中碳鋼低氟-無氟連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣的基礎(chǔ)研究.pdf

1、結(jié)晶器保護(hù)渣是連鑄過程中非常重要的材料，具有潤滑鑄坯、絕熱保溫、控制傳熱、吸收夾雜和防止鋼液氧化等作用。由于傳統(tǒng)保護(hù)渣中含有氟，對(duì)設(shè)備、成本、環(huán)境和人體健康均有不利的影響，因此保護(hù)渣的無氟化是連鑄技術(shù)的熱點(diǎn)。然而保護(hù)渣的低氟/無氟化具有很大的難度，尤其是對(duì)裂紋敏感性中碳鋼鋼種而言，低氟/無氟渣的應(yīng)用非常少，其中還有很多關(guān)鍵的技術(shù)問題亟需解決。本文主要針對(duì)中碳鋼低氟/無氟化這一應(yīng)用很少的領(lǐng)域進(jìn)行研究，致力于解決中碳鋼無氟化的關(guān)鍵技術(shù)問題，

2、具有重大的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
　　首先，本文采用單絲熱電偶技術(shù)(SHTT)研究了低氟渣的連續(xù)冷卻性能和等溫結(jié)晶性能，并利用X射線衍射分析(XRD)檢測(cè)了保護(hù)渣的結(jié)晶礦相，同時(shí)選取了幾組典型保護(hù)渣的等溫結(jié)晶過程進(jìn)行了結(jié)晶動(dòng)力學(xué)計(jì)算，求得了結(jié)晶活化能的相關(guān)數(shù)據(jù)。結(jié)果表明，B2O3能抑制保護(hù)渣的結(jié)晶，而Na2O則可以促進(jìn)結(jié)晶。其中，參考渣A中的主要結(jié)晶礦相為槍晶石(Ca4Si2O7F2)晶體，而低氟渣中的主要晶相為鈉黃長石(NaCaAlS

3、i2O7)晶體。此外，B3渣和D2渣在低溫區(qū)還分別析出了槍晶石、硅灰石(CaSiO3)晶體或硼硅酸鈣(Ca11Si4B2O22)晶體。利用Johnson-Mehl-Avramin(JMA)等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)模型和Arrhenius公式對(duì)渣A、B3和D2的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果表明，A渣和D2渣的結(jié)晶活化能非常接近，而且晶體的長大方式也一致。因此，低氟渣D2為本文性能最好的低氟渣。
　　其次，采用單絲/雙絲熱電偶技術(shù)(SHTT/DHTT)

4、、高溫紅外發(fā)射技術(shù)（IET）溫旋轉(zhuǎn)粘度法對(duì)無氟保護(hù)渣的結(jié)晶性能、熔融性能、傳熱性能和粘溫性能進(jìn)行了全面系統(tǒng)的研究和測(cè)試，并采用掃描電鏡(SEM)和能譜分析(EDS)等檢測(cè)手段研究了無氟保護(hù)渣的結(jié)晶形貌特征和結(jié)晶礦相種類?？偟膩碚f，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的4組無氟渣的性能均與參考渣A較為接近，但其中性能最佳的為無氟渣B。另外，SEM和EDS研究表明，無氟渣中主要析晶礦相為硼硅酸鈣(Ca11Si4B2O22)晶體，該晶體在高溫區(qū)和低溫區(qū)均有析出，此外，還