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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B 4/2019

10.06.2019

Observational Study of Clogging Specimens from the Tundish Well Showing Origin and Growth of a Clog in an Al-Killed Ti-Alloyed Steel Cast

verfasst von: Bernadeta Karnasiewicz, Enno Zinngrebe

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B | Ausgabe 4/2019

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Abstract

Post-mortem tundish skull samples of Ti-alloyed, Al-killed IF steel have been studied regarding the formation of clogging. By using modern characterization equipment and applied methods, we performed a detailed characterization of microstructures found in the tundish well. Aside from the primary metallographic examination, newly developed methods of particle size distribution analysis based on population density functions (PDF) and newly developed electron microscope EDS template mapping have been applied, allowing differentiation of complex particles according to phases and interphase contact relationships. Furthermore, detailed EDS analyses of individual inclusions with complex substructure regarding minor and trace elements within the alumina networks have been performed. These composite data on carefully selected clog microstructures allowed us to observe the presence of layering microstructures throughout the clog: “Coarse” layers (abundant microbubbles and internally complex alumina aggregates) and “Fine” layers (no microbubbles and complex alumina aggregates). Two populations of particles: Population I (2 to 5 µm) and a Population II (5 to 20 µm) build up the layers, both having lognormal PDF, in contrast to power-law PDF of secondary metallurgy inclusions. Coarse layers are further distinguished by selective concentrations of spinel with lognormal PDF as well as the occurrence of complex alumina particles with metal sub-inclusions often with elevated Cr, V, and Si content. Based on these observations, we derive a model for the origin and accumulation of the inclusions making up the clog, which suggests that the NMI of the two dominant populations do not come from the bulk steel, although secondary metallurgy-derived inclusions can be traced in the clog. Overall, microstructures show that the clog behaves as a coherent solid, and is able to displace and fracture.

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Metadaten
Titel
Observational Study of Clogging Specimens from the Tundish Well Showing Origin and Growth of a Clog in an Al-Killed Ti-Alloyed Steel Cast
verfasst von
Bernadeta Karnasiewicz
Enno Zinngrebe
Publikationsdatum
10.06.2019
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions B / Ausgabe 4/2019
Print ISSN: 1073-5615
Elektronische ISSN: 1543-1916
DOI
https://doi.org/10.1007/s11663-019-01619-8

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