探究精炼超纯铁素体不锈钢VOD精炼渣性能优化

论文导读：342.4精炼渣组分对脱氧，脱硫的影响34-412.4.1CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO-CaF_2五元渣系活度的计算35-372.4.2铝脱氧热力学计算37-392.4.3硅脱氧热力学计算39-402.4.4脱硫反应的热力学40-412.5本章小结41-42第三章VOD精炼渣吸收Al_2O_3夹杂的动力学探讨42-49

3.1实验策略42-432实验结果及浅析43-472.1旋转速度对A

摘要：超纯铁素体不锈钢的生产需要采取VOD精炼工艺将钢中碳、氮、氧含量降到较低水平，而冶炼历程中不锈钢中会生成Al_2O_3，TiO_x，TiN等夹杂物。这些夹杂物会对连铸、轧制历程及成品的表面质量、力学性能等产生不利影响，不恰当的处理会使铁素体不锈钢的耐腐蚀性降低。由此超纯铁素体不锈钢的质量制约应该以夹杂物制约方面着手，VOD吹炼不锈钢工艺中精炼渣吸收夹杂物的能力对减少铁素体不锈钢中夹杂物数量、提升钢的纯净度特别重要。本论文探讨了夹杂物在VOD精炼渣中的溶解规律，对超纯铁素体不锈钢VOD精炼渣进行性能优化，为超纯铁素体不锈钢夹杂物制约提供了论述基础。采取FactSage热力学计算软件，激光共聚焦高温显微镜在线观察和示差扫描量热浅析(DSC)测定了CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO-CaF_2五元VOD预熔精炼渣的熔化温度，通过热力学计算浅析了精炼渣对超纯铁素体不锈钢的脱氧、脱硫能力，得出具有合适的熔化温度的渣系为：w(CaO)／w(SiO_2)=4，25%～35%Al_2O_3，6%MgO，5%CaF_2，随着精炼渣中初始Al_2O_3含量减少，精炼渣对超纯铁素体不锈钢的脱氧、脱硫能力增强。以旋转Al_2O_3棒在精炼渣中的溶解速率来模拟探讨精炼渣吸收Al_2O_3夹杂物的速率，采取旋转动力学法探讨得出了Al_2O_3棒的旋转角速度、温度、精炼渣碱度和精炼渣中初始Al_2O_3含量对Al_2O_3在精炼渣中溶解速率的影响规律。Al_2O_3在精炼渣中溶解的限制性环节是Al_2O_3向精炼渣基体的迁移扩散，升高温度、降低精炼渣碱度和初始Al_2O_3含量，能使Al_2O_3在精炼渣中的溶解速率增大，其中碱度和温度对Al_2O_3溶解速率影响更显著。通过调整精炼渣成分及温度，考察了各因素对TiO_2和TiN在精炼渣中的溶解的影响。增加精炼渣的碱度，CaF_2含量以及升高温度都能推动TiO_2精炼渣的溶解。精炼渣中高含量的FeO，MgO能显著提升TiN在精炼渣中的的溶解量。升高温度能推动TiN的溶解，但是在FeO，MgO含量较低条件下，TiN的溶解量仍很小。溶解了TiO_2和TiN的精炼渣冷却后钛主要以CaTiO_3，Mg2TiO_4和Ca_3Ti_2O_7等化合物形式有着。关键词：超纯铁素体不锈钢论文VOD论文精炼渣论文夹杂物论文溶解论文
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Abstract5-9
第一章 文献综述9-29

1.1 炉外精炼技术的概述9-12

1.1 国内炉外精炼进展近况10-11

1.2 国外炉外精炼进展近况11-12

1.2 精炼渣的组成与性能12-14

1.2.1 精炼渣的组成与作用12-13

1.2.2 精炼渣的性质13-14

1.3 VOD 精炼渣系14-15

1.4 超纯铁素体不锈钢的生产与运用15-20

1.4.1 国内外超纯铁素体不锈钢的生产16-18

1.4.2 VOD 冶炼超纯铁素体不锈钢的脱碳和去氮18-19

1.4.3 超纯铁素体不锈钢的特性和运用19-20

1.5 铁素体不锈钢的夹杂物及其对产品质量的影响20-25

1.5.1 铁素体不锈钢的夹杂物浅析20-24

1.5.2 典型夹杂物对铁素体不锈钢产品质量的影响24-25

1.6 精炼渣对铁素体不锈钢夹杂物的吸收25-27

1.7 本课题探讨背景及内容27-29

第二章 VOD 精炼渣成分优化探讨29-42

2.1 VOD 精炼渣的成分范围29

2.2 探讨策略29-31

2.1 计算策略30

2.2 实验策略30-31

2.3 结果浅析31-34

2.4 精炼渣组分对脱氧，脱硫的影响34-41

2.4.1 CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO-CaF_2五元渣系活度的计算35-37

2.4.2 铝脱氧热力学计算37-39

2.4.3 硅脱氧热力学计算39-40

2.4.4 脱硫反应的热力学40-41

2.5 本章小结41-42

第三章 VOD 精炼渣吸收 Al_2O_3夹杂的动力学探讨42-49

3.1 实验策略42-43

3.2 实验结果及浅析43-47

3.2.1 旋转速度对 Al_2O论文导读：-624.1TiO_2在VOD精炼渣中的溶解49-554.1.1实验策略49-504.1.2结果浅析50-554.2TiN在VOD精炼渣中的溶解55-614.2.1实验策略554.2.2实验结果及浅析55-614.3本章小结61-62第五章结论62-63参考文献63-67致谢67上一页12
_3溶解速率的影响43-44
3.

2.2 碱度和渣中 Al_2O_3含量对溶解速率的影响44-45

3.

2.3 温度对 Al_2O_3溶解速率的影响45-47

3.3 小结47-49
第四章 TiO_2和 TiN 在 VOD 精炼渣中的溶解行为探讨49-62

4.1 TiO_2在 VOD 精炼渣中的溶解49-55

4.

1.1 实验策略49-50

4.

1.2 结果浅析50-55

4.2 TiN 在 VOD 精炼渣中的溶解55-61
4.

2.1 实验策略55

4.

2.2 实验结果及浅析55-61

4.3 本章小结61-62
第五章 结论62-63
参考文献63-67
致谢67