抽锭电渣重熔渣系的结晶性能和力学性能研究

发布时间：2020-09-14 20:44

　　抽锭式电渣重熔工艺与传统固定式电渣重熔工艺相比,其显著不同就是钢锭与结晶器之间存在相对移动,钢锭在向下移动过程中与结晶器相互摩擦作用使渣/金界面处渣皮承受一定的拉力,生产中容易出现固态渣膜被拉裂,渣液和钢液流出在钢锭表面产生结疤、夹渣等缺陷,导致钢锭表面修磨工作量加大。因此,必须对渣皮的高温力学性能以及渣皮的摩擦/润滑状况进行综合研究,弄清在抽锭式电渣重熔工况下渣皮的高温力学性能与其结晶状态及其物理化学性质之间的关系。本文对Ca F2-Al2O3-Ca O-Si O2四元渣系的结晶性能及组元Si O2的加入对Ca F2-Al2O3-Ca O渣系的渣皮的高温力学性能的影响进行研究。在本研究中,采用示差扫描量热法(DSC)来检测五种四元渣系S1、S2、S3、S4、S5的结晶温度,利用二硅化钼炉制取五种渣系在其结晶温度时的固态渣皮并通过XRD及Fact Sage检测论证渣皮的结晶物相组成,并测试了三元渣系Sa及四元渣系S1的渣壳在1000℃~1225℃时的高温抗折强度。研究结果表明,在Ca F2-Al2O3-Ca O三元渣系中加入Si O2,可以提高固态渣壳的高温抗折强度,并且四元渣系的渣壳在高温下的抗折强度稳定性要优于Ca F2-Al2O3-Ca O三元渣系;Ca F2-Al2O3-Ca O-Si O2四元渣系中,S3渣系的结晶温度为1223.93℃低于另外四种四元渣系;当ω(Si O2)≤5%时,四元渣系的熔渣在结晶温度下析出的结晶物相为:含氟铝酸钙矿物(Ca12Al14F2O32、Ca4Al6F2O12)、萤石(Ca F2)和硅石(Si O2),当ω(Si O2)=7%时,熔渣在结晶温度下会析出大量黄长石(Ca2Al2Si O7);当ω(Si O2)=3%时,四元渣系具有较低的结晶温度,有利于渣膜的传热和润滑,并且熔渣的结晶物相组成对改善渣皮的高温力学性能更有利。因此,当ω(Si O2)=3%时,Ca F2-Al2O3-Ca O-Si O2四元渣系拥有良好的结晶性能,它有利于改善渣膜的润滑并且在结晶物相性质上可以提高渣膜的高温力学性能。
【学位单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TF142
【部分图文】：

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铜制水冷结晶器为钢锭凝固提供了强制冷却作交界处受冷凝固形成一层固态渣皮，部分渣皮有中被熔融，但凝固的钢锭与结晶器之间始终会有层固态渣皮可以起到保证钢锭的表面光滑的作滑，对于重熔后钢锭的脱出特别是对抽锭式电渣艺与传统结晶器固定式电渣重熔工艺相比，其间存在相对移动，钢锭在向下移动过程中与结晶皮承受一定的拉力，生产中容易出现固态渣膜出到钢锭表面产生结疤、夹渣等的质量缺陷，导加大后续的修磨工作量。重熔生产过程中漏钢和漏渣问题一直阻碍该技瓶颈。导致生产过程中发生漏钢漏渣的主要原因器相互摩擦使渣/金界面处渣壳承受一定的拉力就会流出。

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钢种 54 个[10]。电渣炉于 20 世纪 70 年代之后在全国很多地区都得到推很多质量优良的合金钢和铸件被生产应用。1981 年，双极串联式电渣上海重型机械厂与北京钢铁学院一起合作建成，第一个电渣炉的炉产量200t，并于 1982 年通过国家质量鉴定，随后为秦山核电站的建设提供了坯件。到 2000 年，我国冶金行业已经拥有工业生产电渣炉 86 台，所有生产企业均拥有电渣炉，每年的生产能力达 10 万吨。.3 电渣重熔的基本原理电渣重熔过程的基本结构如图 2.1，它由自耗电极、熔渣、结晶器、底水及电源系统等部分组成。电渣重熔是将传统冶金工艺生产的金属或合金加热熔化和精炼进一步提纯钢、合金并改善铸锭的凝固组织的一种特法，这项技术是将金属熔化、二次精炼和控制凝固等传统炼钢工艺融合重熔后的金属或合金具有组织致密、纯净度高，成分均匀等优点[11]。：

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线材作为电渣产品时，电渣生产工序非常复杂。统结晶器固定式电渣重熔在生产中存在的问题，1980 理念首先被乌克兰巴顿电焊研究所得 B.I.梅多瓦尔院士是抽锭式电渣重熔技术[15]。图 2.2 抽锭式电渣重熔的结结晶器代替固定式的传统结晶器，使结晶器和钢锭不必属熔池凝固的钢锭达到一定长度后结晶器的底水箱就下进行抽锭，熔炼中需要维持液态金属熔池的液面位置还保证了抽锭移动的速度和金属自耗电极的熔化速度相电渣重熔技术的原理就是在固定式电渣重熔技术的基，使结晶器不必再与钢锭大小配套，而可以利用短结晶似于电渣重熔和连铸工艺的综合。

【参考文献】