Published September 22, 2022 | Version v1
Publication Open

Optimization of continuous casting for preventing the surface peeling defects of Ti-containing ferrite stainless steel

Creators

  • 1. University of Science and Technology

Description

Abstract Owing to the durability of stainless steel, stainless steel components can be effectively reused, remanufactured, and indefinitely recycled. The production of stainless steel from scrap is expected to be a trend in the future to achieve a circular economy. However, the surface of cold-rolled Ti-containing ferrite stainless steel strips produced from scrap is prone to severe peeling. In this study, it was found that peeling defects were caused by cracking near slab inclusions during hot rolling. These inclusions mainly comprised Ti oxides, Ti nitrides, and Al oxides generated from clogged and submerged entrance nozzles. To prevent peeling defects and the clogging of the submerged entrance nozzle, the Taguchi method was used and the optimal casting parameters, such as casting overheating, casting speed, stirring time, and inclination, were determined. Increasing casting overheating and decreasing the casting speed inhibited clogging and effectively mitigated peeling defects. When casting overheat was fixed at 60°C with a casting speed in the range of 0.8–0.9 m/min, no peeling defects on the surface of the steel strip were observed. The steel strip produced using the optimized parameters fulfilled the required mechanical properties (tensile strength ≥ 415 MPa, yield strength ≥ 205 MPa, elongation ≥ 22%, and hardness ≤ 89 HRB) and design criteria.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الخلاصة نظرًا لمتانة الفولاذ المقاوم للصدأ، يمكن إعادة استخدام مكونات الفولاذ المقاوم للصدأ وإعادة تصنيعها وإعادة تدويرها إلى أجل غير مسمى. من المتوقع أن يكون إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ من الخردة اتجاهًا في المستقبل لتحقيق اقتصاد دائري. ومع ذلك، فإن سطح شرائط الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتية المدرفلة على البارد والمنتجة من الخردة عرضة للتقشير الشديد. في هذه الدراسة، وجد أن عيوب التقشير ناتجة عن التشقق بالقرب من شوائب الألواح أثناء الدرفلة على الساخن. تتألف هذه المشتملات بشكل أساسي من أكاسيد التيتانيوم والنتريدات التيتانيوم وأكاسيد الألمنيوم المتولدة من فوهات المدخل المسدودة والمغمورة. لمنع عيوب التقشير وانسداد فوهة المدخل المغمورة، تم استخدام طريقة تاغوشي وتم تحديد معلمات الصب المثلى، مثل ارتفاع درجة حرارة الصب، وسرعة الصب، ووقت التحريك، والميل. أدت زيادة ارتفاع درجة حرارة الصب وتقليل سرعة الصب إلى منع الانسداد وتخفيف عيوب التقشير بشكل فعال. عند تثبيت السخونة الزائدة للصب عند 60 درجة مئوية مع سرعة صب في حدود 0.8–0.9 م/دقيقة، لم يلاحظ وجود عيوب تقشير على سطح الشريط الفولاذي. استوفى الشريط الفولاذي المنتج باستخدام المعلمات المحسنة الخواص الميكانيكية المطلوبة (قوة الشد ≥ 415 ميجا باسكال، وقوة الخضوع ≥ 205 ميجا باسكال، والاستطالة ≥ 22 ٪، والصلابة ≥ 89 HRB) ومعايير التصميم.

Translated Description (French)

Résumé En raison de la durabilité de l'acier inoxydable, les composants en acier inoxydable peuvent être efficacement réutilisés, remanufacturés et recyclés indéfiniment. La production d'acier inoxydable à partir de ferraille devrait être une tendance à l'avenir pour parvenir à une économie circulaire. Cependant, la surface des bandes d'acier inoxydable à base de ferrite contenant du Ti laminées à froid produites à partir de ferraille est sujette à un pelage sévère. Dans cette étude, il a été constaté que les défauts de pelage étaient causés par la fissuration près des inclusions de brames pendant le laminage à chaud. Ces inclusions comprenaient principalement des oxydes de Ti, des nitrures de Ti et des oxydes d'Al générés à partir de buses d'entrée obstruées et immergées. Pour éviter les défauts de pelage et le colmatage de la buse d'entrée immergée, la méthode Taguchi a été utilisée et les paramètres de coulée optimaux, tels que la surchauffe de la coulée, la vitesse de coulée, le temps d'agitation et l'inclinaison, ont été déterminés. L'augmentation de la surchauffe de la coulée et la diminution de la vitesse de coulée ont empêché le colmatage et atténué efficacement les défauts de pelage. Lorsque la surchauffe de coulée a été fixée à 60 °C avec une vitesse de coulée comprise entre 0,8 et 0,9 m/min, aucun défaut de pelage à la surface de la bande d'acier n'a été observé. La bande d'acier produite à l'aide des paramètres optimisés répondait aux propriétés mécaniques requises (résistance à la traction ≥ 415 MPa, limite d'élasticité ≥ 205 MPa, allongement ≥ 22 % et dureté ≤ 89 HRB) et aux critères de conception.

