【摘要】：我國錳礦資源儲量豐富,但存在分布不均、錳礦品位低、雜質(zhì)含量高的特點,加之缺乏科學(xué)的規(guī)劃和引導(dǎo),使得我國錳產(chǎn)業(yè)發(fā)展嚴(yán)重受阻,在國際上毫無競爭力。為此,研制出具有高附加值的硅錳鋇合金對合理利用錳礦資源及其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整具有重要意義。更重要的是,隨著我國鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能過剩進(jìn)入調(diào)整時期,更需要優(yōu)質(zhì)的中間合金來提高鋼的質(zhì)量,既能實現(xiàn)低錳礦資源的結(jié)構(gòu)化利用又可增加合金產(chǎn)品的附加值。硅錳鋇中間合金是一種可用于煉鋼中脫氧和合金化的中間合金,具有脫氧、脫硫的作用,同時也能提供合金元素起到細(xì)化晶粒改善鋼的各向異性的效果。但在合金熔煉過程中存在嚴(yán)重地元素?zé)龘p現(xiàn)象,降低了金屬的收得率;合金成品易發(fā)生自然粉化現(xiàn)象,降低了合金的實用價值。為此,本文以減少合金熔煉燒損和防止合金粉化為研究方向,多角度深層次地解釋合金的粉化機(jī)理,通過系列研究后取得如下成果:(1)合金熔煉加料順序:首先加入預(yù)熔渣,再兌入硅錳合金和鈦鐵塊料,待其完全熔化后,迅速加入硅鋇合金或鋁屑,合理控制熔體反應(yīng)程度后再進(jìn)行澆鑄。(2)向合金中加入1~3%的鈦或2~10%的鋁抑制了合金的粉化現(xiàn)象,避免了裂紋產(chǎn)生相Fe Si2及潮解相Ba Si2的形成,起到了“鈍化”的作用;其中鈦的加入量在2%時其效果最佳。(3)由DSC-TG分析得:粉化合金在210℃左右時開始分解,失重過程為單階段,在253℃時失重最快;未粉化合金在141℃左右便開始分解,失重過程分為三個階段,各階段的最大失重速率分別為161℃、481.2℃、705.2℃,結(jié)合后期XRDEDS具體分析,可確定粉化合金中的主體相為Fe Si2.3(ζ相)和Ba Si2相;未粉化合金中有三個主體相,分別為Ti Fe Si2、Ti C、Fe Si2。(4)對合金樣品的宏觀形貌分析及表觀質(zhì)量等級評價,冷卻速度過慢會導(dǎo)致合金的重力偏析(硅偏析)和內(nèi)應(yīng)力,其耐磨指數(shù)均在20以上,合金質(zhì)量較差;而將合金置于水冷的條件下,會造成合金的縮松或形成縮孔,在后期出現(xiàn)嚴(yán)重的熱裂現(xiàn)象。(5)通過SEM對粉化合金微觀結(jié)構(gòu)分析及EDS和XRD對粉化合金與未粉化合金的物相分析進(jìn)行對比:粉化合金的結(jié)構(gòu)蓬松且布滿較多的明顯裂紋,并對合金的裂紋產(chǎn)生及潮解粉化都作了理論分析,證明了Fe Si2發(fā)生的相變與熱錯配應(yīng)力是裂紋產(chǎn)生的根本原因,并指出Ba Si2相是引起合金粉化的主要原因。未粉化合金中含Ti相Ti C和Ti Fe Si2或含鋁相Al Fe3、Al4Ba和Ba Al2Si2的存在,改變或轉(zhuǎn)換了合金中物相的存在形式,有效地抑制了合金的粉化。
【圖文】：

圖 1.1 2007~2016 年中國粗鋼產(chǎn)量Fig. 1.1 Crude steel production in China in 2007~2016今中國鋼鐵產(chǎn)業(yè)面臨著諸多問題：(a).產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，需求逐漸減少求的局面，導(dǎo)致產(chǎn)品價格下跌，，整個行業(yè)呈現(xiàn)發(fā)展低迷的狀態(tài)；(b人，給企業(yè)造成了很大的經(jīng)營壓力，發(fā)展舉步維艱；(c).生產(chǎn)技術(shù)缺乏學(xué)發(fā)展遇到了前所未有的瓶頸；(d).沒有獨創(chuàng)性的品牌產(chǎn)品，在激烈爭中毫無優(yōu)勢可言。因此，以我國的國情為出發(fā)點，鋼鐵產(chǎn)業(yè)亟須個行業(yè)格局，逐步進(jìn)入一個比較長的行業(yè)調(diào)整期。

Fig. 1.1 Crude steel production in China in 2007~2016中國鋼鐵產(chǎn)業(yè)面臨著諸多問題：(a).產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，需求逐漸減的局面，導(dǎo)致產(chǎn)品價格下跌，整個行業(yè)呈現(xiàn)發(fā)展低迷的狀態(tài)；(，給企業(yè)造成了很大的經(jīng)營壓力，發(fā)展舉步維艱；(c).生產(chǎn)技術(shù)缺發(fā)展遇到了前所未有的瓶頸；(d).沒有獨創(chuàng)性的品牌產(chǎn)品，在激中毫無優(yōu)勢可言。因此，以我國的國情為出發(fā)點，鋼鐵產(chǎn)業(yè)亟行業(yè)格局，逐步進(jìn)入一個比較長的行業(yè)調(diào)整期。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TF702

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本文編號：2642896