不同高钛钢保护渣对TiN吸收行为的研究
Absorption Behavior of TiN by Different Mold Slags of High Titanium Steel
- 特殊钢 2026年47卷第2期 页码：57-63
- 作者机构：
1.青岛特殊钢铁有限公司研究院，青岛266400
2.重庆大学材料科学与工程学院，重庆400044
3.河南通宇冶材集团有限公司技术中心，南阳 474500
- 作者简介：
王时松（1980—），男，硕士，高级工程师； E-mail： wangshisong@163.com
张旭彬（1990—），男，博士，副教授； E-mail：zhangxubin@cqu.edu.cn；Editorial Office of Special Steel. OA under CC BY-NC-ND 4.0
- 基金信息：国家自然科学基金(52274317);河南省中央引导地方科技发展资金项目(Z20241471091)
DOI：10.20057/j.1003-8620.2025-00061
中图分类号： TF777收稿：2025-03-08，
纸质出版：2026-03-30
- 稿件说明：
移动端阅览
王时松,代明杰,陈守杰等.不同高钛钢保护渣对TiN吸收行为的研究[J].特殊钢,2026,47(02):57-63.
Wang Shisong,Dai Mingjie,Chen Shoujie,et al.Absorption Behavior of TiN by Different Mold Slags of High Titanium Steel[J].Special Steel,2026,47(02):57-63.
王时松,代明杰,陈守杰等.不同高钛钢保护渣对TiN吸收行为的研究[J].特殊钢,2026,47(02):57-63. DOI： 10.20057/j.1003-8620.2025-00061.
Wang Shisong,Dai Mingjie,Chen Shoujie,et al.Absorption Behavior of TiN by Different Mold Slags of High Titanium Steel[J].Special Steel,2026,47(02):57-63. DOI： 10.20057/j.1003-8620.2025-00061.
摘要
针对高钛钢连铸过程中TiN夹杂物引起的结鱼问题，设计了五种潜在的高钛钢保护渣，通过原位观察、旋转圆柱法及热力学计算相结合的方法，研究了各类保护渣对TiN的吸收行为，并
揭示了其对TiN的吸收机理。原位观察结果表明，五种保护渣均会与TiN反应产生气泡，而CaO-SiO
2
-Al
2
O
3
（CSA）基保护渣的反应最为剧烈，其次为CaO-SiO
2
-Al
2
O
3
-BaO（CSAB）基保护渣。旋转柱实验结果表明，各保护渣吸收TiN的速率均较慢，1 520 ℃时CSA保护渣的吸收速率最快为3.00×10
-3
mm/min，其次CSAB渣为2.46×10
-3
mm/min。这与原位观察的规律一致。反应界面的电镜观察、热力学计算和吸收前后成分变化表明，保护渣对TiN的吸收速率与反应的边界层厚度呈负相关关系。TiN主要与渣中的氧化性组分Na
2
O发生了反应，Na
2
O活度最高的CSA吸收TiN能力最强。其吸收机理为：TiN与渣中氧化性组分反应生成TiO
2
，TiO
2
通过扩散溶解进入保护渣中。因此，可以通过提高保护渣中氧化性组分的活度，氧化TiN后将其吸收去除。
Abstract
To address fish-like substances caused by TiN inclusions during high-Ti steel continuous casting process， five potential mold slags for high titanium steel were designed. The TiN absorption behaviors and mechanisms by various mold slags were investigated through integrated in-situ observation， rotating cylinder tests， and thermodynamic calculations. In-situ observations revealed that the above five types of mold slags would react with TiN to produce bubbles ， with CaO-SiO
2
-Al
2
O
3
（CSA）-based slag showing the strongest reactivity， followed by CaO-SiO
2
-Al
2
O
3
-BaO （CSAB）-based slag. Rotating cylinder tests demonstrated slowed TiN absorption rates of each mold slag was slow ， where CSA mold slag achieved the fastest rate of 3.00×10
-3
mm/min at 1 520 ℃， followed by CSAB mold slag （2.46×10
-3
mm/min）. This was consistent with the rules of in situ observation. Electron microscope observation， thermodynamic calculation and composition change before and after absorption of the reaction interface showed that the absorption rate of TiN by the protective slag was negatively correlated with the thickness of the boundary layer of the reaction.TiN primarily reacted with Na
2
O oxidizer in slags， with CSA slag exhibiting the highest Na
2
O activity and optimal absorption capacity. Its absorption mechanism is as follows： TiN reacts with the oxidi
zing components in the slag to generate TiO
2
， and TiO
2
enters the mold slag through diffusion dissolution. Therefore， the activity of the oxidizing components in the mold slag can be increased to absorb and remove TiN after oxidation.