Translated Description (Spanish)

Resumen Debido a la durabilidad del acero inoxidable, los componentes de acero inoxidable se pueden reutilizar, remanufacturar y reciclar indefinidamente de manera efectiva. Se espera que la producción de acero inoxidable a partir de chatarra sea una tendencia en el futuro para lograr una economía circular. Sin embargo, la superficie de las tiras de acero inoxidable de ferrita que contienen Ti laminadas en frío producidas a partir de chatarra es propensa a un pelado severo. En este estudio, se encontró que los defectos de pelado fueron causados por el agrietamiento cerca de las inclusiones de losas durante el laminado en caliente. Estas inclusiones comprendían principalmente óxidos de Ti, nitruros de Ti y óxidos de Al generados a partir de boquillas de entrada obstruidas y sumergidas. Para evitar defectos de pelado y la obstrucción de la boquilla de entrada sumergida, se utilizó el método Taguchi y se determinaron los parámetros de fundición óptimos, como el sobrecalentamiento de la fundición, la velocidad de fundición, el tiempo de agitación y la inclinación. El aumento del sobrecalentamiento de la colada y la disminución de la velocidad de colada inhibieron la obstrucción y mitigaron eficazmente los defectos de pelado. Cuando el sobrecalentamiento de la fundición se fijó a 60 ° C con una velocidad de fundición en el rango de 0.8–0.9 m/min, no se observaron defectos de pelado en la superficie de la banda de acero. La banda de acero producida utilizando los parámetros optimizados cumplió con las propiedades mecánicas requeridas (resistencia a la tracción ≥ 415 MPa, límite elástico ≥ 205 MPa, elongación ≥ 22% y dureza ≤ 89 HRB) y los criterios de diseño.

Files

latest.pdf.pdf

Files (8.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:fe1e2293056a0ebed700e4f056bdcf01
8.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحسين الصب المستمر لمنع عيوب تقشير السطح من الفولاذ المقاوم للصدأ الفريت المحتوي على تي
Translated title (French)
Optimisation de la coulée continue pour prévenir les défauts de pelage de surface de l'acier inoxydable ferrite contenant du Ti
Translated title (Spanish)
Optimización de la colada continua para prevenir los defectos de pelado superficial del acero inoxidable de ferrita que contiene Ti

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4297894302
DOI
10.21203/rs.3.rs-2055111/v1

Is supplement to
https://openalex.org/W4285731133 (Other)
https://openalex.org/W3146809069 (Other)
https://openalex.org/W3122552578 (Other)
https://openalex.org/W2795554382 (Other)
https://openalex.org/W2387616028 (Other)
https://openalex.org/W2363713171 (Other)
https://openalex.org/W2357831404 (Other)
https://openalex.org/W2089085266 (Other)
https://openalex.org/W2044949441 (Other)
https://openalex.org/W1975608897 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Yemen

References

  • https://openalex.org/W1600132322
  • https://openalex.org/W1968850776
  • https://openalex.org/W1984416307
  • https://openalex.org/W1998434935
  • https://openalex.org/W2009076511
  • https://openalex.org/W2016564130
  • https://openalex.org/W2019239744
  • https://openalex.org/W2062643675
  • https://openalex.org/W2072226225
  • https://openalex.org/W2082773810
  • https://openalex.org/W2112848676
  • https://openalex.org/W2279473142
  • https://openalex.org/W2294806134
  • https://openalex.org/W2313993388
  • https://openalex.org/W2607673178
  • https://openalex.org/W2730090879
  • https://openalex.org/W2765215249
  • https://openalex.org/W2910818716
  • https://openalex.org/W2980057824
  • https://openalex.org/W3100816831
  • https://openalex.org/W3128079672
  • https://openalex.org/W3173280918
  • https://openalex.org/W4205827456
  • https://openalex.org/W4214601546
  • https://openalex.org/W4221082689