·832· 北京科技大学学报 第33卷 25%时，夹杂物中的Al,03、Ca0和Mg0含量变化较 增加，夹杂物的分布逐渐趋于集中，大部分夹杂物分 大，当由25%增加到30.04%时，夹杂物中的A山203、 布在1400~1500℃的低熔点区.当渣中A山203质 Ca0和Mg0含量变化较小. 量分数为21.22%时，夹杂物分布比较分散，出现了 图5是炉渣碱度在3.3左右，A山203含量变化时 许多Mg0含量较高的夹杂物，约50%的夹杂物进入 钢中夹杂物在Ca0-Mg0-Al,03-Si02伪三元相图 了1600℃以上的高熔点区域.可见，低A山203含量 中的成分分布.可以看到，随着渣中A山，O3含量的 的炉渣有利于生成Mg0含量较高的高熔点夹杂物 Mgo MgO (a) (b) c 0940.1 0.9 0.1 0.9 0.1 0.8 0.2 0.8 02 0.8 02 7 03 0.7 03 07 03 0.6 0.4 0.6 .4 0.6 .4 0.5 0.5 0.5 0.5 05 0.4 0.6 .4 06 4 0.6 0.3 0.7 03 03 07 0.2 0.8 0.2 0.2 0.8 0.1 09 0.1 0.9 09 Ca00.90.80.70.60.50.40.3020.1AL,0 Ca00.90.80.70.60.50.40.30.20.1101 Ga00.90.80.70.60.50.40.30.20.1Al,0 图5钢中夹杂物的组成分布.(a)m(A1201)=21.22%:(b)e(A202)=25.00%:(c)w(A203)=30.04% Fig.5 Distribution of inclusions in steel:(a)(AL20:)=21.22%:(b)(Al2 03)=25.00%:(c)(Al20)=30.04% 2.4.2对夹杂物数量和尺寸的影响 面多.当炉渣碱度一定时，随着渣中A山，03含量的 表6为渣中A山，03含量对钢中夹杂物数量和尺 增加（对于渣系4、2和5），钢中夹杂物的数量和当 寸的影响.可以看出，各渣系试样中夹杂物的尺寸 量直径B=3um时的夹杂物总数量呈增加的趋势. 主要分布在1~3μm,并且上表面小尺寸的夹杂物 当A山203质量分数为21.22%时，夹杂物的总数量和 数量比中间表面少，大尺寸夹杂物的数量比中间表 当量直径B=3um时的夹杂物数量最小. 表6夹杂物数量及尺寸分布 Table 6 Inclusion number and size distribution 夹杂物个数/mm2 渣系 位置 w(AL203)/% 1-3μm 3~5μm 5~10μm >10μm 当量直径B=3μm < 21.22 8.11 3.28 0.39 0 11.85 中 21.22 10.81 2.32 0.19 0 10.13 < 25.00 10.42 3.09 0.58 0 13.74 2 8 25.00 13.70 2.90 0.39 13.65 上 30.04 12.93 2.51 0.58 0 13.83 中 30.04 19.69 3.28 0.58 0 18.20 中的w(Ca0)/w(Si02)、w(Ca0)/u(Al203)逐渐增 3结论 大，MnO含量显著降低，MgO含量变化不明显.夹 (1)对于本实验，渣一钢反应平衡后，钢中S质 杂物主要分布在SiO2含量一定的伪三元Ca0- 量分数为(3~10)×10-6，渣系2、3和4的脱硫能力 Mg0-Al203-Si02相图中1400~1500℃的低熔点 比较好，脱硫率可达到67%~75%.炉渣(Ca0)/ 区，随着碱度的增加，部分夹杂物逐渐向高熔点区域 0(Si02)为1.9~4.5，A山03质量分数为21%~ 移动：钢中夹杂物的总数量尤其是大尺寸夹杂的数 33%.钢中夹杂物基本为Ca0-Mg0-Al,03一Si02 量随着炉渣碱度的增加而减少 系，部分含少量MnO.绝大部分夹杂物为黑色球状 (3)渣-钢反应平衡后，当渣碱度在3.3左右 或类球状，尺寸在5μm以下，夹杂物的成分受炉渣 时，随着渣中A山，03含量的增加，夹杂物成分中的 成分的影响很大 Al203和Ca0含量增加，但w(Ca0)/w(Al203)变化 (2)渣-钢反应平衡后，当渣中A山，03质量分数 不大，Mg0含量显著下降，SiO2和MnO含量没有明 在25%左右时，随着炉渣碱度的增加，夹杂物成分 显变化.