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申请/专利权人：北方工业大学;北京科技大学

摘要：本发明提供一种定铝脱氧钙处理钢中卷渣夹杂物的方法，本发明属于冶金技术领域。本发明提出了一个动力学模型，并进一步依据卷渣类夹杂物的成分转变过程，提出标准，用于判断什么样成分的夹杂物是卷渣类夹杂物。本发明可以明确钢中夹杂物是否是卷渣，探明夹杂物的来源，进一步的为工业生产控制该类夹杂物提供明确的方向，采取相应的工业措施去调节钢冶炼过程的工艺，控制卷渣的发生，减少钢中卷渣类夹杂物的数量，提高工艺水平和钢铁产品质量。

主权项：1.一种定铝脱氧钙处理钢中卷渣夹杂物的方法，其特征在于，具体包括以下过程：精炼渣夹杂物的初始成分与精炼渣成分相同，包括CaO、Al2O3、SiO2、MnO、MgO、CaS和添加的示踪剂La2O3，反应式见式1；[M]+n[O]＝MOn1设卷渣夹杂物呈液态，并以球形存在于钢液中；在反应过程中，卷渣的直径保持不变；对于公式1所示的反应，吉布斯自由能变化是根据公式2计算得出： 其中，是标准吉布斯自由能变化，Jmol；R是气体常数，Jmol-K；T是温度，K；a是活度；上标*代表"界面"；aM＝fM·[M]3 其中，fM是成分M的活度系数；[M]是钢液中成分的质量分数，％；e是一阶活度相互作用系数；r是二阶活度相互作用系数；利用离子和分子共存理论IMCT计算夹杂物中成分的活度；精炼渣中的CaS被认为是离子，而La2O3是分子： 其中，nMOn是成分的摩尔量，mol；nt是系统中所有成分的摩尔总量，包括由简单化合物生成的复杂化合物，mol；钢铁和夹杂物中成分的质量转移通量计算如下： 其中，JM和JMOn分别为钢液和夹杂物中成分的传质通量，molm2·s；ρst和ρinc分别为钢液和夹杂物的密度，kgm3；kM和kMOn分别为钢液中元素M和夹杂物中MOn的传质系数，ms；M为分子量，kgmol；上标b代表"体积"；钢液中M组分和夹杂物中MOn组分的传质通量之和是守恒的，如式10所示： 阳离子和阴离子的总通量相等，以保持电中性环境，如公式11所示； 其中，nM是M的带电数；结合公式2、10和11，得到界面内各成分的浓度；然后，利用公式12计算在一个时间步长内夹杂物成分的变化： 其中，Aint是界面的面积，m2；Vinc是夹杂物的体积，m3；传质系数与夹杂物和钢液之间的相对速度有关，如公式13和公式14所示；夹杂物一侧的传质系数假定为钢液中传质系数的0.1； 其中，uslip是钢与夹杂物之间的相对速度，ms；dinc是夹杂物的直径，m；g是重力加速度，ms2；μst是钢的粘度，Pa-s；DM是M在钢中的扩散率，ms。

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