792 工程科学学报，第43卷，第6期 80f (a) A1203 80b) A,0 d=30μm d=10μm 6 60 isn jou jo 40 SiO 40 Cao Cao 20 CaF, 20 CaF, Na.O Na,O MgO MnO Mgo 0 0 500 10001500 20002500 3000 0 500 10001500200025003000 Time/s Time/s 80 80 (c) dine=300 um (d) dine=500 um 60 Al203 60 A203 SiO, SiO, 40 40 Cao CaF, 0 CaF, Na,O Na,O MnO MgO Mno Mgo 500 1000 1500 2000 25003000 0 500 1000 15002000 25003000 Time/s Time/s 80 (e) din=1 mm do=3 mm 60 60 A20 Al203 SiO: 40 SiOz Cao 20 CaF2 20 CaF, Na,O Na,O MnO Mgo MgO 500 1000 0 1500 2000 2500 3000 500 1000 1500 2000 25003000 Time/s Time/s 图6不同尺寸卷渣类夹杂物成分的演变.(a)d=10um:(b)dmc=30m:(c)dm=300um:(d)d=500um:(e)d=1mm:(f)de=3mm Fig.6 Transformation of inclusions of different diameters entrained in the mold flux:(a)dine=10 um;(b)dine=30 um;(c)dine=300 um;(d)dine=500 um (e)dne=1 mm;(f)dine=3 mm 500 o Calculated points 保护渣的密度与卷渣类夹杂物成分的转变速 -Fitted curve:1=7.6972x5 400 率呈负相关，保护渣密度越大，成分转变速率越 慢.一方面是因为保护渣密度越大时，卷渣类夹杂 300 物和钢液的密度差就越小，夹杂物和钢液的相对 200 滑移速度就越小，使夹杂物-钢液的扩散系数变 小，最终减小了界面层内的扩散量，拖慢了整体的 100 反应速率；另一方面，密度影响夹杂物相组元活度 系数的计算，进而影响界面上化学平衡的计算.综 0 50010001500200025003000 d /um 合这两方面因素，夹杂物密度在演变过程发挥着 图7夹杂物转变为缺陷处化学成分所需时间与夹杂物尺寸的关系 重要作用 Fig.7 Relationship between the size of inclusions and the time required 同样以缺陷处化学成分为转变终点，计算了 for their transformation 初始密度为500、1000、2000、2500、3000、3500和保护渣的密度与卷渣类夹杂物成分的转变速 率呈负相关，保护渣密度越大，成分转变速率越 慢. 一方面是因为保护渣密度越大时，卷渣类夹杂 物和钢液的密度差就越小，夹杂物和钢液的相对 滑移速度就越小，使夹杂物–钢液的扩散系数变 小，最终减小了界面层内的扩散量，拖慢了整体的 反应速率；另一方面，密度影响夹杂物相组元活度 系数的计算，进而影响界面上化学平衡的计算. 综 合这两方面因素，夹杂物密度在演变过程发挥着 重要作用. 同样以缺陷处化学成分为转变终点，计算了 初始密度为 500、1000、2000、2500、3000、3500 和 CaO SiO2 Al2O3 CaF2 Na2O Mass fraction of inclusions/ % Mass fraction of inclusions/ % MnO MgO dinc=1 mm CaO SiO2 Al2O3 CaF2 Na2O MnO MgO dinc=3 mm 0 20 40 60 80 (e) 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 20 40 60 80 Time/s 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Time/s (f) CaO SiO2 Al2O3 CaF2 Na2O Mass fraction of inclusions/ % Mass fraction of inclusions/ % MnO MgO dinc=10 μm CaO SiO2 Al2O3 CaF2 Na2O MnO MgO dinc=30 μm 0 20 40 60 80 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 20 40 60 80 Time/s 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Time/s (a) (b) CaO SiO2 Al2O3 CaF2 Na2O Mass fraction of inclusions/ % Mass fraction of inclusions/ % MnO MgO dinc=300 μm CaO SiO2 Al2O3 CaF2 Na2O MnO MgO dinc=500 μm 0 20 40 60 80 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 20 40 60 80 Time/s 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Time/s (c) (d) 图 6    不同尺寸卷渣类夹杂物成分的演变. （a）dinc=10 μm；（b）dinc=30 μm；（c）dinc=300 μm；（d）dinc=500 μm；（e）dinc=1 mm；（f）dinc=3 mm Fig.6    Transformation of inclusions of different diameters entrained in the mold flux: (a) dinc=10 μm; (b) dinc=30 μm; (c) dinc=300 μm; (d) dinc=500 μm; (e) dinc=1 mm; (f) dinc=3 mm 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 100 200 300 400 500 Calculated points Fitted curve: y=7.6972x 0.5 ttrans/s dinc/µm 图 7    夹杂物转变为缺陷处化学成分所需时间与夹杂物尺寸的关系 Fig.7    Relationship between the size of inclusions and the time required for their transformation · 792 · 工程科学学报，第 43 卷，第 6 期