高效率發(fā)電對減少二氧化碳排放、提高能源利用率十分重要。聯(lián)合循環(huán)雙性能汽輪機轉子需要長期在嚴苛、復雜的環(huán)境下服役,對轉子材料的性能提出了極高的要求。鋼的潔凈度對鋼的性能和質量起著至關重要的影響,電渣重熔作為一種特殊精煉手段,能有效改善鋼中夾雜物的分布、減小夾雜物尺寸且能為鑄錠提供定向凝固的冷卻條件,被廣泛應用于特鋼及高端合金的制備。但是常規(guī)電渣重熔工藝很難將鋼中總氧含量降低到很低的水平。為此,本工作著眼于利用真空電渣重熔技術來制備超高潔凈度的電渣錠,以期為真空電渣重熔制備超潔凈雙性能電渣錠提供理論基礎。本文先利用大氣氣氛下電渣重熔續(xù)接兩種不同成分的合金鋼,研究了電流對雙合金電渣錠組織、元素分布和潔凈度的影響;而后用熱重分析方法實驗研究了CaF₂-CaO-Al₂O₃-SiO₂渣系在高溫下的揮發(fā)規(guī)律及影響因素,在此基礎上提出了減少電渣重熔用渣揮發(fā)的措施;最后利用真空電渣爐分別在氬氣和真空條件下重熔100 kg自耗電極,通過化學成分分析、熱力學計算及各種表征手段對真空電渣重熔過程中鋼-渣-夾雜物-氣相相互作... 

【文章來源】：武漢科技大學湖北省

【文章頁數(shù)】：160 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 前言
    1.2 電渣冶金概述
        1.2.1 電渣重熔的基本原理
        1.2.2 電渣重熔的特點
    1.3 電渣重熔用渣系
        1.3.1 電渣重熔所用渣系組元
        1.3.2 常用渣系
            1.3.2.1 CaF_2-Al_2O_3渣系
            1.3.2.2 CaF_2-CaO渣系
            1.3.2.3 CaF_2-CaO-Al_2O_3渣系
            1.3.2.4 其他渣系
    1.4 電渣冶金研究進展
        1.4.1 電渣重熔過程中氧的傳遞
        1.4.2 電渣重熔過程中夾雜物的演變
        1.4.3 宏觀偏析與熔池流動
        1.4.4 含氟化物渣系的揮發(fā)行為
    1.5 真空在電渣重熔中的作用
    1.6 本文的選題目的和主要研究內容
第2章 電流對電渣重熔錠組織、偏析和潔凈度的影響
    2.1 前言
    2.2 實驗
        2.2.1 實驗步驟
        2.2.2 試樣制備及分析方法
    2.3 結果與分析
        2.3.1 電流對電渣錠宏觀和微觀顯微結構的影響
        2.3.2 電渣錠中的成分分布和顯微偏析
            2.3.2.1 不同區(qū)域的成分分布和顯微偏析
            2.3.2.2 電流對電渣錠中元素分布的影響
        2.3.3 電渣錠中夾雜物的特征
            2.3.3.1 夾雜物的數(shù)量和尺寸分布
            2.3.3.2 夾雜物的形貌和類型
        2.3.4 電渣重熔過程中脫硫和硫化物夾雜形成的熱力學計算
    2.4 本章小結
第3章 電渣重熔過程中電極表面的氧化增重行為
    3.1 前言
    3.2 實驗
        3.2.1 實驗步驟
        3.2.2 試樣制備及分析方法
    3.3 結果與討論
        3.3.1 鋼基和氧化膜界面
        3.3.2 電渣重熔過程中電極表面氧化增重
    3.4 本章小結
第4章 電渣重熔用高氟渣系的高溫揮發(fā)行為
    4.1 前言
    4.2 CaF_2-CaO-Al_2O_3渣系的高溫揮發(fā)行為
        4.2.1 實驗
            4.2.1.1 實驗原料
            4.2.1.2 實驗步驟
        4.2.2 結果與分析
            4.2.2.1 CaO/Al_2O_3質量比和CaF_2含量對熔渣黏度的影響
            4.2.2.2 CaO/Al_2O_3質量比和CaF_2含量對氟化物高溫揮發(fā)行為的影響
    4.3 CaF_2-CaO-Al_2O_3-(SiO_2)渣系的高溫揮發(fā)行為和結晶性能
        4.3.1實驗
            4.3.1.1 實驗原料
            4.3.1.2 實驗步驟
        4.3.2 結果與討論
            4.3.2.1 SiO_2含量對CaF_2-CaO-Al_2O_3 渣系結構的影響
            4.3.2.2 SiO_2含量對CaF_2-CaO-Al_2O_3 渣系高溫揮發(fā)行為的影響
            4.3.2.3 SiO_2含量對CaF_2-CaO-Al_2O_3 渣系結晶行為的影響
    4.4 本章小結
第5章 真空對電渣錠潔凈度和組織特征的影響
    5.1 前言
    5.2 不同氣氛下重熔對鋼錠潔凈度的影響
        5.2.1實驗
            5.2.1.1 實驗步驟
            5.2.1.2 試樣制備及分析方法
        5.2.2 結果與分析
            5.2.2.1 真空條件下重熔對鋼錠夾雜物特征和總氧含量的影響
            5.2.2.2 真空對鋼渣反應脫硫的影響
    5.3 真空電渣重熔對電渣錠潔凈度和組織特征的影響
        5.3.1 實驗
            5.3.1.1 實驗步驟
            5.3.1.2 試樣制備及分析方法
        5.3.2 結果與討論
            5.3.2.1 真空電渣重熔過程中渣金相互作用對電渣錠元素含量的影響
            5.3.2.2 真空電渣重熔過程中鋼-夾雜物相互作用對夾雜物特征的影響
            5.3.2.3 真空電渣重熔對電渣錠組織結構與性能的影響
    5.4 本章小結
第6章 結論與展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀博士學位期間取得的科研成果
附錄2 攻讀博士學位論文期間參加的科研項目
附件


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]影響燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組經(jīng)濟性分析[D]. 張凱博.內蒙古科技大學 2017



本文編號：3315401