直接合金化冶炼含硼钢的动力学研究.docxVIP

Vol.35 No.10 Oct. 2014铸造技术FOUNDRY TECHNOLOGY·2339·直接合金化冶炼含硼钢的动力学研究赵定国，刘吉猛，王书桓(河北联合大学 冶金与能源学院，河北 唐山 063009)摘 要：对直接合金化冶炼含硼钢进行了动力学分析并从纯铁渗硼溶解和渣铁对流时氧化硼和碳反应两个过程建 立了动力学模型，得出求解纯铁熔解速率的方法，氧化硼还原率与炉渣直径、渣在金属液上浮停留时间的关系。 实验结 果表明，炉渣直径一定时，停留时间越长还原率越高；炉渣在铁液中停留时间一定时，炉渣直径越小还原率越高。关键词：直接合金化；氧化硼；碳；动力学；还原率中图分类号： TF19文献标识码：A文章编号：1000-8365(2014)10-2339-04Dynamics Research of Direct Alloying Smelting Boron SteelZHAO Dingguo, LIU Jimeng, WANG Shuhuan(School of Metallurgical Engineering, University of Hebei United, Tangshan 063009, Chnia)Abstract： The direct alloying melting of boron steel was analyzed from dynamics, the dynamical model was analyzed in the two processes of boron oxide and carbon reaction during boriding dissolving of pure iron and convicting of slag iron, and the method to solve melting rate of pure iron and the relationship between the reduction rate of boron oxide and the slag diameter and the residence time of the slag to float on the liquid were obtained. The experimental results show that, when the diameter of the slag is certain, the longer the residence time, the higher the reduction rate, and when the slag remains in the iron liquid for a certain time, the smaller the diameter of the slag, the higher the reduction rate.Key words： direct alloying; boron oxide; carbon; dynamics; reduction rate直接合金化炼钢实际上早在 20 世纪 20 年代， 国外就已经开始研究，并取得了巨大成就[1]。 在炼钢 过程中直接将矿物加入到钢液中发生还原反应，生 成的合金元素进入钢液而达到钢液合金化目的[2]。 矿物直接合金化炼钢， 省去了冶炼铁合金流程，降 低环境负荷，提高资源利用率，经济效益显著[3]。硼钢分低硼钢和高硼钢。 高硼钢是含硼量超过 0.1%以上的钢[4]，主要有高硬度和优良耐磨性的高 硼铸造耐磨合金钢，还有用于反应堆屏蔽防护工程 的屏蔽用高硼钢[5]。 一般冶炼含硼钢采用的是硼铁 合金，此方法浪费资源，污染严重，而氧化物直接合 金化炼钢法生产含硼钢是很有前途的，尤其是在冶 炼动力学方面，存在较多值得研究的地方。 本文对 直接合金化冶炼含硼钢进行了动力学分析并从 纯 铁渗硼溶解和渣铁对流时氧化硼和碳反应 两个过 程建立了动力学模型，得出求解纯铁熔解速率的方 法，氧化硼还原率与炉渣直径、渣在金属液上浮停 留时间的关系。1含硼钢的直接合金化动力学分析收稿日期: 2014-01-05基金项目:河北省自然科学基金资助项目(E2013209113) 作者简介: 赵定国(1981- )，河北石家庄人，博士. 研究方向：炼钢.电话E-mail：mailto:gyyzhao@163.comgyyzhao@163.com硼氧化物是一种较难还原的氧化物， 可