【摘要】：隨著社會科技的進(jìn)步,工業(yè)、農(nóng)業(yè)等行業(yè)對于鋼鐵質(zhì)量的要求日益提高。鋼液中磷、硫等雜質(zhì)元素以及Al2O3夾雜物的含量,都影響著鋼材的使用性能。其中,去除Al2O3夾雜是潔凈鋼生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。使用Al/CaO復(fù)合脫氧劑對鋼液進(jìn)行脫氧,CaO與Al的脫氧產(chǎn)物Al2O3生成低熔點鈣鋁酸鹽夾雜,有利于Al2O3夾雜的上浮,減少鋼中Al2O3夾雜的含量,還會減少連鑄侵入式水口的結(jié)瘤。通過調(diào)整Al、CaO的比例,提高Al2O3夾雜生成低熔點的鈣鋁酸鹽的轉(zhuǎn)化率,降低鋼液中Al2O3夾雜物含量,有利于改善鋼材質(zhì)量和澆鑄的狀況。本文以180t鋼包為研究對象建立水力學(xué)模型,通過改變鋼包底吹孔的位置和吹氣量,采用PIV技術(shù)和高速攝像機(jī)測量鋼液中夾雜物粒子上浮速度,分析鋼包底吹氣工藝中不同吹氣條件對鋼液混勻時間的影響,優(yōu)化了脫氧時促使Al脫氧反應(yīng)產(chǎn)物的Al2O3與CaO化合為低熔點鈣鋁酸鹽,有利于Al2O3上浮的鋼包吹氣位置以及吹氣量。實驗結(jié)果表明:距中心0.5R、吹氣量為0.08m3/h時,氣體攪拌效率高,粒子上浮速度快,有利于低熔點鈣鋁酸鹽生成和夾雜物的上浮去除。本文使用硅鉬高溫爐進(jìn)行熱態(tài)實驗,研究Al/CaO復(fù)合脫氧生成低熔點化合物,通過改變Al、CaO加入量比例,采用掃描電鏡和能譜分析對試樣中的非金屬夾雜物形貌和化學(xué)成分進(jìn)行分析,研究夾雜物的生成情況。實驗結(jié)果表明:隨著CaO的加入,鋼液中不規(guī)則形狀夾雜物的數(shù)量越來越少,球狀夾雜物數(shù)量明顯增加,夾雜物的尺寸也有所減小。當(dāng)Al、CaO加入比在1:1.75~1:2.5時,鋼液中產(chǎn)生了鈣鋁酸鹽夾雜。鈣鋁酸鹽熔化溫度低,可以提高爐外精煉和鋼材質(zhì)量,縮短冶煉周期。
【圖文】：

Tab. 1.1 thermodynamic data of deoxidation of each element反應(yīng)方程式 ΔGθlogK2[]3[]()23Al +O=AlO 1225000 +393.8T64000 /T 20.57[]2[]()2Si +O=SiO 576440 +218.2T30110 /T 11.40[ Mn ]+[O]=(MnO) 284900 +127.6T14880 /T 6.67()[][]gC +O=CO 4100 10.16T1160 /T+2[C a ]+[O]=(CaO) 645200 +148.7T33700 /T 7.78[ Mg ]+[O]=(MgO) 90000 +81.9T4700 /T+4.28[]2[]()2Ti +O=TiO 681350 +228.5T35585 /T 11.93

圖 1.3 Al2O3夾雜形態(tài)Fig 1.3 Al2O3inclusion morphology使用金屬鋁脫氧也存在著一些問題，即殘留在鋼水和鋼材中 Al2O3夾雜，對于生產(chǎn)的順利進(jìn)行和鋼材性能影響較大，主要表現(xiàn)在[53]：（1）Al2O3顆粒很容易在中間包水口處聚集，堵塞水口，造成連鑄停燒，生產(chǎn)中斷；（2）在精加工過程中，Al2O3影響鋼材的拉拔性能；（3）鋁脫氧的反應(yīng)產(chǎn)物及殘留在鋼中的鋁，嚴(yán)重影響鋼的抗疲勞性能；而且，液態(tài)鋁的密度非常的小，遠(yuǎn)低于鋼液的密度，，在加入的過程中有一部分鋁元素沒能及時的反應(yīng)就會被蒸發(fā)掉，造成鋁的浪費(fèi)。加入到鋼液中的鋁元素，由于高溫和氧化的作用，在其表面會生成一層致密的氧化物薄膜，阻礙了鋁與鋼液的反應(yīng)，脫氧效率下降[54]。1.7.3 降低 Al2O3夾雜方法
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TF703

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2688512