连铸保护渣烧结性能和熔化速度的实验研究

发布时间：2020-10-01 21:00

　　保护渣是钢铁冶金连铸过程中不可或缺的冶金辅料,对于连铸坯的表面及皮下质量的提高起到至关重要的作用。随着连铸技术的不断发展,对连铸保护渣性能的要求越来越严格。其中,烧结性能的控制对连铸保护渣正常发挥冶金功能具有重要作用。保护渣的烧结性能过强容易引起保护渣的夹渣缺陷,并诱发渣圈的长大。可相对于保护渣的粘度、熔点等性能,对保护渣的烧结性能研究相对滞后,没有统一的标准,这阻碍了保护渣理论的深化。通常情况下,保护渣的烧结性能通过配入其中的炭质材料来控制。但是,炭质材料又直接影响着保护渣的熔化速度,协调保护渣的烧结性能和熔化速度成为了保护渣研究的重点和难点。针对保护渣使用过程中出现烧结严重的问题,采用管式炉实验装置,通过测定恒温烧结率来表征保护渣的烧结性能。实验研究了不同配碳模式对保护渣烧结率的影响,并指导了工业生产。在进一步的研究过程中,提出了升温烧结的方法并建立了单向加热实验装置。通过该方法测定了不同配碳对高碱度渣样烧结性能的影响。为了明确炭质材料对保护渣烧结性能的影响机理,运用X射线衍射对不同温度的保护渣烧结样进行了分析。同时,采用了熔滴法和熔化率法两种方法测定了不同保护渣的熔化速度。恒温烧结实验结果表明:在单一配碳模式下,增加保护渣的配碳量,可以抑制保护渣的烧结;在维持保护渣配碳量不变的条件下,增加炭质材料的比表面积,可以降低保护渣的烧结率。当比表面积超过150m2/g以后,继续增加炭质材料比表面积并不能更加有效地控制烧结。在复合配碳模式下,炭质材料最里层包裹对控制烧结效果最好。结合保护渣的熔化速度数据,发现配入2%炭Ⅱ的保护渣能够较好地协调烧结性能和熔化速度。升温烧结实验显示,实验室测定的烧结率与保护渣使用过程中的烧结性能比较吻合。在研究炭质材料对高碱度渣样烧结性能的过程中发现:缺少炭B渣样的烧结性能几乎得不到有效地控制。因此在对高碱度渣样的配碳过程中,应该尽量采用多层配碳方式,在提高保护渣整体配碳量的同时,高比表面积炭质材料的含量不能太低。X射线衍射的结果表明,增加炭质材料含量,可以提高保护渣固相反应的发生温度,抑制保护渣的烧结。
【学位单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TF777
【部分图文】：

三元系相图,保护渣

图 1.1 CaO-SiO2-Al2O3三元系相图Figure1.1 CaO-SiO2-Al2O3ternary phase diagram速、断面尺寸等连铸参数是配制保护渣的决定性因素如图 1.1 所示在 CaO 含量 30~50%，SiO2含量 40~60%低熔点区域是保护渣基料选择的主要位置，其熔。但是作为保护渣基料的熔点依然过高，需要向其中加保护渣的粘度和熔点。常用的熔剂有 CaF2、Na2O、Li2O、3。其中，CaF2、Na2O、Li2O 和 MgO 属于网络破坏体粘度的作用[8]。除了熔剂，保护渣还要配入一定量的常见的炭质材料包括炭黑、石墨、焦炭以及一些增碳绝作用控制保护渣的烧结，在高温区的骨架作用控制保的熔融模型[28]。保护渣的功能程中，钢液通过浸入式水口不断注入到上下振动的结

示意图,结晶器保护渣,形态,示意图

图 1.2 结晶器保护渣形态示意图Figure 1.2 Crystallizer mold flux morphology diagram使用过程中上部的渣层结构起到隔绝空气、减少散面以下的渣膜则主要起到控制传热和润滑铸坯的功如下五大冶金功能[3]：气，防止钢液的二次氧化面的保护渣形成的液渣层隔绝了钢液面与空气的直金元素被再次氧化。为了达到良好的防止二次氧化，一般要求在 5~15mm 之间。钢液与空气隔绝以后条重要途径，因此，需要控制保护渣中 FeO 含量在势[16]。温入到钢液面上面形成多渣层结构覆盖到钢液面上，和反射有很好的作用，能降低钢液和空气的热传递

保护渣,熔渣,熔融模型,增碳

图 1.3 保护渣中碳对熔渣结构的影响Figure 1.3 Influence of carbon on the structure of molten slag塔塔钢铁运用一个带底座的钢棒和钢管配套来完成熔化渣样的模拟熔化经过冷却后可以对各个渣层进行比较系统地研究,以确定定熔融模型是否适增碳是否严重等一系列问题[29]。如图 1.4 所示：

【参考文献】