發(fā)布時間：2021-10-31 01:01

　　Fe-Si-B非晶母合金生產(chǎn)過程中,采用LF爐精煉,主要進行低熔點精煉渣系的設(shè)計及精煉渣冶金特性分析,為提高非晶母合金的冶煉質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。在CaO-SiO2-Al2O3基礎(chǔ)渣系中添加B2O3,有利于精煉渣熔化溫度的降低。Fe-Si-B非晶母合金的熔點約為1250℃,針對CaO-SiO2-Al2O3基礎(chǔ)渣系,設(shè)計了添加不同含量B2O3的低熔點精煉渣。通過使用FactSage7.2軟件模擬計算,研究了 CaO-SiO2-Al2O3-B2O3四元精煉渣系相圖,B2O3比例從7%到19%變化時,相圖中的低熔點區(qū)域面積比由5%增大至46%;從CaO-SiO2-Al2O3-B2O3四元相圖中設(shè)計并確定了不同B2O3含量下10組成分,選取了所需非晶母合金精煉渣成分配比;綜合考慮軟件模擬獲得的精煉渣熔點和粘度,所選擇的10組精煉渣中,B2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在13～16%時,熔點為1100～1200℃,粘度為1.5 Pa·s,對非晶母合金冶煉較合適。采用半球點溫度儀和熔體物性綜合測定儀開展實驗,對精煉渣熔點、粘度等冶金特性進行了測定與分析。由精煉渣熔點實驗研究可知,B2O3的加入可大大降低精煉渣的熔點。與... 

【文章來源】：華北理工大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

熔化溫度定義示意圖

華北理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-10-1.3非晶母合金精煉渣的研究1.3.1非晶母合金精煉渣的性能為降低鋼中氧、硫含量，精煉采用適宜堿度的精煉渣系；為了吸附夾雜物，要調(diào)整和控制渣的流動性，并調(diào)整鋼渣熔點。精煉渣成分、熔化溫度、粘度等因素綜合影響精煉渣的性能[43]。精煉渣應(yīng)該具有以下良好的冶金特性，具體要求如下：1）爐渣的精煉可以為鋼水的脫硫和深度脫硫提供良好的熱力學(xué)和動力學(xué)條件，這樣才能更有效的去除有害的硫夾雜物，從而提高合金的性能。2）可以隔離熔池以確保合金液的溫度并提高合金液的熱效率。3）使合金液得到凈化，高效的去除合金液中的非金屬夾雜物。4）迅速形成爐渣，以提高合金產(chǎn)量，并大大縮短精煉時間，提高生產(chǎn)效率。5）防止鋼水的二次氧化，控制鋼水的成分，減少鋼中N和H氣體的混合，并保護鋼水不受污染。實際生產(chǎn)中精煉渣冶金行為受本身冶金特性影響：1）精煉渣的熔化溫度和熔化速率直接影響熔體的能量消耗和熔化周期。2）二次氧化程度是由精煉渣的流動性質(zhì)的好壞來直接影響和精煉爐渣粘度直接影響冶金反應(yīng)的動力學(xué)條件。1.3.2精煉渣對非晶合金質(zhì)量的影響用于非晶母合金熔煉的精煉渣應(yīng)以預(yù)防氧化性物質(zhì)（FeO、B2O3）污染合金液、吸附夾雜能力、低卷渣能力等為評價指標(biāo)，這些指標(biāo)共同影響非晶合金質(zhì)量。圖2B2O3含量與熔渣熔點的關(guān)系Fig.2RelationshipbetweenB2O3contentandmeltingpointofslag

