316L奥氏体不锈钢VOD冶炼过程中氮行为的研究
发布时间：2021-06-09 05:53
氮是不锈钢中重要的合金元素,对不锈钢的性能有重要影响,氮在不锈钢钢液中的行为及其在冶炼过程中的控制技术是目前不锈钢研究领域的前沿热点。本文采用冶金热力学、动力学的理论和研究方法,结合宝钢股份不锈钢事业部典型316L奥氏体不锈钢氮含量的控制要求和冶炼工艺路线,在充分研究不锈钢事业部VOD精炼工艺的基础上,对不同工艺条件下,氮在不锈钢熔体中的溶解行为进行了理论和实验研究；建立了316L奥氏体不锈钢VOD精炼过程中氮溶解行为的热力学和动力学模型,对氮在不锈钢VOD精炼过程中的溶解行为进行了理论计算；研究还引入了FactSage热力学软件对316L不锈钢VOD钢水氮的溶解量进行了研究。本文进行了316L不锈钢控氮的实验室的热模拟实验和现场的工业试验。最后,在上述模拟计算和试验研究的基础上,开发了VOD精炼控氮软件,并将软件应用于宝钢工业生产,为316L奥氏体不锈钢VOD精炼过程氮含量的精确控制提供依据。本文对氮在不锈钢熔体中的溶解行为进行了理论计算,开发出了316L奥氏体不锈钢冶炼过程中钢水增氮、控氮的计算模型。热力学模型结果表明,不锈钢钢水中氮的溶解度、初始氮含量以及终点氮含量的函数与钢水的...
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
FactSage热力学计算软件
这种方法开展了测定纯氮在纯铁中的溶解度。石井不二夫等人[881工作实验原理、装置图分别如图2-13、图2-14所示。高温反应炉为8kVA真空管式的高频感应炉，用光学高温计测温。反应管由双层石英管构成，内径为33 mm，外径为37 mm,高约为70 mm,夹层内填入Mg?砂（粒度20?30目）或AI2O3粉（65目），其内再通入冷却水，出水温度保持在35°C±:rC，石英管上口用BeO和AI2O3制成的圆环密封。 工f"l ? ?~一粟气体进口 。反应管11图2-13测定气体在金属中溶解度装置气体体积定量测定系统一定要具有高精度，方可精确测定出热体积（HotVolume),
图3-10 FactSage软件参数设定界面三.0 Results - Equilib 1550 C — 丨.:g,,....翌—努—.Output Edit Show Pages |‘Diagj 函_ ^ T(CJ Plata) EnetgyU) Mass(g) Vol陶 JQj^jnJWFacrSsge .3 >{gran) 63.725 Fe + 0.03 C + 0.57 Si + Hn -r 「jigram) 0.021 P + 0,004 S + 1.13 Cr + ID.12 Ki +(gram) 2.12 Kc + 0.028 N + Q.13 Cu + 0.QQ3 A1 +^gram) 0.02 Sn + 0.011 As + 0.003 Ti + 0.008 Nb +?igr&m) 0.057 Co + 0.001 Pb + 0.001 Sb + 0.013 W =~ 8-55?2i-03 N20 fftcl gas_id6al{1S0 C, 1 Atm, a=8.9000S-03)【3.9000S-03 N2 FacrPS)+ 99.330 grain LIQUID(99.980 gr&zi, 1,8QOO mol)aS0 C, 1 &tm, 3=1.0000)(9.733 wt.i Fe FSs-cel+ 3.0Q0S-02 wt-% C FSsrel十 5.70112:-02 wt.S Co FSstel
【参考文献】：
期刊论文
[1]三步法和二步法不锈钢冶炼工艺的分析和生产实践[J]. 刘卫东. 特殊钢. 2013(05)
[2]新型高氮无镍不锈钢熔炼增氮效果分析[J]. 曹春磊,张兴中,周俐,钟海林,葛允宗,仇圣桃. 钢铁研究学报. 2013(08)
[3]运用最小二乘法,建立AOD炉工艺参数及合金成分对还原期增氮影响的数学模型[J]. 陈苏坚. 南方金属. 2013(02)
[4]高氮无镍奥氏体不锈钢的研究与发展[J]. 袁军平,李卫,陈绍兴,卢焕洵. 铸造. 2012(11)
[5]采用NH3固溶氮化生产超高级氮奥氏体不锈钢[J]. 帕克乌尔,松木久,佐佐木康,李海艳. 本钢技术. 2011(03)
[6]高氮不锈钢的开发进展[J]. 余蓉. 世界钢铁. 2010(01)
[7]粉末冶金高氮不锈钢的研究与发展现状[J]. 钟海林,况春江,匡星,毕景维,王广达. 粉末冶金工业. 2007(03)
