为了更好地控制高钛钢在连铸生产过程中的钢-渣界面反应,利用电磁感应炉对w([Ti])为0.05％～1.91％的3个级别高钛钢和传统的CaO-SiO2系保护渣进行钢-渣界面反应试验,进而系统地分析了不同Ti含量对钢-渣界面反应的影响规律.基于双膜理论,考虑组元的质量传输,进而判断钢-渣界面反应的限制性环节,并结合质量守恒定律、化学平衡方程构建钢渣界面反应动力学模型,揭示钢渣界面反应机理,对钢渣界面反应程度进行预测.研究结果表明,钢中w([Ti])为0.05％时,钢渣界面反应较为微弱.w([Ti])为0.20％、反应达到平衡时,钢中w([Ti])从0.20％降低到0.01％,保护渣中w((SiO2))从31.8％降低到29.1％,且反应达到平衡所需时间为600 s;当w([Ti])增加到1.91％、反应达到平衡时,钢中w([Ti])从1.91％降低到0.05％,保护渣中w((SiO2))从31.77％降低到16.98％,且反应达到平衡所需时间为900 s.这说明钢中w([Ti])的增加明显加剧钢-渣界面反应程度,且延长反应达到平衡时所需时间.钢中Ti、Si以及保护渣中TiO2、SiO2的质量传输均对lnω([Ti])t/ω([Ti])0与t的斜率有一定影响,说明4者的质量传输均为钢渣界面反应的限制性环节,且Ti的质量传输对钢渣界面反应程度的影响最为显著.将动力学模型的计算值与试验测定值对比发现,两者的变化趋势较为一致,说明该模型能够较好地预测钢渣界面反应程度,进而为高钛钢和保护渣的钢渣界面反应提供理论指导.

高钛钢;保护渣;钢-渣界面反应;动力学模型;双膜理论

朴占龙;王杏娟;张彩军;朱立光;李少英;王博

华北理工大学冶金与能源学院,河北唐山063210;河北省高品质钢连铸技术创新中心,河北唐山063009;河北科技大学材料科学与工程学院,河北石家庄050018;北京科技大学冶金与生态工程学院,北京100083

钢铁

[1]朴占龙;王杏娟;张彩军;朱立光;李少英;王博-.高钛钢连铸结晶器内钢-渣界面反应行为)[J].钢铁,2022(03):61-70

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