0J:10.13374/j.1ssn1001053x.1983.03.001 北京钢铁学院学报 1983年第3期 钢水喷镁精炼及其对钢性能的影响 北京钢铁学院冶金系赵凤林博士* 西德阿亨大学治金所T.EL.Gammal教授 西德阿亨大学治金所所长W.Dahl 教授 摘要 由于镁对钢的脱氧、脱硫、净化钢水及转变夹杂物形态的良好作用，近年来许 多冶金工作者致力于加镁精炼钢水的研究工作，但因在冶金温度下镁的蒸汽压 高，而其在钢水的溶解度又极小，加入困难，这方面的研究多归于失败。本文利用 阿亨大学热力学数据库计算了以氩作为载气喷镁的脱氧、脱硫作用，以及压力和氩 量对其影响，通过实验制定了行之有效的喷吹工艺，选择了合适的控制参数。 在1-3大压下，氩量为0.1-0.3N.L/m:n,可以向钢水成功地喷入镁。经过镁 精炼的钢水，氧含量可降至4pPm,硫含量降至10Ppm,氧化物及硫化物的部级均 为0级，其尺寸均在5μm之下。随着喷镁量的增加（钢水重量的0.062至%0.56%）， 夹杂物中镁的氧化物及硫化物量增加，夹杂物总量减少且呈球形，此种夹杂物在热 形变中不变形。因此在通常材料中所存在的各向异性完全滑失，特别是缺口冲击韧 性横向性能值提高了2~3倍。文章对材料在不同温度下的冲击韧性、过渡温度及断 口夹杂物的形态进行了研究和论述。 近代工业及新技术的发展对材料提出越来越高的要求。制造高应力和复杂的结构件要求 采用高强度和良好韧性的材料。它应当是各向同性的。即其机械性能，特别是韧性，沿加工 方向、横向和垂直方向应是相等的【·.1。钢中的杂质，钢中非金属夹杂物的数量、类型及 分布对钢的性能有着直接的影响【3！。因此，最大限度地降低钢中氧、硫及夹杂物的含量， 并使夹杂物变成均匀分布的、加工不变形的球状，是提高钢质量的重要措施。 钢中加入稀土或碱土金属可以使氧和硫的含量降得很低。同时进一步排除夹杂物，并使 其变为球形以减少对钢的危害7一84！。镁和氧、硫有很大的亲和力。它可以用来很好的脱 氧、脱硫。它在改进钢的性能上起多大作用？是近年来冶金工作者甚为关心的问题。 由于在冶炼温度下镁有很高的蒸汽压，而且它在钢中的溶解度又极低，很难加入钢熔 池，因而许多研究都失败了。喷射冶金技术的发展为镁的使用开辟了良好的前景1一1」。 近年来对加镁的方法进行了大量的研究。J.J.De bar badiello及其助手们制成镰镁合 金以降低镁的蒸汽压加入钢水【31，M.C.Ashlon,M.W.Batesi和M.Kroker等浸入法 根据北京钢铁学院与西德阿亨大学(RWTH)(即亚森大学)协议，赵凤 林同志作为交流学者，于1979~1982年在阿亨大学治金研究所学习并进行科学研究 在此期间，他在T.E1.Gammal教授和W.Dahl教投的指导下，完成了题目为《钢 水喷镁精炼及其对钢性能的影响的论文，并获博学位。这里发表的是赵凤林所写博 士论文的主要内容。 1北 京 钢 铁 学 院 学 报 年第 期 钢水喷镁精炼及其对钢性能的影响 北 京 钢 铁 学 院 冶 金 系 赵凤林博 士 铃 西 德 阿 亨 大 学 冶 金 所 教授 西 德 阿亨大学冶金所 所长 教授 摘 要 由于 镁对钢 的脱 氧 、 脱硫 、 净 化钢水及 转 变夹 杂物形 态的 良好作用 ， 近 年来许 多冶金 工 作者致力于加 镁精炼钢水 的研 究工 作 ， 但 因在冶 金温 度下 镁 的燕汽压 仅 高 ， 而 其在钢水的溶 解度 又 极小 ， 加 入 困 难 ， 这 方 面 的研 究多归于失致 。 