钢中夹杂物主要分布在Si02含量一定的北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 25% 时，夹杂物中的 Al2O3、CaO 和 MgO 含量变化较 大，当由 25% 增加到 30. 04% 时，夹杂物中的 Al2O3、 CaO 和 MgO 含量变化较小． 图 5 是炉渣碱度在 3. 3 左右，Al2O3 含量变化时 钢中夹杂物在 CaO--MgO--Al2O3 --SiO2 伪三元相图 中的成分分布． 可以看到，随着渣中 Al2O3 含量的 增加，夹杂物的分布逐渐趋于集中，大部分夹杂物分 布在 1 400 ～ 1 500 ℃ 的低熔点区． 当渣中 Al2O3 质 量分数为 21. 22% 时，夹杂物分布比较分散，出现了 许多 MgO 含量较高的夹杂物，约50% 的夹杂物进入 了 1 600 ℃以上的高熔点区域． 可见，低 Al2O3 含量 的炉渣有利于生成 MgO 含量较高的高熔点夹杂物． 图 5 钢中夹杂物的组成分布． ( a) w( Al2O3 ) = 21. 22% ; ( b) w( Al2O3 ) = 25. 00% ; ( c) w( Al2O3 ) = 30. 04% Fig． 5 Distribution of inclusions in steel: ( a) w( Al2O3 ) = 21. 22% ; ( b) w( Al2O3 ) = 25. 00% ; ( c) w( Al2O3 ) = 30. 04% 2. 4. 2 对夹杂物数量和尺寸的影响 表 6 为渣中 Al2O3 含量对钢中夹杂物数量和尺 寸的影响． 可以看出，各渣系试样中夹杂物的尺寸 主要分布在 1 ～ 3 μm，并且上表面小尺寸的夹杂物 数量比中间表面少，大尺寸夹杂物的数量比中间表 面多． 当炉渣碱度一定时，随着渣中 Al2O3 含量的 增加( 对于渣系 4、2 和 5) ，钢中夹杂物的数量和当 量直径 B = 3 μm 时的夹杂物总数量呈增加的趋势． 当 Al2O3 质量分数为 21. 22% 时，夹杂物的总数量和 当量直径 B = 3 μm 时的夹杂物数量最小． 表 6 夹杂物数量及尺寸分布 Table 6 Inclusion number and size distribution 渣系 位置 w( Al2O3 ) /% 夹杂物个数/mm － 2 1 ～ 3 μm 3 ～ 5 μm 5 ～ 10 μm ＞ 10 μm 当量直径 B = 3 μm 4 上 21. 22 8. 11 3. 28 0. 39 0 11. 85 中 21. 22 10. 81 2. 32 0. 19 0 10. 13 2 上 25. 00 10. 42 3. 09 0. 58 0 13. 74 中 25. 00 13. 70 2. 90 0. 39 0 13. 65 5 上 30. 04 12. 93 2. 51 0. 58 0 13. 83 中 30. 04 19. 69 3. 28 0. 58 0 18. 20 3 结论 ( 1) 对于本实验，渣--钢反应平衡后，钢中 S 质 量分数为( 3 ～ 10) × 10 － 6 ，渣系 2、3 和 4 的脱硫能力 比较好，脱硫率可达到 67% ～ 75% ． 炉渣 w( CaO) / w( SiO2 ) 为 1. 9 ～ 4. 5，Al2O3 质 量 分 数 为 21% ～ 33% ． 钢中夹杂物基本为 CaO--MgO--Al2O3 --SiO2 系，部分含少量 MnO． 绝大部分夹杂物为黑色球状 或类球状，尺寸在 5 μm 以下，夹杂物的成分受炉渣 成分的影响很大． ( 2) 渣--钢反应平衡后，当渣中 Al2O3 质量分数 在 25% 左右时，随着炉渣碱度的增加，夹杂物成分 中的 w( CaO) /w( SiO2 ) 、w( CaO) /w( Al2O3 ) 逐渐增 大，MnO 含量显著降低，MgO 含量变化不明显． 夹 杂物 主 要 分 布 在 SiO2 含量一定的伪三元 CaO-- MgO--Al2O3 --SiO2 相图中 1 400 ～ 1 500 ℃ 的低熔点 区，随着碱度的增加，部分夹杂物逐渐向高熔点区域 移动; 钢中夹杂物的总数量尤其是大尺寸夹杂的数 量随着炉渣碱度的增加而减少． ( 3) 渣--钢反应平衡后，当渣碱度在 3. 3 左右 时，随着渣中 Al2O3 含量的增加，夹杂物成分中的 Al2O3 和 CaO 含量增加，但 w( CaO) /w( Al2O3 ) 变化 不大，MgO 含量显著下降，SiO2 和 MnO 含量没有明 显变化． 钢中夹杂物主要分布在 SiO2 含量一定的 ·832·