真空熔炼过程中碱性炉衬与钢液的相互作用.pptVIP

* * 真空熔炼过程中碱性炉衬与钢液的相互作用 薛 正 良 (耐火材料与高温陶瓷国家级重点实验室培育基地) 2004年11月9日 报告内容 1. 前言 2. 碱性耐火材料的相对稳定性 3. 真空下耐火材料与钢液作用的热力学研究 4. 炉衬供氧条件下钢液的脱氧动力学 5. 来自炉衬的氧化物夹杂 6. 炉衬供氧时的熔池现象 7. 结论 1. 前 言 真空下炉衬耐火材料与钢液的作用： （1）造成合金元素的烧损，使钢液成分出格而报废； （2）钢液中活泼元素的氧化在钢液中产生大量氧化物夹杂，影响钢的加工（如锻造时开裂）和使用性能（疲劳性能下降）。 因此，研究真空熔炼条件下炉衬材料与钢液之间的相互作用，对熔炼工艺条件（真空度和熔炼温度）的制定及钢材质量的控制具有重要意义。 2. 碱性耐火材料的相对稳定性 CaO和MgO的相对稳定性 1300 1400 1500 1600 1700 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 MgO Lg PO2 温度 / ℃ CaO 3. 真空下耐火材料与钢液作用的热力学研究 炉衬分解 元素烧损，产生夹杂物 当[Al]和[Ti]为痕迹量时，真空下只发生碳脱氧反应： 炉衬分解出的氧进入钢液 MgO炉衬： CaO炉衬： （1）若钢中[O]实际[O]炉衬，炉衬不向钢液供氧 （2）若钢中[O]实际[O]炉衬，炉衬向钢液供氧 炉衬分解平衡时的钢液氧含量 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 [O]炉衬 / ppm 真空度 / Pa 氧化镁炉衬 氧化钙炉衬 1650℃ 1600℃ C=0.03% 钢液[C]对真空下炉衬稳定性的影响 4. 炉衬供氧条件下钢液的脱氧动力学 碳脱氧反应速率： 碳氧反应平衡时CO分压与钢液平衡氧含量关系 炉衬向钢液供氧速率： 钢中氧的净变化速率： 钢液中的氧含量随时间的变化： CaO炉衬供氧对超低氧钢液真空碳脱氧的影响 真空度为0.5Pa ，反应温度为1600℃ [O]炉衬=14.8×10-6 CaO炉衬供氧对超低氧钢液真空碳脱氧的影响 用镁砂炉衬真空感应熔炼钢液氧含量 用CaO炉衬真空感应熔炼钢液氧含量 5. 来自炉衬的氧化物夹杂 有机溶液中电解萃取夹杂物扫描电镜照片 T.O 4ppm N 3ppm 钢样电解萃取夹杂物 从试样中电解萃取出的CaO夹杂颗粒 从炉衬脱落的CaO烧结体 来自坩埚的 CaO夹杂颗粒 从炉衬脱落的 CaO-MgO夹杂 来自初炼炉渣的MgO-CaO-SiO2夹杂