冶金工程论文炼钢中mo氧化物直接合金化的热力学研究

冶金工程论文炼钢中mo氧化物直接合金化的热力学研究内容摘要：

6 论 文资源网 最专业的毕业设计资源学习、分享平台 . 2： Mo 氧化物直接合金化的热力学计算 钼铁二元平衡相图 钼氧化物直接合金化工艺参数的 制定 论文写作指导： 625880526 论 文资源网 最专业的毕业设计资源学习、分享平台 . 试验钢种特性及主要质量 问题 为使试验用钢更具有代表性，选择使用钼氧化物量比较大的钢类 W9Mo3Cr4高速钢及合工钢 5CrMnMo 等作为研究对象。 研究钼氧接合金化对钢质量的影响。 该钢类的主要质量问题是易产生碳化物不均匀 ，钢锭 、钢材易产生表面裂纹缺陷，在钼氧化物直接合金化冶炼中应加以注意。 W9Mo3Cr4V钢冶炼工艺要求 (1) 冶炼应严格控制钢化学成分， C、 W 应慎重控制，确保在化学成分合格条件下，下限控制 C 、 W 、 Cr、 Mo、 V ，以减轻碳化物不均匀性。 （ 2）尽量采用小锭或扁锭生产， 严格控制各期温度，采取高温氧化、中温精炼、低温出钢 ，低温浇注，还原期应适时采取降温措施。 （ 3）做好帽口充填 ，保温缓冷并及时遇火。 试验设备和操作方法 （ 1）试验设备 电炉 试验所用电弧炉的主要参数见表 1。 表 1 电弧炉主要性能参数 Table 1 Main feature of electricarc furnace 电炉吨 位／ t 变压器 容量／ kVA 电极直 径／ mm 最大装 入量 t 吹氧压 力／ kPa 平均冶炼 时间／ h 5000 350 18 3． 35 采用 Tc 一 136 氧、氮联合分析仪测定钢中氧和氮，在放大 100 倍的金相显微镜下检验碳化物不均度；力学性能测试、低倍检验、炉渣全分析均采用常规检验设备。 转炉试验所用电弧炉的主要参数见表 2。 表 2 转炉主要性能参数 Table 2 Main feature of convert furnace 转炉公称容量 t 120 转炉吹炼制度 二吹二 冶炼周期 min 38 转 炉有效工作容积（ V） M3／ T 高径比（ H／ D） 论文写作指导： 625880526 论 文资源网 最专业的毕业设计资源学习、分享平台 . 炉子全高（ H） mm 9 200 炉壳外径（ D） mm 6 430 炉口直径（ d0） mm 2 500 熔池直径（ d1） mm 4 800 铁水预处理、钢水精炼等设施的建设，使高品质量、高性能、高附加值钢种的开发和生产成为可能。 采用顶底复合吹炼、 PLC 自动控制、溅渣护炉、煤气回收利用、钢渣水淬。 （ 2）直接合金化操作方法 钼氧化物的加入方法与钼铁基本相同，它可在电炉的不同时期加入，入炉前需加热到 200～ 400 ℃，烘烤 时间大于 1 h ，使其含水 量小于 0． 5%，如果其加速钼还原和提高回收率，则钼氧化物应在还原期加入，以保持较高的回收率。 还原渣中铁氧化物含量较低 ，有利于金属钼还原 ，但钼氧化物杂质与水分比钼铁多，还原期做合金剂大量加入，影响钢质量，增加还原剂用量，延长冶炼时间。 因此一般冶炼高速钢，钼氧化物应随炉料一同加入。 若在熔化后或氧化期加入，则不能同时加铁矿石氧化沸腾流渣，因为钼氧化物入炉后漂浮在渣面上，即使加强搅拌矿石沸腾流渣也使一部分没有完全熔化和还原的钼氧化物颗粒随渣料流掉，影响钼回收率。 此外，出钢前调整成分 以补加铝铁为好。 在转炉方面，根据脱氧剂和合金元素加入的方法，可分为转炉炉内脱氧合金化和转炉钢包内脱氧合金化。 转炉炉内脱氧合金化，即吹炼结束时倒掉大部分炉渣，然后加入钼氧化物，最后在钢包内终脱氧。 