第6期 王敏等：钛合金化过程对钢液洁净度的影响 727· 续表 Continued 炉次号 Wsteel/t WTi/kg a1o1/10-6 AlRH-end/% TiRH-end/% t/min T/% 28 227 268 362 0.0339 0.0685 3.5 82.89 29 216 284 370 0.0368 0.0780 3.0 84.75 30 219 278 360 0.0383 0.0764 85.98 31 218 278 387 0.0387 0.0772 3.5 86.48 32 218 283 400 0.0440 0.0812 3.5 89.36 203 275 446 0.0354 0.0752 2.8 79.30 3 208 270 440 0.0384 0.0741 2.7 81.55 35 215 280 438 0.0401 0.0757 2.9 83.04 3 203 283 448 0.0436 0.0832 2.7 85.26 211 278 424 0.0448 0.0797 2.5 86.42 217 280 445 0.0465 0.0793 2.6 87.80 39 209 287 404 0.0381 0.0810 3.6 84.27 % 210 441 0.0392 0.0795 3.5 84.57 41 222 281 435 0.0415 0.0761 4.3 85.89 209 448 0.0432 0.0829 3.8 87.46 43 219 268 420 0.0439 0.0750 3.1 87.55 8 462 0.0429 0.0806 3.0 83.56 45 474 0.0440 0.0780 2.3 84.17 451 0.0476 0.0751 2.5 84.90 222 2 466 0.0350 0.0720 3.8 81.84 48 210 475 0.0390 0.0785 3.6 84.11 250 465 0.0410 0.0677 3.8 84.72 5 221 276 493 0.0468 0.0754 3.2 86.56 284 460 0.0498 0.0843 5.3 87.35 52 218 279 560 0.0321 0.0665 2.3 74.23 219 278 516 0.0343 0.0674 2.1 75.85 5 2 284 502 0.0385 0.0700 2.8 78.52 2 285 510 0.0445 0.0741 2.3 80.23 56 201 277 581 0.0495 0.0791 82.00 283 562 0.0347 0.0760 4.0 77.11 217 277 501 0.0395 0.0710 79.46 5 215 282 545 0.0436 0.0744 3.6 81.03 60 213 278 586 0.0438 0.0740 3.5 81.00 61 212 277 537 0.0445 0.0745 3.5 81.45 62 217 281 501 0.0496 0.0760 3.9 83.84 注：[ARH-end为RH结束钢液酸溶AI的质量分数，Ti]RH-end为RH结束钢液中溶解Ti质量分数 图1为T收得率与钢液酸溶铝含量的关系.结 当Al、Ti加入时间由平均2.5min延长到4min,m 果表明，aO和t一定时，m:随钢液中[As增加而 从84%提高到87%.因此，A1、Ti加入时间间隔应 增加.以图1(a)为例，a1ol<250×10-6,Al、Ti合金 该按上限控制 加入时间间隔控制在23mi,[A1]s从0.035%增加 对比图1和图2可以判断：当ao<350×10-6 到0.042%时，m从83%提高到91%：相同[A情况 时，Al、Ti加入时间控制在35min是合适的：当 下，m:随着加A1前钢液中ao增加而降低.以图 aO>350×10-6时，需延长A1、Ti加入时间间隔 1(b)为例，【As=0.039%,当a4o1=(250~300)×10-6 到5min以上 时，Ti收得率接近90%，当a1o=(500~600)×10-6 从热力学分析，对于A1脱氧Ti合金化钢的F 时，Ti收得率平均为79%. 钢，钢液中A1、Ti之间的平衡可以用 图2为相同氧活度情况下，不同A1、T时间间 2(A1203)+3T1]=4[A1+3(Ti02) (3) 隔的Ti收得率关系.结果表明：A1、Ti加入时间间 表示，反应平衡常数用 隔对Ti的收得率有较大影响，相同ao和[As情 况下，延长A1、Ti加入时间间隔可以有效提高Ti aAao2=（fA1·[%A)(TǐoXro,3 atiaAl2Oa (fi[%Ti])3(TALoa XALoa 收得率.