钢液中Al_2O_3夹杂物碰撞生长的动力学模型_岳强

四、名词解释1．冲击面积：氧气流股与平静金属液面接触时的面积。

2．炉容比：转炉有效容积与公称容量的比值。

3．均衡炉衬：根据炉衬各部位的损失机理及侵蚀情况，在不同部位使用不同材质的耐火砖，砌筑不同厚度的炉衬。

4．喷孔夹角：喷孔几何中心线与喷头轴线之间的夹角。

5．静态模型：就是根据物料平衡和热平衡计算，再参照经验数据统计分析得出的修正系数，确定吹炼加料量和氧气消耗量，预测终点钢水温度及成分目标。

6．溅渣护炉：答案：利用MgO含量达到饱和或过饱和的炼钢终点渣，通过高压氮气的吹溅，使其在炉衬表面形成高熔点的熔渣层，并与炉衬很好的粘结附着，称为溅渣护炉。

7．转炉的经济炉龄：根据转炉炉龄与成本、钢产量之间的关系，其材料综消耗量最少、成本最低、产量最高，确保钢质量条件下所确定的最佳炉龄就是经济炉龄。

8．综合砌炉：在吹炼过程中，由于转炉炉衬各部位的工作条件不同，内衬的蚀损状况和蚀损量也不一样。

针对这一情况，视衬砖的损坏程度的差异，砌筑不同材质或同一材质不同级别的耐火砖，这就是所谓综合砌炉。

9．转炉炼钢的动态控制：转炉炼钢动态控制是在静态控制基础上，应用副枪等测试手段，将吹炼过程中金属成份、温度及熔渣状况等有关信息对吹炼参数及时修正，达到预定的吹炼目标。

由于它比较真实的掌握了熔池情况，命中率比静态控制显著提高，具有更大的适应性和准确性。

其中有吹炼条件控制法、轨道跟踪法、动态停吹法、称量控制法。

10．供氧强度：是指单位时间内每吨金属料由喷枪供给的氧气量，单位是米3/吨·分。

11．转炉静态控制：是以物料平衡和热平衡为基础建立设定的数学模型，即按照已知的原料条件和吹炼终点钢水温度及碳含量计算铁水、废钢、各种造渣材料及冷却剂的加入量、吹氧量和吹氧时间，并按照计算结果由计算机控制整个吹炼过程至终点，在吹炼过程中不按任何新信息量进行修正的一种控制方法。

1、炉熔比：新转炉砌砖后的容积与装入量之比。

2、马赫数：气体的流速与当地音速之比。

LF精炼知识1.炉外精炼发展历程♦20世纪30－40年代，合成渣洗、真空模铸。

1933年，法国佩兰(R.Perrin)应用高碱度合成渣，对钢液进行“渣洗脱硫”—现代炉外精练技术的萌芽;♦50年代，大功率蒸汽喷射泵技术的突破,发明了钢包提升脱气法(DH）及循环脱气法（RH)♦1935年H。

Schenck 确定大型钢锻件中的白点缺陷是由氢引起的—氢脆.♦1950年，德国Bochumer Verein (伯施莫尔—威林)真空铸锭.♦1953年以来，美国的10万千瓦以上的发电厂中，都发现了电机轴或叶片折损的事故。

1954年,钢包真空脱气.♦1956年，真空循环脱气（DH、RH).♦60－70年代,高质量钢种的要求，产生了各种精炼方法♦60、70年代是炉外精炼多种方法分明的繁荣时期♦与60年代起纯净钢生产概念的提出、连铸生产工艺稳定和连铸品种扩大的强烈要求密切相关♦此时，炉外精炼正式形成了真空和非真空两大系列不同功能的系统技术，同时铁水预处理技术也得到迅速发展，它和钢水精炼技术前后呼应，经济分工,形成系统的炉外处理技术体系，使钢铁生产流程的优化重组基本完成。

♦这个时期,还基本奠定了吹氩技术作为各种炉外精炼技术基础的地位和作用.♦这一时期发展的技术：VOD－VAD、ASEA－SKF、RH－OB、LF、喷射冶金技术（SL、TN、KTS、KIP）、合金包芯线技术、加盖和加浸渍罩的吹氩技术（SAB、CAB、CAS）♦80－90年代，连铸的发展,连铸坯对质量的要求及炼钢炉与连铸的衔接，RH－KTB、RH－MFP、RH－OB；RH－IJ（真空深脱磷）,RH－PB、WPB（真空深脱硫）、V－KIP、SRP脱磷♦21世纪,更高节奏及超级钢的生产。

