·830 北京科技大学学报 第33卷 成分大部分为Ca0-Mg0-A山，03-SiO2系夹杂（简 的MnO含量较高，因为该渣系的碱度较低，渣中 称钙镁铝硅酸盐夹杂)，部分含有少量的MO,没 SiO,与钢液中的Mn]反应生成Mn0夹杂.渣系4 有发现硫化物夹杂.图1和表4分别为各渣系典 中钢样上表面和中间面的夹杂物中Mg0、CaO含 型的钙镁铝硅酸盐类夹杂物的形貌照片和上中表 量相差较大，其他渣系上中表面夹杂物的成分没 面夹杂物的平均成分.可以看到，渣系1中夹杂物 有明显差别 2 um 2四 2四 2 um 2 um 图1典型钙镁铝硅酸盐类夹杂物的形貌 Fig.I Morphology of typical calcium-magnesium-aluminium silicate inclusions 表4典型钙镁铝硅酸盐类夹杂物的化学成分（质量分数） 碱度的变化不明显 Table 4 Chemical composition of typical calcium-magnesium-aluminium 60m silicate inclusions % ☐Ca0 ☑AL,0 渣系位置Mg0 A203 Si0, Ca0 MnO 50 Si0 M20 上 8.38 33.68 21.50 28.75 7.45 1 40叶 8222 Mn( 中 7.48 31.91 22.39 32.56 5.43 ☑ 上8.72 39.05 9.22 40.80 2.20 2 中 7.34 37.88 12.02 42.14 0.62 上10.90 34.06 7.86 46.16 1.01 3 中7.20 33.40 8.81 50.02 0.58 1.93 3.26 4.54 上 23.33 31.30 10.06 33.32 1.93 渣碱度，a(CaOWw(SiO,) 4 12.04 33.12 12.93 40.26 1.66 图2夹杂物中各组元成分与渣中c(Ca0)/e(Si0,)的关系 k 5.45 40.02 11.69 41.43 1.19 5 Fig.2 Relation between inclusion composition and w(CaO)/ 中 6.54 39.32 11.68 41.46 0.94 (Si02) 2.3炉渣碱度对非金属夹杂物的影响 由于绝大多数夹杂物为Ca0-Mg0-Al,03Si02 2.3.1对夹杂物成分和分布的影响 系，夹杂物中Si02含量比较稳定，因此固定Si02含 本研究渣-钢反应平衡后，渣系1、2和3中的 量，用Factsage V5.5绘出不同温度下(1400~ A山，03质量分数在25%左右，碱度（w(Ca0)/ 2000℃)Ca0-Mg0-Al203-Si02系的液相区域. 0(Si02))分别为1.93、3.26和4.54.图2是夹杂物 图3为三个渣系的夹杂物在伪三元相图中的成分 中各组元的平均成分与渣中w(Ca0)/w(SiO,)的关 分布.可以看出，随着炉渣碱度的增加，夹杂物成 系.可以看到，当渣中A山，0含量一定时，随着渣中 分逐渐向Ca0含量增加和A山，03含量减少的方向 Ca0/Si02的增加，夹杂物中Ca0含量显著增加，移动.夹杂物主要分布在低熔点区1400~1500 SiO2和Mn0含量显著降低.当渣中w(Ca0)/ ℃，随着碱度的增加，部分夹杂物逐渐偏离低熔点 w(Si02)由1.93增加到3.26时，夹杂物中的 区域.其中，当碱度由3.26增加到4.54时，夹杂 o(CaO)/w(Si02)和Mn0含量变化较大，w(Ca0)/ 物中出现了一些Mg0含量较高的夹杂物，高熔点 w(Si02)由1.39增加到3.89，Mn0质量分数由 (大于1600℃)夹杂物所占的比率由6.45%增加 6.52%降低到1.39%；当渣中w(Ca0)/w(Si02)由 到29.4%. 3.26增加到4.54时，夹杂物中w(Ca0)/w(Si02)和 2.3.2对夹杂物数量和尺寸的影响 Mn0含量变化较小，w(Ca0)/w(Si02)由3.89增加 将实验所得钢样的上表面和中间面制成金相 到5.77，Mn0质量分数由1.39%降低到0.81%.随 表面在光学显微镜下观察.避开试样边部，随机选 着渣中w(Ca0)/w（SiO2)的增加，夹杂物中 取一个位置对试样中夹杂物的数量和尺寸分布进 w(CaO)/e(AL,03)逐渐增大，AL,O3和Mg0含量随 行统计，每个试样统计200个视场，总面积为北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 成分大部分为 CaO--MgO--Al2O3 --SiO2 系夹杂( 简 称钙镁铝硅酸盐夹杂) ，部分含有少量的 MnO，没 有发现硫化物夹杂． 图 1 和表 4 分别为各渣系典 型的钙镁铝硅酸盐类夹杂物的形貌照片和上中表 面夹杂物的平均成分． 