隨著各行各業(yè)對鋼材使用性能要求的不斷提高,稀土在鋼中的作用受到越來越廣泛的重視,因此,只有在掌握了稀土在鋼中的作用與機理的基礎(chǔ)上,才能更好的控制鋼的性能、優(yōu)化鋼的質(zhì)量。 稀土元素在鐵基溶液中的相平衡與熱力學性質(zhì)是鋼鐵研究、開發(fā)、應(yīng)用的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。80年代以前,很多研究者都用稀土等元素的總量來代替稀土在鋼中的溶解態(tài)含量和活度,因而所得的熱力學數(shù)據(jù)不夠準確,后來,一些研究者針對研究方法進行了改進和創(chuàng)新。但是這些研究的范圍、深度和結(jié)果都不盡相同,所以對這些有代表性的研究成果進行總結(jié)分析具有一定的研究意義。 本課題主要是在國內(nèi)外一些研究者的研究成果及參考一些國內(nèi)外文獻的基礎(chǔ)上,總結(jié)和分析有代表性的輕、重稀土元素(如鈰、釔、鑭、釹等)分別與重要非金屬元素(硫、氧、碳、氮)等的相互作用,及其在鋼鐵冶煉溫度范圍內(nèi)的一系列平衡規(guī)律和熱力學性質(zhì),說明稀土元素在鋼中的一些物理化學作用及其機理。重點對稀土元素在鋼中脫氧、脫硫、脫硫氧及與鋁復(fù)合脫氧的熱力學進行了總結(jié)分析,并針對脫氧、脫硫建立了熱力學分析模型,對不同稀土元素的脫氧率和脫硫率進行了計算和分析。 由脫氧、脫硫熱力學模型計算得出:Y、Nd和Ce的脫氧能力由強到弱的順序為:Ce＞Nd＞Y,Y、Ce和La的脫硫能力由強到弱的順序為:La＞Ce＞Y;并且分析了這些稀土元素的脫氧率、脫硫率隨鐵液中氧、硫初始濃度的變化趨勢和原因,計算和分析的結(jié)果與其他研究者通過實驗測得和熱力學計算的結(jié)果是相一致的。
【學位單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2009
【中圖分類】：TG142.13
【部分圖文】：

三元系相圖，但對稀土與硫生成的高熔點化合物的研究已經(jīng)十分深入。稀土很容易與硫化合，形成稀土硫化物。稀土金屬與硫蒸氣相互作用，可以生成REZs3、RE3S4和RES型硫化物(圖1.1)。，‘(原子)哄哄 lllllllllllllllllllllllllll平平 平l名趁二 二入 入入入入入 IIIII時湯湯 ...1.50’’)))二 二 仍 仍 一一一一一一，，一，0的.】 】 心臼臼朱 ;;;優(yōu) 優(yōu) 2220...‘ ‘ ‘己訟 訟卜卜 ---妙 妙 妙 lOOO卜卜 卜 喊 喊 喊二2城%%% lllll， 叮叮叮叮___’的 的 的 的 的 的山 山 山 洲、 、 、 、妙 妙 妙 助 助 助 助 1118。6%之 之 妙 妙 妙 妙 IIIII幻月， ， ， ， ...........和.淚妙圖1.1飾-健流二元系相圖已經(jīng)知道

有研究表明，在鐵液中稀土元素與鎂磚、粘土磚、高鈣鎂磚、高鋁磚、硅磚以及實驗室用剛玉、氧化錯、氧化鎂和氧化鈣等兒乎所有的氧化物耐火材料均有不同程度的作用。圖2.2是鐵液中放射性稀土元素與Zro:增禍，Mgo琳禍及Cao柑鍋作用不同時間后，鐵錠與柑禍縱(橫)剖面的自射照片135，37】。圖2.2鐵液中[’4’ee]與[’47Nd]與z心:柑禍，MgO增禍及eao封擴禍作用后的白射照片。(a)鐵液中’47Nd與z心:增禍作用4h的白射J獄片(橫斷面);(b)鐵液中’4，ee與Mgo增禍作用4.7h的白射照片(縱斷面);(c)鐵液中’47Nd與cao增禍作用6h的白射照片(縱斷面);圖2.3一2.6是鐵液中Ce與粘土磚增禍作用不同時間后，粘土磚增鍋與鐵錠的縱剖面自射照片。圖2.4一 2.5揭示了一個重要現(xiàn)象:即稀土元素與耐火材料的反l8

一般來說純鐵液和鐵一碳熔體中稀土元素隨時間的變化符合一級反應(yīng)規(guī)律。圖2.1為不同增禍內(nèi)鐵液中Ce變化的動力學曲線。圖中從，從與NS直線分別在鎂磚增禍內(nèi)的鐵液中加一批，加兩批，加三批Ce后，鐵液中Ce變化的動力學曲線�？梢钥闯�，加第二批或第三批Ce后，鐵液中Ce的降低速度與加第一批ce后的幾乎沒有什么差異。由此說明，鐵液中的稀土與耐火材料有明顯的作用ls6]。

【參考文獻】

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本文編號：2812379