Studier av kristallisation i gjutslagger och dess inverkan på värmeflödet vid stränggjutning

Bakgrund
För att styra värmeflödet vid stränggjutning av stål används idag gjutpulver med olika kristallisationsbenägenhet. Gjutpulverslaggen som består av silikater, metalloxider och fluorider bildar i allmänhet ett amorft slaggskikt vid snabb kylning för att vid upphettning kristallisera i varierande omfattning beroende på dess sammansättning. Det finns idag inga väl fungerande metoder för att kartlägga graden av kristallisation i en verklighetsanpassad miljö. Ej heller kan man detaljerat klarlägga kristallisationens inverkan på värmeflödet mellan stålskal och kokill vid stränggjutning.

Mål
- Med hjälp av slaggskivor tillverkade från ett antal kommersiella gjutpulver kartlägga kristallisationsförloppet i en temperaturgradient mellan två styrbara ugnar med avseende på kristallisationsgrad samt typ/typer av bildad kristallfas.
- Göra topografiska studier av de kristalliserade slaggproverna för att kunna beräkna värmeövergångstalet mellan slaggskikt och kokill.
- Om möjligt utveckla en standardiserad metod för att kartlägga kristallisationsgrad med fix tid och temperaturgradient.

Tillvägagångssätt
Arbetet inleds med en övergripande litteraturstudie inom ämnet. Ett antal kommersiella gjutpulver väljs ut för studien. Dessa provbereds och tunna skivor av gjutpulverslagg med olika tjocklek tillverkas. Slaggskivorna utsätts för en temperaturgradient av varierande grad med ugnar särskilt utvecklade för detta ändamål. Slaggskivorna provbereds därefter metallografiskt och kristallutskiljningen från den amorfa fasen studeras och dokumenteras. För att identifiera utskiljda faser används röntgendiffraktionsutrustning. Den kristalliserade ytan studeras topografiskt varvid värmeövergångstalet mellan slagg och kokill kan beräknas.

Deltagande företag
Företag inom KIMAB:s gjutforskning (IMFO 24): Sandvik Materials Technology, SSAB Oxelösund AB, SSAB Tunnplåt AB, Outokumpu Stainless AB, Fundia Special Steel, Ovako Steel AB, Erasteel Kloster AB, Uddeholm Tooling AB.

Lämplig sökande
Examensarbetet finansieras inom KIMAB:s medlemsprogram inom området gjutning och stelning. Då kunskap om kristallisation i gjutslagger är mycket viktigt vad gäller att kunna tillverka sprickkänsliga stål har projektet stort industriellt intresse både i Sverige och internationellt. Vi är därför angelägna att både få ett väl genomfört laborativt arbete såväl som en heltäckande genomgång av tillgänglig litteratur i ämnet. Du som ska genomföra projektet måste därför ha ett mycket stort forskarintresse både vad gäller studier av vetenskaplig litteratur som för arbete i laboratorier och vid mikroskop.