关键词
Keywords
references
王杏娟 ， 曲 硕 ， 刘 然 ， 等 . 高钛钢专用连铸保护渣研究现状及展望 ［J］. 材料导报 ， 2021 ， 35 （ S1 ）： 467 - 472 .
谢 帆 ， 陈伟庆 ， 王艳伍 ， 等 . 气保焊丝钢ER70S-G过冷奥氏体的连续冷却转变 ［J］. 金属热处理 ， 2016 ， 41 （ 3 ）： 100 - 104 .
刘占玲 ， 王宏斌 ， 李家征 ， 等 . 高强焊丝用钢XG55的开发与生产 ［J］. 河北冶金 ， 2011 （ 8 ）： 27 - 30 .
王学友 ， 王云波 ， 王时松 ， 等 . 高钛钢连铸结晶器内“结鱼” 的形成 ［J］. 炼钢 ， 2023 ， 39 （ 1 ）： 75 - 82 .
王时松 ， 王云波 ， 唐 庆 ， 等 . 高钛钢液面温度及“结鱼” 形成的控制 ［J］. 钢铁 ， 2024 ， 59 （ 1 ）： 58 - 66+74 .
Sharan A ， Jimbo I ， Cramb A . Fundamental aspects of the casting of titanium treated steels ［J］. Iron and Steelmaker ， 1994 ， 21 ： 37 - 41 .
Bergman A . On the Formation of crusts during continuous casting of titanium-stabilizedstainless steel ［J］. Scandinavian Journal of Metallurgy ， 1983 ， （ 12 ）： 232 - 4 .
Maddalena R ， Rastogi R ， Bassem S ， et al . Nozzle deposits in titanium treated stainless steels ［J］. Iron and Steelmaker ， 2009 ， 27 ： 71 - 79 .
郑宏光 ， 陈伟庆 ， 李志恩 ， 等 . 304和321不锈钢连铸水口结瘤的不同机理 ［J］. 北京科技大学学报 ， 2004 ， 26 （ 6 ）： 596 - 599 .
Nunnington R.C ， Sutclife N . The steelmaking and casting of 'Ti stabilized stainless steels； Proceedings of the 59 th electrie fuinace conference proceeding， F， 2002 ［C］. New York ： Springer .
Michelic S K ， Bernhard C . Experimental study on the behavior of TiN and Ti 2 O 3 inclusions in contact with CaO-Al 2 O 3 -SiO 2 -MgO slags ［J］. Scanning ， 2017 ， 2017 （ 1 ）： 2326750 .
王时松 ， 张旭彬 ， 王云波 ， 等 . 高钛焊丝钢保护渣吸收TiN的研究 ［J］. 特殊钢 ， 2023 ， 44 （ 3 ）： 46 - 52 .
李至荣 . 高锰高铝钢保护渣反应性控制及熔渣基本结构性能研究 ［D］. 重庆 ： 重庆大学 ， 2019 .
Choi J Y ， Lee H G ， Kim J S . Dissolution rate of Al 2 O 3 into molten CaO-SiO 2 -Al 2 O 3 slags ［J］. ISIJ International ， 2002 ， 42 （ 8 ）： 852 - 860 .
陈 卓 . 高钛合金钢连铸保护渣基础研究及应用 ［D］. 重庆 ： 重庆大学 ， 2019 .
0
浏览量
0
下载量
0
CSCD
0
CNKI被引量
- 网络PDF下载
- WORD下载
- Meta-XML下载
- BibTeX下载
- Endnote下载
- RefMan 下载
- NoteExpress下载
- NoteFirst下载
关联资源
相关文章
相关作者
相关机构
- 技术支持由北京北大方正电子有限公司提供 鄂ICP备2022000839号
京公网安备11010802024621 - 本系统建议在Chrome、 IE9+ 以上版本浏览器阅读本站内容，360浏览器请切换至极速模式
- Cookies帮助我们提供服务并提供个性化体验。使用本网站，即表示您同意我们使用Cookies
- 总访问量：36969 今日访问量：45