钢中非金属夹杂物的精准钙处理研究

基本信息
批准号:51874032
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:任英
学科分类:
依托单位:北京科技大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王祎,周恒,李亚琼,段豪剑,王亚栋,徐海坤,季莎
关键词:
动力学热力学钙处理夹杂物
结项摘要

Calcium treatment is an important method to modify inclusions in steel. However, during the calcium treatment process of high quality steels, the low yield and stability of Ca in the molten steel and the poor accuracy of the modification effect of inclusions caused by the experiential calcium addition are always the key issue of the calcium treatment of high quality steels. The laboratory experiment, thermodynamic calculation, kinetic modeling and plant trial are employed in the current project. The effects of Ca-containing alloy quality and the calcium addition parameters on the yield of Ca in the molten steel will be revealed. The thermodynamic data on calcium treatment in the molten steel will be evaluated and measured. The relationship of the dissolved calcium and total calcium will be experimentally and thermodynamically investigated. A thermodynamic model for the precise addition of calcium to modify inclusions will be developed to predict the optimal calcium in the molten steel based on the steel composition, temperature, and parameters of CaSi wires. The kinetic models of the calcium treatment of inclusions in the molten steel during ladle refining and the transformation of inclusions during the solidification and cooling of steel will be developed with the consideration of the alloy mixing and the Ca evaporation to predict the evolution of inclusions after the calcium treatment. It is beneficial to improve the stability and accuracy of the inclusion modification by calcium treatment during the production process of high quality steels.

钙处理是实现钢中非金属夹杂物改性控制的重要方法。然而,在高品质钢实际生产的钙处理过程中,存在着钙元素收得率较低且不稳定、以及钙处理经验化导致的夹杂物改性准确性较低等问题,这些一直是高品质钢钙处理亟待解决的关键难题。本研究拟采用实验室实验、热力学分析、动力学计算和工业试验的方法,揭示含钙合金质量以及加钙参数对钙元素收得率的影响规律;完善钢液钙处理相关的热力学数据,揭示钢中溶解钙和全钙关系的实际规律,建立钙处理改性钢中非金属夹杂物精准热力学模型,计算不同钢液成分、不同温度和不同钙线参数等因素下的最优加钙量;建立钙处理过程反应动力学模型和钙处理钢凝固和冷却过程中反应的动力学模型,考虑合金混匀和钙的蒸发等因素的影响,实现钙处理后不同时刻下钢中夹杂物的计算。本研究可为提升钢铁企业实际生产中钙处理改性钢中非金属夹杂物效果的稳定性和准确性奠定理论基础。

项目摘要

钙处理是实现钢中非金属夹杂物改性控制的重要方法。然而,在高品质钢实际生产的钙处理过程中,存在着钙元素收得率较低且不稳定、以及钙处理经验化导致的夹杂物改性准确性较低等问题,这些一直是高品质钢钙处理亟待解决的关键难题。本研究采用实验室实验、热力学分析、动力学计算和工业试验的方法,揭示含钙合金质量以及加钙参数对钙元素收得率的影响规律;完善钢液钙处理相关的热力学数据,揭示钢中溶解钙和全钙关系的实际规律,建立钙处理改性钢中非金属夹杂物精准热力学模型,计算不同钢液成分、不同温度和不同钙线参数等因素下的最优加钙量;建立了钙处理钢凝固和冷却过程中反应的动力学模型,实现钙处理后不同时刻下钢中夹杂物的计算。本研究可为提升钢铁企业实际生产中钙处理改性钢中非金属夹杂物效果的稳定性和准确性奠定理论基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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