Даниил Петрович Швецов, инженер Исследовательского центра физики металлических жидкостей, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина; начальник отдела технического контроля, ООО «Центр Точного Литья»
Россия, 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19
Россия, 620078, Екатеринбург, улица Фронтовых бригад, 18, корп. 4
Daniil P. Shvetsov, Engineer of the Research Center of Physics of Metallic Liquids, Ural Federal University named after the first President of Russia B.N. Yeltsin; Head of Technical Control Department, LLC “Precision Casting Center”
19 Mira Str., Yekaterinburg 620002, Russian Federation
18, bld. 4 Frontovykh Brigad Str., Yekaterinburg 620078, Russian Federation
Ольга Анатольевна Чикова, д.ф.-м.н., профессор кафедры физики
Россия, 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19
Ol’ga A. Chikova, Dr. Sci. (Phys.–Math.), Prof. of the Chair of Physics
19 Mira Str., Yekaterinburg 620002, Russian Federation
Владимир Степанович Цепелев, д.т.н., профессор, директор Исследовательского центра физики металлических жидкостей
Россия, 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19
Vladimir S. Tsepelev, Dr. Sci. (Eng.), Prof., Director of the Research Center of Physics of Metallic Liquids
19 Mira Str., Yekaterinburg 620002, Russian Federation
Николай Иванович Синицин, к.ф.-м.н., доцент кафедры физики, старший научный сотрудник Исследовательского центра физики металлических жидкостей
Россия, 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19
Nikolai I. Sinitsin, Cand. Sci. (Phys.–Math.), Assist. Prof. of the Chair of Physics, Senior Researcher of the Research Center of Physics of Metallic Liquids
19 Mira Str., Yekaterinburg 620002, Russian Federation
Владимир Викторович Вьюхин, научный сотрудник Исследовательского центра физики металлических жидкостей
Россия, 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19
Vladimir V. V’yukhin, Research Associate of the Research Center of Physics of Metallic Liquids
19 Mira Str., Yekaterinburg 620002, Russian Federation
Авторы изучили поведение шлаковых включений в четырех образцах, отобранных в процессе разливки аустенитной коррозионностойкой стали марки 12Х18Н9ТЛ. Образцы для исследования отбирали в производственных условиях после расплавления шихты (1), введения Ti и FeMn, наведения шлака и дозагрузки (2), повторного введения Ti, наведения шлака (3), наведения шлака (4). Элементный состав и температура расплава были определены в производственных условиях. Физико-химические свойства расплавов, полученных из отобранных образцов, такие как поверхностное натяжение и кинематическая вязкость были измерены в лабораторных условиях. Измерения проводились в диапазоне температур от 1370 до 1760 °C в режиме нагрева и последующего охлаждения образца. При наблюдении за образцом во время измерения поверхностного натяжения в режиме нагрева обнаружено выделение шлаковых включений из объема капли. При последующем охлаждении сформированной капли жидкой стали шлаковые частицы натекают из шлаковой ванны под действием силы Марангони. Анализ зависимости скорости всплывания шлаковой частицы от ее размера показал, что в объеме расплава могут остаться только частицы размером до 10 мкм, более крупные частицы успевают всплыть на поверхность жидкой ванны. Обнаружено, что под действием силы Марангони на поверхность образца могут натекать частицы шлака размером до 4 мм. Была определена объемная доля шлаковых включений и установлена корреляция между объемной долей шлаковых включений и элементном составе образца. Авторы сделали вывод о влиянии добавки титана в расплав как причине увеличения объемной доли шлаковых включений в отливке.
The authors studied the behavior of slag inclusions in four samples taken during casting of austenitic corrosion-resistant steel grade 12Kh18N9TL. The samples for the study were taken under production conditions after melting the charge (1), introducing Ti and FeMn, slag induction and additional loading (2), re-introducing Ti, slag induction (3), slag induction (4). The elemental composition and temperature of the melt were determined under production conditions. The physicochemical properties of the melts obtained from the selected samples were measured under laboratory conditions: surface tension and kinematic viscosity. The measurements were carried out in the temperature range from 1370 to 1760 °C in the mode of heating and subsequent cooling of the sample. When observing the sample during the measurement of surface tension, the release of slag inclusions from the volume of the drop occurs in the heating mode. During subsequent cooling of the formed drop of liquid steel, slag particles flow from the slag bath under the action of the Marangoni force. Analysis of the dependence of the slag particle ascent rate on its size showed that only particles up to 10 μm in size can remain in the melt volume, while larger particles have time to float to the surface of the liquid bath. It was found that slag particles up to 4 mm in size can flow onto the surface of the sample under the action of the Marangoni force. The volume fraction of slag inclusions was determined, and a correlation was established between it and the element composition of the sample. The authors made a conclusion about the effect of Ti additives in the melt as the cause of increase in the volume fraction of slag inclusions in the casting.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.