鋼中夾雜物對鋼材性能有直接影響,20鋼生產(chǎn)的的重點(diǎn)在于如何將鋼中夾雜物的種類、尺寸、含量等方面控制在合理的范圍。本文通過對龍鋼生產(chǎn)的20鋼冶煉、精煉、連鑄過程取樣分析,對20鋼生產(chǎn)過程進(jìn)行夾雜物檢測,在此基礎(chǔ)上,針對影響20鋼夾雜物的關(guān)鍵因素,采用正交實(shí)驗(yàn)極差法以及綜合加權(quán)評分法對20鋼精煉渣系進(jìn)行優(yōu)化,同時(shí)建立了龍鋼20鋼鈣處理熱力學(xué)模型對鈣處理工藝進(jìn)一步優(yōu)化。得出以下研究成果:(1)龍鋼20鋼生產(chǎn)過程精煉渣系堿度較高,精煉渣系不合理需要進(jìn)一步優(yōu)化;20鋼大型夾雜物主要為Al_2O_3夾雜且夾雜物形狀多棱角,表明鈣處理不佳,需要對鈣處理工藝進(jìn)行優(yōu)化。(2)20鋼精煉渣系的熔點(diǎn)受堿度的影響最大,受MgO含量的影響最小;20鋼精煉渣系的粘度受CaF_2含量的影響最大,受MgO含量的影響最小;20鋼精煉渣系受堿度的影響最大,受MgO含量的影響最小。20鋼精煉渣系的最優(yōu)組合為:堿度5,CaF_2含量5%,Al_2O_3含量25%,MgO含量9%。(3)隨著堿度升高,20鋼精煉渣系熔點(diǎn)增大,粘度先減小后增大;隨MgO含量升高,20鋼精煉渣系熔點(diǎn)先減小后增大,粘度先減小后增大;隨Al_2O_3含量升高,20鋼精煉渣系熔點(diǎn)先減小后增大,粘度增大;隨CaF_2含量升高,20鋼精煉渣系熔點(diǎn)增大,粘度先減小后增大。(4)給出龍鋼20鋼鈣處理熱力學(xué)模型,針對不同爐次20鋼化學(xué)成分及熱力學(xué)數(shù)據(jù),計(jì)算并繪制了[Al]—[Ca]與[S]—[Ca]鈣處理熱力學(xué)平衡關(guān)系圖,為龍鋼20鈣處理配鈣量計(jì)算提供了一定的理論基礎(chǔ)。通過感應(yīng)爐鈣處理試驗(yàn),驗(yàn)證了鈣處理模型計(jì)算結(jié)果對實(shí)際生產(chǎn)的參考性,在感應(yīng)爐鈣處理實(shí)驗(yàn)中,20鋼最佳Ca-Fe合金配比為19%Ca-81%Fe,最佳加鈣量為0.75 g/kg鋼。
【學(xué)位單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TF769
【部分圖文】：

圖 1.1 20 鋼生產(chǎn)工藝路線（3）龍鋼 20 鋼生產(chǎn)操作流程龍鋼 20 鋼在轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)環(huán)節(jié)，爐中加入鐵水 130t、廢鋼 5t，總裝入量 135前期進(jìn)行造渣脫磷。脫氧合金采用鋁錳鐵、硅鈣鋇、硅錳，在出鋼 1/5 時(shí)入，整個(gè)轉(zhuǎn)爐精煉過程全程吹氬。LF 精煉過程采用 CaO-CaF2基渣系，在期分 3-4 次加入 700kg 石灰，分 2-3 次加入 200kg 螢石，再加入 50kg 電造白渣。根據(jù)白渣情況進(jìn)行調(diào)渣操作，加入一定量的電石、碳化硅。整個(gè)期按 45min 控制，精煉白渣保持 10min 以上。在精煉、合金微調(diào)后每爐 鈣鐵線進(jìn)行鈣處理操作，喂線速度大于 2.5m/s，軟吹時(shí)間大于 10min。精煉后上連鑄進(jìn)行保護(hù)澆注。鋼中非金屬夾雜物的分類與來源 鋼中非金屬夾雜物的分類

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文夾雜物。其中的亞顯微夾雜物主要是指夾雜物的尺寸在 1μm 以下；顯微夾雜物是指夾雜物的尺寸處于 1-100μm 之間；宏觀夾雜物是指夾雜物的尺寸在 1μm 以上。對于亞顯微夾雜物目前將其列為無害夾雜物，主要是由于其尺寸較小。顯微夾雜物會(huì)對鋼材的力學(xué)性能造成影響，主要包括斷裂性能以及疲勞性能，脫氧產(chǎn)物是顯微夾雜物的主要來源。宏觀夾雜物會(huì)對鋼材的性能造成嚴(yán)重影響，由于其較大的尺寸使得鋼材的內(nèi)外質(zhì)量均會(huì)受到影響[18-19]。1.2.2 鋼中非金屬夾雜物的來源外來非金屬夾雜物以及內(nèi)生非金屬夾雜物是鋼中的非金屬夾雜物主要的來源。對于其主要來源組成可列于下圖 1.2 所示。

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文150μm 以上的夾雜，占總量的 31.04%，粒徑在 100-150μm 的夾雜物較少，占總量的 26.55%，粒徑在 20-50μm 的夾雜物最少，占總量的 5.45%。由以上結(jié)果可以看出，鑄坯鋼大樣中夾雜物的粒徑級別和分級質(zhì)量具有以下特點(diǎn)：(1)鋼樣中大型夾雜物含量較少，夾雜物總量的平均值僅為 7.65mg/10kg，在 10 mg/10kg 以下。(2)夾雜物的粒徑分布較廣，在 50-100μm、100-150μm、150μm以上粒徑占比接近。(3)夾雜物粒徑較大，粒徑在 20-50μm 的小粒徑夾雜物最少，僅占總量的 5.45%。（2） 20 鋼大型非金屬夾雜形貌以及成分對兩爐次大型夾雜物的形貌以及成分進(jìn)行分析檢測如圖 2.3-2.4 和表 2.5-2.6所示。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2853607