不锈钢液中非金属夹杂物成分的动力学计算

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1、锛苤昙／J大-了UDC1732664,密级学位论文不锈钢液中非金属夹杂物成分的动力学计算作者姓名：指导教师：游梅英姜周华教授李阳讲师东北大学材料与冶金学院钢铁冶金研究所申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：钢铁冶金论文提交日期：2009年6月论文答辩日期：2009年6月学位授予日期：答辩委员会主席：荔攫友评阅人：墚迕不才劾J臣喙渤髫劾丁受东北大学2009年6月》00S乏二f工ADissertationinFerrousMetallurgyDynamicsCalculationoftheComponentsofNon．．metallicIn

2、clusionsinStainhSteelMeltsnlessSteeleltsByYouMeiyingSupervisor：ProfessorJiangZhouhuaPrelectorLiYangNortheasternUniversityJune2009●一l’一h●o独创性声明本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢二血思0学位论文作

3、者签名：f孑；茅匆炱日期：矽矿．7．2-学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：

4、半年＼／一年一年半两年学位敝作者签名：铆柏炎导师签名：多坼签字日期：2-"≯7，z签字日期：≯一罗7名(东北大学硕士学位论文摘要不锈钢液中非金属夹杂物成分的动力学计算摘要近年来，国内外市场对不锈钢质量的要求在迅速提

5、高，为满足用户的需求及提高自身产品的竞争力，提高不锈钢连铸坯的洁净度已成为各生产企业的一个重要课题，不锈钢冶炼过程中以夹杂物控制为中心的高洁净化也越来越引起人们的重视。以非金属央杂物的热力学性质为理论依掘控制其类型及形态是主要研究方向，并已取得了一定进展。根据热力学计算，认为炉渣．钢液．夹杂物三者之间达到完全平衡，而在实际冶炼过程中，由于传输和动力学条件的制约，不可能完全满足炉渣与钢液、钢液与夹杂物之间元素迁移所需的足够时间，则不可能达到上述三者的完全平衡，非金属夹杂物在钢液中的成分也就不能完全等同于炉渣的成分。结合前人对夹杂物的热力学研究成果，

6、充分考虑到冶炼过程中的动力学条件，进行不锈钢液中非金属夹杂物成分的动力学计算具有重要的指导意义。本课题的目标是结合冶金热力学的平衡计算、运用冶金动力学的理论和研究方法，研究不锈钢液脱氧时夹杂物的动力学形成机制。本课题用相互作用系数法计算钢液组元的活度，用高阶亚正规溶液模型计算Si02一A1203一CaO．MgO渣系和MnO．Si02．A1203．CaO渣系组元的活度，并基于该溶液模型建立了钢液脱氧和氧化物夹杂控制的热力学模型，应用于不锈钢脱氧过程的渣．金平衡、钢液．氧化物夹杂平衡的计算，分析非金属夹杂物的动力学形成机制。本课题以计算机仿真为主要手

7、段，运用冶金热力学和动力学的理论和研究方法，对不锈钢脱氧过程进行分析，建立不同脱氧条件下夹杂物形成的动力学计算模型，应用VB编制了该模型的计算软件，模型计算结果如下：(1)对430铁素体不锈钢铝脱氧时镁铝尖晶石的动力学形成机制研究表明：金属相传质是渣中MgO还原的速率控制环节。Mg在钢液边界层的扩散为钢液一夹杂物反应的速率控制环节。而对整个系统来说，Mg在渣．金界面钢液边界层的扩散是夹杂物生成过程的速率控制环节。(2)为了减少MgO·A1203尖晶石的形成，应提高炉渣中Si02的含量，降低炉渣碱度；(3)铁素体不锈钢用铝脱氧时，最终可形成MgO浓

8、度达到饱和的镁铝尖晶石夹杂；(4)对316奥氏体不锈钢硅脱氧时硅酸盐类夹杂物的动力学形成机制的研究表明，钢液中si氧化和渣中MnO还原的反应速率控制环节为渣相的传质，而渣中A1203和CaO-IlI．东北大学硕士学位论文摘要还原的反应速率控制环节为金属相的传质。而对整个系统来说，渣．金反应是夹杂物(包括A1203、CaO)生成过程的速率控制环节；(5)奥氏体不锈钢用硅脱氧时，可认为最终夹杂物由CaO．Si02-A1203复合物组成，夹杂物内CaO含量可达45％，A1203为4％左右。关键词：不锈钢；非金属夹杂物：热力学模型；动力学模型．IV．东北

9、大学硕士学位论文DynamicsCalculaInclusAbstractInrecentyears，thedemandsfortheq