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电渣冶金用含氟渣系对夹杂物的影响研究

2014-11-19 15:49| 发布者: 虫儿飞| 查看: 2702| 评论: 0|来自: 中国电镜网

摘要: 本文以 MoSi2 电阻炉为熔炼设备,以电渣重熔过程常用的几种渣系与支承辊用钢进行了渣金平衡实验,分别利用金相显微镜、SEM-EDS 对不同时刻所取试样进行了数量、尺寸及形貌、成分的测定,得出 S4 渣及 S5 渣的变形渣 ...


据炼钢数据手册,此 S1 渣对 SiO2 的接触角θ为 33,对 Al2O3 的接触角为 97[8]。因此,S1 渣系能润湿 SiO2 夹杂,可以通过熔渣吸附去除掉。但 S1 渣不能润湿 Al2O3,通过熔渣去除 Al2O3 夹杂较难。说明对于夹杂物要求很严的钢种,不能采用 S1 渣。

 

3.3 钢中 Al2O3-MgO-SiO2 三元非金属夹杂

在本实验轧辊钢冶炼的不同时刻取样中,以 S2 渣冶炼为例,将其中 Al2O3-MgO-SiO2三元非金属夹杂的变化过程作出如下三元相图 3.9




S2渣冶炼条件下钢中各阶段Al2O3-MgO-SiO2三元非金属夹杂变化的三元相图分析可知,在本实验中,在利用S2渣冶炼此轧辊钢时,在向钢液中加入Al脱氧后,钢中夹杂物成分主要偏向于Al2O3一角,在加入此种渣料并经顶吹氩气搅拌静置后,钢中夹杂物主要向MgO-SiO2一边转移,在钢液凝固形成钢锭时,对终点样的分析中发现,钢中夹杂物向MgO一角转移。

下面是对采用不同渣系冶炼条件下终点钢样中 Al2O3-MgO-SiO2三元非金属夹杂变化的分析,并作如下图3.10

由上图不同渣料冶炼的终点样中 Al2O3-MgO-SiO2 三元非金属夹杂分析,同样可以得到,采用 S1 冶炼的终点钢样中夹杂物主要偏向于三元系中 Al2O3 一角;利用 S3 渣冶炼的终点钢样中夹杂物主要偏向于三元系中 MgO-SiO2 一边;采用 S2 渣冶炼的终点钢样中夹杂物主要偏向于三元系中 MgO 一角及形成 MgOAl2O3 夹杂;利用 S4 渣冶炼的终点钢样中夹杂物主要偏向于 SiO2 一角及形成 MgOAl2O3 夹杂。

按夹杂物的的塑性变形能力可以将其分为塑性夹杂、脆性夹杂、球状不变性夹杂及半塑性夹杂。其中,脆性夹杂为热加工时该类夹杂物形状和尺寸都不变化,但可能沿加工方向成串排列或呈点链状,属于这类夹杂物的有Al2O3Cr2O3[9]。而硫化物及SiO2含量较低(40%-60%)的铁锰硅酸盐属于塑性夹杂物,其中SiO2及含SiO2较高(>70%)的硅酸盐等,各种复相的铝硅酸盐夹杂为半塑性夹杂。

4 结论

本实验以电渣冶金中常用的几种渣系为渣料,以冷轧支承辊 Cr5 钢为钢料,在 MoSi2炉中进行渣金平衡实验。

通过实验研究与分析,得出如下结论: 

1)实验结果表明,S4 渣及 S5 渣的变形渣 S6 渣(即保持 S5 渣其它组元成分比例不变,将 MgO 含量提升到 13%)冶炼过程中夹杂物面积百分比相对于其它渣系均较低;

2)实验过程中,加铝脱氧后,钢中的夹杂物面积相对于原始钢样有所下降,吹氩搅拌后钢中夹杂物的数量及面积百分比多呈下降趋势,在此过程中,搅拌为渣 -钢间的反应提供了良好的动力学条件。在钢液凝固过程后钢中易氧化元素重新与钢中溶解[O]结合形成相应非金属夹杂物,并伴随钢液的凝固常有 Ti的氮化物、碳化物夹杂生成,所以钢中夹杂物数量有所增加,夹杂物的面积百分比亦有所提高。采用三七渣冶炼,终点钢样中夹杂物多成塑性夹杂,而采用五元渣系冶炼,终点钢样中夹杂物呈向塑性夹杂转变的趋势。


参考文献

1. 潘秀兰, 郭艳玲, 王艳红. 国内外纯净钢生产技术的新进展[J], 鞍钢技术, 2003(5)1-5

2. Hideaki S, RyoI N. Thermodynamics clean steelson control of inclusion composition in ultra-clean steels [J], ISIJ International, 1996, 36 (5): 528-536.

3. 王立峰, 张炯明, 王新华, . 低碱度顶渣控制帘线钢中 CaO-SiO2-Al2O3-MgO 类夹杂

物成分的实验研究[J]. 北京科技大学学报, 2004, (1): 26-29.

4. 耿鑫, 姜周华, 刘福斌, . 电渣重熔过程中氧含量的控制 [J]. 材料与冶金学报, 2009,(1): 16-20.

5. 李正邦, 张家雯, 车向前. 电渣重熔钢中非金属夹杂物含量及成分的控制 [J]. 钢铁研究学报, 1997, (2): 11-16.

6. 傅杰. 钢冶金过程动力学[M], 北京: 冶金工业出版社, 2005, 38-40.

7. H. Todoroki and K. Mizuno: Iron Steelmaker, 30(2003), 60.

8. 陈家祥编著. 炼钢数据手册[M]. 北京: 冶金工业出版社, 1984: 519-520.

9. 刘天佑. 钢材质量检验[M]. 北京: 冶金工业出版社, 1999.

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