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不同高钛钢保护渣对TiO2夹杂物吸收行为的研究

代明杰 陈守杰 王学友 张旭彬 何生平 王强强

代明杰, 陈守杰, 王学友, 张旭彬, 何生平, 王强强. 不同高钛钢保护渣对TiO2夹杂物吸收行为的研究[J]. 钢铁钒钛, 2025, 46(6): 117-123. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.014
引用本文: 代明杰, 陈守杰, 王学友, 张旭彬, 何生平, 王强强. 不同高钛钢保护渣对TiO2夹杂物吸收行为的研究[J]. 钢铁钒钛, 2025, 46(6): 117-123. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.014
DAI Mingjie, CHEN Shoujie, WANG Xueyou, ZHANG Xubin, HE Shengping, WANG Qiangqiang. Absorption behavior of TiO2 inclusions by different high titanium steel mold slags[J]. IRON STEEL VANADIUM TITANIUM, 2025, 46(6): 117-123. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.014
Citation: DAI Mingjie, CHEN Shoujie, WANG Xueyou, ZHANG Xubin, HE Shengping, WANG Qiangqiang. Absorption behavior of TiO2 inclusions by different high titanium steel mold slags[J]. IRON STEEL VANADIUM TITANIUM, 2025, 46(6): 117-123. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.014

不同高钛钢保护渣对TiO2夹杂物吸收行为的研究

doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2025.06.014
基金项目: 国家自然科学基金(52274317);河南省中央引导地方科技发展资金项目(Z20241471091)。
详细信息
    作者简介:

    代明杰,2002年出生,男,四川宜宾人,硕士研究生,主要研究方向为连铸保护渣, E-mail:3447961977@qq.com

    通讯作者:

    张旭彬,1990年出生,男,副教授,主要研究方向:连铸保护渣的基础理论研究与应用及连铸过程数值模拟, E-mail:zhangxubin@cqu.edu.cn

  • 中图分类号: TF703

Absorption behavior of TiO2 inclusions by different high titanium steel mold slags

  • 摘要: 为了提高高钛钢连铸过程中保护渣吸收夹杂物的速率,设计了五种潜在的高钛钢保护渣,将原位观察试验和旋转圆柱法相结合,分别观察和定量分析了各保护渣对TiO2夹杂物的吸收行为及吸收速率的差异,采用扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)对TiO2试样与保护渣接触的界面进行分析,以确定TiO2在保护渣中的溶解机理。结果表明,TiO2在CaO-SiO2-BaO渣中溶解速率最快,其次为低碱度CaO-SiO2渣,两种渣在原位试验中耗时较短,且完全溶解,在旋转圆柱试验中溶解速率分别为0.285 、0.281 mm/min。TiO2在高碱度CaO-SiO2、CaO-SiO2-Al2O3和CaO-SiO2-Al2O3-BaO渣系中溶解速率较慢,仅CSAB渣完全溶解,旋转圆柱试验中溶解速率分别为0.151、0.101 mm/min和0.191 mm/min。阻碍TiO2溶解的主要原因是溶解的TiO2与渣中CaO反应生成的高熔点CaTiO3使得保护渣局部粘度和熔点上升。
  • 图  1  改进的共聚焦显微镜原理

    Figure  1.  Schematics of modified confocal microscope

    图  2  试验温度变化曲线

    Figure  2.  Curves of temperature variation during the experiment

    图  3  保护渣吸收TiO2的试验装置示意

    Figure  3.  Schematic diagram of apparatus for dissolution of TiO2 in the slags

    图  4  不同保护渣对TiO2样品的吸收过程

    Figure  4.  Absorption process of TiO2 by different slags

    (a)LCS;(b)HCS;(c)CSB;(d)CSA;(e)CSAB

    图  5  溶解前与溶解后的TiO2试样形貌

    Figure  5.  Morphology of TiO2 sample before and after dissolution

    (a)溶解前;(b)溶解后

    图  6  旋转柱试验后各保护渣溶中TiO2含量

    Figure  6.  Content of TiO2 in slags after the rotating cylinder experiment

    图  7  不同保护渣与TiO2试样界面处的线扫描

    Figure  7.  The line scanning results at the interface of different slags and TiO2 sample

    (a)LCS;(b)HCS;(c)CSB;(d)CSA;(e)CSAB

    表  1  设计的保护渣的化学组分

    Table  1.   Designed chemical compositions of mold slags

    No.SiO2CaOMgOAl2O3Na2OCaF2BaO
    LCS4326368104
    HCS3237368104
    CSB32213681020
    CSA18373208104
    CSAB182132081020
    下载: 导出CSV

    表  2  TiO2在不同保护渣中溶解所用的时间

    Table  2.   The dissolution time of TiO2 in different slags

    No. Dissolution time/s Completely dissolved
    LCS 100 Yes
    HCS 390 No
    CSB 116 Yes
    CSA 391 No
    CSAB 400 No
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-02-12
  • 录用日期:  2025-03-26
  • 修回日期:  2025-03-20
  • 网络出版日期:  2025-12-31
  • 刊出日期:  2025-12-31

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