2.炉外精炼作用和地位♦提高冶金产品质量，扩大钢铁生产品种不可缺少的手段;♦是优化冶金生产工艺流程,进一步提高生产效率、节能强耗、降低生产成本的有力手段.♦保证炼钢－连铸－连铸坯热送热装和直接轧制高温连接优化的必要工艺手段♦优化重组的钢铁生产工艺流程中独立的，不可替代的生产工序图1 取样器示意图3. LF 精炼工艺优点● 精炼功能强,适宜生产超低硫、超低氧钢;● 具备电弧加热功能，热效率高，升温幅度大，温度控制精度高；● 具备搅拌和合金化功能,易于实现窄成分控制，提高产品的稳定性；● 采用渣钢精炼工艺，精炼成本较低;● 设备简单,投资较少。

炉渣反应平衡对钢中总氧和非金属夹杂物影响的研究摘要：高强度低合金钢为了控制钢中硫含量，生产过程中采用高碱度、低氧化性精炼渣，致使钢中生成尺寸较大的塑性夹杂物，严重影响钢材质量。

炉渣组成对钢中夹杂物有很大影响，文章介绍了采用钢－渣平衡的方法对五种渣系（不同CaO/SiO2和Al2O3%）钢中总氧和非金属夹杂物影响的研究。

结果表明，钢－渣反应平衡后，顶渣中CaO/SiO2在1.93~4.54，Al2O3%在21%~30%；钢中T.O在7×10-6~19×10-6；钢中夹杂物呈球形，绝大多数尺寸在5μm以下，类型为Al2O3-SiO2-CaO-MgO系，部分夹杂物中含有少量MnO。

当顶渣中Al2O3含量一定时，随着顶渣中(CaO+MgO)/SiO2提高，T.O下降；夹杂物中MnO含量降低，CaO/Al2O3增加。

当顶渣CaO/SiO2一定时，随着渣中Al2O3含量的提高，T.O增加；夹杂物中Al2O3含量增加，CaO含量也相应增加，CaO/Al2O3变化不大，约在1，夹杂物中MgO含量和MgO/Al2O3下降。

随着钢中T.O含量的增加，夹杂物的数量呈上升的趋势；钢中出现大尺寸夹杂物的几率增加。

关键词：高强度低合金钢；顶渣；总氧含量；夹杂物1 前言钢中非金属夹杂物的存在是影响钢制品性能的重要因素，有时甚至是决定性的因素。

夹杂物对钢力学性能和工艺性能的影响，主要是降低材料的塑性、韧性、疲劳性能和耐腐蚀性能，尤其当夹杂物以不利的形状及分布特征存在时，对材料的机械性能影响更为严重。

钢中非金属夹杂物，如氧化物、硫化物等危害性能就在于都呈独立相存在，破坏了钢基体的均匀连续性，造成了应力集中，促进了疲劳裂纹的产生，并在一定条件下加速了裂纹的扩展，从而加速了疲劳破坏的过程，在加工过程中会产生裂纹，使成材率大大降低，产品质量下降[1]。

氧化物和硫化物夹杂对容器壁是最危险的，产生裂纹的临界尺寸是十分之几微米。

Al2O3-CaO基预熔精炼渣吸收Al2O3夹杂的动力学研究赵和明;王新华;谢兵
【期刊名称】《特殊钢》
【年(卷),期】2005(026)001
【摘要】通过改进的粘度测试装置,测试和研究了成分(%)为:4～10MgO,34～
39Al2O3,33～42CaO,3～9CaF2,8SiO2,1.3～8.7SrO精炼渣中Al2O3圆柱体旋转线速度对Al2O3夹杂熔解速度的影响和Al2O3在渣中的熔解速度常数.结果表明,降低精炼渣粘度和减少渣中初始Al2O3含量,有利于提高精炼渣吸收Al2O3的能力.
【总页数】3页(P21-23)
【作者】赵和明;王新华;谢兵
【作者单位】北京科技大学冶金与生态工程学院,北京,100083;北京科技大学冶金与生态工程学院,北京,100083;重庆大学材料科学与工程学院,重庆,400044
【正文语种】中文
【中图分类】TF7
【相关文献】
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2.高镁铝酸钙型预熔精炼渣配加合成渣以及Al对低碳钢深脱硫的研究 [J], 朱子江;李文平;雷泽龙;李晶晶;杜广巍;郭汉杰
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秀丽;王生进
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钢中的非金属夹杂物分类方法如何？来源何处2009-05-21 11:17 评论（0）浏览（289）一）分类方法很多，但常见的有以下四种：1．按来源分类，可分为两类：(1)内在的：包括在冶炼过程中所形成的化合物、脱氧时产生的脱氧产物、或在钢水凝固过程产生的化合物，当这些化合物来不及从钢水中彻底排出，而残存在钢中者，叫做内在的非金属夹杂物。

