CaF 2 -CaO-Al 2 O 3 -TiO 2 渣基础研究及其在含钛合金电渣重熔中的应用
发布时间：2023-05-28 11:23
采用含TiO2渣系可以解决电渣重熔过程普遍存在钛烧损和电渣锭轴向成分不均匀的问题,但是电渣锭表面经常出现表面渣沟和波纹状缺陷。此外,大型电渣重熔过程金属液中Ti被氧化导致渣中TiO2不断积累,引起渣的物理性能和渣-金反应条件变化,也会造成电渣锭表面质量和成分不均匀性问题。这些缺陷均与含TiO2渣的物理性质和渣-金反应性密切相关。因此,研究TiO2含量对电渣重熔用渣的物理性质、电渣锭成分和夹杂物的影响对生产优质含钛电渣锭具有重要的指导意义。TiO2含量对CaF2-Al2O3-CaO-TiO2渣结晶行为的影响研究表明,渣中TiO2含量由4.2 mass%增加至16.8 mass%时,渣的结晶温度降低,渣的液相线温度由1439℃降低至1290℃。在连续冷却过程中,渣中结晶相均为11CaO·7Al2O3·CaF2、CaTiO3和CaF2。随着渣中TiO2含量增加,渣中主要结晶相由11CaO·7Al2O3·CaF2转变为CaTiO3。渣中第一类结晶相的形核速率是恒定的,为界面反应控制的一维长大。增加渣中TiO2含量降低11CaO·7Al2O3·CaF2结晶所需的渣中CaO的活度,从而抑制渣的结晶...
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
2.1 电渣重熔用渣的研究进展
2.1.1 电渣重熔渣的冶金作用
2.1.2 电渣重熔渣物理性质研究
2.1.3 电渣重熔过程熔渣成分变化研究
2.2 电渣重熔含钛钢和合金研究进展
2.2.1 电渣重熔含钛钢和合金成分控制的研究
2.2.2 含TiO2电渣重熔用渣的研究进展
2.3 电渣重熔渣对电渣锭冶金质量的影响
2.3.1 渣对电渣锭表面质量的影响
2.3.2 渣对电渣锭成分的影响
2.3.3 渣对电渣锭中夹杂物的影响
2.4 课题研究的背景及内容
2.4.1 研究背景
2.4.2 研究内容
3 TiO2对电渣重熔用渣结晶行为的影响
3.1 含TiO2电渣重熔用渣成分确定
3.2 实验研究
3.2.1 渣样制备
3.2.2 非等温结晶实验
3.2.3 SEM-EDS和XRD分析
3.3 TiO2对渣结晶性能的影响
3.3.1 渣中结晶相类型及结晶顺序的研究
3.3.2 TiO2对渣结晶温度和液相线温度的影响
3.3.3 渣中结晶相SEM-EDS结果
3.3.4 含TiO2渣在结晶器内行为
3.4 含TiO2电渣重熔用渣结晶动力学分析
3.4.1 TiO2含量对渣结晶速率的影响
3.4.2 含TiO2电渣重熔用渣结晶机理研究
3.4.3 TiO2含量对有效结晶活化能的影响
3.5 本章小结
4 TiO2对电渣重熔用渣结构和粘度的影响
4.1 实验过程
4.1.1 渣样制备
4.1.2 XRD分析
4.1.3 拉曼光谱测试
4.2 TiO2对电渣重熔用渣结构的影响
4.3 TiO2对电渣重熔用渣粘度的影响
4.3.1 电渣重熔用渣粘度预测模型的选择
4.3.2 电渣重熔用渣粘度预测模型参数的确定
4.3.3 电渣重熔用渣粘度预测
4.4 本章小结
5 含TiO2电渣重熔用渣对电渣锭成分的影响
5.1 含TiO2电渣重熔用渣对电渣锭主要成分的影响
5.1.1 电渣重熔实验
5.1.2 电渣锭中Ti、Al及Si含量变化
5.1.3 电渣锭中Ti、Al及Si含量变化的热力学分析
5.2 电渣锭中氧、氮和硫含量变化
5.2.1 电渣锭中氧含量变化分析
5.2.2 电渣锭中氮含量变化分析
5.2.3 电渣锭中硫含量变化分析
5.3 电渣重熔过程成分变化的动力学分析
5.3.1 电渣重熔过程成分变化动力学模型的建立
5.3.2 电渣重熔过程成分变化动力学模型参数的确定
5.3.3 电渣重熔过程成分变化动力学模型的应用
5.4 本章小结
6 含TiO2电渣重熔用渣对电渣锭中夹杂物的影响
