钢液吸氮的热力学和动力学分析

本文全面地阐述了钢液吸氮的热力学和动力学分析。文中指出,在高温下钢液溶入氮能在常温中存留下来;合金元素对氮溶解度是视其具体成份、含量的综合作用而定;高温或室温下钢中含氮量受动力学条件的影响,改变动力学条件,可使钢液增氮,也可使钢液脱氮;吸氮反应可以是一级、二级或混合型,要视其条件而定。     

表面活性元素影响钢液脱氮动力学

在４０ｋｇ真空感应炉上进行表面活性元素（氧、硫）影响钢液脱氮动力学的研究，实验采用真空碳脱氧工艺，研究在不同的硫含量条件下，钢中脱氧和脱氮的相互关系。研究结果表明：（１）当钢中硫含量较低时，脱氮速率很快，随着硫含量的逐步增加，脱氮速率相应降低。（２）钢中硫含量较低时，脱氮速率快于脱氧速率；而当硫含量较高时，脱氧速率大于脱氮速率。（３）真空碳脱氧过程中，脱碳、脱氧速率与硫含量关系不大。     

钢液温度和硫含量对脱氮动力学了影响

在LECO436氧氮分析仪上研究了1600~2813℃温度范围内钢液脱氮动力学。结果表明:温度低时,脱氮受液相边界层传质及界面化学反应混合控制,温度高时,脱氮受液相边界层传质过程控制。在2250℃以下,温度对k₁'的影响服从Arrhenius公式。硫对脱氮的阻碍作用随着温度的升高而降低,在温度2250℃以上,硫的表面活性作用消失。     

熔渣下钢液真空脱氮动力学

在真空或真空低吹氩条件下,研究了CaO-BaO-Al₂O₃-TiO₂,CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂-CaF₂渣对钢液脱氮的影响。结果表明,熔渣降低真空脱氮速率,底吹氩能减少熔渣对真空脱氮的阻力。     

钢液真空脱氮动力学研究

研究了真空度对钢液脱氮动力学的影响。结果表明,真空度为６７Ｐａ及１１０Ｐａ进,脱氮的限制性环节为氮在钢液液相边界层中的传质,真空度为２０００Ｐａ时,脱氮的限制性环节为氮在气液界面的化学反应。真空下的碳氧反应对脱氧效果有明显的影响,当有碳氧反应时,钢液脱氮速度常数增大,同时钢液内生或外来固态粒会作为气泡形核核心,加速脱氮过程。     

炉衬产生的氧对真空钢液脱氮的动力学影响

采用 99.99%氧化镁砂捣打炉衬的 2 0kg真空感应炉 ,研究了超低碳钢熔炼时炉衬产生的氧对真空钢液脱氮的影响。试验结果表明 :钢液中氧含量在 1 2 0× 1 0 - 6 时 ,脱氮的限制性环节是界面化学反应 ;随炉衬中氧的逸出 ,当钢液中氧含量在 5 1 0×1 0 - 6 时 ,真空钢液脱氮处于界面化学反应和液相边界层扩散控制的边缘区域 ,脱氮速率降低     

溶解氧对钢液吸氮影响的研究

研究了经脱氧与不经脱氧钢液在裸露底吹氮条件下钢液吸氮情况。结果表明，底吹氮条件下，经脱氧钢液氮含量迅速增加，而不经脱氧钢液氮含量基本不变。     

表面活性元素影响钢液吸氮机理的研究

针对表面活性元素影响钢液吸氮机理进行了研究，并提出了“表面结构模型”。结合Ｆｅ－Ｓ合金熔体，该模型认为：表面活性元素硫在表面富集，其表面层除了有Ｓ、Ｆｅ原子以外，还有ＦｅＳ、ＦｅＳ２分子存在。结合有关表面活性元素影响钢液吸氮热态实验结果进行了讨论，研究说明了氧、硫对钢液吸氮有大的阻碍作用。     

熔渣下钢液真空吹气脱氮动力学模型

在多功能真空感应炉中进行熔渣下钢液真空吹气脱氮的实验研究基础上，根据氮在钢－渣和渣－气间的化学反应及传质边界层理论，建立了脱氮动力学模型，给出了钢液脱氮的理论计算公式，理论计算的脱氮率与ＬＦＶ炉生产实际脱氮率结果基本相同。     

真空下钢液脱氮工艺研究

在４０ｋｇ真空感应炉上进行了真空下钢液脱氮工艺的实验研究。实验考察了真空下碳氧反应工艺、表面活性元素控制和脱氮渣系等因素对钢液脱氮动力学的影响。研究结果表明：（１）真空下强烈的碳氧反应能有效地脱除钢中的氮;（２）当钢中硫含量较低时,脱氮速率很快,随着硫含量的逐步增加,脱氮速率相应降低;（３）５０％ＳｉＯ２－４０％Ｂ２Ｏ３－１０％ＴｉＯ２渣系有明显的脱氮效果。     

现代电弧炉流程钢液氮控制的试验研究

通过生产试验研究了电弧炉冶炼过程、LF精炼过程及连铸过程钢液氮的控制。研究表明，电弧炉冶炼过程主要是电弧区增氮，LF过程及连铸过程钢液增氮主要是钢液与大气接触，LF供电制度也对钢液吸氮有影响。     

钙基中性渣及氧化性渣覆盖时氮在钢液和气相间的传质

研究了１６００℃渣层覆盖条件下气相中不同氮分压时，钢液中氮含量的变化，结果表明，钙基中性渣及氧化性渣可作为绝缘层有效地防止氮在钢液和气相间的传质。     

氧气瓶钢冶炼过程氮含量控制

针对气瓶钢氮含量偏高,波动大,控制困难的问题,对炼钢工序全流程钢水中氮含量展开了调查.调查结果表明,转炉终点钢液氮含量偏高,增氮主要环节为转炉出钢过程和RH精炼结束到中包开浇.针对调查结果,提出了转炉低氮钢冶炼技术、出钢过程脱氧工艺优化及连铸保护浇注等技术措施,有效的降低了转炉终点氮含量,出钢增氮和浇注过程增氮也得到了有效的控制,使成品钢水中氮含量稳定控制在50×10-6以内,减小了氮对成品钢材性能的影响.     

氮在钢中的作用及控制

分析研究了钢在生产过程中氮的行为及控制,讨论了其形成机制对钢材性能的影响,提出了控制措施。     

钢中氮含量控制的研究及探讨

调查了攀钢不同系列连铸钢种在各工序过程氮含量的变化趋势和增氮影响因素,指出连铸坯氮含量偏高的主要原因在于转炉出钢及连铸浇注过程增氮较多,并提出了降低钢水及连铸坯氮含量的控制措施和方向。     

邯钢降低铁水消耗实现吨铁吨钢的生产实践

介绍了邯钢降低转炉炼钢钢铁料消耗的生产实践。     

用CS—444LS碳硫测定仪分析超纯铁高纯钢和脱硫硅钢中的硫

应用美国力可公司的ＣＳ－４４４ＬＳ碳硫测定仪，对超纯铁，高纯钢和脱硫硅钢中的硫以捕集方式与常规方式进行了分析，结果表明，有和捕集方式的分析结果比较准确。