【摘要】：鋼鐵工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),其目標(biāo)之一是提高鋼質(zhì)量,推進(jìn)海洋工程、軌道交通、航空航天等高品質(zhì)鋼材研發(fā)和生產(chǎn)。耐火材料直接參與鋼鐵冶煉過程,須與不同合金組成的鋼水相接觸,對(duì)鋼的安全高效生產(chǎn)及鋼質(zhì)量有重要影響。因此,鑒于鋼精煉條件的復(fù)雜苛刻性,研究動(dòng)態(tài)條件下耐火材料與不同合金鋼水之間的相互作用,具有重要的理論價(jià)值和實(shí)際意義。本文針對(duì)鋼精煉用鋁鎂澆注料,采用真空感應(yīng)爐模擬研究了鋼冶煉動(dòng)態(tài)條件下耐火材料與不同合金鋼之間的相互作用,探討了鋼水對(duì)鋁鎂澆注料的侵蝕機(jī)理及其對(duì)鋼水潔凈度的影響,對(duì)比分析了不同合金鋼水與鋁鎂澆注料界面行為的差異。得到主要結(jié)論如下:(1)鋼水對(duì)耐火材料的動(dòng)態(tài)蝕損機(jī)制:鋼水滲透耐火材料并發(fā)生反應(yīng)形成低熔點(diǎn)液相層,然后該層會(huì)和運(yùn)動(dòng)的鋼水發(fā)生乳化卷混,鋼水進(jìn)而再與耐火材料新界面發(fā)生反應(yīng),這一過程循環(huán)往復(fù)導(dǎo)致耐火材料不斷蝕損,污染鋼水。采用因次分析法建立了乳化液滴尺寸經(jīng)驗(yàn)公式,明確了修正毛細(xì)管數(shù)(Ca*)可用于耐火材料反應(yīng)界面層與鋼水乳化臨界條件的判定。(2)耐火材料與不同合金鋼水反應(yīng)界面層的組成差異較大,高熔點(diǎn)高粘度界面層的形成能有效抑制鋼水對(duì)鋁鎂澆注料的進(jìn)一步滲透侵蝕。其中,鋁鎂澆注料與普通合金鋼反應(yīng)無(wú)法形成隔離層,鋁鎂澆注料與高錳鋼反應(yīng)生成(Fe,Mg,Mn)Al_2O_4復(fù)合尖晶石隔離層,與高氮鋼反應(yīng)生成Mg-sialon固溶體隔離層,與高硅鋼反應(yīng)生成的SiO_2能增大界面層的粘度,降低鋼水的乳化程度。(3)鋼中合金元素及夾雜物含量隨冶煉時(shí)間的變化趨勢(shì)與耐火材料的蝕損規(guī)律總體一致。普通合金鋼的合金元素含量變化不明顯,高合金鋼中N元素與鋁鎂澆注料初始反應(yīng)最劇烈,其消耗大于50%,也導(dǎo)致鋼中[O]大幅增加,但中后期趨于平穩(wěn);Si元素易與鋁鎂澆注料分解[O]結(jié)合生成SiO_2,總體減少約10%;Mn元素與鋁鎂澆注料反應(yīng),總體消耗了約20%。鋼中夾雜物占比總體均增加,普通合金鋼約1.04‰,高氮鋼為9.29‰,高錳鋼為0.42‰,高硅鋼為0.11‰。
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ175.732;TF341

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本文編號(hào)：2710738