بررسی تأثیر تزریق آلومینیم در کریستالیزاتور بر نوع، ترکیب و اکتیویته آخال‌ها در فولاد کم‌کربن

نویسندگان

1 1 -دانشکده مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه علم و صنعت ایران

2 2 -گروه مهندسی مواد، دانشکده مکانیک، دانشگاه تبریز

چکیده

هدف از این پژوهش بررسی تأثیر تزریق آلومینیم به‌داخل کریستالیزاتور بر نوع، ترکیب، تغییرات اکتیویته حفره‌ها و آخال‌های موجود در فولاد کم کربن USD7 است. این فولاد در کارخانه ذوب آهن اصفهان تولید می‌شود که حفره‌ها و آخال‌های موجود در آن باعث پارگی در خط نورد کارخانه می‌شد. برای بهبود کیفیت این فولاد، مفتول آلومینیم خالص با قطر 4/2 میلی‌متر و با سرعت‌های 2، 4، 6 و 8 متر بر دقیقه در بازه‌های زمانی مشخص به‌درون کریستالیزاتور تزریق شده، از مراحل مختلف خط تولید نمونه‌گیری شد. نتایج نشان از دارد که بسش‌تر آلومینیم افزوده شده به‌صورت اکسید آلومینیم به سرباره رفته و بقیه موجب تغییر ترکیب شیمیایی آخال موجود در مذاب می‌شود. افزایش آلومینیم موجب افزایش اکتیویته آلومینا و کاهش اکتیویته سایر اکسیدها در سرباره و آخال‌های موجود در مذاب می‌شود. اکتیویته Al2O3 از 313/0 به‌649/0 افزایش یافته، احتمال تشکیل Al2O3 و خروج اکسیژن از سیستم افزایش می‌یابد. در بررسی‌های میکروسکوپ الکترون روبشی شمش‌های مختلف مشخص شد که آخال‌های موجود در نمونه بدون تزریق آلومینیم، بیش‌تر از نوع MnO وFeO است که این آخال‌ها در اطراف حفره‌های موجود در شمش هم قرار داشتند. در نهایت سرعت بهینه تزریق بر اساس ترکیب شیمیایی فولاد و هم‌چنین دیدگاه متالورژیکی حدود 4 متر بر دقیقه تشخیص داده شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Aluminium Injection into the Crystalizator on Type, Composition and Activity of Inclusions in Low Carbon Steel

نویسندگان [English]

  • H. Tavakoli 1
  • M. Soltanieh 1
  • H. Aghajani 2
  • M. Jafarpour 2
چکیده [English]

This study was intended to investigate the effect of injection of aluminium into the crystallizator on type, composition and activity of inclusions in low carbon steel grade USD7. The steel is made in Zob-e-Ahan Isfahan factory and its porosities and inclusions results in the problem of rupturing during rolling process. To improve the quality of this steel, 2.4 mm diameter pure aluminum wires were injected in to the crystallizator at the rate of 2, 4, 6 or 8 m/min in certain periods and then sampling was done. The results indicated that much of the added aluminum changed to aluminum oxide slag, and the remaining part altered the chemical composition of the inclusions. Increased aluminum caused an increase in the activity of alumina and reduction in the activity of other oxides in the slag and existing inclusions in the melt. By increasing Al2O3 activity from 0.313 to 0.649, the Al2O3 formation and oxygen exclusion probability increased in the system. Scanning electron microscopy showed that without aluminium injection, most of inclusions were FeO-MnO type placed around existing porosities in the ingot. The optimum rate of aluminum injection was found to be 4 m/min.

کلیدواژه‌ها [English]

  • USD7 steel
  • Deoxidation
  • Aluminum injection
  • Crystallizator
  • Inclusions
  • Porosity
1. Kudrin V., Steel Making, pp. 101-105Mir Publishers,
Moscow, 1981. 2. Ghosh A., Principles of Secondary Processing and
Casting of Liquid Steel, pp. 134-138, Oxford & IBH
Publishing Co. Pvt. Ltd, India, 1990. 3. Larsen G.G., "The Role and Use of Aluminum in Steel
Production", Ferroalloys and other Additives to
Liquid Iron and Steel, ASTM-STP-739, American
Society for Testing and Materials, pp.151-156, 1981. 4. Turkdogan E.T., “Deoxidation of Steel”, ISIJ
International, pp. 21-36, 1972. 5. Nicholson A. and Gladman T., "Non-Metallic
Inclusions and Developments in Secondary
Steelmaking", Ironmaking and steelmaking, Vol. 13, No. 2, pp. 53-69, 1986. 6. Van Valack L.H., "Oxide Inclusions in Steel: Part D
(A. Gittins: Effect of Oxygen on Hot Workability of
Steel)", International Metals Reviews, Vol. 22, pp. 187-228, 1977. 7. Thomson T.R. and Brownrig A., "The Effect of
Inclusions on Cold Formability”, Metals Forum, Vol. 2, No. 2, pp. 118-125, 1979. 8. Ohta H. and Suito H., "Activities in CaO-SiO2-Al2O3
Slags and Deoxidation Equilibria of Si and Al",
Metallurgical and Materials Transactions, Vol. 27B, pp. 943-950, 1996. 9. Elliott J.F., Physical Chemistry of High Temperature
Reactions, Iron and Steel Society, pp. 265-290, 1985. 10. Gaskell D.R., Introduction to Metallurgical
Thermodynamics, 2
nd Ed., Mc Graw-Hill,1981, 310-pp291, WashingtonYork New,
12. Grigoryan V., Belyanchikov L. and Stomakhin A., Theoretical Principles of Electric Steel Making, Mir
Publishers, Moscow, pp. 50-146, 1979. 13. DIN standards, “Microscopic Examination of Special
Steels Using Standard Diagrams to Assess the
Content of Non-Metallic Inclusion”, DIN-50602, 1985

تحت نظارت وف ایرانی