铝镇静钢精炼和浇注过程夹杂物行为及其控制研究
发布时间：2021-07-10 23:23
国内外学者对钢中夹杂物的行为和控制进行了大量的研究,获得了很多重要的研究成果,但至今仍有很多研究结果并不能很好联系工业生产实际,有些甚至与实际生产存在较大差异。本文基于钢包精炼及浇注的工业生产实际,综合考虑钢-渣-耐火材料-空气等的相互作用,结合热力学分析、工业实验、实验室实验和仿真模拟等多种手段,研究了铝镇静低合金钢中的夹杂物行为及其控制,并重点关注了当前夹杂物控制环节中有疑惑或易忽视的因素。本文试图建立基础研究与工业生产的桥梁,这对深入理解工业过程控制具有重要的意义。本文的主要研究内容和结论如下:（1）基于工业实测数据和热力学计算,研究分析了精炼过程氧活度实测值与计算值的差异,提出了铝镇静钢在工业生产过程中的脱氧机理,探讨了精炼渣的选择。研究发现,在精炼过程中,精炼渣的氧化铝活度对钢液的溶解氧活度影响并不明显。要保持钢液较低的溶解氧活度,钢液必须保证一定的铝含量。钢-渣界面的氧活度主要是由FeO控制,且比钢液的氧活度高很多。精炼渣因此会持续向钢液传氧,那么精炼造渣则显得异常重要。此外,为了减少铝损,稳定的精炼渣对冶炼低氧钢仍然十分重要。少量的MgO可以提高渣的稳定性,精炼渣的MgO...
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：166 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２夹杂物对横向塑性的影响【３】??Ｆｉｇ．?１．２?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ?ｏｎ?ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ?ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ?｜３！??
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夹杂物则是导致冷镦开裂的主要原因之一。和前进等［１５］分析了冷镦钢冷镦开裂的原因，??在星形裂纹和与轧制方向平行的裂纹处均发现了大型非金属夹杂物。大佐Ｍｌ研宄了不同??钢种的裂纹萌生界限与夹杂物的尺寸、夹杂物距表面深度的关系，如图１．６所示。由图??１．６可知，材料的塑性越低，夹杂物的位置越接近表层，夹杂物的有害尺寸就越小，??ＳＷＲＣＨ４５Ｋ钢最表层夹杂物的临界值在１０?ｐｍ以下。??１．３．?６对疲劳性能的影响??研究指出，在高周和超高周应力循环范围内，当疲劳寿命大于１０６后，疲劳断??裂一般起源于钢中的非金属夹杂物。钢中的夹杂物特别是粗大的硬脆夹杂物破坏了钢基??体的连续性，在内外应力的作用下易在夹杂物与基体的界面处产生很高的应力集中，导??致疲劳裂纹的早期萌生，显著降低钢种的抗疲劳性能。??图１．７给出了实验归纳出的夹杂物直径与疲劳强度降低的关系［｜７】。由图可以看出：??（１）当夹杂物的直径小于３？５ｐｍ后，夹杂物对疲劳强度影响很小，这即临界夹杂物尺??寸；（２）夹杂物尺寸増大，疲劳强度显著降低；（３）?ＣａＯ－Ａ丨２０３类、Ａｌ２０３类和（Ｃａ，Ｍｎ）Ｓ??类夹杂物对疲劳强度有不同的影响，但主要是受其自身尺寸的影响；而ＴｉＮ夹杂物则不??同
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effect of Basicity on Deoxidation Capability of Refining Slag[J]. DENG Zhi-yin,ZHU Miao-yong,ZHONG Bao-jun,DAI Yong-gang. Journal of Iron and Steel Research（International）. 2013(02)
[2]不同脱氧方式对钢中夹杂物的影响[J]. 邓志银,朱苗勇,钟保军,高新亮. 北京科技大学学报. 2012(11)
[3]酒钢CSP流程SPCC钢LF精炼渣-钢平衡及渣成分优化[J]. 程子建,郭靖,程树森. 钢铁. 2012(10)
[4]Study on formation of non-metallic inclusions with lower melting temperatures in extra low oxygen special steels[J]. WANG XinHua 1*,JIANG Min 1,CHEN Bing 2 & LI HaiBo 2 1 School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China;2 Technical Research Institute,Shougang Corporation,Beijing 100041,China. Science China（Technological Sciences）. 2012(07)
[5]Effect of Chromite-Silica Sands Characteristics on Performance of Ladle Filler Sands for Continuous Casting[J]. F Farshidfar,M Ghassemi Kakroudi. Journal of Iron and Steel Research（International）. 2012(03)
[6]Inclusion variations and calcium treatment optimization in pipeline steel production[J]. Jian-hua Liu1),Hua-jie Wu1),Yan-ping Bao2),and Min Wang2) 1) Research Institute of Metallurgy Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2) School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2011(05)
[7]Investigation on Non-Metallic Inclusions in LCAK Steel Produced by BOF-LF-FTSC Production Route[J]. YANG Wen1,CAO Jing1,WANG Xin-hua1,XU Zhi-rong2,YANG Jie2(1.School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China;2.No.1 Steelmaking Plant,Tangshan Iron and Steel Co Ltd,Tangshan 063000,Hebei,China). Journal of Iron and Steel Research（International）. 2011(09)
[8]409L不锈钢中镁铝尖晶石夹杂物的生成研究[J]. 李双江,李阳,姜周华,梁连科. 东北大学学报(自然科学版). 2010(06)
[9]高级别管线钢钙处理效果评价标准[J]. 刘建华,吴华杰,包燕平,秦海山,臧绍双,张晓军. 北京科技大学学报. 2010(03)
[10]钢中镁铝尖晶石夹杂物研究进展[J]. 李京社,杨树峰,朱立光,陈永峰. 河南冶金. 2009(05)
本文编号：3276849
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【文章页数】：166 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２夹杂物对横向塑性的影响【３】??Ｆｉｇ．?１．２?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ?ｏｎ?ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ?ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ?｜３！??