(2)外来的：包括从炉衬或包衬、或从汤道砖、中包绝热板、保护渣迸人钢水中的夹杂物（有人还将钢水二次氧化生成的夹杂物包括在内）。

一般说来外来夹杂物颗粒较人，在钢中比较集中，而内在夹杂物则一与此相反。

2．按化学成分分类，一般分三类。

(1)氧化物：如FeO, Si02 , Al2O3等，有时它们各自独立存在，有时形成尖晶石(如MnO.Al203）或固溶体 (如FeO和MnO)。

(2)硫化物：如FeS、MnS及(Fe. Mn) S的固溶体。

当加Al过多时可能以A12S3出现。

(3)氮化物：如TiN, ZrN 等3．按夹杂物的变形性能分类，当钢进行热加工时，例如：轧制时，夹杂物此时是否也变形，它对钢的性能有明显的影响。

为此，把夹杂物分为三类：(1)脆性：这类夹杂物完全没有塑性，在热加工时，尺寸和形状都没有变化，属于这一类的主要是A1203、Cr203等，‘它们属于高熔点的夹杂物。

(2)塑性：钢在加工变形时，夹杂物也能随之变形，形成条状，属于这类的有硫化物以及含SiO240--60％的铁、锰硅酸盐。

(3)球状（或点状）不变形：属于这类的有Si02 及SiO2 >70％的硅酸盐。

4．按尺寸大小分类，可分三类：(1)大型：尺寸> 100微米。

(2）中型：也叫显微型，尺寸1-100微米。

(3)小型：也叫超显微型，尺寸＜100微米。

（二）钢中非金属夹杂物主要来源于：1．钢中杂质氧化的产物、脱氧产物和钢在浇注与凝固过程中的反应产物、因溶解度下降的析出物；2．原材料带人的杂质；3．混人的炉渣或炉衬与浇注设备的耐火材料等。

《材科热处理原理》思考题第一章固态相变概论1. 金属固态相变的主要类型有哪些？2. 热力学主要的状态函数与状态变数之间的关系如何？3. 金属固态相变按（1）相变前后热力学函数、（2）原子迁移情况、（3）相变方式分为哪几类？4. 金属固态相变有哪些特点？5. 固态相变的驱动力和阻力包括什么？加以说明。

6. 固态相变的过程中形核和长大的方式是什么？加以说明。

7. 何谓热处理？热处理的目的是什么？热处理在机械加工过程中作用有那些？热处理与合金相图有何关系？8. 金属固态相变主要有哪些变化？9. 说明下列符号的物理意义及加热速度和冷却速度对他们的影响？Ａc1、Ａr1、Ａc3、Ａr3、Ａccm、Ａrcm10. 一些概念：固态相变、热处理、平衡转变、不平衡转变、同素异构转变、多形性转变、共析转变、包析转变、平衡脱溶沉淀、调幅分解、有序化转变、伪共析转变、马氏体转变、贝氏体转变、块状转变、不平衡脱溶沉淀、一级相变、二级相变、扩散型相变、非扩散型相变、半扩散型相变、共格界面、半共格界面、非共格界面、惯习面、位向关系、应变能、界面能、过渡相、均匀形核、非均匀形核、晶界形核、位错形核、空位形核、界面过程、传质过程、协同型方式长大、非协同型方式长大、切变机制、台阶机制第二章钢中奥氏体的形成1. 奥氏体(A)的晶体结构，组织形态与性能有什么特点？2. 奥氏体形成的热力学条件是什么？共析钢的珠光体（平衡态组织）向奥氏体转变属于何种转变？试说明珠光体向奥氏体转变过程。

3. 钢在实际热处理加热和冷却过程时的临界点为什么偏离相图上的临界点？实际的临界点如何表示？实际的临界点与加热和冷却速度有什么关系？4. 试以碳扩散的观点说明奥氏体长大机理。

（奥氏体的形成包括哪几个过程？为什么说奥氏体形成是以C 扩散为基础并受碳扩散控制的？）5. 说明奥氏体形成时铁素体先消失的原因。

6. 非共析钢的奥氏体的形成与共析钢的奥氏体的形成有哪些异同？7. 共析碳钢奥氏体等温形成动力学（TTA图）有什么特点？非共析钢和共析碳钢奥氏体等温形成动力学图有什么异同？8. 影响奥氏体等温形成的形核率的因素有哪些？如何计算A线长大速度？影响奥氏体转变速度的因素有哪些？如何影响？（奥氏体等温形成动力学（形核与长大）的经验公式）（为什么温度升高，奥氏体转变速度加快？）（合金元素对奥氏体的形成速度有什么影响？）9. 合金钢的奥氏体形成动力学有什么特点？10. 连续加热时奥氏体形成动力学有什么特点？试以连续加热时奥氏体的形成动力学曲线，说明奥氏体形成时临界点的变化。

