转炉炼钢操作与控制 知识点1：炼钢的基本任务 3-炼钢基础理论 - 钢液的性质.ppt

S、O是表面活性剂 * 炼钢基础理论 韩立浩 炼钢基础理论 1、钢的密度 单位体积钢液所具有的质量，常用符号ρ表示，单位通常用kg/m3。影响钢液密度的因素主要有温度和钢液的化学成分。 总的来讲，温度升高，钢液密度降低，原因在于原子间距增大。固体纯铁密度为7880kg/m3，1550℃时液态的密度为7040kg/m3，钢的变化与纯铁类似。 钢液的性质 钢液密度随温度的变化： ρ=8523-0.8358(T+273) 成分对钢液密度的影响： ρ1600℃=ρ01600℃-210[%C]-164[%Al]- 60[%Si]-550[%Cr]-7.5[%Mn] + 43[%W]+6[%Ni] 钢液的性质 ? [C] （%） 密度 1500℃ 1550℃ 1600℃ 1650℃ 1700℃ 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.60 7.46 6.98 7.06 7.14 7.14 6.97 6.86 6.78 6.72 6.67 7.04 6.96 7.01 7.06 7.05 6.89 6.78 6.70 6.64 6.57 7.03 6.95 6.97 7.01 7.01 6.84 6.73 6.65 6.61 6.54 7.00 6.89 6.93 6.98 6.97 6.80 6.67 6.59 6.55 6.52 6.93 6.81 6.81 6.82 6.83 6.70 6.57 6.50 6.47 6.43 铁碳熔体的密度（kg/m3） 钢液的性质 2、钢的熔点 指钢完全转变成均一液体状态时的温度，或是冷凝时开始析出固体的温度。 钢的熔点是确定冶炼和浇铸温度的重要参数，纯铁的熔点约为1538℃，当某元素溶入后，纯铁原子之间的作用力减弱，铁的熔点就降低。 钢液的性质 各元素使纯铁熔点的降低可表示为： Mi——溶质元素i的原子量； [%i]液——元素i在液态铁中的质量百分数； K——分配系数，而K=[%i]固/[%i]液，（1-K）则 称为偏析系数。 钢液的性质 计算钢的熔点经验式： T熔=1538-90[%C]-28[%P]-40[%S]-17[%Ti]- 6.2[%Si]-2.6[%Cu]-1.7[%Mn]-2.9[%Ni]- 5.1[%Al]-1.3[%V]-1.5[%Mo]-1.8[%Cr] -1.7[%Co]-1.0[%W]-1300[%H]-90[%N]- 100[%B]-65[%O]-5[%Cl]-14[%As] 钢液的性质 或 T熔=1538-78[%C]-7.6[%Si]-4.9[%Mn]- 34[%P]-30[%S]-5.0[%Cu]-3.1[%Ni]- 1.3[%Cr]-3.6[%Al]-2.0[%Mo]-2.0[%V] -18[%Ti] 钢液的性质 3、钢液的黏度 黏度是钢液的一个重要性质，它对冶炼温度参数的制定、元素的扩散、非金属夹杂物的上浮和气体的去除以及钢的凝固结晶都有很大影响。 黏度是指各种不同速度运动的液体各层之间所产生的内摩擦力。通常将内摩擦系数或黏度系数称为黏度。 钢液的性质 黏度表示形式 动力黏度，用符号μ表示；单位为Pa?s ； 运动黏度，常用符号ν表示，即： m2/s 钢液的黏度比正常熔渣的要小得多，1600℃时其值在0.002～0.003Pa?s; 纯铁液1600℃时黏度为0.0005Pa?s。 钢液的性质 影响钢液黏度因素主要是温度和成分。温度升高，黏度降低。钢液中的碳对黏度的影响非常大，这主要是因为碳含量使钢的密度和熔点发生变化，从而引起黏度的变化。 生产实践也表明，同一温度下，高碳钢的流动性比低碳钢钢液的好。因此，一般在冶炼低碳钢中，温度要控制得略高一些。碳含量对钢液黏度的影响见下图。 钢液的性质 温度高于液相线50℃时，碳含量对钢液黏度的影响 钢液的性质 当[%C]0.15时，黏度随着碳含量的增加而大幅度下降，主要原因是钢的密度随碳含量的增加而降低； 当0.15≤[%C]＜0.40时，黏度随碳含量的增加而增加，原因是此时钢液中同时存在δ-Fe和γ-Fe两种结构，密度是随碳含量的增加而增加，而且钢