摘要
在钢液Al脱氧实验的基础上,从动力学的角度,分析了 Al脱氧机理.本研究的Al脱氧动力学考虑了界面性质的影响.Al脱氧机理包括,Al加入之后,Al2O3的形核和生长,以及脱氧平衡后,Al2O3夹杂的团聚和去除.Al2O3的形核数量密度为(0.72-1.62)×1014 m-3,随着过饱和程度的增加以及Al2O3核心与钢液界面张力的减小,形核数量密度增大.这些趋势可以用均相形核理论来解释.我们估算出,Al2O3形核的平均界面张力为1.43 N·m-1,频率因子为4.27×1035 m-3·s-1,形核时间为0.01 s,平均形核速率为1.96×1016m-3·s-1.加入Al后,在2.2-3.7 s内,通过钢液中过饱和[O]的扩散,Al2O3核心迅速生长为直径为2.0-2.6 μm的Al2O3夹杂物.在随后的脱氧平衡中,随着钢液中[O]浓度的增加,Al2O3夹杂物的生长速率增加,其生长机理可以用Ostwald成熟理论来解释.同时,Al2O3团簇夹杂物随着凝聚力的增大而增大,夹杂物的凝聚既包括单夹杂物的合并,也包括上浮过程中的簇状夹杂物的合并.