铁碳合金薄带气—固反应脱碳温度与气氛控制

摘要

以高炉-转炉-连铸长流程为代表的现代钢铁工业成为世界上最高产、高效和技术先进的工业之一。针对该流程冶金过程中经历反复的还原-氧化-还原过程所导致的流程长、钢水过氧化及脱氧消耗大等问题，借鉴取向硅钢退火处理的脱碳机制，提出了高炉铁水双辊连铸薄带+高温气固反应脱碳，生产中高碳普碳钢带的全新工艺流程。　　本研究以高碳铁碳合金板带为研究对象，利用高温气固反应脱碳机制，探索铁碳合金固态下脱碳而铁基不氧化的可行性，确定可控气氛下脱碳的温度和气氛条件范围，为进一步实验研究奠定基础。　　实验研究了铁碳母合金的熔炼方法、利用单辊旋淬甩带法和铜模喷铸法制备Fe-C合金薄带的可行性，确定了铜模喷铸制备楔形铁碳合金薄带方法。该方法可以通过控制加工铜模铸造室可以将Fe-C合金薄带厚度精确控制在0.5～3.0mm。　　本研究以Ar-H2-H2O为脱碳气氛，在可控气氛管式炉内对Fe-C合金薄带进行脱碳。通过三因素三水平正交实验和进一步的实验，研究了不同水浴温度、脱碳时间、脱碳温度对脱碳效果的影响。　　研究结果表明，升高脱碳温度、水浴温度和延长脱碳时间均有利于合金薄带的脱碳，其中脱碳温度的影响最为显著，其次为脱碳时间，而水浴温度对脱碳效果的影响最小。　　实验结果表明，含碳3.99～4.09％、厚度分别为2mm、1mm、0.5mm的薄带，在水浴温度为60℃时，1140℃下固态脱碳25min，薄带平均碳含量分别降至1.12%、0.41%和0.017%，处理时间为50min时，碳含量分别为0.21%、0.01%和0.002%。　　气氛条件对铁的氧化有显著影响，当水浴温度≤60℃或气体流量≤300ml/min时，脱碳后基体中不存在铁的氧化物；当水浴温度达到70℃或气体流量达到450ml/min时，脱碳后基体中检出铁的氧化物，此时铁的氧化降低了脱碳效果。

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引言

第1章 文献综述

1.1钢铁冶金流程

1.2 钢铁冶金的基本原理

1.3固态脱碳

第2章 研究内容及方案

2.1 研究内容

2.2 研究方案

第3章 母合金熔炼及薄带制备

3.1 母合金锭熔炼

3.2 Fe-C合金薄带制备

3.3 Fe-C合金薄带脱碳前检测分析

3.4 本章小结

第4章 Fe-C合金薄带脱碳实验结果及分析

4.1 Fe-C合金薄带脱碳热力学与动力学分析

4.2正交实验

4.3 Fe-C合金薄带脱碳后检测分析

4.4 脱碳工艺条件对Fe-C合金薄带脱碳效果的影响

4.5 本章小结

结论

参考文献

致谢

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