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帘线钢的塑性夹杂物热力学计算

作　者: 张炜
导　师: 施哲；古隆建；曾建华
学　校: 昆明理工大学
专　业: 钢铁冶金
关键词: 帘线钢 塑性夹杂物 低熔点 非金属夹杂物
分类号: TK123
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


钢帘线主要用于轮胎子午线增强用的骨架,具有强度高、韧性好的特点,生产钢帘线的过程是将5.5mm的盘条拉拔成Φ0.15～0.38mm的细丝,此过程使线材长度增加1000-1400倍,截面积缩小至原来的0.08%,已经接近拉拔工艺的极限,并且要求拉拔及合股过程中l00km断丝不超过1次。因此它对钢质纯净度、夹杂物尺寸、形态以及盘条表面质量等都有极高的要求,是线材制品中质量要求最高、生产难度最大的钢种之为了减轻夹杂物对钢基体连续性的破坏,应该使帘线钢中生成较低熔点、在热轧过程中能够稍许变形的夹杂物,并严格控制[O]以及[Als]含量,减少钢中夹杂物数量。为了达到以上要求,经过研究计算,主要做到以下几点：1)严格控制帘线用钢中夹杂物的数量和形态,将其形态控制在塑性夹杂区域内,最终夹杂物成分在钙斜长石(CaO·Al2O3.2SiO2).假硅灰石(CaO·SiO2)以及锰铝榴石(3MnO·Al2O3.3 SiO2)的周边低熔点区域内；2)将钢中总氧含量控制在0.002%以下,减少氧化物夹杂物的数量；3)将钢液[AIs]含量控制在0.0003%以下,不允许有纯A1203和TiN夹杂存在。本文通过热力学计算和讨论得出了详细的理论分析,提出了Si-Mn脱氧和低碱度炉渣精炼的技术路线,并进行了低碱度(CaO25%-40%,SiO235%-55%, Al2O30%-20%)炉渣钢液在1550℃条件下高温平衡实验,从平衡实验结果看出钢中夹杂物大部分为熔点低于1400℃的钙铝硅酸盐类夹杂物,其变形能力较强,尺寸基本在5-8μm。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-9
引言  9-10
第一章 钢中夹杂物概述  10-26
  1.1 钢中非金属夹杂物分类  11-13
    1.1.1 按夹杂物的尺寸分类  11
    1.1.2 按夹杂物的来源分类  11
    1.1.3 按夹杂物的化学成分分类  11-12
    1.1.4 按夹杂物的性质分类  12-13
  1.2 夹杂物的变形能力  13-15
  1.3 夹杂物对钢质量和性能的影响  15-16
  1.4 钢中夹杂物的去除  16-18
  1.5 钙处理变性钢中夹杂物  18-20
  1.6 帘线钢简介  20-25
    1.6.1 帘线钢的质量要求  20-22
      1.6.1.1 化学成分  20-21
      1.6.1.2 中心偏析  21
      1.6.1.3 夹杂物含量  21-22
      1.6.1.4 气体含量  22
      1.6.1.5 钢的基体组织和盘条表面质量  22
    1.6.2 帘线钢的生产工艺  22-24
    1.6.3 生产帘线钢的技术难点  24-25
  1.7 本课题研究的意义、目的和内容  25-26
第二章 氧化物夹杂控制的热力学研究  26-78
  2.1 概述  26-29
  2.2 热力学计算需要的相关数据  29-31
    2.2.1 钢样组成  29
    2.2.2 热力学计算采用的数据  29-31
  2.3 热力学计算软件介绍  31-33
  2.4 热力学计算结果  33-76
    2.4.1 CaO-SiO_2-Al_2O_3三元夹杂物低熔点区域计算结果  33-40
      2.4.1.1 CaO-SiO_2-Al_2O_3三元系活度  34-37
      2.4.1.2 B82LX钢液与CaO-SiO_2-Al_2O_3三元夹杂物的平衡  37-40
    2.4.2 B82LX钢液与CaO-SiO_2-Al_2O_3三元夹杂物的平衡  40-48
      2.4.2.1 MnO-SiO_2-Al_2O_3三元夹杂物活度  41-44
      2.4.2.2 B82LX钢液与MnO-SiO_2-Al_2O_3三元夹杂物的平衡  44-48
    2.4.3 CaO-MnO-SiO_2-Al_2O_3四元夹杂物与B82LX钢液反应平衡热力学计算  48-54
    2.4.4 MgO-FeO-CaO-SiO_2-Al_2O_3五元夹杂物与B82LX钢液反应平衡热力学计算  54-58
      2.4.4.1 MgO-FeO-CaO-SiO_2-Al_2O_3五元系活度  54-56
      2.4.4.2 B82LX钢液与MgO-FeO-CaO-SiO_2-Al_2O_3五元系夹杂物的平衡  56-58
    2.4.5 CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO四元夹杂物成分优化  58-76
      2.4.5.1 MgO含量对CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO系夹杂物熔点的影响  59-63
      2.4.5.2 SiO_2对CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO系夹杂物熔点的影响  63-68
      2.4.5.3 Al_2O_3对CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO系夹杂物熔点的影响  68-71
      2.4.5.4 CaO对CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO系夹杂物熔点的影响  71-76
  本章小结  76-78
第三章 试验方法  78-86
  3.1 试验原料以及设备  78-81
    3.1.1 试验原料  78-79
    3.1.2 试验设备  79-81
  3.2 试验方案  81-82
    3.2.1 精炼渣的选用  81-82
    3.2.2 真空处理控制  82
  3.3 试验流程  82
  3.4 试样制备与分析  82-84
    3.4.1 化学成分分析  83
    3.4.2 金像式样的制备与分析  83-84
  3.5 夹杂物分析  84-85
  本章小结  85-86
第四章 结论  86-87
参考文献  87-93
致谢  93-94
附录  94

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中图分类: > 工业技术 > 能源与动力工程 > 热力工程、热机 > 热力工程理论 > 工程热力学
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