特殊高合金钢连铸保护渣应用基础研究
发布时间：2021-10-14 23:19
保护渣对连铸稳定性和铸坯质量具有重要影响。过去采用模铸生产的特殊高合金钢高铝无磁钢20Mn23AlV、低膨胀合金Fe-36Ni和耐热合金Incoloy800,采用立式连铸试生产以来,出现诸多与保护渣相关的铸坯质量问题,但基于这些问题的保护渣研究还鲜见报道。基于此,本论文从实验室基础研究和工业应用的角度对高铝无磁钢20Mn23AlV、低膨胀合金Fe-36Ni和耐热钢Incoloy800保护渣进行了系统研究,同时对报道较少的连铸过程中不锈钢方坯保护渣液渣和渣膜性能变化规律做出了研究。（I）高铝无磁钢保护渣研究表明：（1）连铸现场取样研究发现,20Mn23AlV立式连铸过程中产生大量渣圈,连铸开浇15min内液渣及渣圈的化学成分和性能变化较大,其后,各组分含量及性能变化趋于稳定；成分稳定后液渣与渣圈的结晶矿相以高熔点钙铝黄长石为主；高熔点相钙铝黄长石的大量析出及液渣粘度的显著增加促使了渣圈的形成及长大。（2）应用共存理论研究了渣钢反应热力学,及Al2O3/SiO、CaO/Al2O3、 B2O3等基本组元变化对渣中结构组元作用浓度的影响,由此可以对低Si02含量的CaO-Al2O3基保护渣的设...
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：179 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
2.1 连铸保护渣的发展
2.2 连铸保护渣类型和组成
2.3 连铸保护渣在结晶器中的行为
2.3.1 保护渣熔化过程
2.3.2 保护渣熔化性能
2.4 连铸保护渣的功能和性能
2.4.1 防止钢液氧化
2.4.2 绝热保温
2.4.3 吸收夹杂
2.4.4 润滑
2.4.5 控制传热
2.5 保护渣相关的连铸和铸坯质量问题
2.6 高合金钢连铸保护渣研究
2.6.1 高铝无磁钢连铸保护渣研究
2.6.2 低膨胀合金连铸保护渣研究
2.6.3 耐热钢保护渣研究
2.6.4 不锈钢方坯连铸保护渣研究
2.7 课题研究目的及意义
3 高铝钢保护渣研究
3.1 高铝钢保护渣工业现场取样研究
3.1.1 试验方法
3.1.2 试验结果
3.1.3 分析与讨论
3.2 高铝钢保护渣渣钢反应热力学研究
3.2.1 高铝钢保护渣作用浓度计算模型
3.2.2 渣钢反应热力学计算
3.2.3 保护渣成分对熔体结构组元作用浓度的影响
3.3 CaO-SiO_2基高铝钢保护渣研究
3.3.1 试验
3.3.2 结果与分析
3.4 含氟CaO-Al_2O_3基高铝钢保护渣研究
3.4.1 试验
3.4.2 结果与分析
3.5 无氟CaO-Al_2O_3基高铝钢保护渣探索研究
3.5.1 试验
3.5.2 结果与分析
3.6 本章小结
4 低膨胀合金Fe-36Ni连铸保护渣研究
4.1 试验
4.1.1 试验用渣
4.1.2 试验装置与方法
4.2 试验结果与分析
4.2.1 保护渣化学成分对其传热的影响
4.2.2 保护渣的改进设计
4.2.3 改进前后保护渣对比
4.2.4 改进渣的现场试用效果
4.3 保护渣传热对铸坯质量的影响
4.4 本章小结
5 耐热钢Incoloy 800保护渣开发与应用研究
5.1 耐热钢Incoloy 800的凝固与连铸特征
5.2 试验
5.3 结果与分析
5.3.1 组分对粘度的影响
5.3.2 组分对传热的影响
5.3.3 改进前后保护渣性能对比
5.4 改进渣的试用与评估
5.4.1 渣样评估方法
5.4.2 连铸过程中保护渣成分变化
5.4.3 连铸过程中保护渣性能变化
5.4.4 渣膜的性能评价
5.4.5 保护渣传热对铸坯质量的影响
5.5 本章小结
6 不锈钢方坯连铸保护渣液渣及渣膜研究
6.1 试验
6.1.1 试验条件
6.1.2 试验方法
6.2 不锈钢方坯保护渣液渣研究
6.2.1 连铸过程中保护渣液渣化学成分变化
6.2.2 连铸过程中保护渣液渣性能变化
6.2.3 分析与讨论
6.3 不锈钢方坯保护渣渣膜研究
6.3.1 渣膜的化学成分
6.3.2 渣膜形貌与结构特征
6.3.3 渣膜的结晶性能
6.3.4 分析与讨论
6.4 本章小结
7 结论
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]Fe-30Ni-20Cr合金连铸板坯纵裂纹的研究[J]. 郭亮亮,徐正其,郑宏光,马天军. 宝钢技术. 2011(04)
