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鈦對連鑄塞棒水口堵塞的影響及預(yù)防—概述(三)
實驗室試驗
  • 脫氧實驗表明,氧化鋁顆粒是主要的夾雜物類型。一般來說,添加時間對夾雜物組織形狀沒有顯著影響。實驗總時間(鋁鎮(zhèn)靜后總時間)對氧化鋁的上浮有較大影響。
  • FeTi鈦鐵合金的加入對氧化鋁夾雜物形態(tài)可能變化的影響無法檢測到。
  • 較小的夾雜物更容易粘附在水口內(nèi)壁上,在全氧含量低的情況下,檢測到小顆粒氧化鋁夾雜物的形成,與不含鈦的ULC鋼相比,小尺寸的非金屬夾雜物分離傾向較低,并會加速水口堵塞沉積的形成。
  • FeTi鈦鐵合金添加的各種情況下,夾雜物數(shù)量的強烈變化可以在一個系列中進行評估。一個可能的原因是鈦鐵中的氧含量會導(dǎo)致小顆粒的氧化鋁夾雜物的形成。鋼水中的小顆粒夾雜物也是鈦處理ULC鋼高堵塞傾向的一個可能解釋。
  • 合金的添加時間沒有顯著改變試樣夾雜物性質(zhì),這一結(jié)果并不奇怪,因為二次冶金過程中會發(fā)生大量的動力學(xué)過程,如夾雜物NMI的團聚、吹氬上浮夾雜物、夾雜物在爐渣中的溶解等。
  • 鉬基噴涂是制備Al2O3-TiOx涂層用于接觸角測量的一種有效方法。不同相的分布規(guī)律,但不均勻。為了獲得更好的均勻性,額外的熱處理(1600°C30分鐘)會導(dǎo)致相反的效果,導(dǎo)致富TiOx相在基體表面團聚。
  • 堵塞與非金屬夾雜物顆粒的團聚和附著力密切相關(guān),而團聚和附著力與潤濕角等界面性質(zhì)有關(guān)。在40%100% TiO2的情況下,較低的接觸角也意味著較低的團聚傾向。因此,在二次冶金處理過程中,Al2TiO5和純TiO2粒子的去除率較低,大量夾雜物進入連鑄澆鑄系統(tǒng)。
  • 在低的TiO2濃度下,鈦合金級鋼的接觸角低于無鈦ULC級鋼。較低的潤濕角導(dǎo)致較低的夾雜物團聚傾向。
  • 在富鋁基體中,無鈦ULC鋼的潤濕傾向低,而Ti-P合金鋼的接觸角顯著較低。然而,鈦和磷這兩種元素都能增加氧化鋁的潤濕性。正如預(yù)期的那樣,僅僅是Ti合金鋼在無鈦和Ti-P鋼之間產(chǎn)生對比分析結(jié)果,隨著鈮含量的增加,Fe-Nb與氧化鋁接觸的潤濕角顯著降低,為此,制備了幾種Nb含量高達0.076%Fe-Nb合金。
  • 堵塞測量試驗臺觀察到4次沒有堵塞的試驗,表明了較低的AlTi的含量,以及澆鑄前鋼水中較低的夾雜物數(shù)量,主要的結(jié)論是大量的非金屬夾雜物增強了堵塞現(xiàn)象。
  • 對“中等”堵塞和“強”堵塞的比較表明,純Al多見于中等堵塞組,而Ti以及AlTi的混合添加多見于強堵塞試驗組。
  • 沒有堵塞“全部”的四個實驗的AlTi含量都低于100 ppm,其他試驗的鋁含量都高于100ppm,平均是413ppmAl含量低,試樣質(zhì)量差,不利于可靠的SEM/EDS特征測量。事實上,低鋁含量也導(dǎo)致少量的固體氧化鋁夾雜物。此外,在實驗中,添加鈦鐵合金造成富鈦氧化物與純氧化鋁相比,表現(xiàn)出更低的吸引力。這兩個效應(yīng)解釋了全部實驗中較低的堵塞傾向。
  • 通過堵塞計量試驗臺試驗對堵塞的水口進行分析,發(fā)現(xiàn)堵塞的原因是在典型的堵塞區(qū)域內(nèi)有大量的小顆粒沉淀和顆粒結(jié)瘤團聚現(xiàn)象。
  • 只有鋼水鋁鎮(zhèn)靜才導(dǎo)致適度的堵塞行為,而隨后添加FeTi鈦鐵合金會導(dǎo)致堵塞趨勢的增加。總體而言,堵塞等級與夾雜物數(shù)量夾雜物含量夾雜物大小和化學(xué)性質(zhì)等影響因素之間的相關(guān)性較弱。
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