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1、 第II页RH精炼去除微小夹杂物摘 要随着科技的进步对钢的洁净度就提出了更高的要求。控制夹杂物就成为了一个重要的研究项目，作为炉外精炼有效手段的RH精炼的研究就非常必要了。主要阐述了洁净钢概况、RH技术的发展、RH精炼夹杂物概况和去除夹杂物水模实验研究。实验模型在几何相似比=1:4、聚丙烯作为模拟夹杂物和NaHCO3作为模拟CaCO3的模型上进行水模实验，研究了上升腿中提升气量、上升腿浸入钢液深度和向钢包中加入NaHCO3的量对去夹杂物的影响，得出结论如下：1）较大提升气量的去夹杂物效果好于较小提升气量的，但是存在一个最优值。2）从去夹杂物的角度考虑，浸入深度存在一个最优值。3）从去夹杂角度，
2、并考虑成本和引入新杂质量等因素。4）实验中向钢包中加入NaHCO3对夹杂物的去除有所提升，去除率从78.26%提升到85.41%，去除率提升了7.15%。关键字：洁净钢；RH真空精炼；夹杂物；水模ABSTRACTWith the progress of science and technology, advanced industrial products quality of high-end increasing, the cleanliness of steel puts forward higher request. Control inclusion is an important
3、research target, as an effective means refining outside the furnace of RH is very necessary to study.This paper expounds the general situation, clean steel RH the progress of the technology, RH refining inclusion profile and removing water model experiment research inclusions. The experiment model i
4、n Ansteel the third factory 175t RH-TB as the prototype, the geometric similar ratio() is 1:4, polypropylene as simulation inclusion and NaHCO3 as simulation of CaCO3 on model of water model experiment, the air of the up leg into the liquid steel ladle depth and add to the amount of NaHCO3 to go to
5、the influence of the inclusion, draw the conclusion is as follows:1) larger gas ascension to inclusion works better than a smaller gas ascension, but there is a mos.2) on the view point of inclusion, immersion depth exist a best value. 3) on the view point of inclusion, and consider the cost and int
6、roducing new miscellaneous quality factors, NaHCO3 optimal inputs is 120 mol, equivalent to 806 of the prototype data is mol CaCO3;4) add NaHCO3 to ladle in the experiment to remove the inclusions had increased, from the removal rate 78.26%, rising to 85.41%, removal rate up 7.15%.Key words:Clean st
7、eel；RH vacuum degasser；inclusions；NaHCO3；water modeling 目 录摘 要IABSTRACTII目 录I1 文献综述11.1 洁净钢的发展11.1.1 洁净钢概况11.1.2 生产洁净钢的主要技术21.1.3 RH精炼炉概况31.2 RH精炼的发展51.2.1 RH精炼技术发展51.2.2 我国RH精炼技术61.2.3 RH精炼技术的完善81.3 生产中RH夹杂物概况101.3.1 夹杂物的来源101.3.2 夹杂物去除途径111.3.3 影响夹杂物去除的因素111.3.4 钢中夹杂物去除技术121.4 课题由来132 实验原理及方法152.1
8、 实验原理152.1.1 几何相似和动力相似152.1.2 微小气泡的产生152.1.3 模拟介质的确定162.1.4 气泡去夹杂物机理192.2 实验设备与参数212.2.1 实验装置及材料212.2.2 实验参数的选定222.3 实验方案302.3.1 提升气量对夹杂物去除率影响的实验312.3.2 浸入深度对夹杂物去除率影响的实验322.3.3 加入量对夹杂物去除率影响的实验323 实验结果与分析343.1 提升气量实验的结果与分析343.2 浸入深度实验的结果与分析353.3 加入量实验的结果与分析363.3.1 实验过程分析363.3.2 实验结果与分析43结 论45致 谢46参考文
