脉冲电流对钢液中夹杂物分布影响的研究

发布时间：2020-05-31 05:42

【摘要】：随着社会的进步以及科学技术的发展,现代工业对钢的性能和质量的要求日益严格,这就需要在原有精炼基础上提出更优化的钢液净化技术。钢液中夹杂物的研究对洁净钢的冶炼具有重要意义,本文提出了一种全新的钢液净化方法,用对钢液施加外加脉冲电流的方法来控制夹杂物的运动从而达到去除夹杂物的目的。本文首先对传统去除夹杂的技术进行概述,然后对电磁净化技术、脉冲电流在冶金中的应用、固体电解质脱氧和功率超声净化等进行了详细阐述。本文采用上下通电的方式,通过对比实验的方法分别对比了直流电流和脉冲电流对夹杂物分布的影响、电流大小对夹杂物分布的影响、通电阶段对夹杂物分布的影响,得到以下主要结论:(1)通电处理可提高钢样的致密性,大大减少钢样中的缩孔和疏松,尤其是对钢液施加脉冲电流之后,钢中洁净度和致密性得到明显提高;(2)通脉冲电流处理后,钢样负极部位的Al2O3夹杂物比不通电处理的钢样负极部位多,说明施加脉冲电流处理可以影响Al2O3夹杂物的迁移行为,增大脉冲电流对Al2O3夹杂物的迁移的影响作用更明显;(3)通电处理可影响MnS夹杂和TiN夹杂的分布,不管是直流电还是脉冲电通施加电流后MnS夹杂和TiN夹杂均向正极方向运动,而且施加脉冲电流之后TiN的夹杂物的形貌有所改变,由方形变成尺寸较大的条形或者棒状;(4)降温段通电钢样上部Al2O3的含量要多于保温段通电钢样上部Al2O3的含量,说明保温阶段通电对Al2O3迁移的影响效果强于降温阶段通电;(5)保温降温均通电的钢样中部夹杂物和缩孔比较少,较其他阶段通电的钢样洁净,因此,保温降温段一直通电对夹杂物分布的影响最明显,其作用效果也较好。
【图文】：

示意图,交变电流,颗粒,示意图

流达到分离固体颗粒的目的。将液态金属置于圆形或矩形管内，对其施加较大的交流电，逡逑交变电流将与其产生的感生磁场相互作用，对金属液产生轴向的挤压力，而不导电的夹逡逑杂物颗粒受到反向作用力则会向管壁移动，管壁上附着最后得以去除，其原理见图２．２。逡逑／ｒｒ．逦■逡逑？！？＊逡逑Ｆ邋—？逦颗粒逦Ｆ－电磁力逡逑Ｉ邋Ｊｃ逡逑金属液流量逦ｔ逡逑图２．２交变电流去除颗粒示意图逡逑Ｆｉｇ．邋２．２邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｔｈａｔ邋ｇ邋ｒａｉｎ邋ｉｓ邋ｒｉｄ邋ｂｙ邋ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ邋ｅｌｅｃｔｒｉｃ邋ｃｕｒｒｅｎｔ逡逑此方法已广泛应用在中间包感应加热炉。在感应线圈中施加较大的交流电流，根据逡逑耦合原理，在两圆形通道中会产生强大的交变电流，经测得此感生电流为４４２００Ａ时，逡逑对于尺寸较大的夹杂物（大于６０＠）去除率超过９５％；但尺寸较小的夹杂物（小于２０叫１１）逡逑去除率小于３０％。其特点在于设备简单，无需外加磁场和插入电极，使用工频电源即可。逡逑－１１邋－逡逑

分布情况,夹杂物,磁场,铝熔体

从陶瓷管道的上下面插入熔融铝中，，向铝中施加工频交流电流，通过不同电流作用，考逡逑察研究了熔融铝横截面上ＳｉＣ颗粒的分布情况。逡逑［ＨＩ］逡逑图２．３邋５０Ｈｚ交变电流处理后铝熔体中碳化硅颗粒的分布逡逑Ｆｉｇ．邋２．３邋Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ＳｉＣ邋ｐａｒｔｉｃｌｅｓ邋ｉｎ邋ｍｏｌｔｅｎ邋ａｌｕｍｉｎｕｍ邋ｇａｌｖａｎｉｚｅｄ邋ｂｙ邋５０Ｈｚ邋ａｌｔｅｒｎａｔｉｏｎ邋ｃｕｒｒｅｎｔ逡逑（ａ）邋１＝１００Ａ；邋（ｂ）邋Ｉ＝２００Ａ；邋（ｃ）邋１＝２５０Ａ逡逑从图２．３可以看出，在工频电流作用下，熔融铝中ＳｉＣ颗粒向周边迁移；随着施加逡逑的电流强度的增大，碳化硅颗粒越趋于偏聚周边区域。因而通过实验验证了金属熔剂净逡逑化中，电磁挤压力对夹杂物去除意义重大。此外，电流在熔剂和铝熔体之间会形成双电逡逑层，当铝熔体流经熔剂层时，对吸附夹杂物有利，但仅在铝熔体中夹杂物迁移至熔体表逡逑面附近时，效果显著。逡逑－１２－逡逑
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TF703

【参考文献】