为了使炉内钼氧化物迅速熔化，一般摇炉助熔；刚报内脱氧合金化是在出钢过程中，将全部脱氧剂和钼氧化物加入刚包内。 钼合金加在钢流冲击部位，以充分利用钢水的流动达到均匀成分的目的。 钼氧化物直接合金化收得率 通过提高渣碱度适当调整还原剂用量，增加 MoO，在渣中的活度，降低钢中氧含量，可提高钼的回收率。 在炼钢温度下铝氧化物中 的金属钼，除极少部分形成气体挥发外，其余的都能被钢液中的 C、 Si、 Mn、 A Fe 等元素还原，生成的 Mo 进入钢液形成合金化元素。 根据原料含磷低及主要用氧气氧化的特点，分别在装料、全熔、氧化期及还原期将钼氧化物加入炉内，从试验结果看 (见表 3)。 不同时期加入的钼氧化物，其铝的回收率相差不太，均能达到 97%以上，因此用钼氧化物代替铝铁直接合金化。 钼的回收率完全可达到铝铁的水平。 表 3 钼氧化物与钼铁回收率比较 % Table 3 Compar is on of yield between molybden umoxide and 论文写作指导： 625880526 论 文资源网 最专业的毕业设计资源学习、分享平台 . molybdenumiront iron % 合金名称 装料全熔 氧化期 还原期 平均 回收率 炉数 回收率 炉数 回收率 炉数 回收率 钼 铁 20 10 10 钼氧化物 10 5 5 比 较 钼氧化物在 高 、 低钼合金钢上的应用效果 钼氧化物在低钼合金钢上的应用效果： 钼氧化物直接合金化，金属铝回收率稳定，试验制定的冶炼操作工艺，分别在 42CrMo、 35CrMoV 等十几个品种上应用，检验结果证明，用铝氧化物冶炼的钢材，力学性能和高、低倍组织与使用钼铁冶炼的钢基本相同，完全能满足使用要求。 生产的低钼钢含铝量大部分在 0． 15～ 0 35 之间，为了对比两种合金剂对钢质量的影 响，在加入时间及方法完全相同的情况下进行试验。 现以 35CrMo钢为例，对用钼氧化物和铝铁合金化冶炼的钢进行对比分析。 钼氧化物在高钼合金钢上的 应用效果： 高钼钢主要是钨一铝系列的高速铜，其铝含量一般为 %～ %为推广应用钼氧化物直接合金化降低冶炼成本，重点对 W9Mo3Cr4V 高速钢进行了工业性试验，由于钼氧化物含杂质相对比铝铁多，加入量大，为确定对钢的质量影响及工艺制度，在试验条件相同情况下对两种钼合金所冶炼的钢质量进行对比分析。 Mo 氧 化物直接合金化的 热 力 学 分析 在 炼钢温 度下， 钼 的 氧 化物能被其 它 元素 还 原，常用的 还 原 剂 C、 Si、 AMn与 MoO3还 原反 应 的 标 准吉布斯自由能 远 小于 O[3~8]MO3的 还 原 ,其反 应 方程式 为 ： MoO3 + 3/2Si= Mo + 3/2SiO2 (1) △ G1186。 = 401 029 + 论文写作指导： 625880526 论 文资源网 最专业的毕业设计资源学习、分享平台 . △ G186。 = 401 029 + (2) △ G186。 = 6280630 + 2/3MoO3 + 2C = 2/3Mo + 2CO (3) △ G3186。 = 2680607 + 在 1 800K 时，经计算△ G1186。 = ，从图 1 可见，在标准状态下，作为还原剂的 Si、 Al、 C 还原 MoO3 的能力很强。 显然，在炼钢温度下， C、 Al、 Si很容易将 MoO3还原而进入钢液中。 炉渣成分分析 35CrMoV 钢氧化渣成分对比 Comparison of 0xidized slag for melting steel 35CrMoV 合金名称。