连铸保护渣析晶行为研究

发布时间：2022-09-29 21:33

　　连铸过程中，结晶器内液态渣膜的析晶行为可以控制铸坯与结晶器之间的传热和润滑，从而防止铸坯表面缺陷的发生。许多国内外学者对保护渣的析晶行为进行了研究，但是大多是基于纯化学试剂配制的试验渣样，与现场使用的保护渣存在一定的差异，而且保护渣析晶行为的现有认知也存在很多亟待解决的矛盾。因此，对保护渣的析晶行为进行了动力学和热力学分析，并且设计单因素实验运用热丝法和X射线衍射仪研究了MgO、TiO2、Al2O3和碱度对现场用保护渣析晶性能的影响。建立铸坯与结晶器之间渣膜结构的数学模型，研究了保护渣性能、成分和浇铸参数对渣膜结构和液渣润滑行为的作用规律。得出如下主要结论： 1)保护渣析晶的热力学原理为，液渣温度降低到一个临界点，其自由能的焓效应大于熵效应，通过析晶方式释放内能达到稳定状态；动力学原理为，液渣温度降低到满足形核的过冷度，黏度不影响晶核生长的条件下，晶体才能顺利析出； 2)保护渣中，3.28%＜MgO＜4.29%，2%＜TiO2＜5%时，随着二者含量的升高，析晶行为受到抑制；4.29%＜MgO＜7.25%，5%＜TiO2＜10%时，随着二者含量的增加，保护渣的析晶温度，析晶率... 

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
第1章 文献综述
    1.1 连铸保护渣
        1.1.1 保护渣的类型
        1.1.2 保护渣的功能
        1.1.3 保护渣渣膜控制传热的机理
    1.2 连铸保护渣的冶金行为
        1.2.1 保护渣的熔化与凝固
        1.2.2 液渣流入机制和润滑行为
        1.2.3 结晶器内熔渣的析晶行为
    1.3 国内外保护渣析晶行为研究现状
        1.3.1 国外学者对保护渣析晶行为的研究
        1.3.2 国内学者对保护渣析晶行为的研究
    1.4 课题研究内容与预期创新点
        1.4.1 研究的目的及内容
        1.4.2 课题创新点
第2章 保护渣析晶行为的理论分析
    2.1 保护渣析晶特性
    2.2 保护渣析晶行为的热力学分析
        2.2.1 保护渣析晶行为发生的热力学原理
        2.2.2 结晶器内熔渣析晶行为热力学分析
    2.3 保护渣析晶行为的动力学分析
        2.3.1 保护渣析晶行为的动力学原理
        2.3.2 保护渣析晶行为的动力学模型
第3章 保护渣析晶性能实验研究
    3.1 实验技术路线
        3.1.1 实验仪器
        3.1.2 TTT、CCT 曲线的测定
        3.1.3 结晶率测试
        3.1.4 渣膜矿相成分测试
    3.2 MgO 含量对保护渣析晶性能的影响
        3.2.1 TTT 曲线分析
        3.2.2 CCT 曲线分析
        3.2.3 结晶活化能（E）分析
        3.2.4 渣膜矿相成分分析
    3.3 TiO_2含量对保护渣析晶性能的影响
        3.3.1 TTT 曲线分析
        3.3.2 CCT 曲线分析
        3.3.3 结晶活化能（E）分析
        3.3.4 结晶矿相成分分析
    3.4 碱度对保护渣析晶性能的影响
        3.4.1 TTT 曲线分析
        3.4.2 CCT 曲线分析
        3.4.3 结晶活化能（E）的分析
        3.4.4 结晶率分析
        3.4.5 结晶矿相成分分析
    3.5 Al_2O_3对保护渣析晶性能的影响
        3.5.1 TTT 曲线分析
        3.5.2 CCT 曲线分析
        3.5.3 结晶活化能（E）的分析
        3.5.4 结晶率分析
        3.5.5 结晶矿相成分的分析
    3.6 小结
第4章 保护渣渣膜结构的预测模型和润滑行为的数学模拟
    4.1 数学模型的建立
        4.1.1 铸坯表面温度的计算
        4.1.2 热流密度的计算
        4.1.3 渣膜厚度的计算
        4.1.4 铸坯与结晶器之间摩擦力的计算
    4.2 运用数学模型描述结晶器内渣膜的行为
        4.2.1 保护渣熔化性能对渣膜结构的影响
        4.2.2 浇铸参数对渣膜结构的影响
        4.2.3 铸坯与结晶器之间的润滑
    4.3 保护渣成分对结晶层厚度和润滑行为的影响
        4.3.1 MgO 对渣膜结构和铸坯与结晶器之间润滑行为的影响
        4.3.2 Al_2O_3对渣膜结构和铸坯与结晶器之间润滑行为的影响
        4.3.3 Na_2O 对渣膜结构和铸坯与结晶器之间润滑行为的影响
        4.3.4 CaF_2对渣膜结构和铸坯与结晶器之间润滑行为的影响
        4.3.5 碱度对渣膜结构和铸坯与结晶器之间润滑行为的影响
    4.4 数学模型的说明
    4.5 小结
结论
参考文献
致谢
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作者简介
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]连铸保护渣析晶行为的研究现状及展望[J]. 朱立光,胡斌,王杏娟,马坤霞,韩毅华.  材料导报. 2013(11)
[2]氧化钠含量对结晶器保护渣结晶性能的影响[J]. 胡国旭.  铸造技术. 2012(08)
[3]软接触电磁连铸结晶器传热行为研究现状[J]. 贾相明,王杏娟,朱立光.  河北联合大学学报(自然科学版). 2012(03)
[4]电导法测量保护渣结晶温度[J]. 景财良,尹娜,张炯明,王新华,王万军.  北京科技大学学报. 2011(08)
[5]热丝法结晶器保护渣结晶性能的控制[J]. 郭永谦,杜亚伟,徐博,向华.  冶金设备. 2011(04)
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[7]Li2O对高铝钢保护渣结晶行为及渣膜传热的影响[J]. 王欢,唐萍,文光华,于雄.  北京科技大学学报. 2011(05)
[8]Al2O3含量对CaO-SiO2-Al2O3-CaF2-Na2O保护渣结晶性能的影响[J]. 张江.  铸造技术. 2011(04)
[9]结晶器与铸坯间保护渣传热性能的研究现状[J]. 王强,仇圣桃,赵沛,吴夜明.  炼钢. 2011(02)
[10]碱度对CaO-SiO2-Al2O3-CaF2-Na2O保护渣结晶性能的影响[J]. 沈铁.  热加工工艺. 2010(21)

博士论文
[1]连铸结晶器内渣膜结晶动力学及渣膜结构研究[D]. 唐萍.重庆大学 2010
[2]连铸结晶器保护渣相关基础理论的研究及其应用实践[D]. 谢兵.重庆大学 2004

硕士论文
[1]结晶器保护渣渣膜传热表征方法及传热性能研究[D]. 杨波.重庆大学 2011
[2]基于热丝法保护渣结晶性能的研究[D]. 刘慧.重庆大学 2008
[3]保护渣渣膜结构模拟及其润滑性能的研究[D]. 程红艳.重庆大学 2008



本文编号：3683342