6.1 电渣锭夹杂物数量和尺寸分布
6.1.1 实验分析方法
6.1.2 电渣锭中夹杂物的数量分析
6.1.3 电渣锭夹杂物尺寸分布
6.2 电渣重熔过程夹杂物类型的变化
6.2.1 自耗电极中的夹杂物
6.2.2 金属熔池中的夹杂物
6.2.3 电渣锭中的夹杂物
6.3 电渣重熔过程夹杂物的转变机理
6.3.1 TiN夹杂物的转变机理
6.3.2 氧化物夹杂的转变机理
6.4 本章小结
7 结论
8 创新点
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3824494
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
2.1 电渣重熔用渣的研究进展
2.1.1 电渣重熔渣的冶金作用
2.1.2 电渣重熔渣物理性质研究
2.1.3 电渣重熔过程熔渣成分变化研究
2.2 电渣重熔含钛钢和合金研究进展
2.2.1 电渣重熔含钛钢和合金成分控制的研究
2.2.2 含TiO2电渣重熔用渣的研究进展
2.3 电渣重熔渣对电渣锭冶金质量的影响
2.3.1 渣对电渣锭表面质量的影响
2.3.2 渣对电渣锭成分的影响
2.3.3 渣对电渣锭中夹杂物的影响
2.4 课题研究的背景及内容
2.4.1 研究背景
2.4.2 研究内容
3 TiO2对电渣重熔用渣结晶行为的影响
3.1 含TiO2电渣重熔用渣成分确定
3.2 实验研究
3.2.1 渣样制备
3.2.2 非等温结晶实验
3.2.3 SEM-EDS和XRD分析
3.3 TiO2对渣结晶性能的影响
3.3.1 渣中结晶相类型及结晶顺序的研究
3.3.2 TiO2对渣结晶温度和液相线温度的影响
3.3.3 渣中结晶相SEM-EDS结果
3.3.4 含TiO2渣在结晶器内行为
3.4 含TiO2电渣重熔用渣结晶动力学分析
3.4.1 TiO2含量对渣结晶速率的影响
3.4.2 含TiO2电渣重熔用渣结晶机理研究
3.4.3 TiO2含量对有效结晶活化能的影响
3.5 本章小结
4 TiO2对电渣重熔用渣结构和粘度的影响
4.1 实验过程
4.1.1 渣样制备
4.1.2 XRD分析
4.1.3 拉曼光谱测试
4.2 TiO2对电渣重熔用渣结构的影响
4.3 TiO2对电渣重熔用渣粘度的影响
4.3.1 电渣重熔用渣粘度预测模型的选择
4.3.2 电渣重熔用渣粘度预测模型参数的确定
4.3.3 电渣重熔用渣粘度预测
4.4 本章小结
5 含TiO2电渣重熔用渣对电渣锭成分的影响
5.1 含TiO2电渣重熔用渣对电渣锭主要成分的影响
5.1.1 电渣重熔实验
5.1.2 电渣锭中Ti、Al及Si含量变化
5.1.3 电渣锭中Ti、Al及Si含量变化的热力学分析
5.2 电渣锭中氧、氮和硫含量变化
5.2.1 电渣锭中氧含量变化分析
5.2.2 电渣锭中氮含量变化分析
5.2.3 电渣锭中硫含量变化分析
5.3 电渣重熔过程成分变化的动力学分析
5.3.1 电渣重熔过程成分变化动力学模型的建立
5.3.2 电渣重熔过程成分变化动力学模型参数的确定
5.3.3 电渣重熔过程成分变化动力学模型的应用
5.4 本章小结
6 含TiO2电渣重熔用渣对电渣锭中夹杂物的影响
6.1 电渣锭夹杂物数量和尺寸分布
6.1.1 实验分析方法
6.1.2 电渣锭中夹杂物的数量分析
6.1.3 电渣锭夹杂物尺寸分布
6.2 电渣重熔过程夹杂物类型的变化
6.2.1 自耗电极中的夹杂物
6.2.2 金属熔池中的夹杂物
6.2.3 电渣锭中的夹杂物
6.3 电渣重熔过程夹杂物的转变机理
6.3.1 TiN夹杂物的转变机理
6.3.2 氧化物夹杂的转变机理
6.4 本章小结
7 结论
8 创新点
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3824494
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