真空感应炉冶炼Cr12钢工艺研究
发布时间：2023-05-06 19:12
真空感应熔炼是重要的钢液熔炼及纯净化手段,源于它能创造优越的脱气(包括脱氢、脱氮及脱氧)环境,同时真空条件下可避免空气对钢液的氧化并对钢液进行良好的电磁搅拌。然而,在真空感应熔炼钢液过程中,由于坩埚与钢液接触,以及坩埚在高温及真空下的热分解可能在一定程度上污染钢液。 通过热力学计算得知,在一定温度、真空度及钢液氧含量下,MgO和CaO坩埚都可能出现一定程度的热分解并向钢液供氧,分解趋势随温度和真空度的提高而上升,随钢液溶解氧含量降低而上升。在一定的温度和真空度下,CaO质坩埚的热稳定性和化学稳定性远比MgO质坩埚好。 采用MgO与CaO坩埚在真空感应炉中对钢液进行碳脱氧和坩埚受热分解现象进行研究发现：(1)在适当低的熔炼温度和真空度下,可以减轻甚至避免坩埚热分解向钢液供氧；(2)在钢液中[%O]高于坩埚材料热分解平衡[%O]时,应适当提高真空度使反应生成的气体排出从而进一步降低钢中[%O]；(3)采用热稳定性优越的CaO坩埚,在较高真空度下钢液最终全氧含量可达到6×10-4%以下。 真空感应熔炼过程中底吹氩气可以在气泡界面上起到吸附氮的作用,加速脱氮过程；熔炼过程中加强钢液搅拌可以加大...
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.1.1 超纯净钢市场需求
1.1.2 纯净钢生产的现状
1.1.3 真空感应炉冶炼特点及优势
1.2 课题目的和意义
1.3 主要研究内容
第2章 文献综述
2.1 VIM发展概况
2.2 坩埚材料的研究
2.2.1 坩埚材料介绍
2.2.2 岩相分析
2.2.3 坩埚的性能要求
2.2.4 坩埚致密度的影响因素
2.3 真空下坩埚材料向钢液供氧的研究
2.3.1 氧在钢中存在的形态
2.3.2 钢中氧的危害
2.3.3 氧进入钢液的主要途径
2.3.4 真空下坩埚供氧与碳脱氧的综合反应
2.4 VIM精炼时间及真空度对钢质量影响
2.4.1 精炼真空度
2.4.2 精炼时间
2.5 真空熔炼钢夹杂物来源及分类
2.6 加顶渣及底吹氩工艺研究概况
2.6.1 VIM顶渣选择
2.6.2 底吹氩气工艺原理
2.7 文献评述
第3章 坩埚受热分解对钢液供氧热力学研究
3.1 真空条件下碳脱氧原理及理论脱氧值
3.1.1 碳氧反应热力学
3.1.2 真空条件下碳脱氧理论脱氧值
3.2 MgO、CaO纯物质分解压
3.2.1 氧化镁纯物质分解压
3.2.2 氧化钙纯物质分解压
3.3 真空熔炼钢液时MgO与CaO坩埚热分解平衡[%O]
3.4 本章小结
第4章 不同材质坩埚真空感应熔炼纯净钢实验
4.1 实验用钢制备
4.1.1 炼钢实验原料
4.1.2 实验钢成分设计
4.1.3 实验钢冶炼
4.1.4 钢锭的退火工艺
4.1.5 实验钢成分分析检测
4.2 采用MgO坩埚真空冶炼Cr12钢实验
4.2.1 50Pa～100Pa真空度下采用MgO坩埚真空冶炼Cr12钢实验
4.2.2 10Pa～50Pa真空度下采用MgO坩埚真空冶炼Cr12钢实验
4.2.3 5Pa～10Pa真空度下采用MgO坩埚真空冶炼Cr12钢实验
4.2.4 MgO坩埚真空熔炼夹杂物统计及整体概述
4.3 采用CaO坩埚真空冶炼Cr12钢实验
4.3.1 50Pa～100Pa真空度下采用CaO坩埚真空冶炼Cr12钢实验
4.3.2 10Pa～50Pa真空度下采用CaO坩埚真空冶炼Cr12钢实验
4.3.3 5Pa～10Pa真空度下采用CaO坩埚真空冶炼Cr12钢实验
4.3.4 CaO坩埚真空熔炼夹杂物统计及整体概述
4.4 坩埚材质对真空熔炼Cr12钢的影响
4.4.1 坩埚材质对T[O]的影响
4.4.2 坩埚材质对[%N]的影响
4.6 本章小结
第5章 顶渣、底吹氩真空熔炼实验
5.1 试验钢冶炼
5.1.1 真空感应炉底吹氩气实验
