Análisis termodinámico de la quemadura de aluminio y titanio en la aleación R-26 por re-fusión por arco eléctrico y control del proceso

Yang Shouxing ,  

Pan Mingxu ,  

Huo Yunjun ,  

Ma Guojun ,  

Zhang Xiaolei ,  

Cheng Zhengyang ,  

Hu Zifei ,  

摘要

Para el problema de la quemadura de titanio y el aumento de aluminio en la aleación R-26 de alto titanio y bajo aluminio sometida a re-fusión por arco eléctrico, se estableció un modelo termodinámico de reacción entre la escoria y el metal para analizar la actividad de los componentes de la escoria y su relación con los contenidos de aluminio y titanio, y se propuso un plan de optimización de la escoria que se verificó con pruebas de proceso. Los resultados muestran que el modelo calcula bien los cambios en la actividad de los componentes de la escoria. Los óxidos inestables en la escoria del 0,35% peso [SiO₂]y 0,14% peso [FeO]causan la reacción de quemadura de titanio; a alta temperatura, la reacción de Ti con Al₂O₃ puede ocurrir espontáneamente, lo que es la clave para la "quemadura de titanio y aumento de aluminio" en el lingote. Al añadir TiO₂ a la escoria, el contenido de Al en equilibrio disminuye significativamente; a 1873 K, un peso [Al]<0,25% requiere un peso [TiO₂]>4%; además, el contenido de Al en equilibrio aumenta con el aumento de CaO y Al₂O₃ en la escoria y disminuye con la adición de MgO. Se propuso un plan de optimización basado en una escoria de purificación ternaria CaF₂-Al₂O₃-CaO: "4% peso [TiO₂], 2%-4% peso [MgO], 10%-15% peso de [CaO] y [Al₂O₃]cada uno, con exceso de CaF₂". La verificación mediante pruebas de proceso muestra que el contenido de aluminio en el lingote se corresponde con las condiciones de escoria y los cambios en el contenido de titanio según el análisis teórico; el estudio puede usarse para guiar el control de composición para prevenir el aumento de aluminio y la quemadura de titanio en el proceso de re-fusión por arco eléctrico.

关键词

aleación; re-fusión por arco eléctrico; aluminio y titanio; escoria; control del proceso

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