例如，a[o=(350~400)×10-6,[A1s=0.40%, (4)第 6 期 王 敏等：钛合金化过程对钢液洁净度的影响 727 ·· 续表 Continued 炉次号 Wsteel/t WTi/kg a[O]/10−6 [Al]RH-end/% [Ti]RH-end/% t/min ηTi/% 28 227 268 362 0.0339 0.0685 3.5 82.89 29 216 284 370 0.0368 0.0780 3.0 84.75 30 219 278 360 0.0383 0.0764 3.1 85.98 31 218 278 387 0.0387 0.0772 3.5 86.48 32 218 283 400 0.0440 0.0812 3.5 89.36 33 203 275 446 0.0354 0.0752 2.8 79.30 34 208 270 440 0.0384 0.0741 2.7 81.55 35 215 280 438 0.0401 0.0757 2.9 83.04 36 203 283 448 0.0436 0.0832 2.7 85.26 37 211 278 424 0.0448 0.0797 2.5 86.42 38 217 280 445 0.0465 0.0793 2.6 87.80 39 209 287 404 0.0381 0.0810 3.6 84.27 40 210 282 441 0.0392 0.0795 3.5 84.57 41 222 281 435 0.0415 0.0761 4.3 85.89 42 209 283 448 0.0432 0.0829 3.8 87.46 43 219 268 420 0.0439 0.0750 3.1 87.55 44 209 288 462 0.0429 0.0806 3.0 83.56 45 210 278 474 0.0440 0.0780 2.3 84.17 46 220 278 451 0.0476 0.0751 2.5 84.90 47 222 279 466 0.0350 0.0720 3.8 81.84 48 210 280 475 0.0390 0.0785 3.6 84.11 49 219 250 465 0.0410 0.0677 3.8 84.72 50 221 275 493 0.0468 0.0754 3.2 86.56 51 206 284 460 0.0498 0.0843 5.3 87.35 52 218 279 560 0.0321 0.0665 2.3 74.23 53 219 278 516 0.0343 0.0674 2.1 75.85 54 223 284 502 0.0385 0.0700 2.8 78.52 55 216 285 510 0.0445 0.0741 2.3 80.23 56 201 277 581 0.0495 0.0791 2.7 82.00 57 201 283 562 0.0347 0.0760 4.0 77.11 58 217 277 501 0.0395 0.0710 3.0 79.46 59 215 282 545 0.0436 0.0744 3.6 81.03 60 213 278 586 0.0438 0.0740 3.5 81.00 61 212 277 537 0.0445 0.0745 3.5 81.45 62 217 281 501 0.0496 0.0760 3.9 83.84 注：[Al]RH-end 为 RH 结束钢液酸溶 Al 的质量分数，[Ti]RH-end 为 RH 结束钢液中溶解 Ti 质量分数. 图 1 为 Ti 收得率与钢液酸溶铝含量的关系. 结 果表明，a[O] 和 t 一定时，ηTi 随钢液中 [Al]s 增加而 增加. 以图 1(a) 为例，a[O] < 250×10−6，Al、Ti 合金 加入时间间隔控制在 2∼3 min，[Al]s 从 0.035%增加 到 0.042%时，ηTi 从 83%提高到 91%；相同 [Al]s 情况 下，ηTi 随着加 Al 前钢液中 a[O] 增加而降低. 以图 1(b) 为例，[Al]s=0.039%，当 a[O]=(250∼300)×10−6 时，Ti 收得率接近 90%，当 a[O]=(500∼600)×10−6 时，Ti 收得率平均为 79%. 图 2 为相同氧活度情况下，不同 Al、Ti 时间间 隔的 Ti 收得率关系. 结果表明：Al、Ti 加入时间间 隔对 Ti 的收得率有较大影响，相同 a[O] 和 [Al]s 情 况下，延长 Al、Ti 加入时间间隔可以有效提高 Ti 收得率. 例如，a[O]=(350∼400)×10−6，[Al]s=0.40%， 当 Al、Ti 加入时间由平均 2.5 min 延长到 4 min，ηTi 从 84%提高到 87%. 因此，Al、Ti 加入时间间隔应 该按上限控制. 对比图 1 和图 2 可以判断：当 a[O] < 350×10−6 时，Al、Ti 加入时间控制在 3∼5 min 是合适的；当 a[O] > 350×10−6 时，需延长 Al、Ti 加入时间间隔 到 5 min 以上. 从热力学分析，对于 Al 脱氧 Ti 合金化钢的 IF 钢，钢液中 Al、Ti 之间的平衡可以用 2(Al2O3) + 3[Ti] = 4[Al] + 3(TiO2) (3) 表示 [6]，反应平衡常数用 K = a 4 Ala 3 TiO2 a 3 Tia 2 Al2O3 = (fAl · [%Al])4 (γTiO2XTiO2 ) 3 (fTi · [%Ti])3(γAl2O3XAl2O3 ) 2 (4)