5.1.2 真空感应炉底吹氩气、加顶渣实验
5.2 结果与分析
5.2.1 真空冶炼条件下的脱氮系数确定
5.2.2 在底吹氩情况下的脱氮系数
5.2.3 加入精炼渣和底部吹氩精炼条件下的真空脱氮速率确定
5.3 夹杂物尺寸及分布统计结果
5.3.1 金相显微镜照片显示
5.3.2 IPP6.0金相显微镜照片统计夹杂物尺寸的数量的结果
5.4 本章小节
第6章 结论
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3809460
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.1.1 超纯净钢市场需求
1.1.2 纯净钢生产的现状
1.1.3 真空感应炉冶炼特点及优势
1.2 课题目的和意义
1.3 主要研究内容
第2章 文献综述
2.1 VIM发展概况
2.2 坩埚材料的研究
2.2.1 坩埚材料介绍
2.2.2 岩相分析
2.2.3 坩埚的性能要求
2.2.4 坩埚致密度的影响因素
2.3 真空下坩埚材料向钢液供氧的研究
2.3.1 氧在钢中存在的形态
2.3.2 钢中氧的危害
2.3.3 氧进入钢液的主要途径
2.3.4 真空下坩埚供氧与碳脱氧的综合反应
2.4 VIM精炼时间及真空度对钢质量影响
2.4.1 精炼真空度
2.4.2 精炼时间
2.5 真空熔炼钢夹杂物来源及分类
2.6 加顶渣及底吹氩工艺研究概况
2.6.1 VIM顶渣选择
2.6.2 底吹氩气工艺原理
2.7 文献评述
第3章 坩埚受热分解对钢液供氧热力学研究
3.1 真空条件下碳脱氧原理及理论脱氧值
3.1.1 碳氧反应热力学
3.1.2 真空条件下碳脱氧理论脱氧值
3.2 MgO、CaO纯物质分解压
3.2.1 氧化镁纯物质分解压
3.2.2 氧化钙纯物质分解压
3.3 真空熔炼钢液时MgO与CaO坩埚热分解平衡[%O]
3.4 本章小结
第4章 不同材质坩埚真空感应熔炼纯净钢实验
4.1 实验用钢制备
4.1.1 炼钢实验原料
4.1.2 实验钢成分设计
4.1.3 实验钢冶炼
4.1.4 钢锭的退火工艺
4.1.5 实验钢成分分析检测
4.2 采用MgO坩埚真空冶炼Cr12钢实验
4.2.1 50Pa～100Pa真空度下采用MgO坩埚真空冶炼Cr12钢实验
4.2.2 10Pa～50Pa真空度下采用MgO坩埚真空冶炼Cr12钢实验
4.2.3 5Pa～10Pa真空度下采用MgO坩埚真空冶炼Cr12钢实验
4.2.4 MgO坩埚真空熔炼夹杂物统计及整体概述
4.3 采用CaO坩埚真空冶炼Cr12钢实验
4.3.1 50Pa～100Pa真空度下采用CaO坩埚真空冶炼Cr12钢实验
4.3.2 10Pa～50Pa真空度下采用CaO坩埚真空冶炼Cr12钢实验
4.3.3 5Pa～10Pa真空度下采用CaO坩埚真空冶炼Cr12钢实验
4.3.4 CaO坩埚真空熔炼夹杂物统计及整体概述
4.4 坩埚材质对真空熔炼Cr12钢的影响
4.4.1 坩埚材质对T[O]的影响
4.4.2 坩埚材质对[%N]的影响
4.6 本章小结
第5章 顶渣、底吹氩真空熔炼实验
5.1 试验钢冶炼
5.1.1 真空感应炉底吹氩气实验
5.1.2 真空感应炉底吹氩气、加顶渣实验
5.2 结果与分析
5.2.1 真空冶炼条件下的脱氮系数确定
5.2.2 在底吹氩情况下的脱氮系数
5.2.3 加入精炼渣和底部吹氩精炼条件下的真空脱氮速率确定
5.3 夹杂物尺寸及分布统计结果
5.3.1 金相显微镜照片显示
5.3.2 IPP6.0金相显微镜照片统计夹杂物尺寸的数量的结果
5.4 本章小节
第6章 结论
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3809460
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