[2]Behavior of Mold Slag Used for 20Mn23Al Nonmagnetic Steel During Casting[J]. YU Xiong,WEN Guang-hua,TANG Ping,MA Fan-jun,WANG Huan(College of Materials Science and Engineering,Chongqing University,Chongqing 400044,China). Journal of Iron and Steel Research（International）. 2011(01)
[3]MgO对高铝钢非反应性保护渣理化性质的影响[J]. 王欢,唐萍,文光华,于雄. 过程工程学报. 2010(05)
[4]CaO-SiO2-B2O3熔渣的热力学计算模型[J]. 赵定国,郭培民,赵沛. 钢铁研究学报. 2010(09)
[5]Solidification and crystallization properties of CaO-SiO2-Na2O based mold fluxes[J]. K.C. Mills. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2009(03)
[6]20Mn23AlV高锰低磁钢的连铸生产[J]. 施威. 上海金属. 2006(03)
[7]Crystallization Temperature and Crystallization Ratio of Mold Flux[J]. ZHU Chuan-yun1, HAN Wen-dian2, LIU Cheng-jun1, JIANG Mao-fa1(1. Northeastern University, Shenyang 110004, China; 2. Central Iron and Steel Research Institute, Beijing 100081, China). Journal of Iron and Steel Research（International）. 2005(06)
[8]CaO-MgO-CaF2-Al2O3-SiO2五元渣系粘度的计算模型[J]. 李金锡,张鉴. 北京科技大学学报. 2000(04)
[9]含B2O3渣系的热力学计算模型[J]. 成国光,张鉴,赵沛. 中国有色金属学报. 1997(02)
[10]薄板坯连铸保护渣的研制及使用[J]. 唐萍,颜广庭,刘宗权. 炼钢. 1997(02)
博士论文
[1]Al2O3-BaO-B2O3系新型高铝钢连铸保护渣的应用基础研究[D]. 王强.钢铁研究总院 2012
[2]高铝钢连铸结晶器保护渣的基础研究[D]. 于雄.重庆大学 2011
本文编号：3436999
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：179 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
2.1 连铸保护渣的发展
2.2 连铸保护渣类型和组成
2.3 连铸保护渣在结晶器中的行为
2.3.1 保护渣熔化过程
2.3.2 保护渣熔化性能
2.4 连铸保护渣的功能和性能
2.4.1 防止钢液氧化
2.4.2 绝热保温
2.4.3 吸收夹杂
2.4.4 润滑
2.4.5 控制传热
2.5 保护渣相关的连铸和铸坯质量问题
2.6 高合金钢连铸保护渣研究
2.6.1 高铝无磁钢连铸保护渣研究
2.6.2 低膨胀合金连铸保护渣研究
2.6.3 耐热钢保护渣研究
2.6.4 不锈钢方坯连铸保护渣研究
2.7 课题研究目的及意义
3 高铝钢保护渣研究
3.1 高铝钢保护渣工业现场取样研究
3.1.1 试验方法
3.1.2 试验结果
3.1.3 分析与讨论
3.2 高铝钢保护渣渣钢反应热力学研究
3.2.1 高铝钢保护渣作用浓度计算模型
3.2.2 渣钢反应热力学计算
3.2.3 保护渣成分对熔体结构组元作用浓度的影响
3.3 CaO-SiO_2基高铝钢保护渣研究
3.3.1 试验
3.3.2 结果与分析
3.4 含氟CaO-Al_2O_3基高铝钢保护渣研究
3.4.1 试验
3.4.2 结果与分析
3.5 无氟CaO-Al_2O_3基高铝钢保护渣探索研究
3.5.1 试验
3.5.2 结果与分析
3.6 本章小结
4 低膨胀合金Fe-36Ni连铸保护渣研究
4.1 试验
4.1.1 试验用渣
