Fluoride evaporation and crystallization behavior of CaF2–CaO–Al2O3–(TiO2) slag for electroslag remelting of Ti-containing steels

To elucidate the behavior of slag films in an electroslag remelting process, the fluoride evaporation and crystallization of CaF₂–CaO–Al₂O₃–(TiO₂) slags were studied using the single hot thermocouple technique. The crystallization mechanism of TiO₂-bearing slag was identified based on kinetic analysis. The fluoride evaporation and incubation time of crystallization in TiO₂-free slag are found to considerably decrease with decreasing isothermal temperature down to 1503 K. Fish-bone and flower-like CaO crystals precipitate in TiO₂-free slag melt, which is accompanied by CaF₂ evaporation from slag melt above 1503 K. Below 1503 K, only near-spherical CaF₂ crystals form with an incubation time of less than 1 s, and the crystallization is completed within 1 s. The addition of 8.1wt% TiO₂ largely prevents the fluoride evaporation from slag melt and promotes the slag crystallization. TiO₂ addition leads to the precipitation of needle-like perovskite (CaTiO₃) crystals instead of CaO crystals in the slag. The crystallization of perovskite (CaTiO₃) occurs by bulk nucleation and diffusion-controlled one-dimensional growth.     

电渣重熔结晶器复合传热模型

针对电渣重熔结晶器内钢锭(渣池)/渣皮/气隙/铜壁/冷却水体系中的复杂传热过程,根据钢锭和渣皮的热缩性、炉渣和气隙的分布等将结晶器传热现象分为5种模式,基于结晶器轴向温度梯度最大原则划定各传热模式间的界限.综合5种传热模式的传热方式建立关于钢锭(渣池)/渣皮/气隙/铜壁/冷却水界面间复合传热过程的统一数学模型.利用电渣重熔结晶器多点连续测温系统,将测得的温度值作为边界条件,得出电渣重熔系统中钢锭(渣池)/渣皮/气隙/铜壁/冷却水界面的温度和沿径向传递的热流量.利用计算的结果分析该复杂传热体系中5种传热模式径向温度变化的规律.     

球墨铸铁预处理对表面激光重熔层开裂倾向的影响

对球墨铸铁表面激光重熔过程中的重熔层开裂倾向及影响因素进行了详细的研究,通过对基体分别进行正火、淬火 回火后进行激光表面重熔的对比试验,考察了在相同的激光重熔工艺参数条件下进行表面重熔处理,发现球铁激光重熔处理前的预处理工艺对重熔过程中的重熔层开裂倾向影响很大。试验结果表明,预处理可以改变激光重熔时热影响区的大小、相变产物的显微组织形态,从而导致对重熔层相变应力的分布与大小,进而影响到激光重熔层的开裂倾向。为制定球铁激光重熔预处理的最佳工艺规范提供依据。     

大型电渣重熔设备给料系统优化与控制

针对120 t大型电渣重熔设备的给料系统进行了改进设计和比例控制研究.电渣重熔设备的给料过程即是其导电横臂的下降过程,传统电渣炉横臂升降采用滚珠丝杠驱动,存在刚度小、响应慢等缺点.本研究采用大尺寸液压缸及传感器代替传统的滚珠丝杠,并采用电液比例调速阀实现液压缸的速度控制,利用液压系统刚度大、响应快的优势实现对电渣炉给料系统的精确调速控制.建立了120 t大型电渣炉给料结构的机械及液压系统数学模型,进行了控制系统仿真研究,得到了较好的控制效果.     

Effect of TiO2 on the viscosity and structure of low-fluoride slag used for electroslag remelting of Ti-containing steels

The viscosity of CaF2–CaO–Al2O3–MgO–(TiO2) slag was measured using a rotating crucible viscometer. Raman spectroscopy analysis was performed to correlate the viscosity to slag structure. The viscosity of the slag was found to decrease with increasing TiO2 con-tent in the slag from 0 to 9.73wt%. The activation energy decreased from 95.16 kJ/mol to 79.40 kJ/mol with increasing TiO2 content in the slag. The introduction of TiO2 into the slag played a destructive role in Al–O–Al structural units and Q4 units by forming simpler structural units of Q2 and426TiO- chain. The amount of Al–O–Al significantly decreased with increasing TiO2 content. The relative fraction of4Q units in the [AlO4]5?-tetrahedral units shows a decreasing trend, whereas the relative fraction of2Q units and426TiO- chain increases with increasing TiO2 content accordingly. Consequently, the polymerization degree of the slag decreases with increasing TiO2 content. The varia-tion in slag structure is consistent with the change in measured viscosity.     

电渣重熔用渣料烘烤过程的失重现象

在实验室条件下采用热重分析方法研究了电渣重熔用渣料在烘烤过程中的失重现象,分析了渣料中易水化成分含量与烘烤时间的关系,并重点研究了在渣料完全失重情况下,渣层厚度与烘烤时间、烘烤温度与烘烤时间之间的关系,并通过数值拟合方法建立了方程.结合固态热分解机理对实验过程进行了分析,烘烤初期热分解过程受晶核形成及长大控制,反应后期主要受扩散反应控制.实验结果将为现场渣料烘烤提供指导.     

半固态A356铝合金二次加热温度场有限元模拟

利用大型有限元分析软件,模拟计算了半固态A356铝合金的二次加热温度场·结果表明:在给定铝合金二次加热温度的前提下,线圈电流密度与加热时间成反比,与试样内、外温差大小成正比·当用总截面为40mm×130mm的宽线圈加热时,合适的线圈的电流密度为0 5×107A/m2和0 6×107A/m2,此时铝合金内外温差分别为8 6℃和9 8℃,加热时间分别为31min和21min;当用总截面为20mm×130mm的窄线圈加热时,合适的电流密度分别为0 8×107A/m2和0 85×107A/m2,此时铝合金内外温差分别为8 6℃和8 9℃,加热时间分别为33min和30min·本研究为A356合金半固态...     

镍基喷焊层的等离子弧重熔试验研究

以等离子弧为热源，采用类似激光表面改性的办法，研究了重熔处理对Ｎｉ基自熔合金组织和耐磨性的影响。经等离子弧扫描重熔，喷焊层表面形成重熔激冷层，该层基体组织由γ　－Ｎｉ转变为化合物Ｃｒ０．７Ｆｅ０．３６Ｎｉ２．９０，并形成晶粒度很小的微晶组织。重熔后试样的耐磨粒磨损与粘着磨损性能提高，且８８０Ｗ重熔较４４０Ｗ重熔试样的耐磨粒磨损性能提高程度更大。     

重熔工艺对油田抽油泵柱塞涂层性能的影响

对Ni60A自熔性合金粉末在氧乙炔重熔和中频感应重熔制得的涂层,分别进行了金相组织分析、表面硬度测试及腐蚀、磨粒磨损对比的试验.试验研究结果表明,中频感应重熔涂层中的晶粒细密,表面硬度值高;涂层的耐腐蚀性和抗磨性能优于晶粒较粗大的氧乙炔火焰重熔涂层.     

打古寨——罗布里两种类型花岗岩的同位素地质研究

本文研究的打古寨和罗布里岩体是桃山复式花岗岩体内部两种不同成因类型的岩体,成岩时代均为燕山早期。根据Sr,Pb,O和S同位素资料,结合地质特征,笔者认为打古寨岩体是由上部地壳重熔改造形成,属陆壳改造型花岗岩;罗布里岩体是由壳幔混合岩浆形成,属同熔型花岗岩。