本文采用真空感應(yīng)爐進(jìn)行鈣處理的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)。首先,研究了取樣方式對于夾雜物成分和數(shù)量的影響。研究結(jié)果表明,真空感應(yīng)爐良好的動力學(xué)條件,有利于促進(jìn)夾雜物的上浮。過程樣由石英管取樣器穿過鋼液上表面來取得,會取到較多的夾雜物,而終點(diǎn)樣是將鋼液澆鑄到錠模,研究的是鋼液內(nèi)部夾雜物,數(shù)量相對較少。其次,研究了耐火材料對鈣處理過程的影響。研究表明,鋼中加入過量的鈣,會與耐火材料發(fā)生反應(yīng)。采用鎂砂坩堝實(shí)驗(yàn),樣品中MgO平均含量為10～20%,鋼液中總鎂從13 ppm升高到23 ppm;采用剛玉坩堝實(shí)驗(yàn),鋼液中的[Al]s含量高于鎂砂坩堝實(shí)驗(yàn)。坩堝氣孔率會影響夾雜物的數(shù)量,高氣孔率的坩堝會產(chǎn)生更多的夾雜物。鈣處理改性夾雜物的過程中,鋼中鈣的含量由于揮發(fā)而持續(xù)降低。夾雜物的成分受此影響,轉(zhuǎn)變規(guī)律為CaO-CaS→CaO-CaS-Al2O3→CaO-（CaS）-Al2O3→（CaO）-Al2O3。根據(jù)測量結(jié)果,計(jì)算鋼液中[Ca]的趨勢變化,對結(jié)果進(jìn)行擬合分析,從而得到在真空感應(yīng)爐中[Ca]的揮發(fā)傳質(zhì)系數(shù)為（2.35～3.53）×104（m/s）。接著,研究了鋼中硫含量對鈣處理效果的影響。瞬態(tài)CaS夾雜物的形成... 

【文章來源】：北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：175 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２－１鈣對Ａｈ〇３夾雜物的改性??

液中喂入鈣線。大多數(shù)鈣處理研究都是針對Ａ１２０３改性進(jìn)行的，原理就是讓??溶解的鈣與固態(tài)的Ａｈ〇３進(jìn)行反應(yīng)，形成低熔點(diǎn)的Ｃａ０－Ａｌ２０３類夾雜物，如??圖２－１所示［４２］。由不同鈣鋁酸鹽性質(zhì)表（表２－１）及Ｃａ０－Ａｌ２０３二元相圖（圖??２－２）可知，在連鑄溫度下存在為液態(tài)的鈣鋁酸鹽夾雜物。鈣加入鋼水中會與??Ａｈ〇３反應(yīng)生成低熔點(diǎn)鈣鋁酸鹽，避免了水口結(jié)瘤問題。鈣處理后的夾雜物由??一定比例的液相和固相組成，這時(shí)夾雜物的成分對可澆性和熱軋過程夾雜物??變形的影響非常重要。完全液態(tài)化的夾雜物雖然不會堵塞水口，但它們在熱??軋過程具備良好的變形性能，會導(dǎo)致探傷不合，影響鋼的機(jī)械性能。而部分??液相化的夾雜物能夠提高可澆性，并且在熱軋過程中不會出現(xiàn)上述的問題。??固態(tài)的夾雜物在連鑄過程也具有非完全液態(tài)化夾雜物的特性。因此，對于鈣??處理過程夾雜物中的相組成的研究是非常重要的［４３）。??圖２－１鈣對Ａｈ〇３夾雜物的改性??

殼溫度的升高，芯部粉末熔化，Ｃａ在熔池深部逸出，提高了鈣處理的效率。??使用Ｃａ－Ａｌ和Ｃａ－Ｓｉ線有以下優(yōu)點(diǎn)：提高了脫氧和脫硫效率；增加了?Ｃａ在鋼??液中的溶解度和Ｃａ的均勻分布程度。如圖２－３所示是兩種常見的喂鈣方式??示意圖ｔ３２，５９ｌ。??－??ＩＦ擊戀??（ａ）?（ｂ）??圖２－３常見鈣處理方式的示意圖（ａ）喂線法（ｂ）噴槍哏絲法??鈣處理可以通過含ＣａＯ高的精煉渣和鋼液以及夾雜物的反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)。對??于鋁脫氧鋼，在使用高堿度渣的條件下，由于渣中的Ｃａ？很高，所以在渣和??鋼液的界面之間會發(fā)生ＣａＯ的分解反應(yīng)，分解出來的溶解鈣傳遞到鋼水中，??會置換Ａｂ〇３夾雜物中的鋁而生成鈣鋁酸鹽。以軸承鋼為例，在出鋼和ＬＦ精??煉過程中強(qiáng)鋁脫氧，最開始的夾雜物主要是純的Ａｈ〇３，但由于鋼液中酸溶??鋁含量較高，和鋼包內(nèi)襯的ＭｇＯ發(fā)生置換反應(yīng)，使鋼中大量的Ａｂ〇３夾雜物??變成了?Ｍｇ０?Ａｌ２０３尖晶石夾雜物，而隨后夾雜物中的ＣａＯ含量也逐漸增加，??形成了復(fù)合的ＣａＯ?ＭｇＯ?ＡｈＣｂ夾雜物。夾雜物中ＣａＯ的增加主要是由于液??態(tài)渣中的ＣａＯ在鋼渣界面分解為［Ｃａ］和［０］

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鋼中非金屬夾雜物幾個(gè)需要深入研究的課題[J]. 張立峰.  煉鋼. 2016(04)
[2]鋼液鈣處理過程中鈣加入量精準(zhǔn)計(jì)算的熱力學(xué)研究[J]. 張立峰,李菲,方文.  煉鋼. 2016(02)
[3]Population Evolution of Oxide Inclusions in Ti-stabilized Ultra-low Carbon Steels after Deoxidation[J]. Wen YANG,Ying ZHANG,Li-feng ZHANG,Hao-jian DUAN,Li WANG.  Journal of Iron and Steel Research（International）. 2015(12)
[4]鋁鎮(zhèn)靜鋼鈣處理后氧化鋁夾雜物變性動力學(xué)模型[J]. 郭靖,程樹森,程子建,張志華,張鵬.  北京科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(04)
[5]鋼中非金屬夾雜物的相關(guān)基礎(chǔ)研究（Ⅱ）——夾雜物檢測方法及脫氧熱力學(xué)基礎(chǔ)[J]. 張立峰,李燕龍,任英.  鋼鐵. 2013(12)
[6]Modification of MgO·Al2O3 spinel inclusions in Al-killed steel by Ca-treatment[J]. Shu-feng Yang,Jing-she Li,Zai-fei Wang,Jiao Li,and Lin Lin School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China.  International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2011(01)
[7]MECHANISM AND KINETICS OF TRANSFORMATION OF ALUMINA INCLUSIONS BY CALCIUM TREATMENT[J]. M. Lind,L. Holappa.  Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2006(01)
[8]轉(zhuǎn)爐-精煉-連鑄過程鋼中氧的控制[J]. 蔡開科.  鋼鐵. 2004(08)
[9]42CrMoVNb細(xì)晶高強(qiáng)鋼的疲勞行為[J]. 楊振國,張繼明,李守新,褚作明,惠衛(wèi)軍,翁宇慶.  金屬學(xué)報(bào). 2004(04)



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