可以看到，渣系 1 中夹杂物 的 MnO 含量较高，因为该渣系的碱度较低，渣中 SiO2 与钢液中的［Mn］反应生成 MnO 夹杂． 渣系 4 中钢样上表面和中间面的夹杂物中 MgO、CaO 含 量相差较大，其他渣系上中表面夹杂物的成分没 有明显差别． 图 1 典型钙镁铝硅酸盐类夹杂物的形貌 Fig． 1 Morphology of typical calcium-magnesium-aluminium silicate inclusions 表 4 典型钙镁铝硅酸盐类夹杂物的化学成分( 质量分数) Table 4 Chemical composition of typical calcium-magnesium-aluminium silicate inclusions % 渣系 位置 MgO Al2O3 SiO2 CaO MnO 1 上 8. 38 33. 68 21. 50 28. 75 7. 45 中 7. 48 31. 91 22. 39 32. 56 5. 43 2 上 8. 72 39. 05 9. 22 40. 80 2. 20 中 7. 34 37. 88 12. 02 42. 14 0. 62 3 上 10. 90 34. 06 7. 86 46. 16 1. 01 中 7. 20 33. 40 8. 81 50. 02 0. 58 4 上 23. 33 31. 30 10. 06 33. 32 1. 93 中 12. 04 33. 12 12. 93 40. 26 1. 66 5 上 5. 45 40. 02 11. 69 41. 43 1. 19 中 6. 54 39. 32 11. 68 41. 46 0. 94 2. 3 炉渣碱度对非金属夹杂物的影响 2. 3. 1 对夹杂物成分和分布的影响 本研究渣 － 钢反应平衡后，渣系 1、2 和 3 中的 Al2O3 质 量 分 数 在 25% 左 右，碱 度 ( w ( CaO) / w( SiO2 ) ) 分别为 1. 93、3. 26 和 4. 54． 图 2 是夹杂物 中各组元的平均成分与渣中 w( CaO) /w( SiO2 ) 的关 系． 可以看到，当渣中 Al2O3 含量一定时，随着渣中 CaO/SiO2 的增加，夹杂 物 中 CaO 含 量 显 著 增 加， SiO2 和 MnO 含 量 显 著 降 低． 当 渣 中 w ( CaO) / w( SiO2 ) 由 1. 93 增 加 到 3. 26 时，夹 杂 物 中 的 w( CaO) /w( SiO2 ) 和 MnO 含量变化较大，w( CaO) / w( SiO2 ) 由 1. 39 增 加 到 3. 89，MnO 质 量 分 数 由 6. 52% 降低到 1. 39% ; 当渣中 w( CaO) /w( SiO2 ) 由 3. 26 增加到 4. 54 时，夹杂物中 w( CaO) /w( SiO2 ) 和 MnO 含量变化较小，w( CaO) /w( SiO2 ) 由 3. 89 增加 到 5. 77，MnO 质量分数由 1. 39% 降低到 0. 81% ． 随 着 渣 中 w ( CaO) /w ( SiO2 ) 的 增 加，夹 杂 物 中 w( CaO) /w( Al2O3 ) 逐渐增大，Al2O3 和 MgO 含量随 碱度的变化不明显． 图 2 夹杂物中各组元成分与渣中 w( CaO) /w( SiO2 ) 的关系 Fig． 2 Relation between inclusion composition and w ( CaO ) / w( SiO2 ) 由于绝大多数夹杂物为 CaO--MgO--Al2O3 --SiO2 系，夹杂物中 SiO2 含量比较稳定，因此固定 SiO2 含 量，用 Factsage V5. 5 绘 出 不 同 温 度 下 ( 1 400 ～ 2 000 ℃ ) CaO--MgO--Al2O3 --SiO2 系 的 液 相 区 域． 图 3为三个渣系的夹杂物在伪三元相图中的成分 分布． 可以看出，随着炉渣碱度的增加，夹杂物成 分逐渐向 CaO 含量增加和 Al2O3 含量减少的方向 移动． 夹杂物主要分布在低熔点区 1 400 ～ 1 500 ℃ ，随着碱度的增加，部分夹杂物逐渐偏离低熔点 区域． 其中，当碱度由 3. 26 增加到 4. 54 时，夹杂 物中出现了一些 MgO 含量较高的夹杂物，高熔点 ( 大于 1 600 ℃ ) 夹杂物所占的比率由 6. 45% 增加 到 29. 4% ． 2. 3. 2 对夹杂物数量和尺寸的影响 将实验所得钢样的上表面和中间面制成金相 表面在光学显微镜下观察． 避开试样边部，随机选 取一个位置对试样中夹杂物的数量和尺寸分布进 行统 计，每 个 试 样 统 计 200 个 视 场，总 面 积 为 ·830·