Zusammenfassung
MgO-haltige ESU-Schlacken auf Basis CaF2 wurden mit einer eigens konstruierten Leitfähigkeitsmesseinrichtung nach der 4-Elektrodenmethode auf ihre elektrische Leitfähigkeit bei 1600 °C untersucht. Dabei wurden reinem CaF2 bis maximal 15 % MgO beigemengt, bzw. in CaF2-15 % CaO-Schlacken wurde CaO schrittweise durch MgO substituiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Zugabe von MgO die Leitfähigkeit stärker senkt als CaO. Für die bessere Bewertung der Wirkungsweise von MgO-Additiven wurden als Referenzen auch reines CaF2 und eine CaF2-CaO-Al2O3-Standardschlacke vermessen. Die Übertragbarkeit der Laborergebnisse in die industrielle Praxis wurde mit Umschmelzversuchen in einer Druck-Elektroschlacke-Umschmelzanlage geprüft. Das Auftragen des beim Umschmelzen erforderlichen spezifischen Energiebedarfs gegen die ermittelten Leitfähigkeitswerte lässt einen guten Zusammenhang und damit eine gute Übertragbarkeit der Ergebnisse in die Praxis erkennen.
Summary
The specific electrical conductivity of CaF2-based MgO-containing ESR slags was determined at 1600 °C by a specially constructed measurement cell equipped with four electrodes. The slags were composed either of CaF2-MgO with a maximum content of 15 % MgO or of CaF2-15 % CaO with stepwise substitution of CaO by MgO. The results show that the conductivity decreases with rising MgO contents. In order to provide a better evaluation of the effects of adding MgO, the results were compared with the specific conductivity of pure CaF2 and a CaF2-CaO-Al2O3 standard slag. The applicability of the laboratory results in industry was verified by remelting experiments in a pressure electro slag remelting furnace and showed a good correlation.
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Literaturverzeichnis
Mitchell, A.: Slag functions in the ESR process. Proc. of the 2005 International Symposium on Liquid Metal Processing and Casting, Santa Fe (2005), 195–200
Schlackenatlas. Verlag Stahleisen G.m.b.H. Düsseldorf, (1995)
Hajduk, M., and T. El Gammal: Schrifttumszusammenstellung von Leitfähigkeitsmessungen an CaF2-haltigen Schlackenschmelzen. Stahl und Eisen 99 (1979), 113–116
Schiefelbein, S.L.: A new technique to measure the electrical properties of molten oxides. Dissertation, Massachusetts Institute of Technology (1996)
Korp, J., et al.: Experimentelle Bestimmung der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit hoch CaF2-haltiger Schlacken. BHM (2006), 184–189
Medovar, B.I.: State of the art and prospects of electroslag technology development. Proc. of the 9th International Vacuum Metallurgy Conference on Special Melting, San Diego (1988), 566–571
Hoyle, G.: Electroslag processes principles and practice. Applied Science Publisher London and New York, (1983)
Mitchell, A.: Theory and practice of electroslag melting. Journal of Vacuum Science and Technology 7 (1970), 63–73
Zhengbang, L., and Z. Jiawen: Influence of slag composition and fill ratio on power consumption of electroslag remelting. Proc. of the 7th International Conference on Vacuum Metallurgy, Tokyo (1982), 1486–1494
Holzgruber, W.: Das Elektroschlacke-Umschmelzverfahren. Dissertation, Montanuniversität Leoben, (1967)
Holzgruber, W., und E. Plöckinger: Das Elektroschlacke-Umschmelzen – ein neues Verfahren zur Verbesserung der Qualität von Edelstählen. BHM 113 (1968), 83–93
Holzgruber, W., und E. Plöckinger: Metallurgische und verfahrenstechnische Grundlagen des Elektroschlacke-Umschmelzens von Stahl. Stahl und Eisen 88 (1968), 638–648
Kammel, R., und H. Winterhager: Raffination von Metallen durch Elektroschlacke Umschmelzen. Erzmetall 21 (1968), 399–448
Machner, P.: Die Hauptparameter des ESU-Prozesses und deren Einfluss auf den Blockaufbau und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens. BHM 118 (1973), 365–372
