Fe-Mn-Al-C低密度钢与CaO-Al2O3基保护渣反应过程中夹杂物的演变机制及去除路径研究

来自冶金领域的研究人员针对低密度钢连铸过程中夹杂物控制难题，系统研究了Fe-Mn-Al-C钢与CaO-Al2O3基保护渣反应时夹杂物的演变规律。发现[Al]优先与(B2O3)反应，AlN夹杂通过自分解、生成BN或Si3N4三种路径去除，为开发新型保护渣提供了理论依据。

　　

在冶金界的"钢渣共舞"实验中，科学家们捕捉到Fe-Mn-Al-C低密度钢与CaO-Al₂O₃基保护渣反应的精彩瞬间。铝元素([Al])如同活跃的舞者，率先与保护渣中的三氧化二硼(B₂O₃)共舞，其次才与二氧化硅(SiO₂)互动。随着反应进行，[Al]的传质系数从33.86×10^?5 m/s降至9.47×10^?5 m/s，这源于保护渣性能恶化形成的"舞池屏障"。

显微镜下的微观世界揭示：氮化铝(AlN)是夹杂物舞台的主角，氧化氮化铝(AlON)担任配角。随时间推移，夹杂物数量密度从281.5 mm^?2降至176.8 mm^?2后又微升至193 mm^?2，而平均直径从1.81 μm增长到3.45 μm。氩气冷却的钢锭中，夹杂物更为密集(360 mm^?2)，平均直径2.75 μm。

最精彩的谢幕环节是AlN夹杂物的三种离场方式：①自我分解为[Al]和氮气(N₂)；②与B₂O₃反应生成氮化硼(BN)固体颗粒；③与SiO₂反应生成可溶于保护渣的Si₃N₄。这场微观尺度的"芭蕾表演"为开发新型保护渣提供了关键理论指导。