不銹鋼液中非金屬夾雜物成分的動力學計算.pdf

1、近年來,國內(nèi)外市場對不銹鋼質(zhì)量的要求在迅速提高,為滿足用戶的需求及提高自身產(chǎn)品的競爭力,提高不銹鋼連鑄坯的潔凈度已成為各生產(chǎn)企業(yè)的一個重要課題,不銹鋼冶煉過程中以夾雜物控制為中心的高潔凈化也越來越引起人們的重視。
　　 以非金屬央雜物的熱力學性質(zhì)為理論依據(jù)控制其類型及形態(tài)是主要研究方向,并已取得了一定進展。根據(jù)熱力學計算,認為爐渣-鋼液-夾雜物三者之間達到完全平衡,而在實際冶煉過程中,由于傳輸和動力學條件的制約,不可能完全滿足爐

2、渣與鋼液、鋼液與夾雜物之間元素遷移所需的足夠時間,則不可能達到上述三者的完全平衡,非金屬夾雜物在鋼液中的成分也就不能完全等同于爐渣的成分。結(jié)合前人對夾雜物的熱力學研究成果,充分考慮到冶煉過程中的動力學條件,進行不銹鋼液中非金屬夾雜物成分的動力學計算具有重要的指導意義。
　　 本課題的目標是結(jié)合冶金熱力學的平衡計算、運用冶金動力學的理論和研究方法,研究不銹鋼液脫氧時夾雜物的動力學形成機制。本課題用相互作用系數(shù)法計算鋼液組元的活度,

3、用高階亞正規(guī)溶液模型計算SiO2-Al2O3-CaO-MgO渣系和MnO-SiP2-Al2O3-CaO渣系組元的活度,并基于該溶液模型建立了鋼液脫氧和氧化物夾雜控制的熱力學模型,應用于不銹鋼脫氧過程的渣-金平衡、鋼液-氧化物夾雜平衡的計算,分析非金屬夾雜物的動力學形成機制。
　　 本課題以計算機仿真為主要手段,運用冶金熱力學和動力學的理論和研究方法,對不銹鋼脫氧過程進行分析,建立不同脫氧條件下夾雜物形成的動力學計算模型,應用VB

4、編制了該模型的計算軟件,模型計算結(jié)果如下:
　　 (1)對430鐵素體不銹鋼鋁脫氧時鎂鋁尖晶石的動力學形成機制研究表明:金屬相傳質(zhì)是渣中MgO還原的速率控制環(huán)節(jié)。Mg在鋼液邊界層的擴散為鋼液-夾雜物反應的速率控制環(huán)節(jié)。而對整個系統(tǒng)來說,Mg在渣.金界面鋼液邊界層的擴散是夾雜物生成過程的速率控制環(huán)節(jié)。
　　 (2)為了減少MgO-Al2O3尖晶石的形成,應提高爐渣中SiO2的含量,降低爐渣堿度;
　　 (3)鐵素體

5、不銹鋼用鋁脫氧時,最終可形成MgO濃度達到飽和的鎂鋁尖晶石夾雜;
　　 (4)對316奧氏體不銹鋼硅脫氧時硅酸鹽類夾雜物的動力學形成機制的研究表明,鋼液中Si氧化和渣中MnO還原的反應速率控制環(huán)節(jié)為渣相的傳質(zhì),而渣中Al2O3和CaO還原的反應速率控制環(huán)節(jié)為金屬相的傳質(zhì)。而對整個系統(tǒng)來說,渣-金反應是夾雜物(包括Al2O3、CaO)生成過程的速率控制環(huán)節(jié);
　　 (5)奧氏體不銹鋼用硅脫氧時,可認為最終夾雜物由CaO-S