含鈮鐵水還原脫磷實驗研究.pdf

1、磷元素對于絕大部分鋼種來講是有害的,去除鋼鐵材料中的磷是冶金過程中一個重要的課題。除磷工藝分為氧化脫磷和還原脫磷,當(dāng)鋼液中含有易氧化的合金元素時,氧化法脫磷不可避免造成合金元素的氧化燒損。針對白云鄂博礦冶煉所得的含鈮鐵水,為了在除磷時避免鈮元素的氧化,課題組提出了含鈮鐵水還原脫磷的方案。
　　文獻(xiàn)綜述中介紹了鈮與含鈮微合金鋼的優(yōu)點和應(yīng)用前景,較為詳細(xì)了介紹了還原脫磷工藝的原理、特點和發(fā)展概況,總結(jié)了前人的工作成果,為后續(xù)的實驗和熱

2、力學(xué)計算提供了研究方向,為動力學(xué)模型的提出提供了背景資料和理論基礎(chǔ)。
　　本論文完成了以下幾方面的工作:
　　通過熱力學(xué)計算證明了還原脫磷保鈮的可行性,在加入CaC2-CaF2、CaSi-CaF2及Ca包芯線后,脫磷劑分解出的Ca可以使鋼液中的氧分壓低至10-24Pa,低于鈮被氧化的臨界氧分壓10-4Pa,因此,鈮被保留不氧化,鈮不參與反應(yīng),其含量不會發(fā)生改變。鋼液中的氧、磷、硫元素被脫磷劑分解出的鈣元素還原。
　　在

3、本文實驗中,進(jìn)行了Ca包芯線還原脫磷實驗,CaC2-CaF2還原脫磷實驗,CaSi-CaF2還原脫磷實驗。通過探討脫磷劑在鋼液中的行為,比較不同的脫磷劑加入方式的動力學(xué)條件,并提出了鐵管裝入脫磷劑喂入鋼液法的新工藝。結(jié)果表明此種方法獲得了較高的脫磷率:鋼液初始碳含量為0.6％時,CaSi-CaF2使用喂入法,最終脫磷率達(dá)69.1%;鋼液初始含碳量為0.5%時,CaC2-CaF2使用喂入法,最終脫磷率達(dá)41%;鋼液初始碳含量為0.4%時,

4、喂入Ca包芯線最終脫磷率為56.4%。脫磷劑頂加法均不能有效脫磷。論文比較了不同材質(zhì)的坩堝,鋼液不同的碳含量對脫磷率的影響,也探討了脫磷劑對于鋼液中合金元素和和其它非合金元素的影響,達(dá)到了預(yù)期效果。
　　對于鐵管喂入硅鈣合金脫磷劑,根據(jù)對此種脫磷劑的脫磷特點,論文提出了一種氣液界面反應(yīng)動力學(xué)模型。脫磷劑分解出的鈣蒸汽在其氣液界面發(fā)生反應(yīng),生成脫磷產(chǎn)物隨著鈣氣泡脫離鋼液。并根據(jù)計算繪制出反應(yīng)速率常數(shù),結(jié)果得到了很好的驗證,硅鈣合金可