【摘要】：隨著工業(yè)化水平的提高,市場對鋼材的綜合性能提出了更高的要求,特別是對特殊鋼中夾雜物的數(shù)量和形態(tài)要求及其苛刻。常規(guī)的脫氧方法是根據(jù)鋼種要求,選擇合適的脫氧劑加入到鋼中,使鋼中氧含量達到正常的范圍。這種脫氧方式雖然脫氧速度快,但脫氧產(chǎn)物或為固態(tài),或為液態(tài),均會不可避免的部分殘留在鋼中,對鋼液造成二次污染。因此,選擇合適脫氧劑,降低鋼中氧含量的同時,還能減少鋼中夾雜物的含量,提高鋼液純凈度,就顯得非常重要�；谶@一考慮,本論文將甲烷通入鋼液,利用其高溫下與鋼中氧反應(yīng)生成CO和H_2O的原理,降低鋼液氧含量。此外,由于氣態(tài)脫氧產(chǎn)物很難殘留在鋼中,對優(yōu)化傳統(tǒng)脫氧工藝,提高鋼液純凈度有著重要的意義。本論文采用甲烷對鋼液進行脫氧處理,研究了甲烷(甲烷與氬氣混合氣體)流量和通氣時間對鋼液氧、碳、氫含量的影響。同時,研究了不同脫氧劑脫氧后,鋼中夾雜物的變化情況,得到的主要結(jié)論如下:(1)將甲烷通入被氧化的鋼液,鋼中氧含量快速降低,終點氧能降低到40ppm左右,延長通氣時間和增大氣體流量有利于甲烷對鋼液氧含量進行有效去除。當(dāng)甲烷流量相同時,甲烷和氬氣的混合氣體對降低鋼液氧含量效果更加明顯,脫氧速率更快,甲烷的利用率更高。向鋼液通氬氣16min后,鋼液氧含量減少了75.1ppm,這表明,氬氣能降低鋼液氧含量,但這種脫氧效果非常有限。(2)從整個脫氧過程來看,通氣前8min,鋼液氧含量迅速降低,氣體平均脫氧速率較快,甲烷利用率和脫氧率都比較高;通氣后8min,鋼液氧含量降低趨于平緩,氣體平均脫氧速率和利用率逐漸降低。因此,為降低生產(chǎn)成本,提高甲烷的利用率,前期可以通入較大流量的氣體,而到脫氧后期,可以適當(dāng)減小氣體流量或使用其它脫氧劑進行脫氧操作。(3)往鋼液通入甲烷氣體,隨著通氣時間的延長,鋼中碳、氫含量都逐漸增加。與純甲烷相比,通混合氣體能減緩鋼液增氫的速度。當(dāng)甲烷流量相同的情況下,前期是否同時通入氬氣對鋼中碳含量影響不大,但與脫氧前相比,鋼中碳、氫含量顯著增加。因此實際生產(chǎn)用甲烷對鋼液脫氧后,可以使用VD精煉爐對鋼液進行真空處理,降低鋼液氫含量。另外,因甲烷高溫分解產(chǎn)生的碳使鋼液增碳明顯,因此甲烷脫氧更適合用于軸承鋼、工具鋼等高碳鋼的生產(chǎn)。(4)與傳統(tǒng)脫氧劑Al相比,甲烷脫氧后,鋼中夾雜物的數(shù)量和種類明顯減少,夾雜物尺寸有所減小。此外,鋼中Al2O3夾雜物含量明顯降低,同時,用甲烷對鋼液脫氧后,脫氧產(chǎn)物大多為規(guī)則的圓形。相比于純甲烷,甲烷和氬氣的混合氣體對鋼中夾雜物的尺寸幾乎沒什么影響,但與Al脫氧相比,鋼中Al2O3夾雜物含量得到大幅度降低,甲烷和氬氣的混合氣體能降低鋼中夾雜物的數(shù)量和種類。
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TF703

【參考文獻】

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1 賈吉祥;郭慶濤;廖相巍;李德剛;倪擂

本文編號：2802611