脉冲电流对钢液中夹杂物分布影响的研究

摘要

随着社会的进步以及科学技术的发展，现代工业对钢的性能和质量的要求日益严格，这就需要在原有精炼基础上提出更优化的钢液净化技术。钢液中夹杂物的研究对洁净钢的冶炼具有重要意义，本文提出了一种全新的钢液净化方法，用对钢液施加外加脉冲电流的方法来控制夹杂物的运动从而达到去除夹杂物的目的。 本文首先对传统去除夹杂的技术进行概述，然后对电磁净化技术、脉冲电流在冶金中的应用、固体电解质脱氧和功率超声净化等进行了详细阐述。本文采用上下通电的方式，通过对比实验的方法分别对比了直流电流和脉冲电流对夹杂物分布的影响、电流大小对夹杂物分布的影响、通电阶段对夹杂物分布的影响，得到以下主要结论: (1)通电处理可提高钢样的致密性，大大减少钢样中的缩孔和疏松，尤其是对钢液施加脉冲电流之后，钢中洁净度和致密性得到明显提高; (2)通脉冲电流处理后，钢样负极部位的Al2O3夹杂物比不通电处理的钢样负极部位多，说明施加脉冲电流处理可以影响Al2O3夹杂物的迁移行为，增大脉冲电流对Al2O3夹杂物的迁移的影响作用更明显; (3)通电处理可影响MnS夹杂和TiN夹杂的分布，不管是直流电还是脉冲电通施加电流后MnS夹杂和TiN夹杂均向正极方向运动，而且施加脉冲电流之后TiN的夹杂物的形貌有所改变，由方形变成尺寸较大的条形或者棒状; (4)降温段通电钢样上部Al2O3的含量要多于保温段通电钢样上部Al2O3的含量，说明保温阶段通电对Al2O3迁移的影响效果强于降温阶段通电; (5)保温降温均通电的钢样中部夹杂物和缩孔比较少，较其他阶段通电的钢样洁净，因此，保温降温段一直通电对夹杂物分布的影响最明显，其作用效果也较好。

目录

声明

摘要

1．1研究背景

1．2钢中夹杂物概述

1．3夹杂物的危害

1．4夹杂物的质量控制

2．1电磁净化技术

2．1．1电磁分离技术的原理

2．1．2直流电流与稳恒磁场

2．1．3交变电流和交变磁场

2．1．4行波磁场

2．1．5高频磁场

2．1．6电磁净化技术的优点

2．2脉冲电流在冶金中的应用

2．2．1脉冲电流对晶粒形态和尺寸的影响

2．2．2脉冲对铸坯偏析的影响

2．2．3脉冲对金属力学性能的影响

2．2．4脉冲电流的其他作用

2．3钢液无污染脱氧

2．3．1固体电解质脱氧

2．3．2渣金间外加直流电场无污染脱氧

2．4功率超声净化

2．4．1功率超声去除金属中的气体

2．4．2功率超声去除金属中的夹杂物

2．5本研究的内容和意义

第3章实验方案与研究方法

3．1实验方案

3．1．1实验材料的选择

3．1．2实验设备

3．1．3上下通电装置

3．2实验过程

3．3研究方法

3．3．1试样的切取与金相试样的制备

3．3．2金相观察

3．3．3 SEM检测与能谱分析

第4章直流电与脉冲电对夹杂物分布的影响

4．1通电实验方案

4．2气孔及夹杂宏观分布

4．3夹杂物的微观形貌和成分

4．3．1未通电处理结果

4．3．2脉冲电流影响

4．3．3直流电影响

4．4本章小结

第5章脉冲电流大小对夹杂物分布的影响

5．1通电实验方案

5．2气孔及夹杂宏观分布

5．3夹杂物的微观形貌和成分

5．3．1小电流的影响

5．3．2大电流的影响

5．4本章小结

第6章不同阶段通电对夹杂物分布的影响

6．1通电实验方案

6．2实验过程

6．3气孔及夹杂宏观分布

6．4夹杂物的微观形貌和成分

6．4．2降温阶段通电的影响

6．4．3保温阶段降温阶段一直通电的影响

6．5本章小结

第7章结论

参考文献

致谢