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30Cr2Ni4MoV钢低压转子钢水超纯净化工艺研究与实践

作　者: 杨建春
导　师: 傅万堂
学　校: 燕山大学
专　业: 材料工程
关键词: 低压转子 30Cr2Ni4MoV钢钢锭超纯净化化学成分渣系
分类号: TF77
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

低压转子为火电机组的核心部件，其材料的纯净度对转子的性能和寿命至关重要。本文以30Cr2Ni4MoV钢为对象，研究了电炉、精炼以及浇注等工艺对[P]、[S]、[O]、[H]及非金属夹杂物含量的影响规律，并进行了生产试验，最终提出了585t大型钢锭的制造工艺方案，并冶炼成功。通过电炉炉后钢水试样、精炼炉的钢水样和渣样、浇注过程中间包内钢水样和精炼炉渣的物相分析，得到如下主要结论：（1）通过电炉早期脱磷，强化脱磷措施，可使30Cr2Ni4MoV钢585t超纯低压转子的成分满足成分要求。其中[P]含量小于0.002%满足超低磷钢的标准，[S]含量小于0.002%满足超低硫钢的标准，[H]含量小于1.5ppm，[O]含量出钢时小于20ppm，中间包时小于30ppm，金属残余元素也控制在较低的水平；（2）精炼炉所用的高铝渣系中CaO-Al2O3的存在形式主要是12CaO·Al2O3，为铝酸盐中熔点最低的物相，具有良好的动力学条件，有利于去除钢中夹杂物；（3）100吨新型中间包去除夹杂物的能力好于60吨中间包，其中100吨中间包的模拟夹杂物脱出率高达90%以上，而60t中间包根据液位高度不同在39~73%之间；（4）对100t中间包大头端和小头端取钢水样分析，得到大头端的钢水[O]含量平均为27ppm，而小头端的钢水[O]含量平均为36ppm，说明中间包的挡墙能够十分有效地将夹杂物挡在小头端一侧，防止了夹杂物进入钢锭，促进了夹杂的上浮去除，从而显著提高了进入钢锭模钢水的洁净度。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第1章绪论  10-20
  1.1 选题背景  10
  1.2 国内外大型钢锭的发展概况  10-14
    1.2.1 国外大型钢锭的发展概况  11
    1.2.2 国内大型钢锭的发展概况  11-12
    1.2.3 洁净钢的发展情况  12-14
  1.3 钢锭中杂质元素的危害及处理  14-15
  1.4 钢中夹杂物的分类及处理  15-18
    1.4.1 夹杂物的分类  15-16
    1.4.2 夹杂物的危害  16-17
    1.4.3 减少钢中非金属夹杂物的途径  17-18
  1.5 大型钢锭的炼钢生产流程  18-19
  1.6 本文的主要研究内容  19-20
第2章试验材料及方法  20-24
  2.1 材料及冶炼工艺流程  20-21
    2.1.1 试验材料  20
    2.1.2 冶炼工艺流程  20-21
  2.2 试验方法  21-22
    2.2.1 S、 P、O 、 H 分析方法  21-22
    2.2.2 金属残余元素分析方法  22
    2.2.3 渣系确定与分析  22
  2.3 本章小结  22-24
第3章 30Cr2Ni4MoV钢大型钢锭的电炉冶炼工艺  24-28
  3.1 30Cr2Ni4MoV钢电炉脱磷工艺研究  24-26
    3.1.1 脱磷反应原理  24
    3.1.2 电炉脱磷工艺  24-25
    3.1.3 钢水取样分析  25-26
  3.2 30Cr2Ni4MoV钢电炉控制金属残余元素工艺研究  26-27
    3.2.1 电炉金属残余元素的控制工艺  26
    3.2.2 钢水取样分析  26-27
  3.3 本章小结  27-28
第4章 30Cr2Ni4MoV钢大型钢锭的精炼工艺研究  28-47
  4.1 30Cr2Ni4MoV钢精炼渣系研究  28-37
    4.1.1 精炼渣系选择与成分分析  28-30
    4.1.2 炉渣的 X 射线衍射分析  30-37
  4.23 0Cr2Ni4MoV钢精炼炉脱硫分析  37-40
    4.2.1 脱硫反应热力学  37
    4.2.2 脱硫反应动力学  37-38
    4.2.3 精炼炉脱硫工艺制定  38-39
    4.2.4 钢水取样分析  39-40
  4.3 30Cr2Ni4MoV钢精炼炉脱氧及夹杂物的排除  40-45
    4.3.1 脱氧反应  40
    4.3.2 夹杂物的排除  40-42
    4.3.3 炉渣吸收非金属夹杂物  42-43
    4.3.4 精炼炉去夹杂工艺措施  43-44
    4.3.5 钢水取样分析  44-45
  4.4 30Cr2Ni4MoV钢精炼炉脱氢  45-46
    4.4.1 精炼炉脱氢工艺  45
    4.4.2 钢水取样分析  45-46
  4.5 本章小结  46-47
第5章 30Cr2Ni4MoV钢大型钢锭的浇注工艺研究  47-69
  5.1 100 吨新型中间包设计研究  47-64
    5.1.1 中间包对大型钢锭钢水洁净度的影响  47-49
    5.1.2 一重原有 60 吨中间包冶金效果物理模拟  49-56
    5.1.3 新型 100 吨中间包设计  56-62
    5.1.4 100 吨中间包与 60 吨中间包模拟情况对比  62-64
  5.2 585 吨大型钢锭的浇注  64-66
    5.2.1 中间包选择  64-65
    5.2.2 现场浇注工艺  65
    5.2.3 现场浇注情况  65-66
  5.3 中间包内取样分析结果  66-67
    5.3.1 钢水取样时机及位置  67
    5.3.2 钢水取样分析结果  67
  5.4 本章小结  67-69
结论  69-70
参考文献  70-72

30Cr2Ni4MoV钢低压转子钢水超纯净化工艺研究与实践

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