第4期 郭靖等：铝镇静钢钙处理后氧化铝夹杂物变性动力学模型 ·431· 力学模型，并通过热力学分析计算了模型参数，工业 ter Trans B,2005,36(1):67 实验验证了模型结果，根据模型可得出以下结论： B]Taguchi K,Ono-Nakazato H,Usui T,et al.Complex deoxidation (1)AL,0,夹杂物完全变性时间与其直径的二 equilibria of molten iron by aluminum and calcium./S/J Int, 2005,11(45):1572 次方成正比，随着A山，03夹杂物直径的增大，其完全 4]Lu D Z,Irons GA,Lu W K.Kinetics and mechanisms of calcium 变性为液态钙铝酸盐的时间急剧延长 dissolution and modification of oxide and sulphide inclusions in (2)钢液中Ca在一定范围内增加，不仅在热力 steel.Ironmaking Steelmaking,1994,21(5):362 学上有利于A山，03变性，也使其变性速率迅速增大， 5]ChengZJ,Guo J,Cheng SS.Inclusion composition control dur- 但Ca超过一定值时变性速率促进减弱.模型结果 ing LF refining for SPCC using FactSage combined with industrial trials.J Iron Steel Res Int,2013,20(2)14 表明钙处理质量分数为0.0020%时钙处理后静吹 Cai K K.Quality Control of Continuous Casting.Beijing:Metal- 时间应保证l5min以上，钙处理质量分数为 lurgical Industry Press,2010 0.0030%时可减少静吹时间到8min以上，可使 (蔡开科.连铸坯质量控制.北京：治金工业出版社，2010) AL,03夹杂物良好变性 7]Choudhary S K,Ghosh A.Thermodynamic evaluation of formation (3)温度升高不利于A山03夹杂物变性反应，从 of oxide-sulfide duplex inclusions in steel.IS/J Int,2008,48 (11):1552 而使变性的驱动力减小，对夹杂物的变性速率的促 8]The Japan Society for the Promotion of Science.Steelmaking Data 进作用不是十分显著 Sourcebook.New York:Gordon Breach Science Publishers, (4)数学模型结果和工业试验结果均表明，保 1988 证钢液合适的Ca含量和钙处理后的静吹时间，在 9]Elliott J F,Gleiser M,Ramakrishna V.Thermochemistry for Steel- LF精炼过程能够使夹杂物良好变性. making.2nd Ed.London:Addison-Wesley,1963 [10]Suito H,Inoue R.Thermodynamics on control of inclusions com- position in ultra-elean steels.IS/J Int,1996,36(5):528 参考文献 [11]Guo H J.Metallurgical Physical Chemistry Course.2nd Ed.Bei- [Ye G.Jonsson P,Lund T.Thermodynamics and kinetics of the jing:Metallurgical Industry Press,2010 modification of Al2O:Inclusions.ISI/Int,1996,36 (Suppl): (郭汉杰.治金物理化学教程.2版.北京：治金工业出版 S105 社，2010) 2]Park J H,Kim D S,Lee S B.Inclusion control of ferritic stainless 12] Kimura T,Suito H.Calcium deoxidation equilibrium in liquid steel by aluminum deoxidation and calcium treatment.Metall Ma- iron.Metall Mater Trans B,1994,25 (1)34第 4 期 郭 靖等: 铝镇静钢钙处理后氧化铝夹杂物变性动力学模型 力学模型，并通过热力学分析计算了模型参数，工业 实验验证了模型结果，根据模型可得出以下结论: ( 1) Al2O3 夹杂物完全变性时间与其直径的二 次方成正比，随着 Al2O3 夹杂物直径的增大，其完全 变性为液态钙铝酸盐的时间急剧延长． ( 2) 钢液中 Ca 在一定范围内增加，不仅在热力 学上有利于 Al2O3 变性，也使其变性速率迅速增大， 但 Ca 超过一定值时变性速率促进减弱． 模型结果 表明钙处理质量分数为 0. 0020% 时钙处理后静吹 时间 应 保 证 15 min 以 上，钙处理质量分数为 0. 0030% 时可 减 少 静 吹 时 间 到 8 min 以 上，可 使 Al2O3 夹杂物良好变性． ( 3) 温度升高不利于 Al2O3 夹杂物变性反应，从 而使变性的驱动力减小，对夹杂物的变性速率的促 进作用不是十分显著． ( 4) 数学模型结果和工业试验结果均表明，保 证钢液合适的 Ca 含量和钙处理后的静吹时间，在 LF 精炼过程能够使夹杂物良好变性． 参 考 文 献 ［1］ Ye G，Jnsson P，Lund T． Thermodynamics and kinetics of the modification of Al2O3 Inclusions． ISIJ Int，1996，36 ( Suppl) : S105 ［2］ Park J H，Kim D S，Lee S B． Inclusion control of ferritic stainless steel by aluminum deoxidation and calcium treatment． Metall Ma￾ter Trans B，2005，36( 1) : 67 ［3］ Taguchi K，Ono-Nakazato H，Usui T，et al． Complex deoxidation equilibria of molten iron by aluminum and calcium． ISIJ Int， 2005，11( 45) : 1572 ［4］ Lu D Z，Irons G A，Lu W K． Kinetics and mechanisms of calcium dissolution and modification of oxide and sulphide inclusions in steel． Ironmaking Steelmaking，1994，21( 5) : 362 ［5］ Cheng Z J，Guo J，Cheng S S． Inclusion composition control dur￾ing LF refining for SPCC using FactSage combined with industrial trials． J Iron Steel Ｒes Int，2013，20( 2) : 14 ［6］ Cai K K． Quality Control of Continuous Casting． Beijing: Metal￾lurgical Industry Press，2010 ( 蔡开科． 连铸坯质量控制． 北京: 冶金工业出版社，2010) ［7］ Choudhary S K，Ghosh A． Thermodynamic evaluation of formation of oxide-sulfide duplex inclusions in steel． ISIJ Int，2008，48 ( 11) : 1552 ［8］ The Japan Society for the Promotion of Science． Steelmaking Data Sourcebook． New York: Gordon ＆ Breach Science Publishers， 1988 ［9］ Elliott J F，Gleiser M，Ｒamakrishna V． Thermochemistry for Steel￾making． 2nd Ed． London: Addison-Wesley，1963 ［10］ Suito H，Inoue Ｒ． Thermodynamics on control of inclusions com￾position in ultra-clean steels． ISIJ Int，1996，36( 5) : 528 ［11］ Guo H J． Metallurgical Physical Chemistry Course． 2nd Ed． Bei￾jing: Metallurgical Industry Press，2010 ( 郭汉杰． 冶金物理化学教程． 2 版． 北京: 冶金工业出版 社，2010) ［12］ Kimura T，Suito H． Calcium deoxidation equilibrium in liquid iron． Metall Mater Trans B，1994，25( 1) : 34 ·431·