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夹杂物则是导致冷镦开裂的主要原因之一。和前进等［１５］分析了冷镦钢冷镦开裂的原因，??在星形裂纹和与轧制方向平行的裂纹处均发现了大型非金属夹杂物。大佐Ｍｌ研宄了不同??钢种的裂纹萌生界限与夹杂物的尺寸、夹杂物距表面深度的关系，如图１．６所示。由图??１．６可知，材料的塑性越低，夹杂物的位置越接近表层，夹杂物的有害尺寸就越小，??ＳＷＲＣＨ４５Ｋ钢最表层夹杂物的临界值在１０?ｐｍ以下。??１．３．?６对疲劳性能的影响??研究指出，在高周和超高周应力循环范围内，当疲劳寿命大于１０６后，疲劳断??裂一般起源于钢中的非金属夹杂物。钢中的夹杂物特别是粗大的硬脆夹杂物破坏了钢基??体的连续性，在内外应力的作用下易在夹杂物与基体的界面处产生很高的应力集中，导??致疲劳裂纹的早期萌生，显著降低钢种的抗疲劳性能。??图１．７给出了实验归纳出的夹杂物直径与疲劳强度降低的关系［｜７】。由图可以看出：??（１）当夹杂物的直径小于３？５ｐｍ后，夹杂物对疲劳强度影响很小，这即临界夹杂物尺??寸；（２）夹杂物尺寸増大，疲劳强度显著降低；（３）?ＣａＯ－Ａ丨２０３类、Ａｌ２０３类和（Ｃａ，Ｍｎ）Ｓ??类夹杂物对疲劳强度有不同的影响，但主要是受其自身尺寸的影响；而ＴｉＮ夹杂物则不??同
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effect of Basicity on Deoxidation Capability of Refining Slag[J]. DENG Zhi-yin,ZHU Miao-yong,ZHONG Bao-jun,DAI Yong-gang. Journal of Iron and Steel Research（International）. 2013(02)
[2]不同脱氧方式对钢中夹杂物的影响[J]. 邓志银,朱苗勇,钟保军,高新亮. 北京科技大学学报. 2012(11)
[3]酒钢CSP流程SPCC钢LF精炼渣-钢平衡及渣成分优化[J]. 程子建,郭靖,程树森. 钢铁. 2012(10)
[4]Study on formation of non-metallic inclusions with lower melting temperatures in extra low oxygen special steels[J]. WANG XinHua 1*,JIANG Min 1,CHEN Bing 2 & LI HaiBo 2 1 School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China;2 Technical Research Institute,Shougang Corporation,Beijing 100041,China. Science China（Technological Sciences）. 2012(07)
[5]Effect of Chromite-Silica Sands Characteristics on Performance of Ladle Filler Sands for Continuous Casting[J]. F Farshidfar,M Ghassemi Kakroudi. Journal of Iron and Steel Research（International）. 2012(03)
[6]Inclusion variations and calcium treatment optimization in pipeline steel production[J]. Jian-hua Liu1),Hua-jie Wu1),Yan-ping Bao2),and Min Wang2) 1) Research Institute of Metallurgy Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2) School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2011(05)
[7]Investigation on Non-Metallic Inclusions in LCAK Steel Produced by BOF-LF-FTSC Production Route[J]. YANG Wen1,CAO Jing1,WANG Xin-hua1,XU Zhi-rong2,YANG Jie2(1.School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China;2.No.1 Steelmaking Plant,Tangshan Iron and Steel Co Ltd,Tangshan 063000,Hebei,China). Journal of Iron and Steel Research（International）. 2011(09)
[8]409L不锈钢中镁铝尖晶石夹杂物的生成研究[J]. 李双江,李阳,姜周华,梁连科. 东北大学学报(自然科学版). 2010(06)
[9]高级别管线钢钙处理效果评价标准[J]. 刘建华,吴华杰,包燕平,秦海山,臧绍双,张晓军. 北京科技大学学报. 2010(03)
[10]钢中镁铝尖晶石夹杂物研究进展[J]. 李京社,杨树峰,朱立光,陈永峰. 河南冶金. 2009(05)
本文编号：3276849
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