通过高温激光共聚焦显微镜研究CaO–Al₂O₃–SiO₂型炼钢渣中钙铝酸盐夹杂物的溶解动力学

采用高温激光共聚焦显微镜研究了CaO▪2Al₂O₃(CA₂)颗粒在合成CaO–Al₂O₃–SiO₂炼钢渣体系中的溶解动力学。研究了温度（即1500、1550和1600℃）及渣料成分对CA₂颗粒溶解时间的影响，以及颗粒在溶解过程中投影面积随时间的变化情况。结果表明，通过提高温度或降低渣料粘度均可提升溶解速率。此外，在1600℃条件下，CaO/Al₂O₃(C/A)比值越高，CA₂颗粒的溶解速率越快。热力学计算表明，在C/A比为3.8的渣料中，当温度为1550℃时，溶解产物（即黄长石）会在CA₂颗粒表面形成。对淬火样品进行扫描电子显微镜结合能谱分析证实了，C/A比为1.8和3.8的渣料中CA₂颗粒的溶解路径及其表面形成的黄长石结构。该层状结构的形成被确认为阻碍CA₂颗粒溶解的障碍因素。本研究为清洁钢生产过程中设计或选择顶部渣料成分提供了重要参考，尤其适用于二次精炼阶段的钙处理工艺。

图1展示了CA₂颗粒在不同溶解时间及等效粒径下的溶解过程图像序列：a为1500℃、1550℃和1600℃条件下渣料C/A_1中的溶解过程；b为1550℃下不同粘度渣料中的溶解过程；c为1600℃下不同碳氮比渣料中的溶解过程。

图2 1550℃下，颗粒在C/A_1熔渣溶解过程中的解离情况。a 846s；b 876s；c 897s；d 917s

参考文献：