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高碳帘线钢夹杂物成分控制模型研究

专 业: 钢铁冶金
关键词: 塑性夹杂物 数学模型 相图 识别
分类号: TF111.18  TP311.52
形 态: 共 77 页 约 50,435 个字 约 2.413 M内容
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内容摘要


夹杂物控制技术是现代洁净钢冶炼的主要内容之一,不同用途的钢材对非金属夹杂物的形态、数量、组成有不同的要求。

帘线钢在冷拔和捻股过程中发生断丝最直接的原因是钢中存在硬而不变形的Al2O3等脆性夹杂物。

如何通过脱氧和二次精炼过程控制脱氧产物为塑性夹杂物是夹杂物控制技术一个新的研究领域。

目前,国内对夹杂物成分控制尚缺乏系统的研究,理论上还没有完整的包含热力学和动力学的讨论夹杂物组成及生长时间的数学模型。

以此为出发点,该研究分别从热力学和动力学角度对高碳帘线钢夹杂物成分控制进行了探讨。

首先,该研究应用热力学平衡理论,建立了高碳帘线钢在Si-Mn脱氧和顶渣精炼阶段夹杂物组成预报模型,编制了夹杂物成分计算软件。

通过绘制MnO-Al2O3-SiO2和CaO-Al2O3-SiO2三元系图内钢液成分等值线来预测夹杂物组成的分布。

给出了高碳帘线钢Si-Mn脱氧和顶渣精炼阶段,控制夹杂物为塑性,钢液中Mn,Si,Al,O需控制的范围。

其中脱氧时控制Al在1ppm~5ppm,O在65ppm~80ppm,精炼时控制Al在1.5ppm~3.5ppm,O在50ppm~85ppm,理论上能够得到具有良好塑性的夹杂物。

其次,该研究应用动力学扩散和传质基本原理,建立了Si-Mn脱氧过程简单夹杂物生长时间计算模型,并应用该模型计算了帘线钢中锰铝榴石类3MnO·Al2O3·3SiO2塑性夹杂物的生长时间,详细讨论了该类夹杂物生长过程速控步。

此外,该研究中设计开发了三元系图的计算机识别与绘制软件。

建立了MnO-Al2O3-SiO2和CaO-Al2O3-SiO2三元系各氧化物组元的活度值及其在三元系图内对应组成的数据库。

该软件具有一定的创新性和通用性。

可对已发表文献或最新研究绘得的具有等值线特征的三元系图进行计算机自动识别,大大方便参数检索和冶金热力学,动力学计算……

全文目录


文摘
英文文摘
引 言
1文献综述
1.1帘线钢生产现状
1.1.1帘线钢的生产工艺
1.2夹杂物的形态控制
1.2.1非金属夹杂的分类
1.2.2非金属夹杂物的变形能力
1.2.3非金属夹杂物目标成分控制范围
1.3钢中夹杂物的控制技术
1.3.1稀土元素的应用
1.3.2 Ca处理钢的原理和技术
1.3.3脱氧条件和顶渣复合控制
1.4冶金反应动力学
1.4.1钢冶金过程动力学的研究方法
1.4.2冶金系统中的传质
1.4.3金属-熔渣系统
1.4.4金属-固体颗粒系统
1.5 本章小节
2夹杂物成分控制热力学模型研究
2.1基本假设
2.2数学模型的建立
3三元系氧化物活度数据库的建立
3.1三元系图识别与绘制软件设计
3.1.1基本原理
3.1.2图象处理规则
3.1.3程序概述
3.1.4软件功能
3.1.5界面
3.1.6程序体系结构
3.2活度数据库的建立
3.2.1数据文件
3.2.2 MnO-Al2O3-SiO2三元系活度数据库
3.2.3 CaO-Al2O3-SiO2三元系活度数据库
3.3本章小结
4夹杂物成分预报软件的设计
4.1软件设计概述
4.1.1程序概述
4.1.2各功能模块描述
4.2运行结果及分析
4.2.1钢包合金化阶段
4.2.2 LF加渣精炼阶段
4.3本章小结
5夹杂物粒子生长动力学模型研究
5.1概述
5.2模型的建立
5.2.1脱氧元素在钢液层传质是速控步
5.2.2脱氧产物在夹杂物层传质是速控步
5.3模型的功能及界面设计
5.4模型验证
5.4.1模型计算中的参数选择
5.4.2计算结果及分析
5.4.3模型计算结果与实验结果对比
5.4.4传质系数对夹杂物生长时间的影响
5.5模型应用
5.5.1锰铝榴石类夹杂物生成分析
5.5.2模型计算结果分析
5.6本章小结
结 论
参考文献
附录A 1873K时元素相互作用系数e:

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中图分类: > TF111.18 > 工业技术 > 冶金工业 > 冶金技术 > 提炼冶金(化学冶金) > 金属冶炼
其他分类: > TP311.52 > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程

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