11

3。3。3 Fe-Al-Ca粉化率的测定 12

4 实验结果及分析讨论 14

4。1 铝钙铁脱氧剂的形貌 14

4。2 制备铝钙铁脱氧剂时Ca的收得率 16

4。3 铝钙铁脱氧剂粉化情况分析 20

4。4 铝钙铁粉化机理探讨 21

4。5 实际生产用铝钙铁的推荐成分 23

5 结论 24

致谢 25

参考文献 26

1 文献综述

1。1 炼钢用脱氧剂

1。2 元素脱氧能力

1。3 脱氧后钢中非金属夹杂物

1。4 Al脱氧及其优缺点

赵大同[8]针对Al作为转炉终脱氧剂,介绍了在炼钢脱氧工艺中Al脱氧剂的实际情况,实验得出:铝作为极强的脱氧元素,在钢液中的脱氧程度很高,与钢液中0。01%Al相平衡的对应存在的氧浓度为0。00044%,Al在钢液中脱氧的反应式:

2[Al]+3[O]=Al2O3(s)                      (1。1)

同时因为比起其他的脱氧元素,铝的脱氧性能比绝大多数脱氧元素都要好,为了达到完全的脱氧目的,Al一直作为终脱氧剂使用。

徐金瑜等人[9]针对炼钢脱氧剂,描述了当前各种脱氧剂的实际应用状况,实验得出:0。1%Al平衡对应存在的氧浓度为0。0001%,但是Al的化学当量超过O时,产物为纯Al2O3(固态),因此铝不单独使用。临近出钢时在钢水中加入符合要求量的铝,铝进行脱氧的同时会和钢水中的氮反应生成氮化铝,高度弥散而微小的氧化铝和氮化铝颗粒将晶粒细化,有效降低氮化铁的含量和防止奥氏体长大,达到降低钢铁的时效性的目的。最终加强钢的冲击韧性和屈服强度。

YANG Jun等人[10]研究了BOF-LF-VDCC工艺生产超低氧洁净钢,实验得出:同时在转炉出钢时将铝直接加入钢液中进行充分的脱氧,然后通过LF精炼中的强力的脱氧和高碱度且高含量Al2O3的熔渣进行处理得到的钢液总含氧量为0。0007%。在一个相对低的熔点,含有高碱度和高浓度氧化铝渣的脱氧剂进行强脱氧时,钢水系统中夹杂物从Al2O3→MgO+ Al2O3 →CaO+MgO+ Al2O3体系转变。经过真空环境下的脱气处理后,钢水中氧的总浓度降低到0。0009%。LF精炼结束时,多种夹杂物会以一个相对低的熔点出现,并且多数的夹杂物在真空脱气时已经被去除了。

绝大多数Al2O3+CaO+MgO体系的低熔点夹杂物能在IF-VDCC阶段上浮去除,较低熔点的残余夹杂物Al2O3+CaO+MgO会在钢铁的热轧中造成内部微小的变形,改善钢铁产品的疲劳性能。

但是铝脱氧存在着以下两个缺点:

(1)在钢液中残留的铝夹杂物

氧化铝、铝铬、铝酸等夹杂物硬度高,不易变形,是减少钢材寿命的元凶。

朱丽慧等人[11]针对铝脱氧钢寿命的问题,分析了铝脱氧对钢的性能的影响,得出:铝脱氧的反应产物Al2O3和残留在钢中的Al是降低钢的高温强度、引起蠕变脆性的主要原因之一。另外,疲劳裂纹的形核核心是Al2O3,它使钢的疲劳抗力降低。鉴于Al2O3引起的对钢性能的负面影响,需要人们重新权衡铝脱氧剂的利弊。近些年来,复合脱氧剂对钢脱氧的研究表明:在保证低夹杂物的前提下复合脱氧剂可使钢性能得到改善。

(2)铝会加剧水口结瘤

吴苏州等人[12]认为铝镇静钢的Al2O3夹杂物或含Al2O3的复合夹杂物,在钢液湍流冲刷下,小颗粒的夹杂物在钢包和中间包的水口内壁上吸附,逐渐聚集形成水口结瘤。

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