9、献47附 录50 第46页1 文献综述1.1 洁净钢的发展到了21世纪，科学技术和经济都发展到了比较高端的程度，随之而来的就是先进高端质量的工业产品日益增多，人们对于钢材质量的要求更加严格。为了改善钢材的质量， 必须提高钢水的洁净度。在建筑、汽车、机械制造、石油等工业方面都呈现出新的发展趋势，高质量、超洁净的钢铁设备产品的应用日益增多，并且钢铁面临着新材料产品的严峻挑战，例如塑料制品、铝合金、璃等。加之当前世界钢铁市场已趋于饱和，竞争十分激烈，国外一些钢铁厂为了占据钢铁市场，纷纷采取技术措施，生产高附加值的产品，例如优质深冲钢，超低硫钢等1-2。因此，进入90年代，洁净钢的生产技术是世界炼钢界
10、的一个热点。国内外一些钢铁企业都在积极地开发、应用洁净钢的生产技术，并取得了明显的经济效益，例如日本新日铁的吨钢销售额为707美元，但是我国比较先进的钢铁厂的吨钢销售额仅为295美元。我国已经是世界第一产钢国，但我国大多数钢铁厂尚未很好的掌握洁净钢的生产技术，每年都要从国外进口大量钢材。因此，开发、应用洁净钢的生产技术势在必行，这对于我国由钢铁大国转变成钢铁强国具有十分重要的意义1,3。1.1.1 洁净钢概况1962年Kieshng在给英国钢铁学会起草的特别报告中，首次提出了洁净钢（clean steel）一词，泛指O、S、P、H、N以及Pb、As、Cu、Zu等杂质元素含量低的钢。提出洁净钢的
11、概念是为了能够高效率、低成本、成批地生产出可以稳定地满足用户加工和使用要求的优质商品钢材5。在洁净钢中洁净度是一个非常重要的概念。洁净度可这样理解，在钢中要尽量地去除有害组元，而且在冶金熔体、铸坯和钢材中要求有非常均匀的分布。有了钢材的高洁净度才能获得令人满意的微观组织，从而保证了钢的使用性能。钢的洁净度是反映钢的总体质量水平的重要标志，是钢的内在质量的保证指标。钢的洁净度通常由钢中有害元素含量以及非金属夹杂物的数量、形态和尺寸来评价。“洁净钢”和“纯净钢”是两个不同的概念。洁净钢并不意味着越纯越好，洁净钢应定义为: 当钢中的非金属夹杂物或其它有害物质直接或间接地影响产品的加工性能或使用性能时
12、，该钢就不是洁净钢；而如果钢中的非金属夹杂物和有害杂物的数量、尺寸或分布对产品的加工性能、使用性能都没有不良影响，则这种钢就可以被认为是洁净钢，这一定义是比较恰当而准确的，因为不同钢种的钢材，在不同加工过程和使用过程中，对其所要求的性能以及与之相应的洁净度是不同的3,6。五十多年的科学技术的不断进步，钢铁产品面临被新型工程材料如铝、塑料、玻璃等取代的巨大压力，提高钢的洁净度越来越成为钢铁冶金技术研究的重要课题，提高钢的洁净度已成为每一个钢铁产品的任务。比如，为了满足管线钢不断提高的韧性要求，特别是酸性气体输送管道抗HIC性能的提高，在过去40年里，对钢中S含量有不断降低的要求。对汽车板（轿车外
13、壳）则要求C、N、T.O都小于2010-6，而饮料罐不仅要求T.O小于2010-6，同时要求夹杂物直径必须小于20m，轮胎钢芯线、夹杂物直径要求小于10m，而电视机屏幕荫罩钢则要求夹杂物直径更小，即5m。又如对于滚珠轴承钢来说，为了提高接触疲劳性能，使钢中全氧降低到1010-6以下，甚至更低。正是由于这种巨大的压力，使提高钢的洁净度的冶金技术得以飞速发展，至80年代末，钢中P、C、S、N、T.O、H已可降低到5010-6左右2,4,6。1.1.2 生产洁净钢的主要技术洁净钢生产技术涉及多个工序环节，以转炉流程为例，通常由铁水脱硫处理、顶底复吹转炉吹炼、出钢挡渣、脱氧、钢水包内沪渣改性、氩气搅拌
14、、RH真空处理或其它方式的炉外精炼、保护浇铸、中间包冶金、结晶器保护渣、结晶器内钢水流动控制等组成3。目前国内基本具备生产洁净钢条件的钢铁企业主要有宝钢、武钢、攀钢和部分特钢厂。武钢二炼钢厂具备KR铁水脱硫、TN喷粉、80t顶底复吹转炉、KTB、4台板坯连铸机及CAS等设备；宝钢有铁水脱硫处理，CASOB、KIP、2台板坯连铸机及3座300t的顶底复吹转炉，其三期工程将建成具有新技术的现代化的炼钢设备的第二炼钢厂；攀钢具有脱硫、LF炉外处理、120t的顶底复吹转炉、板坯连铸机、炉外精炼装置等设备。其中宝钢、武钢、攀钢等都具有生产高纯净度的深冲钢的条件。除此之外鞍钢、太钢等都在引进先进技术及设备
15、，鞍钢的RH精炼现在也取得了不小的成果。近年来，我国的钢厂非常注重洁净钢的生产及实验研究，在不久将来也具备生产高质量洁净钢钢的设备条件及生产能力。国外的一些技术成果，国外只有日本的少数工厂采用了结晶器钢水电磁制动、FC结晶器等最新技术，近几年来美、欧、韩、台钢铁企业洁净钢生产水平的提高实际上主要是靠严格的炉渣管理和各工艺环节的严细操作获得的。以美国内陆钢铁公司第4氧气转炉炼钢厂为例，该厂有两台容量235t顶底复吹转炉，一台RHOB真空精炼装置和两台板坯连铸机，年产300吨钢，全部为深冲用钢，其中35%为钛稳定的极低碳IF钢，20%超低碳钢，45%为低碳铝镇静钢，美国内陆钢铁公司生产洁净钢的实践非常令人深思。 美国内陆钢铁公司、阿姆柯钢铁公司、LTV钢铁公司、Weirton钢公司、德国蒂森钢铁公司等用的就是这些与国内宝钢、武钢相当的装备生产出了总氧含量在1510-6 3010-6的一流汽车板、DI 罐钢等。除深冲钢以外，国外管线钢的牌号已发展到X80级，硫含量已能降
