外加电场去除钢中夹杂及其形态控制的研究

论文摘要

随着社会的进步和科技的发展，人们对钢铁材料中的有害元素含量的要求越来越高，这就需要冶金科技工作者在原有的精炼基础上提出更优化的去除夹杂的方法。电磁场在冶金中的应用是近年来冶金工作者致力研究的重要领域之一。电磁与冶金过程的结合往往意味着新技术的产生。外加电场去除夹杂作为冶金领域中潜在的新技术近年来受到国内外冶金工作者的广泛关注。本文对已有的去除夹杂的途径、技术进行了综述，并对应用外加电磁技术的发展进行了概述。根据热力学理论基础对外加电场去除夹杂的可行性进行了分析。总结出常见夹杂物在1823K时，相同氧势、硫势下，杂质元素的稳定性规律。同时本文计算出在1823K时钢液中可能存在的夹杂物的分解电压。计算结果表明，几乎所有的夹杂物在外加电压为3V时分解成[M]和[O]，从而形成的气体在阳极逸出，电解出的金属在阴极富集，进而达到净化钢液的目的。本文根据初步探讨性的实验结果得到：外加直流电压时，夹杂物会聚集在钢液的某一区域内，造成该区域液面升高；外加脉冲电压在一定范围内时，由变化的电流和感应出的磁场产生的涡流有利于夹杂物上浮从而被去除，脉冲电压过大时夹杂物重新被卷入钢液中。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 文献综述
• 1.1 去夹杂生产工艺技术现状
• 1.1.1 去夹杂主要途径
• 1.1.2 去夹杂主要技术
• 1.2 外加电、磁场技术的发展
• 1.3 本文的目的及意义
• 2 外加电场去除钢中夹杂理论的研究
• 2.1 钢中非金属夹杂物的危害、来源及分类
• 2.1.1 钢中非金属夹杂物的危害
• 2.1.2 夹杂物的来源
• 2.1.3 夹杂物的分类
• 2.2 外加电场去除钢中夹杂的热力学分析
• 2.2.1 不同氧位、硫位下的优势区域图
• 2.2.2 夹杂物分解电压
• 2.3 电磁力作用下的流体中颗粒运动的理论
• 2.3.1 流体中颗粒的受力分析
• 2.3.2 电磁力场作用下颗粒的迁移速度
• 3 实验
• 3.1 实验设备及材料
• 3.2 实验参数的选择
• 3.3 实验步骤
• 4 实验结果及分析
• 4.1 外加电场为直流
• 4.2 外加电场为脉冲
• 5 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