平东平,胡晓军,张亚召,周国治

(北京科技大学 钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京 100083)

氮在钢中有正反两面的作用，对钢材性能影响很大.大气中氮广泛存在，极易在冶炼过程中进入铁液和钢液中[1]；钢渣具有隔离空气同时进行脱氮的作用，且氮在渣中的溶解度较低.这些因素导致钢中的氮易吸难除.

为了较为精确且高效地控制钢中的氮含量，对氮在钢液和熔渣表面的溶解动力学进行研究很有必要.传统的实验方法具有一定的局限性，不能排除液相和气相扩散的影响.运用新的同位素气体交换技术，氮在钢液和熔渣界面的吸附和脱附动力学可以在平衡状态下进行，从而消除液相传质影响.

目前，采用14N-15N同位素交换技术对氮溶解动力学进行研究的主要是美国和日本的研究人员.美国卡内基梅隆大学和宾夕法尼亚大学的研究人员Byrne、Glaws和Fruehan等最早将该技术引入冶金反应动力学的研究[2-4].随后，日本东京大学和大阪大学的研究人员Sano、Morita和Ono等运用该技术对元素对氮溶解速率的影响进行了重点研究，探讨了元素的影响机理[5-15].近来，韩国的研究人员Han和Min等也对此进行了一些跟进研究[16-17].在国内，胡晓年[18]等组成的课题组最早将同位素气体交换技术引入该领域，在利用碳和氧同位素气体交换技术对冶金反应动力学进行了大量研究的基础上[19-22]，近期开始运用14N-15N同位素交换技术研究钢液和熔渣表面的吸、放氮反应动力学.文中即对14N-15N同位素……