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【6h】

水钢20MnSi钢水和铸坯洁净度的研究

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1前言

2文献综述

2.1社会发展对钢铁材料的要求

2.2洁净钢

2.2.1洁净钢的概念

2.2.2洁净钢的发展

2.2.3洁净钢的评价

2.3钢中的杂质

2.3.1钢中的杂质元素

2.3.2钢中的非金属夹杂物及其评价方法

2.4钢水洁净度及其影响因素

2.4.1脱氧合金化

2.4.2炉外精炼过程

2.4.3连铸过程

2.5课题研究背景、目的及创新

2.5.1课题研究背景和目的

2.5.2课题研究创新点

2.6小结

3课题研究方案及方法

3.1水钢炼钢厂生产20MnSi基本工艺

3.1.1转炉操作制度

3.1.2吹氩站操作制度

3.1.3连铸过程操作制度

3.2研究方案要旨及内容

3.2.1研究方案要旨

3.2.2研究内容

3.3钢水和铸坯洁净度分析方法

3.3.1大样电解样法

3.3.2氧氮含量分析法

3.3.3洁净度指数法

3.3.4其他辅助方法

3.4小结

4冶炼过程钢水洁净度的变化

4.1吹氩过程钢水洁净度的变化

4.1.1钢中夹杂物总量的变化

4.1.2钢中夹杂物粒径的变化

4.1.3钢中夹杂物组成的变化

4.1.4钢水中[N]、[O]含量变化

4.1.5吹氩过程钢水洁净度指数的变化

4.2连铸过程钢水洁净度的变化

4.2.1钢水夹杂物总量的变化

4.2.2钢中夹杂物粒径的变化

4.2.3钢中夹杂物组成的变化

4.2.4钢中[N]、[O]含量变化

4.2.5中间包钢水洁净度指数

4.3连铸方坯洁净度的变化

4.3.1铸坯大型夹杂物总量

4.3.2铸坯大型夹杂物粒径分布

4.3.3铸坯大型夹杂物组成

4.3.4铸坯微观夹杂物类型、粒径及分布

4.3.5铸坯[N]、[O]含量

4.4轧材洁净度

4.4.1螺纹钢中[N]、[O]含量

4.4.2轧材的洁净度指数

4.5试验炉次炉渣与钢水组成变化

4.5.1炉渣组成变化

4.5.2钢水成分组成变化

4.6小结

5实验结果分析

5.1钢水的保护浇铸与二次氧化

5.2各阶段钢中夹杂物的行为

5.2.1夹杂总量

5.2.2夹杂物粒径

5.2.3夹杂物组成和来源

5.3炉渣与钢水成分分析

5.3.1炉渣分析

5.3.2钢成分分析

5.4小结

6提高20MnSi洁净度的工艺路线探讨

6.1水钢20MnSi洁净度的评价

6.1.1冶炼过程T[O]的变化

6.1.2冶炼过程夹杂量

6.2生产工艺探讨

6.2.1脱氧制度的探讨

6.2.2吹氩制度探讨

6.2.3 中间包结构的探讨

6.2.4 其他建议

6.3操作和工艺稳定性的探讨

6.3.1工序时间和过程温降

6.3.2拉速稳定性

6.3.3浇铸稳定性

6.4小结

7结论

致 谢

参考文献

附录

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摘要

洁净钢的生产已成为21世纪钢铁材料发展的主流之一,对于大多数企业来说,在现有装备条件下开展各种工艺流程下的钢水洁净度调查和研究,据此优化生产工艺、确定产品发展战略,是比较经济合理的方法。 20MnSi螺纹钢是常用的建筑材料,在混凝土材料中起着减震、支撑等作用。本论文以水钢“转炉—吹氩—小方坯连铸”工艺生产20MnSi螺纹钢为基础,对钢水及铸坯洁净度进行了研究,结论如下: ①通过过程系统取样,采用大样电解、氧氮分析、金相观测、扫描电镜、电子探针等手段,对现工艺条件下冶炼一连铸过程20MnSi钢水和铸坯的夹杂物行为进行了研究,明确了钢水及铸坯洁净度状况,为优化生产工艺,提高20MnSi钢洁净度提供了依据。 ②研究表明:吹氩前钢液T[O]为157.73ppm,夹杂量平均为2550mg/10kg钢;吹氩后T[O]和夹杂量分别降低30.77ppm和850mg/10kg钢;中间包浇铸前期T[O]为 130.33ppm,夹杂量为579.79mg/10kg钢,浇铸后期T[O]和夹杂量分别增加1.33ppm和53.39mg/10kg钢;铸坯中T[O]为74.79ppm,夹杂量平均为251.88mg/10kg钢。这说明水钢20MnSi与国内外洁净钢生产企业有较大差距,提高其洁净度还有较大的工艺改进空间, ③分析表明:影响现工艺下钢水及铸坯洁净度的主要影响因素有脱氧制度、吹氩制度、中间包结构,另外非稳态浇铸时钢包下渣、中包渣吸收夹杂能力差、结晶器卷渣也降低了钢水及铸坯洁净度。生产操作和工艺的波动也是不可忽略的因素。 ④对影响钢水及铸坯洁净度的因素进行了分析,从改变夹杂物类型的角度和促进夹杂物上浮排除的角度分别对脱氧制度和吹氩制度、中间包结构进行了探讨;同时为避免大包下渣、钢液的二次氧化、结晶器卷渣等也提出建议,为炼钢一连铸的洁净化生产奠定了基础。

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