第2章特種非晶母合金精煉渣冶金特性理論分析-17--23CaO32）（）（CaBOBO2（3）而其結(jié)構(gòu)是平面三角形（B-O鍵）這一特特殊的連接方式，很大程度上降低了流動中的阻力，從而使精煉渣的流動性得到了很大的改善。圖3含B2O3精煉渣中分子基本結(jié)構(gòu)單元Fig.3BasicstructuralunitsofmoleculesinB2O3-containingrefiningslag粘度不僅與熔融過程的順利進行有關(guān)，而且與傳熱，傳質(zhì)和反應(yīng)速率有關(guān)。最重要的是爐渣中金屬的損耗，爐襯的壽命等都會產(chǎn)生影響。擦力與接觸表面的大小和速度差成正比，與兩個液體層之間的距離成反比。爐渣粘度是在具有不同爐渣流速的相鄰液體層之間產(chǎn)生的內(nèi)部摩擦系數(shù)，即，內(nèi)部摩擦力在兩個相鄰液體層之間產(chǎn)生單位流速差，符號為η，單位為Pa·s。爐渣的流動性與η成反比。粘度與溫度變化的關(guān)系表達式如下[56]：=A·e[E/(RT)]（4）式中：A—系數(shù)，為常數(shù)；E—粘滯系數(shù)，單位：J·mol-1；R—氣體常數(shù)，單位：J·mol-1·K-1；T—溫度，單位：K。精煉渣可以根據(jù)溫度與粘度的規(guī)律分為長渣與短渣，長渣就是此精煉渣的粘度-溫度曲線上無明顯拐點，此精煉渣燒制后冷卻斷面為玻璃狀，一般為酸性渣或低堿度渣，取樣時合金液可拉成長絲；短渣就是此精煉渣在粘度-溫度曲線上存在明顯的拐點，并且燒制后冷卻斷面為巖石狀，大多數(shù)為堿性渣，取樣時合金液不能拉成長絲，易拉斷。此設(shè)計的精煉渣為低堿度渣，根據(jù)公式可知此精煉渣為長渣，燒制后冷卻斷面為玻璃狀，此精煉渣的粘度-溫度曲線上無明顯拐點。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]非晶合金配電變壓器鐵心內(nèi)部磁密分布[J]. 肖晉樺,陳文智,張占全.  磁性材料及器件. 2019(04)
[2]鐵基非晶、納米晶軟磁合金研究概況[J]. 王哲,謝基表,張忠福,閆海龍,付有彭.  山東冶金. 2019(03)
[3]非晶合金熱塑性微成型技術(shù)研究概況及發(fā)展趨勢[J]. 李春燕,朱福平,丁娟強,尹金鋒,趙燕春,寇生中.  功能材料. 2018(11)
[4]100t鋼包精煉渣系優(yōu)化選擇及應(yīng)用[J]. 周彥召,鄒長東.  煉鋼. 2018(04)
[5]鐵基非晶合金涂層制備及應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 聶貴茂,黃誠,李波,鐘菁,王善林.  表面技術(shù). 2017(11)
[6]SiO2-Al2O3-CaO-MgO四元熔渣體系密度簡易計算模型[J]. 信建疆,干磊,焦麗娜.  過程工程學(xué)報. 2017(02)
[7]非晶合金的性能、形成機理及應(yīng)用[J]. 李翔,呂方,陳晨,趙旭,劉芳.  有色金屬材料與工程. 2016(05)
[8]非晶合金材料的特點及其鐵心變壓器發(fā)展方向之研究[J]. 趙麗,何關(guān)金.  冶金叢刊. 2016(04)
[9]激光熔覆Fe基非晶合金涂層的研究現(xiàn)狀[J]. 達則曉麗.  科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2016(22)
[10]非晶軟磁材料研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 何峻,趙棟梁.  金屬功能材料. 2015(06)

博士論文
[1]硼氫化鎂氨合物的合成、放氫性能及其機理[D]. 楊燕京.浙江大學(xué) 2014
[2]含鈦無氟連鑄結(jié)晶器保護渣的基礎(chǔ)研究[D]. 漆鑫.重慶大學(xué) 2009
[3]硅酸鹽熔體微觀結(jié)構(gòu)及其與宏觀性質(zhì)關(guān)系的理論研究[D]. 吳永全.上海大學(xué) 2004

碩士論文
[1]鐵基非晶合金涂層制備及性能研究[D]. 趙仁亮.山東建筑大學(xué) 2019
[2]鐵基非晶納米晶軟磁材料的制備和性能研究[D]. 陳海平.浙江大學(xué) 2015
[3]保護渣熔點熔速測定儀的研究[D]. 唐穎.華北理工大學(xué) 2015
[4]汽車深沖用鋼RH精煉渣的設(shè)計[D]. 王晶.河北聯(lián)合大學(xué) 2013
[5]40噸LF爐精煉渣系優(yōu)化與研究[D]. 周英明.中南大學(xué) 2007
[6]連鑄保護渣吸附夾雜能力的研究[D]. 楊柏杰.遼寧科技大學(xué) 2006
[7]新型合成渣冶金性能的研究及應(yīng)用[D]. 祝貞學(xué).江蘇大學(xué) 2006
[8]攀長鋼LF爐精煉渣性能優(yōu)化[D]. 楊永均.重慶大學(xué) 2004



本文編號：3467745