隔，使 Al2O3 夹 杂最大化上浮去除. 图 5 夹杂物当量直径与上浮去除时间关系 Fig.5 Relationship between equivalent diameter and re￾moval time 图 6 树枝状 Al2O3 元素面分布 (加 Ti 后 3 min) Fig.6 Element distribution of dendritic Al2O3 (after 3 min of titanium addition)