鈦對連鑄塞棒水口堵塞的影響及預(yù)防—概述（三）
實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)
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脫氧實(shí)驗(yàn)表明，氧化鋁顆粒是主要的夾雜物類型。一般來說，添加時(shí)間對夾雜物組織形狀沒有顯著影響。實(shí)驗(yàn)總時(shí)間(鋁鎮(zhèn)靜后總時(shí)間)對氧化鋁的上浮有較大影響。
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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。
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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(huì)加速水口堵塞沉積的形成。
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在FeTi鈦鐵合金添加的各種情況下，夾雜物數(shù)量的強(qiáng)烈變化可以在一個(gè)系列中進(jìn)行評(píng)估。一個(gè)可能的原因是鈦鐵中的氧含量會(huì)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(gè)可能解釋。
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合金的添加時(shí)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?yàn)槎我苯疬^程中會(huì)發(fā)生大量的動(dòng)力學(xué)過程，如夾雜物NMI的團(tuán)聚、吹氬上浮夾雜物、夾雜物在爐渣中的溶解等。
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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(在1600°C下30分鐘)會(huì)導(dǎo)致相反的效果，導(dǎo)致富TiOx相在基體表面團(tuán)聚。
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堵塞與非金屬夾雜物顆粒的團(tuán)聚和附著力密切相關(guān)，而團(tuán)聚和附著力與潤濕角等界面性質(zhì)有關(guān)。在40%和100% TiO2的情況下，較低的接觸角也意味著較低的團(tuán)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(jìn)入連鑄澆鑄系統(tǒng)。
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在低的TiO2濃度下，鈦合金級(jí)鋼的接觸角低于無鈦ULC級(jí)鋼。較低的潤濕角導(dǎo)致較低的夾雜物團(tuán)聚傾向。
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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(dá)0.076%的Fe-Nb合金。
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堵塞測量試驗(yàn)臺(tái)觀察到4次沒有堵塞的試驗(yàn)，表明了較低的Al和Ti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(qiáng)了堵塞現(xiàn)象。
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對“中等”堵塞和“強(qiáng)”堵塞的比較表明，純Al多見于中等堵塞組，而Ti以及Al和Ti的混合添加多見于強(qiáng)堵塞試驗(yàn)組。
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沒有堵塞“全部”的四個(gè)實(shí)驗(yàn)的Al和Ti含量都低于100 ppm，其他試驗(yàn)的鋁含量都高于100ppm，平均是413ppm。Al含量低，試樣質(zhì)量差，不利于可靠的SEM/EDS特征測量。事實(shí)上，低鋁含量也導(dǎo)致少量的固體氧化鋁夾雜物。此外，在實(shí)驗(yàn)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(gè)效應(yīng)解釋了“全部”實(shí)驗(yàn)中較低的堵塞傾向。
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通過堵塞計(jì)量試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)對堵塞的水口進(jìn)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(tuán)聚現(xiàn)象。
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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(huì)導(dǎo)致堵塞趨勢的增加。總體而言，堵塞等級(jí)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。
