過渡族金屬氧化物對連鑄保護渣紅外輻射傳熱性能影響的研究.pdf

1、在連鑄過程中，熔融保護渣滲入鑄坯坯殼和結(jié)晶器銅壁之間形成一層由固渣層和液渣層組成的渣膜，有時固渣層還會部分析晶。固態(tài)渣層的性質(zhì)控制著從鑄坯到結(jié)晶器的傳熱，而液態(tài)渣層的性質(zhì)和厚度控制著鑄坯與結(jié)晶器之間的潤滑。為了控制裂紋敏感性鋼種鑄坯表面產(chǎn)生縱裂，必須調(diào)整保護渣渣膜的傳熱特性，控制鑄坯向結(jié)晶器的傳熱。鑄坯向結(jié)晶器的傳熱包括兩個方面，一是鑄坯向結(jié)晶器的的傳導(dǎo)傳熱，二是鑄坯向結(jié)晶器的的輻射傳熱。本文圍繞控制通過渣膜的輻射傳熱這個目的進行研究。

2、 本文首先設(shè)計實驗用保護渣的組成，根據(jù)常用的工業(yè)保護渣成分范圍配制出分別含有TiO2、NiO、ZnO、MnO和FeO的實驗用保護渣。并提出了熔渣輻射傳熱性能測試方法，通過實驗手段和模型計算得到熔渣的輻射傳熱性能隨保護渣組分變化的規(guī)律，還分別測定了保護渣的熔化溫度、粘度及粘溫曲線、熔渣的礦相組成。實驗結(jié)果表明：①測試結(jié)果表明，MnO和FeO的加入使保護渣透紅外性能明顯降低，證明MnO和FeO具有較好的降低保護渣輻射傳熱性能的作用，

3、渣膜輻射傳熱性能計算結(jié)果表明含有MnO和FeO組分的保護渣渣膜的輻射傳熱能力相對基礎(chǔ)渣均有不同程度的下降，其中以渣樣F1-2、F3-1、M1-3、M3-1下降較為顯著，M1-3的輻射熱流計算值 下降至基礎(chǔ)渣1的36％，但沒有發(fā)現(xiàn)MnO和FeO組分和渣膜的輻射傳熱能力之間明顯的變化規(guī)律。②在本實驗樣品的組成范圍內(nèi)，結(jié)晶后的保護渣的輻射熱流計算值 明顯下降，且隨MnO％或FeO％的增加下降幅度顯著提高。經(jīng)X射線衍射測試分析發(fā)現(xiàn)，在含MnO的

4、渣中有Mn2SiO4晶體析出，在含F(xiàn)eO的渣中有Fe2SiO4晶體析出，正是這些過渡族元素化合物的晶體降低了保護渣的紅外透光度，從而使保護渣輻射傳熱性能降低。③在本實驗樣品的組成范圍內(nèi)，隨著MnO含量的增加，保護渣的熔化溫度、粘度、轉(zhuǎn)折溫度均有所降低；由于本實驗加入的FeO量較少，僅為1～3％，從實驗結(jié)果來看FeO在此含量范圍內(nèi)對保護渣的熔化溫度、粘度、轉(zhuǎn)折溫度均無大的影響；ZnO、NiO、TiO2對保護渣的熔化溫度影響都不大，但都有降