第6期 王敏等：钛合金化过程对钢液洁净度的影响 731· 钢液中的C和N元素，主要的T(C,N)是在铸坯凝 固过程中形成的，但在Ti合金化过程中钢液中也 会形成一部分此类夹杂物.目前成分的钢液在液相 下不能稳定形成TN,只有当温度降低到1427℃ 下TN才能稳定存在.但是，在实际冶炼过程中加 入钛铁合金后（加Ti后3min)试样中存在大量细 小的TN夹杂，如图8(a):部分TN粒子以Al2O3 为核心在其周围形成，如图8(b)(加Ti后2min) 主要原因在于，钛铁合金加入后，在其周围存在高 10m T浓度区域，此区域ar·aN远高于平衡活度 积，如图9区域A:TN在此区域析出、长大，部 分甚至会在大颗粒的A2O3周围生长，直到钢液中 图7Al-Ti-O复合夹杂元素线扫描结果（加Ti后6min) [T吲浓度趋于平衡，则A区域活度积逐渐向B区域 Fig.7 Element line scan result of complex Al-Ti-O inclu- sions (after 6 min of titanium addition) 转变，进而达到该温度下的平衡活度积.因此，F 钢中对C、N原子的固定不完全是发生在凝固过 F钢中Ti元素的一个很重要作用是用来固定 程中 (a) 图8TiN(a)和Al2Og-TiN(b)夹杂 Fig.8 TiN (a)and Al2O3-TiN (b)inclusions 4096 3结论 2048 1024 A ■了 (1)当加A1前aIo<350×10-6时，控制A1、Ti 512 B 加入时间大于3min:当ao>350×10-6时，需延 3256 y平衡线 长A1、Ti加入时间.在相同ao和[As情况下， 延长加A1后再加Ti时间间隔可以有效提高Ti收 ■ 64 TN稳定区 T=1873K下， 得率. 32 钢液aTay活度积 (2)RH处理过程中，钢包内当量直径>200m 的Al2O3夹杂物在5min内基本可以上浮去除，但 相同尺寸的Al203TiO2的去除时间要比Al203高 1~2 min: T45015001550160016501700175018001850190019502000 温度/K (3)FeTi70合金化后形成的TiOx会增加夹杂 物上浮去除的难度，不仅影响钢液洁净度，还会降 图9TN活度积与温度关系 低Ti的收得率. Fig.9 Relationship between the activity product of TiN and temperature (4)提高钢液中[%A1有利于提高Ti的收得第 6 期 王 敏等：钛合金化过程对钢液洁净度的影响 731 ·· 图 7 Al-Ti-O 复合夹杂元素线扫描结果 (加 Ti 后 6 min) Fig.7 Element line scan result of complex Al-Ti-O inclu￾sions (after 6 min of titanium addition) IF 钢中 Ti 元素的一个很重要作用是用来固定 钢液中的 C 和 N 元素，主要的 Ti(C,N) 是在铸坯凝 固过程中形成的，但在 Ti 合金化过程中钢液中也 会形成一部分此类夹杂物. 目前成分的钢液在液相 下不能稳定形成 TiN，只有当温度降低到 1427 ℃ 下 TiN 才能稳定存在. 但是，在实际冶炼过程中加 入钛铁合金后 (加 Ti 后 3 min) 试样中存在大量细 小的 TiN 夹杂，如图 8(a)；部分 TiN 粒子以 Al2O3 为核心在其周围形成，如图 8(b) (加 Ti 后 2 min). 主要原因在于，钛铁合金加入后，在其周围存在高 [Ti] 浓度区域，此区域 a[Ti] · a[N] 远高于平衡活度 积，如图 9 区域 A；TiN 在此区域析出、长大，部 分甚至会在大颗粒的 Al2O3 周围生长，直到钢液中 [Ti] 浓度趋于平衡，则 A 区域活度积逐渐向 B 区域 转变，进而达到该温度下的平衡活度积. 因此，IF 钢中对 C、N 原子的固定不完全是发生在凝固过 程中. 图 8 TiN (a) 和 Al2O3-TiN (b) 夹杂 Fig.8 TiN (a) and Al2O3-TiN (b) inclusions 图 9 TiN 活度积与温度关系 Fig.9 Relationship between the activity product of TiN and temperature 3 结论 (1) 当加 Al 前 a[O] < 350×10−6 时，控制 Al、Ti 加入时间大于 3min；当 a[O] > 350×10−6 时，需延 长 Al、Ti 加入时间. 在相同 a[O] 和 [Al]s 情况下， 延长加 Al 后再加 Ti 时间间隔可以有效提高 Ti 收 得率. (2) RH 处理过程中，钢包内当量直径 >200 µm 的 Al2O3 夹杂物在 5 min 内基本可以上浮去除，但 相同尺寸的 Al2O3·TiO2 的去除时间要比 Al2O3 高 1∼2 min； (3) FeTi70 合金化后形成的 TiOx 会增加夹杂 物上浮去除的难度，不仅影响钢液洁净度，还会降 低 Ti 的收得率. (4) 提高钢液中 [%Al] 有利于提高 Ti 的收得