基于再生资源条件下不锈钢脱磷保铬工艺研究

发布时间：2023-05-20 12:13

　　针对熔炼不锈钢普遍存在着脱磷带来的铬损耗问题,本文依托中频感应炉采用Ba O-Ca O基多元渣系对9Cr18Ni1Mo不锈钢返回料进行了氧化脱磷保铬试验研究。在热力学计算的基础上,通过调配Ba O含量、钢液中初始的碳含量和钢水处理温度,获得最优渣系为20%Ca O-45%Ba O-15%Fe2O3-10%Cr2O3-10%Ba Cl2,脱磷率35.67%⁵7.3%,铬损率3.10%⁷.86%的试验结果。试验研究结果表明:(1)不锈钢液中初始的碳含量对不锈钢脱磷率以及铬损率的影响很大,随着钢液中碳含量的增加,脱磷率增加,铬损率减小;(2)不锈钢液的冶炼温度对不锈钢脱磷率以及铬损率的影响很大,随着熔炼温度的升高,脱磷率降低,铬损减小,并在1750K时脱磷率和铬损耗处于最优化水平;(3)真空中频感应熔炼炉冶炼不锈钢时钢水温度较高,并随着温度的升高,碳氧反应趋势增加;在反应的前5分钟,脱磷过程较剧烈,钢液中的磷被氧化进入炉渣。在脱磷反应进行十分钟后,不锈钢液中的磷基本趋于稳定;硅在脱磷初期很快降低,在5min时由初始的0.585%降低到0.198%,...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题理论意义与实用价值
    1.2 合金元素在不锈钢中的作用
    1.3 国内外不锈钢冶炼工艺路线发展及现状
        1.3.1 一步法(单一电炉冶炼工艺)
        1.3.2 两步法(初炼炉+炉外精炼)
        1.3.3 三步法(初炼炉+转炉式脱碳炉+真空精炼炉)
    1.4 国内外不锈钢脱磷方法
        1.4.1 铁水预处理脱磷
        1.4.2 电弧炉脱磷
        1.4.3 转炉吹炼脱磷
        1.4.4 不锈钢还原脱磷法
    1.5 本课题研究内容
第2章 试验材料及研究方法
    2.1 真空中频感应熔炼设备
    2.2 试验过程
        2.2.1 实验材料及方法
        2.2.2 实验步骤
第3章 不锈钢脱磷热力学分析
    3.1 衡量脱磷效果的指标
        3.1.1 脱磷率
        3.1.2 磷容量
    3.2 钢液氧化脱磷机理
    3.3 不锈钢液还原脱磷机理
    3.4 渣系的选取
        3.4.1 CaO渣系
        3.4.2 Na₂O渣系
        3.4.3 BaO渣系
    3.5 热力学计算
        3.5.1 钢的熔点的计算
        3.5.2 炉渣中Cr₂O₃活度的计算
        3.5.3 钢液内C、P、Cr元素的活度运算
        3.5.4 熔渣的磷容量的计算
    3.6 本章小结
第4章 试验结果与分析
    4.1 最优渣系的确定
    4.2 钢液中碳含量对脱磷的影响
    4.3 温度对脱磷的影响
    4.4 钢中元素变化
        4.4.1 铬损的评价
        4.4.2 钢中成分变化
    4.5 渣系的XRD相分析
        4.5.1 分子理论的脱磷
        4.5.2 离子理论的脱磷
        4.5.3 熔渣作为凝聚电子体系相的脱磷
    4.6 渣系的改良
        4.6.1 渣样准备
        4.6.2 黏度测量原理
        4.6.3 黏度测量方法
        4.6.4 脱磷工艺条件
    4.7 本章小结
第5章 不锈钢脱磷动力学研究
    5.1 不锈钢液脱磷动力学方程的建立
    5.2 磷在钢渣间扩散限制环节的探讨
    5.3 钢液脱磷动力学模型的推导
    5.4 钢液脱磷动力学模型的验证及拟合
    5.5 钢液脱磷限制性环节的验证
    5.6 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文



本文编号：3821094