钢包渣洗法高效脱硫剂的研制-化学工艺专业论文.docxVIP

西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士 西安建筑科技大学硕士 学位论文 2 文献综述 近年来，随着 用户对超低硫钢需求量的不断增大，如何降低钢中硫含量成为 人们关注的焦点。由于近代石油的开来，汽车、造船工业的发展和大型工程等对 钢材质量的要求越来越高、越来越苛刻，要求钢材具有高强度、低温韧性 、良好 的冷成型性能和焊接性能。特别是近十年来知识经济的兴起草 11新技术的发展，昔 日钢材的质量更不能满足要求。所以，必须进一步降低钢材中的有害元素硫 、磷 的含量，减少钢中夹杂物的存在。这也是解放高炉生产力和提高企业竞争力的需 要。 2.1 钢中硫化物夹杂的来源及其形态 制中硫化物夹杂主要来源于以下儿个方面 (41: (1) 残留在钢中的脱硫产物，如 caS、 MnS、CeS、TiS 或硫氧化物等。 (2) 钢中硫在低温时析出的硫化物夹杂。 (3) 在液态钢中存 在着氧化物夹杂 ，表面寄生的硫化物夹杂物或以氧化物为 核心包围一层硫化物夹杂。 硫化物的形态主要有以下四类 (5). I类夹杂:在脱氧不良的情况下，在大小不同的氧球状夹杂的表面上结上 一 层硫化物外壳 ，形成复合夹杂物。 1I类夹杂:用适量的铝进行脱氧使钢中生成的Mn S 和 Ah03 夹杂物析出在晶 界上形成链状结构，是凝固末期形成的，它是共晶反应的结果。 III 类夹杂 : 用过量的铝进行脱氧形成的单相硫化物夹杂，形状 和 I 类相似。 IV 类夹杂:片状夹杂 。 硫化夹杂的不同形状给钢材带来不同影响，片状或链条状的夹杂物比球状的 夹杂物影响更大，为此应控制夹杂物的形状，向制中加入稀土金属或喷吹脱硫金 属，比如Ca，MgS，CeS 等，这样可以使硫化物夹杂从长条状变为较短的或球状的 硫氧复合夹杂物 。 报硫化物形成的时间不同可以把硫化物夹杂分为四种 : 一次夹杂:在冶炼的温度下形成的硫化物夹杂， 一般是强脱硫剂与硫生成的 硫化物(CaS，MgS，CeS 等)，或者是硫氧化合物(如 CeOS，LaOS 等); 二次夹杂: 在钢液温度逐渐降低的，元素的脱就能力增加所产生的夹杂物， 如 MnS，TiS 等; 2 三次夹杂:铜液在凝固过程中，硫按液相和凝固线的比例析出，并与 Mn 、 Fe 等元素生成硫化物夹杂; 四次夹杂:在钢被凝固 完毕以后的降温过程中，从固相中析出的新相也为硫 化物夹杂。 硫化物的直径比较小，一般在 10 20μm 范围内。从工艺过程来看，脱硫的 夹杂物主要是指脱除在液态中形成的夹杂物，也就是 一次和二次夹杂物， 三次和 四次夹杂物是不可能去除的，降低原始金属中的硫含量是减少钢中 三次和四次夹 . 杂物的主要途径。 在含有少量髓并用铝脱氧的钢中，硫化物通常以 (MnS 或 MnS-FeS 固溶体) 的形式存在。其形态(铸态特征)可分为以下 三类:第一类MnS铸态下呈球状分散 分布， 在钢中氧含量较高的条件下形成，热加工时塑性较低 ;第二类如I畸形成于 铜脱氧比较完全 ([0]1OOx 10-6)时，铸态时沿晶界呈共晶分布，热加 工时沿加 工方向延伸;第三类 M畸形成于过量铝脱氧肘 ，铸态下呈多角形分散分布，热加 工时塑性较好。 在一般镇静钢中 S 常以第二类 MnS 夹杂的形式存在，对钢的危害性最大，其 主要原因是: (1) 沿晶界分布，降低了铸态 下钢材的韧性和 塑性。 (2) 在热加工过程中沿加工方向延伸，明显降低了热轧钢材在横向和纵向 方 向上的强度、韧性和理性。 (3) 在铜板偏析 区中呈条带状集中分布，引起层状撕裂的发生。 (4) 在冷却时 MnS 沿晶界析出，导致过热的发生，在硫含量较低的钢材中 更为严重。 (5) 导致焊缝热影响区 平行于熔合线的裂纹，引起焊接件冲 击韧性的下降。 (6) 氢在夹杂物与基体的界面上聚集，导致氢致裂纹。 2.2 硫对钢的影响，脱硫的重要性 对大多数铜种而言 ，硫是有害元素。作为表面活性元素，硫常以硫化物的形 式偏聚在钢的晶界或 异相界面上，对钢的性能造成极大的危 害。 其中对钢的最大 危害是引起钢的热脆性。除热脆外，钢中的硫还对钢的 其它性能有影响，如钢的 热加工性能、力学性能、 焊接性能、抗腐蚀性能等。 (1)热脆 硫对钢性能的最大危害是会引起钢的热脆性 。由 Fe- FeS 相阁可知I61 ，在 I 365C 时，硫在 y 铁中的溶解度为 0.05%，而在共晶温度 989C 时降为 0.013%。 因此在钢液冷却凝 固过程 中，会有部分硫富集在液相中 。当温度达到共品点肘， 西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 该共晶体会彤