4.1.2 试验装置与方法
4.2 试验结果与分析
4.2.1 保护渣化学成分对其传热的影响
4.2.2 保护渣的改进设计
4.2.3 改进前后保护渣对比
4.2.4 改进渣的现场试用效果
4.3 保护渣传热对铸坯质量的影响
4.4 本章小结
5 耐热钢Incoloy 800保护渣开发与应用研究
5.1 耐热钢Incoloy 800的凝固与连铸特征
5.2 试验
5.3 结果与分析
5.3.1 组分对粘度的影响
5.3.2 组分对传热的影响
5.3.3 改进前后保护渣性能对比
5.4 改进渣的试用与评估
5.4.1 渣样评估方法
5.4.2 连铸过程中保护渣成分变化
5.4.3 连铸过程中保护渣性能变化
5.4.4 渣膜的性能评价
5.4.5 保护渣传热对铸坯质量的影响
5.5 本章小结
6 不锈钢方坯连铸保护渣液渣及渣膜研究
6.1 试验
6.1.1 试验条件
6.1.2 试验方法
6.2 不锈钢方坯保护渣液渣研究
6.2.1 连铸过程中保护渣液渣化学成分变化
6.2.2 连铸过程中保护渣液渣性能变化
6.2.3 分析与讨论
6.3 不锈钢方坯保护渣渣膜研究
6.3.1 渣膜的化学成分
6.3.2 渣膜形貌与结构特征
6.3.3 渣膜的结晶性能
6.3.4 分析与讨论
6.4 本章小结
7 结论
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]Fe-30Ni-20Cr合金连铸板坯纵裂纹的研究[J]. 郭亮亮,徐正其,郑宏光,马天军. 宝钢技术. 2011(04)
[2]Behavior of Mold Slag Used for 20Mn23Al Nonmagnetic Steel During Casting[J]. YU Xiong,WEN Guang-hua,TANG Ping,MA Fan-jun,WANG Huan(College of Materials Science and Engineering,Chongqing University,Chongqing 400044,China). Journal of Iron and Steel Research（International）. 2011(01)
[3]MgO对高铝钢非反应性保护渣理化性质的影响[J]. 王欢,唐萍,文光华,于雄. 过程工程学报. 2010(05)
[4]CaO-SiO2-B2O3熔渣的热力学计算模型[J]. 赵定国,郭培民,赵沛. 钢铁研究学报. 2010(09)
[5]Solidification and crystallization properties of CaO-SiO2-Na2O based mold fluxes[J]. K.C. Mills. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2009(03)
[6]20Mn23AlV高锰低磁钢的连铸生产[J]. 施威. 上海金属. 2006(03)
[7]Crystallization Temperature and Crystallization Ratio of Mold Flux[J]. ZHU Chuan-yun1, HAN Wen-dian2, LIU Cheng-jun1, JIANG Mao-fa1(1. Northeastern University, Shenyang 110004, China; 2. Central Iron and Steel Research Institute, Beijing 100081, China). Journal of Iron and Steel Research（International）. 2005(06)
[8]CaO-MgO-CaF2-Al2O3-SiO2五元渣系粘度的计算模型[J]. 李金锡,张鉴. 北京科技大学学报. 2000(04)
[9]含B2O3渣系的热力学计算模型[J]. 成国光,张鉴,赵沛. 中国有色金属学报. 1997(02)
[10]薄板坯连铸保护渣的研制及使用[J]. 唐萍,颜广庭,刘宗权. 炼钢. 1997(02)
博士论文
[1]Al2O3-BaO-B2O3系新型高铝钢连铸保护渣的应用基础研究[D]. 王强.钢铁研究总院 2012
[2]高铝钢连铸结晶器保护渣的基础研究[D]. 于雄.重庆大学 2011
本文编号：3436999
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