AOD精炼双相不锈钢2101去碳保铬研究
发布时间：2021-08-05 01:57
双相不锈钢2101生产成本低,性能优异,近年来被逐渐重视.采用"电炉+AOD+模铸"的工艺生产2101双相不锈钢,在AOD精炼过程中,研究了温度和主要成分Cr、C、Si的变化情况,结果显示,AOD炉有很好的脱碳效果,能将C质量分数(w[C])由2.5%脱至0.03%以下,在还原期,Si对Cr有很好的还原效果.精炼过程中,最重要的是脱碳,但将碳脱至0.1%以后,所需要的条件变得苛刻.通过热力学计算公式,研究了双相不锈钢2101去碳保铬的影响因素,结果表明,碳铬平衡主要受CO分压和温度的影响,CO分压越低、温度越高越有利于脱碳.在CO分压一定,w[C]<0.1%时,w[C]越低,碳铬平衡曲线的斜率越大,脱碳需要的温度越高,脱碳越困难,降低CO分压可进一步脱碳.在PCO/P0=0.4,w[Cr]=21.5%条件下,为将w[C]脱至0.03%以下,需要将炉内温度升到1746.1℃以上.
【文章来源】：工程科学学报. 2020,42(S1)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
2101冶炼过程Cr含量变化
图1 2101冶炼过程Cr含量变化如图2所示，在AOD精炼氧化一期阶段，由于不断地加入铬铁，使温度很难上升，且C质量分数不断升高，到氧化一期终点时，达到了2.46%，而此时温度较低，随着脱碳反应的进行，放出大量的热，炉内温度大幅度增加.由图2可以看出，脱碳之前，碳含量很高，如果一直以较大流量吹O2，会使温度升高到较高水平，为了降低脱碳时的升温速度，此时加入其他的合金元素（钼铁、铜铁、镍铁等），并在纯吹氧一段时间后，降低O2流量，且通入N2(O2、N2流量比为1∶3），由图可以看出，AOD炉有很强的脱碳能力，能以较快的速度将碳脱到较低水平，而此时可以利用产生的热量，熔化合金元素，进行成分调整.脱碳完成，在还原期加入硅铁，主要是为了脱氧，并将渣中的铬还原进入钢液中.
(1）当PCO/P0=1时，计算出不同温度下，[C]和[Cr]的平衡曲线，如图3(a）所示；当T=1650℃，计算出不同CO分压时[C]和[Cr]的平衡曲线，如图3(b）所示.从图3(a）中可以看出，当PCO/P0=1时，若要保持w[Cr]=21.5%，在1800℃下，可将碳脱至0.07%；在1700℃下，可将碳脱至0.18%；在1600℃下，可将碳脱至0.49%.可见，温度越高，越有利于将碳质量分数脱至较低水平.从图3(b）中可以看出，当T=1650℃时，若要保持w[Cr]=21.5%，当PCO/P0=1时，可将碳脱至0.49%；当PCO/P0=0.5时，可将碳脱至0.11%；当PCO/P0=0.1，可将碳脱至0.01%以下.所以，降低CO分压可以有效降低[C][Cr]平衡时[C]的含量.综上，提升炉内温度并降低CO分压，有利于将碳含量脱至较低水平.
【参考文献】：
期刊论文
[1]低镍不锈钢生产中的若干冶金学问题[J]. 徐匡迪,高玉来,翟启杰. 钢铁. 2004(07)
[2]不锈钢冶炼过程中相关热力学问题的解析（Ⅲ）——含铬铁水的去碳保铬及脱气[J]. 武拥军,姜周华,梁连科,姜茂发,黄宗泽,陈兆平. 钢铁研究学报. 2003(05)
博士论文
[1]经济型双相不锈钢2101热塑性研究[D]. 冯志慧.北京科技大学 2018
本文编号：3322830
【文章来源】：工程科学学报. 2020,42(S1)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
2101冶炼过程Cr含量变化
图1 2101冶炼过程Cr含量变化如图2所示，在AOD精炼氧化一期阶段，由于不断地加入铬铁，使温度很难上升，且C质量分数不断升高，到氧化一期终点时，达到了2.46%，而此时温度较低，随着脱碳反应的进行，放出大量的热，炉内温度大幅度增加.由图2可以看出，脱碳之前，碳含量很高，如果一直以较大流量吹O2，会使温度升高到较高水平，为了降低脱碳时的升温速度，此时加入其他的合金元素（钼铁、铜铁、镍铁等），并在纯吹氧一段时间后，降低O2流量，且通入N2(O2、N2流量比为1∶3），由图可以看出，AOD炉有很强的脱碳能力，能以较快的速度将碳脱到较低水平，而此时可以利用产生的热量，熔化合金元素，进行成分调整.脱碳完成，在还原期加入硅铁，主要是为了脱氧，并将渣中的铬还原进入钢液中.
(1）当PCO/P0=1时，计算出不同温度下，[C]和[Cr]的平衡曲线，如图3(a）所示；当T=1650℃，计算出不同CO分压时[C]和[Cr]的平衡曲线，如图3(b）所示.从图3(a）中可以看出，当PCO/P0=1时，若要保持w[Cr]=21.5%，在1800℃下，可将碳脱至0.07%；在1700℃下，可将碳脱至0.18%；在1600℃下，可将碳脱至0.49%.可见，温度越高，越有利于将碳质量分数脱至较低水平.从图3(b）中可以看出，当T=1650℃时，若要保持w[Cr]=21.5%，当PCO/P0=1时，可将碳脱至0.49%；当PCO/P0=0.5时，可将碳脱至0.11%；当PCO/P0=0.1，可将碳脱至0.01%以下.所以，降低CO分压可以有效降低[C][Cr]平衡时[C]的含量.综上，提升炉内温度并降低CO分压，有利于将碳含量脱至较低水平.
【参考文献】：
期刊论文
[1]低镍不锈钢生产中的若干冶金学问题[J]. 徐匡迪,高玉来,翟启杰. 钢铁. 2004(07)
[2]不锈钢冶炼过程中相关热力学问题的解析（Ⅲ）——含铬铁水的去碳保铬及脱气[J]. 武拥军,姜周华,梁连科,姜茂发,黄宗泽,陈兆平. 钢铁研究学报. 2003(05)
博士论文
[1]经济型双相不锈钢2101热塑性研究[D]. 冯志慧.北京科技大学 2018
本文编号：3322830
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3322830.html