稀土处理钢中夹杂物特征及其对点蚀萌生与扩展的影响机理研究随着海洋经济的高速发展,高强韧性低合金钢在海洋工程结构中的应用越来越广泛,低合金钢的耐点蚀性能急需进一步提高。

本研究采用稀土处理来改性钢中夹杂物并微合金化,以降低夹杂物的点蚀敏感性,提高钢基体的耐腐蚀性能。

在高频感应炉中冶炼了四组不同精炼工艺（Al脱氧、3组Al脱氧+Re处理）的试验钢,对轧制态钢中夹杂物特征及稀土夹杂物的析出行为进行了初步研究,探讨了试验钢在3.5%NaCl溶液中的抗点蚀性能差异及腐蚀行为,从微观层面分析了不同类型夹杂物（硫化物夹杂,氧化物夹杂）诱发点蚀的机理,从宏观层面探究了不同稀土含量的试验钢在模拟海水溶液中表面锈层的成分、形貌、均匀性及致密性。

其主要结论如下:（1）稀土加入量不同,钢中夹杂物类型及硫化物析出行为不同,未加稀土的Al脱氧1^#钢中主要为Al₂O₃+Mn S夹杂;加入稀土后,2^#钢（0.011%Ce）中主要为CeAlO₃+Ce₂O₂S+Mn S夹杂;3^#钢（0.015%Ce）中夹杂物类型与2^#钢相似,但未发现单独析出的MnS夹杂;当稀土加入量为0.02%时氧化物中Al元素逐步被Ce取代,4^#钢中夹杂物以Ce₂O₃+CeAlO₃+Ce₂O<sub>2</ sub>S为主。

第23卷第8期2011年8月钢铁研究学报Jour nal of Ir on and Steel ResearchV ol 123,No 18A ug ust 2011作者简介:夏文勇(1972)),男,博士生,教授级高工; E -mail:ken2003@; 收稿日期:2010-11-29铝、钛复合脱氧钢凝固过程中氧化物的析出行为夏文勇1,2, 王一成1, 王明林1, 仇圣桃1(1.钢铁研究总院连铸技术国家工程研究中心,北京100081; 2.新余钢铁集团有限公司,江西新余336501)摘 要:促进细小弥散氧化物粒子的析出是提高焊接热影响区韧性的有效手段。

通过A-l T-i O 热力学计算,从理论上分析了铝、钛复合脱氧凝固过程中氧化物的析出规律,提出了T i 2O 3在凝固前沿形成的热力学条件。

试验结果表明,重点对铝、钛加入量和过程氧活度进行控制,可以得到细小的T i 2O 3及其复合析出物粒子。

对析出物的形貌、尺寸和分布进行了统计分析。

关键词:氧化物;氧活度;析出物文献标志码:A 文章编号:1001-0963(2011)08-0011-05Behavior of Oxide Precipitation in Solidification Process forAlumium -Titanium Deoxidized SteelsXIA Wen -y ong 1,2, WANG Y-i cheng 1, WANG Ming -lin 1, QIU Sheng -tao 1(1.Eng ineering and Resea rch Center fo r Continuous Casting T echnolog y,Centr al Ir on and Steel Research Institute,Beijing 100081,China; 2.Xiny u Iron and Steel Co Lt d,Xinyu 336501,Jiangx i,China)Abstract:T o pro mote the pr ecipitatio n o f the dispersed o xide particles is an effective means fo r impr oving the heat afect zo ne toughness.By thermo dy namic calculat ion of A-l T -i O sy stem,the behavio r of the ox ide pr ecipitatio n dur ing solidificatio n in A l,T i co mplex deo xidized steel w as analy zed theor etically and the o ptimum processing con -dition for fo rming T i 2O 3nuclei w as put fo rw ard at the beg inning o f so lidificat ion.T he results show that small par -ticles o f T i 2O 3and co mplex pr ecipitates can be pr ecipitated by str ict contro l the content of A l,T i and the ox yg en activ ity.T he mor pho log y,size and dist ribution of pr ecipitates w ere statist ically analy zed.Key words:ox ide;o xy gen activity;pr ecipitate大线能量焊接用钢制造技术是钢铁行业高性能中厚板生产的重要技术,是衡量一个国家钢铁制造能力与水平的重要标志之一。