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非金属夹杂物能影响钢的微观组织和结构特征,在生产高品质钢的过程中非金属夹杂物的控制是一个重要的课题。非金属夹杂物影响产品质量和钢铁生产的顺行,大量冶金工作者都对其去除、控制做了许多工作。随着氧化物冶金技术的发展,合理利用细小弥散的非金属夹杂物来获得高质量的钢铁产品。因此在钢水中如何控制夹杂物的数量、种类、尺寸、分布成为了关键。结合前人对钢中铝钛脱氧的实验研究,本文针对钢中铝钛脱氧后形成的夹杂物,讨论了铝、钛脱氧平衡曲线上翘的原因,并各推荐一组热力学数据;以Ti2O3和Ti3O5为研究对象,研究了钛脱氧后生成不同夹杂物的分界点;探讨了 Wagner和Darken两种形式之间的关联,运用已有的热力学数据讨论不同夹杂物的分界点,以及两种形式之间的转化问题;最后利用夹杂物形核长大模型对钢液中铝钛脱氧产物在不同条件下夹杂物的尺寸分布进行了研究,得出了如下结论:(1)铝脱氧的标准吉布斯自由能建议取Itoh的建议值,△ G θ(J·mol-1)=-867300+222.5T。Fe-Al-O三元系的相互作用系数建议取Itoh的建议值,eOO=0.76-1750/T,eOAl=1.90-5750/T,eAlO=3.21-9720/T,eAlAl<=80.5/T,rOAl=0.0033-25.0/T,rAlO=-107+275000/T,rO(Al,O)=-127.3-327300/T,rAl(O,Al)=-0.021-13.78/T。(2)当铝脱氧反应处于平衡时,随钢液中w[Al]增加,w[O]先减小后增加,但是a[o]单调减小,a[Al]单调增加。铝脱氧平衡曲线“上翘”的原因是一阶和二阶相互作用系数影响的结果,而二次相互作用系数会影响曲线上翘的程度。(3)当T=1873K,a[o]<0.219时,特别是在炼钢条件下,Fe-Ti-O三元系中优先生成钛氧化物。当钛脱氧反应处于平衡时,随钢液中w[Ti]增加,w[O]先减小后增加。(4)Fe-Ti-O三元系中钛脱氧推荐使用的平衡常数值为,logKTi3O5=-68280/T+19.95,logKTi2O3=-42940/T+12.94。Fe-Ti-O三元系的相互作用系数建议取Cha的建议值,eOO=0.76-1750/T,eOTi=0.0344-710/T,eTiO=2.994 eoTi-0.00867,eTiTi=212/T-0.0640。(5)利用Wagner形式求解出来的Ti2O3与Ti3O5的分界点w[Ti]%为0.358。利用Darken的二次形式求解出来的Ti2O3与Ti3O5的分界点w[Ti]%为0.526。(6)由于Darken的二次形式包含了二阶和高阶项,相比较而言,Darken的二次形式的计算精度会比Wagner形式计算出来的精度要好。Wagner形式表达式的参数可以与Darken的二次形式、Redlich-Kister多项式中的参数可以互相转换。(7)在不同搅拌条件下A1203与TiOx的尺寸分布呈对数正态分布:湍流耗散率越大,夹杂物尺寸分布曲线越瘦高。夹杂物与钢液的界面张力越大,曲线最大数量密度nmax增大,夹杂物峰值直径dpv减小。随着时间的不断增加,曲线最大数量密度nmax减小,夹杂物峰值直径dpv段增加。(8)钛的氧化物Ti2O3尺寸分布曲线位于Ti3O5曲线的左侧。