8.2钢液的真空处理真空处理的作用去除溶解的挥发性组分、脱气、脱碳(脱氧)、脱硫和去除夹杂物的目的。8.2.1挥发性杂质的去除钢液中的有色金属,如Pb、Cu、As、Sn、Bi等在钢液进行真空熔炼或处理时,可通过挥发而除去一部分。挥发量取决于该元素的蒸气压和在铁液中的活度
8.2钢液的真空处理 去除溶解的挥发性组分、脱气、脱碳(脱 氧)、脱硫和去除夹杂物的目的。 8.2.1挥发性杂质的去除 钢液中的有色金属,如Pb 、Cu 、As 、Sn 、Bi 等在钢液进行真空熔炼或处理时,可通过挥发 而 除去一部分。挥发量取决于该元素的蒸气压和在 铁液中的活度。 真空处理的作用
8.2钢液的真空处理8.2.1挥发性杂质的去除8.2.1.1元素的挥发系数元素在真空下的挥发速率遵从朗格谬尔公式MBVB= CPBV2元RT式中:VB一挥发速率,量纲kg·m2.s-lc一朗格谬尔系数MB一挥发组分B的摩尔质量PB一挥发组分的蒸气压
8.2钢液的真空处理 8.2.1挥发性杂质的去除 8.2.1.1元素的挥发系数 元素在真空下的挥发速率遵从朗格谬尔公式: 式中: v B —挥发速率,量纲 −− 12 ⋅⋅ smkg c —朗格谬尔系数 M B —挥发组分 B的摩尔质量 —挥发组分的蒸气压 ' B p RT M cpv B BB 2 π ' =
8.2钢液的真空处理8.2.1挥发性杂质的去除8.2.1.1元素的挥发系数对于铁基二元系,挥发元素的挥发系数:1)高真空下元素挥发过程成为限制性环节时,挥发系数为:MeYBPα =MBFePFe式中:α为挥发系数Mre、Mp分别为合金元素和Fe的摩尔质量B、Fe分别为合金元素和Fe的活度系数PB、PFe分别为纯合金组分及Fe的蒸气压,Pa
对于铁基二元系,挥发元素的挥发系数: 1)高真空下元素挥发过程成为限制性环节时,挥 发系数为: 8.2钢液的真空处理 8.2.1挥发性杂质的去除 8.2.1.1元素的挥发系数 * * FeFe BB B Fe p p M M γ γ α ×= 式中:α为挥发系数 MFe 、 M B分别为合金元素和Fe的摩尔质量 γ B、γFe分别为合金元素和Fe的活度系数 分别为纯合金组分及Fe的蒸气压,Pa * p B * Fe 、 p
8.2钢液的真空处理8.2.1挥发性杂质的去除8.2.1.1元素的挥发系数2)挥发元素受熔体中扩散限制时,挥发系数为:ln(1 - @[B|/100)Q=In(1 - [Fe]/100)式中:w[BI为组分B的相对挥发量;w[Fe]为Fe的相对挥发量
8.2钢液的真空处理 8.2.1挥发性杂质的去除 8.2.1.1元素的挥发系数 )100/][1ln( )100/][1ln( Fe B ϖ ϖ α − − = 2)挥发元素受熔体中扩散限制时,挥发系数为: 式中:w[B]为组分B的相对挥发量; w[Fe]为Fe的相对挥发量
8.2钢液的真空处理8.2.1挥发性杂质的去除8.2.1.1元素的挥发系数w[B],w[Fe]可分别由下式计算:[B]Adα[B]β××t(积分式)AInβ×=×[B](微分式)Vα[B]Vdt××可[Fe](微分式) In ~[FelAdw[Fe]二xt(积分式)βre×兰BeaVα[Fe]dt式中:ββ、βEe分别为熔体中B和Fe的传质系数m·s-1数量级为10-4~10-5m·s-1
8.2钢液的真空处理 8.2.1挥发性杂质的去除 8.2.1.1元素的挥发系数 w[B], w[Fe]可分别由下式计算: ][ ][ B VA dtBd B ϖβ ϖ ××=− t VA BB β B ××= ϖϖ ][ ][ ln 0 ][ ][ Fe VA dtFed Fe ϖβ ϖ ××=− t VA Fe Fe β Fe ××= ϖϖ ][ ][ ln 0 (微分式) (积分式) (微分式) (积分式) 式中:βB、βFe分别为熔体中B和Fe的传质系数, 数量级为 −1 ⋅sm 4 15 10~10− −− ⋅sm