【摘要】：隨著冶金技術的發(fā)展,鈣處理在鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)中扮演的角色越來越重要。雖然鈣處理技術很早就投入了實用,但對于在實際生產(chǎn)中如何做到更精確地控制,卻是一個值得冶金工作者探究的問題;于此同時,目前關于加壓下易揮發(fā)元素鈣在鋼液精煉過程中的行為尚處于萌芽階段,鈣處理對38CrMoAl高鋁鋼中鎂鋁尖晶石夾雜物變性機理,尚無明確解釋,相關研究工作者并未達成一致觀點。本課題主要通過對38CrMoAl高鋁鋼進行不同壓力下鈣處理實驗研究,結合熱力學計算,對比分析了常壓和2.0 MPa下38CrMoAl高鋁鋼鈣處理夾雜物變性的效果,進一步探討了鈣處理對鎂鋁尖晶石夾雜物變性的機理,確定了 38CrMoAl高鋁鋼最佳鈣處理工藝以及探究了壓力對易揮發(fā)元素鈣溶解特性的影響。研究得到如下結論:通過熱力學計算發(fā)現(xiàn),當鋼液中w[Al]=0.70%,38CrMoAl高鋁鋼中溶解鈣范圍為0.0469%～0.1580%時,鋼液中Al2O3夾雜物才可能變性成液態(tài)鈣鋁酸鹽;當鋼液中w[S]≤0.0009%時,鋼液中不會生成純CaS夾雜。隨著冶煉壓力的增加,鈣的收得率基本上呈現(xiàn)出增加的趨勢,當壓力為2.0 MPa時,鈣在鐵液中收得率最高為14.6%,在鋼液中收得率為17.3%,而常壓下鈣在鐵液中收得率僅為3.57%,在鋼液中收得率為2.23%,因此表明加壓可以提高鈣收得率。通過對比常壓和2.0 MPa下鈣處理38CrMoAl高鋁鋼的效果,發(fā)現(xiàn)隨著鈣量的增加,相對于未進行鈣處理鋼樣中,夾雜物平均直徑均增加,而單位面積夾雜物的數(shù)量減少;在CaO-MgO-Al2O3和CaO-Al2O3-CaS三元相圖中發(fā)現(xiàn),常壓下鋼液中溶解鈣為0.050%和2.0 MPa下鋼液中溶解鈣為0.052%時,鋼中大部分夾雜物變性成液態(tài)的CaO-Al2O3復合夾雜物。通過分析實驗中典型夾雜物面掃描結果和熱力學計算,探討了鈣處理鎂鋁尖晶石夾雜物的變性機理,得出鋼液中溶解鈣會優(yōu)先與鎂鋁尖晶石中Al2O3發(fā)生如下反應:[Ca]+(x+1/3)(MgO.Al2O3)=(CaO.xAl2O3.yMgO)+(x-y+1/3)(MgO)+2/3[Al]當鋼液中溶解一定量的鈣和在足夠長的反應時間條件下,鋼液中溶解的鈣可以將鎂鋁尖晶石夾雜物最終變性成均相的CaO-Al2O3或CaO-MgO-Al2O3夾雜物;但當鋼液中鈣量過多時,夾雜物最終又會變性成均相的CaO-MgO類型夾雜物,其熔點為2370℃,在鋼液中呈固態(tài),因而,在對鋼液中夾雜物進行鈣處理時,應該合理的控制加入鈣量,以達到理想的鈣處理效果。
【圖文】：

邐（ｂ）喂＾＾逡逑肉逡逑圖２．２鈣處理工藝方法示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋２．２邋Ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｃａｌｃｉｕｉｎ邋ｔｒｅａｔｍｅｎｔ逡逑上述兩種方法，通過不同的方式將含Ｃａ的粉劑注入鋼液，可以極大的提高丫丨效接觸逡逑面積從而提高Ｃａ的收得率。圖２．２邋（ａ）所示的方法可以在采川成木＋邋Ａ的石灰系的爐濟逡逑條件下很有效的脫除Ｓ，比較不理想的方Ｉ丨Ｉ丨足會較大損失溫度；（ｂ）所示的方法＋會損逡逑失很大的溫度，相對的設備投入產(chǎn)出比更小，在＋較人改動現(xiàn)打Ｘ藝狀態(tài)的條ｆｌ邋Ｋ，，更逡逑容易進行技術引入，而且該收得率更高，這種方法在微調成分和火雜物控制上的效果１逡逑好｜２８１。而本文在試驗中主要也都采用類似于閣（ｂ）中的加入方式。逡逑－９－逡逑

第２章文獻綜述逡逑鈣的合金塊逡逑ｆｆｌ逡逑圖２．１初期鈣處理工藝示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｅａｒｌｙ邋ｃａｌｃｉｕｍ邋ｔｒｅａｔｍｅｎｔ邋ｐｒｏｃｅｓｓ逡逑隨著工藝的發(fā)展進步，結合一些爐外精煉手段，進而衍生出比較普遍的兩種Ｃａ處理逡逑方法，如閣２．２所示的噴粉法和喂線法。圖屮（ａ）是通過惰性氣體噴吹的方式將含Ｃａ粉逡逑劑注入鋼液，稱之為噴粉法；圖中（ｂ）足現(xiàn)在普及程度最高的喂線法，用一些低碳的逡逑鐵皮將含Ｃａ的粉劑包制成鈣線，再迎過喂線機把包芯線注入鋼液。逡逑⑻粉邐（ｂ）喂＾＾逡逑肉逡逑圖２．２鈣處理工藝方法示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋２．２邋Ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｃａｌｃｉｕｉｎ邋ｔｒｅａｔｍｅｎｔ逡逑上述兩種方法，通過不同的方式將含Ｃａ的粉劑注入鋼液，可以極大的提高丫丨效接觸逡逑面積從而提高Ｃａ的收得率。圖２．２邋（ａ）所示的方法可以在采川成木＋邋Ａ的石灰系的爐濟逡逑條件下很有效的脫除Ｓ，比較不理想的方Ｉ丨Ｉ丨足會較大損失溫度；（ｂ）所示的方法＋會損逡逑失很大的溫度，相對的設備投入產(chǎn)出比更小，在＋較人改動現(xiàn)打Ｘ藝狀態(tài)的條ｆｌ邋Ｋ，更逡逑容易進行技術引入
【學位授予單位】：東北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TF76

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本文編號：2658577