精炼渣与高锰高铝钢液的相互作用

为了研究精炼渣与高锰高铝钢液相互作用规律,以CaO-5%SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-8%MgO精炼渣与Fe-15Mn-10Al-0.7C高锰高铝钢液在1 600℃的渣金反应为研究对象,分别在渣金反应5、15、30、60和90 min时取钢样和渣样,通过钢液和渣成分变化进行了渣金反应动力学计算。结果表明:整个渣金反应过程中,钢液中[Al]和渣中SiO_(2)不断降低、渣中Al_(2)O_(3)不断增加;精炼渣与高锰高铝钢液反应前期限制性环节为[Al]在边界层的传质,反应后期渣成分发生改变、黏度升高以及渣中固相颗粒形成,使得SiO_(2)在渣中的传质条件恶化,SiO_(2)向反应界面的传质成为渣金反应的速率限制环节;精炼渣与高锰高铝钢反应分3个阶段:初期反应剧烈、中期渣金界面形成尖晶石层并阻碍渣金反应、后期反应趋于稳定。

锰原料对低合金TRIP钢中非金属夹杂物的影响

为了研究不同锰合金原料对TRIP钢洁净度的影响及锰合金中非金属夹杂物的遗传特性,采用SEM-EDS分别检测了电解锰、金属锰和中碳锰铁中非金属夹杂物的类型、形貌和尺寸,并通过高温试验和热力学计算系统探讨了采用3种锰原料进行合金化后TRIP钢中非金属夹杂物特征。结果表明,电解锰中夹杂物主要为MnC、MnC-MnO和MnO-MnS以及微量MnO,金属锰中夹杂物为球形的纯MnO、纯MnS和MnO-MnS复合夹杂,中碳锰铁中夹杂物主要为MnO-SiO_(3)和MnO-SiO_(3)-MnS复合夹杂,也发现微量MnC颗粒和残余元素富集相;冶炼过程先加入铝、硅后,钢中夹杂物为Al_(2)O_(3),未发现AlN和含硅夹杂物,而加入锰原料后,钢中夹杂物演变为单一Al_(2)O_(3)、MnS、AlN夹杂以及Al_(2)O_(3)-MnS和Al_(2)O_(3)-AlN复合夹杂;对TRIP钢而言,采用电解锰、金属锰和中碳锰铁进行合金化后,钢中非金属夹杂物类型差别不大;由于TRIP钢的高铝特性,锰合金中MnC和MnS夹杂物在钢液中分解,MnO和SiO_(3)夹杂物在冶炼过程中被铝还原为Al_(2)O_(3)夹杂,锰硅氧化物夹杂的演变路线为MnO/MnO-SiO_(3)→Al_(2)O_(3)→MnS/Al_(2)O_(3)-MnS。由于铝、氮、锰和硫在凝固前沿的偏析和富集,TRIP钢凝固过程中分别析出纯AlN夹杂和纯MnS夹杂,或以异质形核的形式生成Al_(2)O_(3)-MnS和Al_(2)O_(3)-AlN复合夹杂。此外,由于锰合金中含有一定氮元素且锰可增加钢液中氮的固溶度,添加锰原料会促进AlN夹杂的形成。

MgO与低密度钢液相互作用及其对夹杂物的影响

为了研究高锰高铝低密度钢液与耐火材料间的相互作用规律,以Fe-20Mn-10Al-C(20%Mn、10%Al)低密度钢液与MgO耐火材料棒在1 600℃时界面反应为研究对象,分别反应30和60min后对MgO耐火材料的微观结构以及钢中非金属夹杂物特征进行了观察。结果表明,反应后MgO耐火材料转变为3层结构,分别为致密的MgO·Al_(2)O_(3)尖晶石界面层,尖晶石颗粒、钙铝酸盐和MgO颗粒组成的过渡层以及MgO颗粒组成的原始层,且随着反应时间的增加,尖晶石界面层厚度增加;在高锰高铝低密度钢液与MgO耐火材料的相互作用下,钢中非金属夹杂物主要包括单一MgO·Al_(2)O_(3)夹杂、AlN夹杂、MgS夹杂和MgO·Al_(2)O_(3)-AlN、MgO·Al_(2)O_(3)-MgS等复合夹杂物。