本文利用 阿亨 大学 热力学数据库计算 了 以氢作为载气喷镁 的脱 氧 、 脱硫 作用 ， 以及 压力和 级 量对 其影 响 ， 通过 实验 制定 了行之 有效 的喷吹工 艺 ， 选择 了合适 的控 制参数 。 在 一 大压 下 ， 氢量为 一。 ， 可 以 向钢水成功地 喷入 镁 。 经 过 镁 精炼的钢水 ， 氧含 量可 降至 ， 硫 含 量 降至 ， 氧化物及 硫化物 的钾 级均 为。 级 ， 其 尺 寸均在 卜 之 下 。 随着喷镁 量 的增加 钢水重 量的。 至 ， 夹杂物 中镁 的氧化 物及 硫 化物量 增加 ， 夹杂物总量减少且 呈球形 ， 此种夹杂物在热 形 变 中不 变形 。 因此在通 常材料 中所 存在的各 向异 性完全 清失 ， 特别是 缺 口 冲击 韧 性横向性 能值 提 高了 倍 。 文章对 材料在不 同温 度 下 的冲击韧性 、 过 渡温 度及 断 口 夹杂物 的形 态进行 了研 究和 论 述 。 近代工 业 及新技 术的发展 对材 料提 出越 来越 高的 要求 。 制造高应 力和 复杂 的结构件要求 采 用 高 强度和 良好韧 性的 材料 。 它应 当是 各向同性的 。 即 其机械性能 ， 特 别 是 韧性 ， 沿加工 方 向 、 横向和垂 直方 向应 是 相等的 ’ “ 。 钢 中的 杂质 ， 钢 中非 金属 夹 杂物 的数量 、 类型 及 分布 对钢 的性 能有着直接 的影 响 汇“ ‘ 。 。 因此 ， 最大 限度地降低钢 中氧 、 硫 及夹杂物的 含 ， 并使夹 杂物变成均 匀分布的 、 加工 不 变形 的球状 ， 是提高钢 质量 的 重要措施 。 钢 中加 入 稀土 或碱土金属可 以使 氧和 硫 的 含量 降得很低 。 同 时进一 步排 除夹杂物 ， 并使 其变为球形 以 减少 对钢 的危害 ’ 一 ， ‘ 。 镁和 氧 、 硫 有很大的 亲和力 。 它可 以 用来很好的脱 氧 、 脱硫 。 它 在改 进钢 的 性 能 上起 多大 作用 是近年来 冶金 工 作者甚 为关 心 的 问题 。 由于在 冶炼 温 度下 镁有 很 高的 蒸汽压 ， 而且它 在钢 中 的 溶 解度又 极低 ， 很难加入钢 熔 池 ， 因而许 多研 究都 失 败 了 。 喷射 冶金技 术 的 发展 为 镁的 使用开 辟 了 良好的前景 ’ ‘ 一 ， 。 近年来 对加 镁的 方 法 进 行 了大量 的 研 究 。 及 其助 手们 制 成镶镁合 金 以降低 镁的 蒸 汽压加 入 钢 水 “ ” ， 和 等浸入 法 根据北 京钢铁学 院与西 德 阿亨 大学 即亚 深 大学 协议 ， 赵风 林同 志作为 交流学者 ， 于 年在阿亨 大学冶金 研 究所 学 习并进行科 学研 究 在此期 间 ， 他 在 教授和 教授的指 导下 ， 完成 了题 目为 《 钢 水喷镁精炼及 其对 钢性能 的影响的论 文 ， 并 获博学位 。 这 里 发表 的是 赵风 林所 写博 士论 文 的主 要 内容 。 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1983．03．001