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加入镁丝、镁焦、耐火材料的镂球团及载镁耐火体[a刃,E.Spetzler用喷吹法将 0.97公斤/吨钙合金或者0.38公斤/吨镁喷入钢水,使钢中硫由0.040%降到0.006%~ 0.002%。近似的结果由美国的P.J.Koros,W.G.WiLson等用喷吹镁石灰、表盐粒化镁 方法也得到了。T.EI.Gammal和M.Kroker的研究指示:在大气下用载镁耐火体加镁 的方法,尽管氧、硫没有降低,却大大地提高了钢的纯洁度。金相法鉴定:所有夹杂物均为 I级,很少硫化物,夹杂物均匀分布,呈小球状且不变形。尽管在用镁精炼钢水方面做了一 些工作,但镁的加入方法尚未完全解决,关于镁对钢质量的影响只有较少文献1·一1‘,‘, -1提到。而且不少关于镁精炼的论述多由钙的精炼效果推论而来。因此本文将以试验为 基础详细讨论镁的加入工艺、精炼效果、夹杂物的形态及对钢质量的影响。 一、喷镁精炼的理论基础 1.喷锁的热力学 脱氧及脱硫 热力学数据指出,镁是一个化学活泼元素,它和氧、硫等元素有很大的亲和力。镁和钢 中氧的反应按下式进行【43一8】: {Mg}+〔O)=〔MgO) (1) △G°=-142750+48.627 〔45-48) 1gK=31202,19-10.63 aMso K ()PMea0 部分地也将进行下列反应: (Mg)+〔O)=(MgO) (2) K)agee 取aM0=1则平衡常数为: K ()PMs.a0 它只和温度有关。在吹氩情况下 PM&=Psam-PAt 上式中Psum为溶池空间总压力,P:为氩气分压力。当P5um=1巴,则PMs=1一P:。 那么 K′()=(1-PAr)ao (3) 由式(3)可知钢中氧的活度随着温度和氩量的提高而增大。 按式(2)K(3)′=aMga。。将aMs=fMg〔%Mg)和a。=f,〔%O)值代入K(z)'得: K(z)'=fMgf。〔Mg)·〔%O) (4) 式中:M、f,为镁和氧的话度系数,〔%Mg)、〔%O)为镁和氧的重量百分数。 根据以上热力学分析,利用阿亨大学热力学数据库对喷镁脱氧反应进行了计算。计算结 果用图1表示之。 图1表示吹镁精炼时,钢水氧含量和镁的喷入量、载气量和氩气分压力的关系。钢中氧加入镁丝 、 镁焦 、 耐 火材 料 的镁 球团 及载 镁耐 火体 〔昌 ” ’ , 吐 用 喷 吹 法 将 公斤 吨 钙 合 金 或 者 。 公斤 吨 镁喷入 钢 水 , 使 钢 中硫 由。 降 到 。 近似的结果 由美国的 , 等用 喷吹镁石灰 、 裹盐粒化镁 方 法也 得 到了 。 和 的研 究指示 在大气下 用载 镁耐 火体加 镁 的方 法 , 尽管氧 、 硫没有降低 , 却大大地提高了钢 的纯洁 度 。 金 相法 鉴定 所有夹杂物均为 级 , 很少硫化物 , 夹杂物均 匀分布 , 呈 小球状 且不变形 。 尽管 在 用镁精炼 钢水方面做了一 些工 作 , 但 镁的 加 入方 法尚 未完 全解决 , 关 于镁对钢质量 的影 响只 有较 少文 献 ’ 。 一 ’ ‘ , ’ ‘ , , 一 ‘ ’ 提 到 。 而且不少关于镁精炼的论述 多由钙的 精炼效果推论 而来 。 因此 本文 将 以 试 验为 基础 详细讨论镁的加入 工艺 、 精炼效果 、 夹杂物的 形态及 对钢 质量 的影 响 。 一 、 喷镁精炼的理 论基础 咬麟 的热力学 脱氧及脱 硫 热力学数据 指 出 , 镁是一 个 化学 活 泼元素 , 它 和 氧 、 硫 等元素有很大的亲和 力 。 镁和钢 中氧的反应按下 式进行 ‘ “ 一 ‘ 〔 〕 〔 〕 △ “ 一 〔 一 〕 川 , 一 川 部 分地也 将 进行下 列反应 一 。 〔 〕 〔 〕 二 取 , 。 则 平衡常数为 , 。 一 。 它 只 和 温 度有关 。 在 吹氢情 况下 一 , 上式 中 。 二 为溶 池空 间总压 力 , 了 为氢气 分压 力 。 当 。 ” 二 二 巴 , 则 一 。 那么 产 一 。 ‘ 由式 可知钢 中氧的 活度随着 温 度和氢量 的提 高而增大 。 按式 产 二 。 一 。 。 将 。 〔 〕和 。 。 〔 〕值 代入 ’ 得 了 。 一 。 〕 〔 〕 式 中 。 、 。 为镁和氧的 活 度系数 〔 〕 、 〔 〕为镁和氧的 重量 百分数 。 根据 以 上热力学分析 , 利用 阿亨大学热 力学数据库 对喷镁脱氧反应 进行 了计算 。 计算结 果用图 表示之 。 图 表示吹 镁精炼时 , 钢 水氧 含量 和 镁的 喷入量 、 载气量 和 氢气分压 力的关系 。 钢 中氧
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