شماره ركورد
34866
پديد آورنده
جليل سعدپور هدام
عنوان
بررسي تاثير اكسيد ليتيم و اكسيد بور بر كاهش فلوئور مصرفي و آناليز فازي در پودرهاي قالب ريخته گري پيوسته بر پايه CaO-SiO2
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مواد و متالورژي - سراميك
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/7/30
استاد راهنما
دكتر رحيم نقي زاده و دكتر حميدرضا رضايي
استاد مشاور
دكتر علي صداقت آهنگري حسين زاده
دانشكده
مهندسي مواد و متالورژي
چكيده
پودر قالب يكي از اجزاي كليدي در فرآيند ريختهگري پيوسته فولاد به شمار ميرود كه وظيفه اصلي آن كنترل انتقال حرارت بين فولاد مذاب و قالب مسي، روان كاري پوسته اوليه و جذب ناخالصيها ميباشد. تركيب شيميايي اين پودر نقش تعيينكنندهاي در رفتار حرارتي، ويسكوزيته، دماي ذوب و كيفيت نهايي فولاد دارد. در ميان اجزاي تشكيلدهنده، كلسيم فلورايد (CaF₂) معمولاً بهعنوان روان كار اصلي مورد استفاده قرار ميگيرد؛ با اين حال، اثرات زيستمحيطي نامطلوب و تمايل به فرسايش نازل (SEN) باعث شده است كه جايگزينهاي مناسب براي آن مورد بررسي قرار گيرند.در اين پژوهش، تأثير افزودن تدريجي اكسيد بور (B₂O₃) و اكسيد ليتيم (Li₂O) بهعنوان جايگزينهاي جزئي و همزمان براي CaF₂ بر ويژگيهاي حرارتي و رئولوژيكي پودر قالب مورد بررسي قرار گرفت. به اين منظور، هفت نمونه پودر قالب طراحي و تهيه گرديدند كه نمونه MF8 با 8 درصد وزني CaF₂ بهعنوان نمونه مرجع انتخاب شد. سه نمونه شامل MBF5، MBF4 و MBF3 به ترتيب با 2/3،2/4 و2/5 درصد وزني اكسيد بور و سه نمونه ديگر با تركيب همزمان اكسيد بور و ليتيم شامل ML2F4، ML4F4 و ML6F4 به ترتيب با 2،4 و 6 درصد وزني اكسيد ليتيم تهيه و مورد مطالعه قرار گرفتند. نمونهها تحت آزمونهاي پراش پرتو ايكس (XRD) براي شناسايي فازهاي بلوري، آناليز حرارتي تفاضلي (DTA) براي تعيين دماي تبلور، ذوب و شكست، و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) براي بررسي ريزساختار قرار گرفتند. همچنين بهمنظور تعيين رفتار سياليت و تغييرات ويسكوزيته، از ويسكوزيمتر شياري در دماهاي مختلف استفاده شد. نتايج نشان داد كه با افزايش مقدار اكسيد بور، دماي ذوب و دماي تبلور كاهش يافته و تشكيل فازهاي ژلنيت (Ca₂Al₂SiO₇) و ولاستونيت (CaSiO₃) تسهيل شده است. در نمونههاي حاوي ليتيم، دماي شكست و ويسكوزيته كاهش يافته و رواني مذاب بهبود يافته است. همچنين حضور B₂O₃ با ايجاد ساختار شيشهاي پايدارتر موجب سهولت تبلور و كاهش انرژي فعالسازي فرآيند ذوب گرديده است. نتايج اين تحقيق نشان ميدهد كه جايگزيني كنترلشده CaF₂ با تركيبي از B₂O₃ و Li₂O ميتواند ضمن حفظ عملكرد روان كاري، دماي ذوب را كاهش داده، فرآيند تبلور را تسهيل كرده و كنترل بهتري بر انتقال حرارت و ويسكوزيته پودر قالب در فرآيند ريختهگري پيوسته فراهم آورد.
تاريخ ورود اطلاعات
1405/02/30
عنوان به انگليسي
Effect of Lithium Oxide and Boron Oxide on Reducing Fluorine Consumption and Phase Transformation in Continuous Molding Powders Based on CaO-SiO2
تاريخ بهره برداري
10/22/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
جليل سعدپورهدام
چكيده به لاتين
Mold powder is a key component in the continuous steel casting process, whose main function is to control heat transfer between molten steel and copper mold, lubricate the initial shell, and absorb impurities. The chemical composition of this powder plays a decisive role in the thermal behavior, viscosity, melting temperature, and final quality of steel. Among the components, calcium fluoride (CaF₂) is usually used as the main lubricant; however, its adverse environmental effects and tendency to nozzle erosion (SEN) have led to the investigation of suitable alternatives. In this study, the effect of gradual addition of boron oxide (B₂O₃) and lithium oxide (Li₂O) as partial and simultaneous substitutes for CaF₂ on the thermal and rheological properties of mold powder was investigated. For this purpose, seven mold powder samples were designed and prepared, and sample MF8 with 8 wt% CaF₂ was selected as the reference sample. Three samples including MBF5, MBF4 and MBF3 with 2.3, 2.4 and 2.5 wt% of boron oxide respectively and three other samples with simultaneous combination of boron oxide and lithium including ML2F4, ML4F4 and ML6F4 with 2, 4 and 6 wt% of lithium oxide respectively were prepared and studied. The samples were subjected to X-ray diffraction (XRD) tests to identify crystalline phases, differential thermal analysis (DTA) to determine crystallization, melting and fracture temperatures, and scanning electron microscopy (SEM) to examine the microstructure. Also, in order to determine the fluidity behavior and viscosity changes, a slot viscometer was used at different temperatures. The results showed that with increasing boron oxide content, the melting temperature and crystallization temperature decreased and the formation of gelnite (Ca₂Al₂SiO₇) and wollastonite (CaSiO₃) phases was facilitated. In samples containing lithium, the fracture temperature and viscosity were reduced and the melt fluidity was improved. Also, the presence of B₂O₃, by creating a more stable glass structure, facilitated crystallization and reduced the activation energy of the melting process. Overall, the results of this study show that the controlled replacement of CaF₂ with a combination of B₂O₃ and Li₂O can, while maintaining the fluidity performance, reduce the melting temperature, facilitate the crystallization process, and provide better control over heat transfer and mold powder viscosity in the continuous casting process.
كليدواژه هاي فارسي
پودر قالب , ريخته گري پيوسته , ويسكوزيته , اكسيد بور , اكسيد ليتيم , دماي شكست
كليدواژه هاي لاتين
Mold powder , continuous casting , viscosity , , boron oxide , lithium oxide , fracture temperature
Author
jalil sadpour hadam
SuperVisor
rahim naghizadeh & hamidreza rezai