钢液真空处理过程中Mn挥发动力学研究

作者：何瑞翔; 张翔; 马**; 陈子宏; 郑顶立; 杜天雨

来源：武汉科技大学学报, 2024, 47(02): 81-86.

DOI：10.3969/j.issn.1674-3644.2024.02.001

• 真空处理
• 钢液
• Mn
• 挥发
• 熔炼温度
• 气相压强
• 传质系数
• 动力学

Mn作为提高钢材强度的主要元素之一，在钢液真空处理过程中的挥发会对钢材成分及质量控制产生不利影响，因此，明确钢液中Mn的挥发机理，并据此精确调控钢液中Mn含量，对于保证钢材质量显得尤为重要。本研究针对X80管线钢的真空精炼处理过程，分析了气相压强和熔炼温度对钢液中Mn挥发行为的影响。结果表明：随着熔炼温度的升高和气相压强的降低，钢液中Mn挥发速率明显加快；在熔炼温度1 903 K、气相压强19 Pa、处理时间40 min条件下，Mn挥发率高达92.26%。在熔炼温度1 823～1 973 K、气相压强19～670 Pa条件下，Mn挥发遵循一级反应规律，其表观挥发速率常数在（0.41～26.56）×10-5 m/s范围内；在气相压强19～670 Pa、熔炼温度1 903 K的条件下，Mn挥发主要受气相传质的限制；在气相压强226 Pa、熔炼温度1 823～1 973 K的条件下，Mn挥发的表观活化能达到120.20 kJ/mol,限制性环节为气-液界面反应；本研究条件下，液相传质对Mn挥发速率的影响较小。

• 单位
  武汉科技大学