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电渣熔铸高电阻钛保护渣设计及钢中钛的烧损

作　者: 田雨
导　师: 姜云飞；于波
学　校: 机械科学研究总院
专　业: 材料加工工程
关键词: 电渣熔铸低合金含钛钢共存理论组元活度
分类号: TF142
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

采用电渣熔铸方法制备低合金含钛钢,可以获得优良的力学性能,但是钢中钛的化学性质活泼,易发生氧化烧损。本文分析了现有四元熔渣（77%wt CaF₂-10%wt Al₂O₃-9%wt MgO-4%wt TiO₂）熔铸低合金含钛钢钛烧损氧化反应方式,提出抑制钛烧损的思路,对熔渣进行设计,得到高电阻钛保护渣组元及其配比为:13.5%wt CaF₂-45%wtAl₂O₃-27%wt CaO-7%wt MgO-7.5%wt TiO₂。以共存理论为基础,对高电阻钛保护渣组元活度建模并求解,各组元活度为:CaF₂,0.1;Al₂O₃,0.042;CaO,0.177;MgO,0.052;TiO₂,0.02,根据活度值计算高电阻钛保护渣光学碱度值为0.78,与按熔渣初始摩尔含量计算光学碱度值相吻合,高电阻钛保护渣为弱碱性渣。对设计的高电阻钛保护渣与钢液中钛的反应进行了热力学、动力学计算分析,结果表明:在钛与熔渣的各反应中,TiO₂与钛反应生成Ti₃O₅的自由能最小,反应发生的可能性最大。在TiO₂与钛反应的反应物和生成物中,Ti₃O₅的扩散速度最小,对减缓钛的氧化反应,减少钛的烧损有利。钛与TiO₂的反应主要在电极熔化末端及熔滴穿过渣池两个阶段进行。采用高电阻钛保护渣熔铸低合金含钛钢试件钛含量明显高于采用四元熔渣所得试件中钛含量,表明此熔渣具有较好的保钛作用。用高电阻钛保护渣熔铸低合金含钛钢试件,工艺参数及渣况稳定,熔铸过程稳定,电耗降低,试件成型良好。采用高电阻钛保护渣熔铸钛含量为0.9%的低合金含钛钢,钛在试件中分布比较均匀,最大值与最小值之差为0.03%,平均钛烧损量为0.11%。

电渣熔铸高电阻钛保护渣设计及钢中钛的烧损

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