[8]新型医用不锈钢研究[J]. 任伊宾,杨柯,张炳春,杨慧宾. 生物医学工程学杂志. 2006(05)
[9]AOD不锈钢精炼过程中氮的动力学模型及应用[J]. 陈建斌,陈兆平,姜周华,黄宗泽. 过程工程学报. 2006(S1)
[10]液态铁基合金中氮溶解度的影响因素[J]. 张士岩,卢永,王书桓. 钢铁研究. 2006(01)
博士论文
[1]高氮奥氏体不锈钢的冶炼理论基础及其材料性能研究[D]. 李花兵.东北大学 2008
[2]高氮35CrMoV钢的制备和研究[D]. 周灿栋.上海大学 2001
本文编号：3220071
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
FactSage热力学计算软件
这种方法开展了测定纯氮在纯铁中的溶解度。石井不二夫等人[881工作实验原理、装置图分别如图2-13、图2-14所示。高温反应炉为8kVA真空管式的高频感应炉，用光学高温计测温。反应管由双层石英管构成，内径为33 mm，外径为37 mm,高约为70 mm,夹层内填入Mg?砂（粒度20?30目）或AI2O3粉（65目），其内再通入冷却水，出水温度保持在35°C±:rC，石英管上口用BeO和AI2O3制成的圆环密封。 工f"l ? ?~一粟气体进口 。反应管11图2-13测定气体在金属中溶解度装置气体体积定量测定系统一定要具有高精度，方可精确测定出热体积（HotVolume),
图3-10 FactSage软件参数设定界面三.0 Results - Equilib 1550 C — 丨.:g,,....翌—努—.Output Edit Show Pages |‘Diagj 函_ ^ T(CJ Plata) EnetgyU) Mass(g) Vol陶 JQj^jnJWFacrSsge .3 >{gran) 63.725 Fe + 0.03 C + 0.57 Si + Hn -r 「jigram) 0.021 P + 0,004 S + 1.13 Cr + ID.12 Ki +(gram) 2.12 Kc + 0.028 N + Q.13 Cu + 0.QQ3 A1 +^gram) 0.02 Sn + 0.011 As + 0.003 Ti + 0.008 Nb +?igr&m) 0.057 Co + 0.001 Pb + 0.001 Sb + 0.013 W =~ 8-55?2i-03 N20 fftcl gas_id6al{1S0 C, 1 Atm, a=8.9000S-03)【3.9000S-03 N2 FacrPS)+ 99.330 grain LIQUID(99.980 gr&zi, 1,8QOO mol)aS0 C, 1 &tm, 3=1.0000)(9.733 wt.i Fe FSs-cel+ 3.0Q0S-02 wt-% C FSsrel十 5.70112:-02 wt.S Co FSstel
【参考文献】：
期刊论文
[1]三步法和二步法不锈钢冶炼工艺的分析和生产实践[J]. 刘卫东. 特殊钢. 2013(05)
[2]新型高氮无镍不锈钢熔炼增氮效果分析[J]. 曹春磊,张兴中,周俐,钟海林,葛允宗,仇圣桃. 钢铁研究学报. 2013(08)
[3]运用最小二乘法,建立AOD炉工艺参数及合金成分对还原期增氮影响的数学模型[J]. 陈苏坚. 南方金属. 2013(02)
[4]高氮无镍奥氏体不锈钢的研究与发展[J]. 袁军平,李卫,陈绍兴,卢焕洵. 铸造. 2012(11)
[5]采用NH3固溶氮化生产超高级氮奥氏体不锈钢[J]. 帕克乌尔,松木久,佐佐木康,李海艳. 本钢技术. 2011(03)
[6]高氮不锈钢的开发进展[J]. 余蓉. 世界钢铁. 2010(01)
[7]粉末冶金高氮不锈钢的研究与发展现状[J]. 钟海林,况春江,匡星,毕景维,王广达. 粉末冶金工业. 2007(03)
[8]新型医用不锈钢研究[J]. 任伊宾,杨柯,张炳春,杨慧宾. 生物医学工程学杂志. 2006(05)
[9]AOD不锈钢精炼过程中氮的动力学模型及应用[J]. 陈建斌,陈兆平,姜周华,黄宗泽. 过程工程学报. 2006(S1)
[10]液态铁基合金中氮溶解度的影响因素[J]. 张士岩,卢永,王书桓. 钢铁研究. 2006(01)
博士论文
[1]高氮奥氏体不锈钢的冶炼理论基础及其材料性能研究[D]. 李花兵.东北大学 2008
[2]高氮35CrMoV钢的制备和研究[D]. 周灿栋.上海大学 2001
本文编号：3220071
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