无氟连铸保护渣熔渣微结构及机理研究

发布时间：2020-06-30 01:16

【摘要】：氟化物具有降低保护渣的黏度、促进晶体析出等好处;同时也带来损害人体健康及污染环境等一系列问题。因此,冶金工作者寻求氟的替代物。在无氟连铸保护渣的代替物中一般有Li_2O,Na_2O,MgO,TiO_2,B_2O_3及BaO。但是前三种氟代替物无论在含氟还是无氟保护渣中,为公认的保护渣熔剂,这些成分的理化性能被研究较多,基于此,主要对B_2O_3,Ba O及TiO_2三种氟替代物进行研究。以现场用含氟保护渣为基样,利用保护渣黏度设备及结晶测试装置进行含氟渣冶金性能测试,结合Scigress动力学软件深入分析含氟保护渣微结构与冶金性能之间的关系。通过Factsage热力学软件绘制无氟渣相图,宏观上确立氟替代物对保护渣的影响,据此配制无氟保护渣。系统测试不同部分组分保护渣冶金性能的影响规律,通过Factsage热力学软件和Scigress分子动力学软件分析无氟保护渣微结构,探究其机理变化规律。得到主要结论如下:1)随着CaF_2含量的提高,保护渣黏度降低,保护渣结晶越来越容易。CaF_2使熔渣网络体的聚合度降低,从而导致保护渣黏度的降低,质点容易在熔渣中流动易形成晶体。2)TiO_2含量在3%~9%之间黏度降低,9%~11%黏度升高。结晶性能随着TiO_2含量的增加而增强。TiO_2含量在3%~7%,TiO_2显碱性,TiO_2含量大于7%时TiO_2显酸性。根据动力学计算,随着TiO_2含量增大,溶渣的聚合度增加,但由于Ti化物属于高熔点析出物,不会影响其结晶性能,会恶化流动性能。3)B_2O_3可以降低保护渣的黏度,当B_2O_3含量大于5%是黏度降低速率变缓;B_2O_3抑制晶体的析出,当含量大于9%是保护渣不出现晶体。根据动力学计算,熔渣的聚合度随着B_2O_3含量的增加而增加,聚合度的增加导致质点移动困难,因此,结晶性能越来越差。4)随着BaO含量的增加保护渣黏度降低,根据动力学模拟,BaO极易失去O原子,导致溶渣聚合度降低,溶渣黏度降低。Ba离子的半径较大,核外电子云排斥力也较强,在熔体中移动遇到的阻力大。离子在熔渣中移动困难,导致含BaO的保护渣结晶能力变差。
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TF777
【图文】：

结构图,渣膜,保护渣,结构图

华北理工大学硕士学位论文第 1 章文献综述.1 连铸保护渣的作用及冶金性能自从连铸工艺出现之后，冶金工作者们就开始对连铸坯的润滑行为进行着不探索，从刚开始的菜籽油一直到现代的连铸保护渣。保护渣在连铸工艺中扮演可替代的作用，保护渣主要以下图的结构存在于结晶器中。在钢液上方主要分层结构：液渣层、烧结层、粉渣层。在结晶器和铸坯之间同样也分为三层结构渣层，结晶层，玻璃层[1]。

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试仪在 1300℃使测定，单位为 Pa·s，即：dxdfAν=η擦力，N；面积，m2；于流动方向上的速度梯度，1/s；度，N·s/m2或者 Pa·s。候，保护渣的黏度主要就取决于保护渣熔硅氧四面体是保护渣构造中的基本单位。渣组成分为三类：结网物（SiO2，Al2O3）a2O，K2O，Li2O，BaO 等）。传统保护渣作为无氟连铸保护渣只能从其他的破网物

【参考文献】