El Gammal, T., und I. von Hagen: Grundlagen der Raffination eines einfachen Baustahles nach dem Elektroschlacke-Umschmelzverfahren. Forschungsbericht des Landes Nordrhein-Westfalen Nr. 2565, (1976)
Dewsnap, P., and R. Schlatter: Process and product characteristics of DC electroslag remelting of alloy steels. Proce. of the 5th International Symposium on Electroslag and other Special Melting Technologies, Pittsburgh (1974), 91–114
Korousic, B.: Technologische Merkmale der ESU-Schlacken – Teil 1: Chemische Heterogenität der in einem 10 t-Elektroofen erzeugten ESU-Schlacken. Radex-Rundschau (1976), 764–769
Korousic, B., und V. Osterc: Technologische Merkmale der ESU-Schlacken – Teil 2: Mineralogische Analyse von ESU-Schlacken. Radex-Rundschau (1976), 803–813
Vorgeschmolzene Schlacken – Die Erfolgskomponente im Elektroschlacke-Umschmelzverfahren (ESU), in Werkstoffdatenblatt. 2007
Seo, W.-G., D. Zhou, and F. Tsukihashi: Calculation of thermodynamic properties and phase diagrams for the CaO-CaF2, BaO-CaO and BaO-CaF2 systems by molecular dynamics simulation. Materials Transactions 46 (2005), 643–650
Mitchell, A.: The chemistry of ESR slags. Canadian Metallurgical Quarterly 20 (1981), 101–112
Schlegel, E.: Das System CaO-MgO-CaF2. Silikattechnik 20 (1969), 93–95
Salt, D. J.: Selection of fluxes for electroslag remelting. Proc. of the 1st International Symposium on Electroslag Consumable Electrode Remelting and Casting Technology, Pittsburgh (1967), Part 1
Bhat, G. K.: A manufacturing program for the electroslag melting and casting of materials. National Technical Information Service U. S. Department of Commerce, (1971)
Mitchell, A.: The use of rare-earth oxides in electroslag remelting. Report to: The Molybdenum Corporation of America, (1976)
Küster, F.W.: Rechentafeln für die Chemische Analytik. Verlag: Berlin NewYork, (1985)
Koch, F., et al.: Advanced equipment for the economic production of speciality steels and alloys. Proc. of the 4th Symposium on Advanced Technologies and Processes for Metals and Alloys, Frankfurt (1999), 47–50
Schneider, R., et al.: DESU-Prozessoptimierung zur Herstellung stickstofflegierter Stähle mit höchsten Reinheitsgraden. BHM 147 (2002), 1–6
Sammt, K., et al.: Development trends of corrosion resistant plastic mould steels. Proc. of the 6th International Tooling Conference, Karlstad (2001), 285–292
Schneider, R., et al.: Heat treatment and behaviour of new corrosion resistant plastic mold steel with regard to dimensional change. Proc. of the 4th International Conference on Quenching and the Control of Distortion, Beijing (2003), 357–362
Chatterjee, A.K., and G.I. Zhmoydin: The phase equilibrium diagram of the system CaO-Al2O3-CaF2. Journal of Materials Science 7 (1972), 93–97
Mitchell, A., and J. Cameron: The electrical conductivity of some liquids in the system CaF2-CaO-Al2O3. Metallurgical Transactions 2 (1971), 3361–3366
Ogino, K., S. Hara, and H. Hashimoto: Study of the conduction mechanism of molten fluxes for electroslag remelting. Tetsu to Hagane 64 (1978), 48–55
Ryabtsev, A.D., et al.: About electrical conductivity of fluxes of CaF2-Ca system. Advances in Electrometallurgy 1 (2003), 2–3
Scheriau, A., and H. Holzgruber: Developments and operational experiences of three most modern ESRfurnaces. Proc. of the 2005 International Symposium on Liquid Metal Processing and Casting, Santa Fe (2005), 121–129
Everson, H.: Remelted steels; process, product and properties. Steel Times 221 (1993), 427–429
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Korp, J., Schneider, R., Presoly, P. et al. Experimentelle Bestimmung der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit hoch CaF2-haltiger Schlacken. Teil II: Ergebnisse aus Labor und industrieller Praxis. Berg Huettenmaenn Monatsh 153, 175–181 (2008). https://doi.org/10.1007/s00501-008-0371-8
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DOI: https://doi.org/10.1007/s00501-008-0371-8