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目前,合金结构钢生产企业普遍采用电炉冶炼工艺作为主要生产设备。但我国的电炉冶炼技术差,电耗成本高,同时我国含铬合金废钢循环周期长,废钢供应量小制约了电炉冶炼合金结构钢技术的发展。 本课题针对我国现状,重点研究电炉冶炼流程的替代工艺。选择采用普碳钢冶炼的通用流程,围绕合金结构钢生产过程铬元素的收得率指标,选用对高炉脱磷生铁原料-转炉吹氧冶炼工艺-炉外精炼-连续铸造这一通用冶炼流程进行合金结构钢冶炼生产,运用纯净铁水替代废钢作为含铁原料,通过冶炼过程中对炉温、供氧强度、枪位等操作方式的改变,降低终点钢中气体含量,调整控制钢液成分向终点实现。 通过入炉前期生铁脱磷处理运用精炼环节进一步纯净钢液,使终点钢水达到电炉钢水质量。精炼环节加入稀土元素,利用采用基础热处理方式,分析其调质性能。主要的研究结果如下: (a)通过研究Si-Cr的氧化特点,在冶炼过程中可通过加入饱和态的硅元素SiO2的方法降低铬元素的氧化量; (b)在转炉流程合金结构钢冶炼过程中,可通过供氧压力的调节,以降低熔池中CO分压状态值(PCo),或者提高熔池温度两种方法实现脱碳保铬。 (c)加入稀土元素冶炼40Cr结构钢在,800℃×15min水淬+550℃×90min回火条件下具有最佳力学性能。 (d)使用高脱磷铁水和转炉氧化工艺,有效环节电炉工序中的倒渣、调渣脱磷问题,提高了冶炼效率降低全废钢流程中磷富集的问题。 (e)稀土元素的加入,大大降低了以Mn元素为基体的非金属夹杂物对材料轧制过程中裂纹,及成品材使用过程中疲劳点对材料品质性能的影响。