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脱氧剂的研究论文文献综述和参考文献

更新时间:2016-9-2:  来源:毕业论文

脱氧剂的研究论文文献综述和参考文献 非金属夹杂物对钢的机械与工艺性能的影响
钢的冶炼、浇注及凝固结晶是一个较为复杂的物理(化学)过程。钢中夹杂分别有两种形式:内在夹杂和外部夹杂。内在夹杂是钢在液态及凝固过程中,由于复杂的化学反应而生成的各种化合物,当钢液凝固时,它们来不及上浮而嵌人钢中;或者是高温下溶解在钢中的非金属物质,当钢液温度降低时,这些非金属物质在钢中的溶解度降低而从钢中析出,以夹杂物的形式存在于钢中。如液态铁在1540℃时,可溶解1.26%的硫,在固态下,硫几乎不溶于铁,结果当铁凝固时,就以硫化铁夹杂物的形式出现。又如液态铁在1520℃时,可溶解0.16 %的氧,常温下氧在铁中的固溶度仅为0.035%,本文来自六)维,论(文'网,毕业论文 www.lwfree.cn 加7位QQ324_9114找源文超过此固溶度的氧也是各种氧化物夹杂的形式存在于钢中。一般炼钢生产多以锰铁、硅铁及铝等金属作为脱氧剂,它们与氧结合生成的氧化物不能上浮至钢渣除去,即成为钢中的非金属夹杂物。此外,还有氮,它在铁中的溶解度极小,在590℃时仅约为0.1%,常温时仅0.0001%(一千万分之一)左右,一般很少考虑它的影响,但在冶炼不锈钢时,由于钢中的合金元素钦、铬、妮与氮的亲合力很大,加之钢液可自大气中吸收大量的氮,因此使钢中出现氮化物夹杂。所以,钢中的内在夹杂物,一方面是由于气体造成的,另一方面,也可以说是脱氧去气反应的产物。[1]
钢中非金属夹杂物是指钢中不具有金属性质的氧化物、硫化物、硅酸盐或氮化物。它们是钢在冶炼过程中加入脱氧剂而形成的氧化物、硅酸盐和钢在凝固过程中由于某些元素溶解度下降而形成的硫化物、氮化物,以及炉渣或耐火材料来不及排出而留在钢中。它们常作为衡量钢质量的重要指标,其类型、组成、形态、含量、尺寸、分布等各种状态因素都对钢性能产生影响[2],因而夹杂物的研究总是同冶炼工艺密切结合,并对其起指导作用。近年来,钢中夹杂物的研究工作主要集中在两个方面:提高钢的清洁度;改变夹杂物的形态和分布。同时,夹杂物分析技术作为推动夹杂物研究的一个重要领域而发展迅速。[3]
1.2 Al-Ca脱氧剂的研究现状
因为夹杂物Al2O3 和MnS能引起铝脱氧钢的各向异性,在采用Ca-Al脱氧的铝预脱氧作了许多试验后发现了结果如下:
钢水中的夹杂物变成由Al2O3-CaO-CaS组成的低熔点夹杂物,其中CaS分布均匀。
钢锭中的夹杂物变成由Al2O3-CaO-(CaS)组成的复合型夹杂物,其中CaS在周围沉积。有人认为这种复合型夹杂物是凝固过程中由于溶解度的下降引起CaS的析出而产生的。钢的各向异性由于控制了夹杂物的形状而得到改善。[4]
1.3 钙处理对钢中非金属夹杂物变性效果分析
采用钙处理方法向铝镇静钢中喂入SiCa线,对钢中MnS夹杂物和Al2O3夹杂物进行改性具有良好的冶金效果[5]。其原理是通过增加钢中有效钙含量,一方面使铝脱氧产生的大颗粒高熔点的脆性Al2O3夹杂物变性成为含钙量较高的低熔点钙铝酸盐夹杂(如12CaO·7Al2O3),促进夹杂物上浮,净化钢水,提高钢材质量;另一方面,在钢水凝固过程中提前形成的高熔点CaS质点,可以抑制钢水在此过程中生成MnS的总量和聚集程度,并把MnS部分或全部改性成CaS,即形成细小单一的CaS相或CaS与MnS的复合相,减少硫化物夹杂数量,改变其组成和性质,从而净化钢水。在对某钢厂管线钢VD钙处理前后夹杂物的组成及尺寸、钢中氧化物与硫化物夹杂变性效果及钙的收得率进行了研究,并对钙处理的效果做出评价,为实际生产中的钢水钙处理提供指导。[6]2984

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