04mno對連鑄保護(hù)渣非等溫結(jié)晶動力學(xué)的影響9-1

1、MnO對連鑄保護(hù)渣非等溫結(jié)晶動力學(xué)的影響雷云1謝兵1?齊飛2刁江1(1、重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，重慶，400044；2、中冶京誠工程技術(shù)有限公司，北京，100176)摘要：保護(hù)渣對鑄坯與結(jié)晶器之間的潤滑起著至關(guān)重要的作用，保護(hù)渣結(jié)晶性能直接決定著它的潤滑性能。本文通過DSC、XRD等研究保護(hù)渣的非等溫結(jié)晶動力學(xué)。結(jié)果表明：隨著MnO含量的增加，其作用主要表現(xiàn)為抑制保護(hù)渣槍晶石(Ca4SiO7F2)的析晶，但同時伴隨有少量鈣黃長石(C

2、a2Al(AlSiO7)、氧化錳鈣(CaMn7O12)等晶體的析出。此外，MnO對保護(hù)渣結(jié)晶時間的影響為，MnO含量越高，晶體析出的時間越長。關(guān)鍵詞：保護(hù)渣；DSC；非等溫結(jié)晶動力學(xué)；析晶活化能；XRDEffectofMnOonNonisothermalCrystallizationKiicsofMoldFluxesLEIYun1XIEBing1QIFei2DIAOJiang1(1.CollegeofMaterialsofChongqi

3、ngUniversityChongqing4000442.CapitalEngineering&ResearchIncpationLtd.Beijing100176)Abstract:Incontinuouscastingofsteelmoldfluxesplayimptantrolesinthelubricationbetweencastingstrmoldthelubricativeabilityofmoldfluxismainly

4、decidedbythecrystallizationproperties.EffectofMnOonmoldfluxesnonisothermalcrystallizationkiicspropertieswasinvestigatedbyDSCXRD.TheresultindicatedthatwithMnOadditionincreasingprecipitationofcuspidineinthemoldfluxeswasres

5、trained.HoweverafewofcrystalssuchasCa2Al(AlSiO7)CaMn7O12wereprecipitatedatthesametime.InadditionwithMnOadditionincreasingtheperiodofcrystallizationwasprolonged.Keywds:moldfluxesDSCnonisothermalcrystallizationkiicsactivat

6、ionenergyXRD1前言保護(hù)渣的結(jié)晶性能對鑄坯的質(zhì)量及粘結(jié)漏鋼的發(fā)生有著很大影響[13]。因此如何改善保護(hù)渣的潤滑和傳熱性能，關(guān)系到鑄坯質(zhì)量的控制與連鑄生產(chǎn)效率的提高，已經(jīng)成為當(dāng)今世界連鑄工作者孜孜不倦研究的熱點問題[46]。目前針對MnO對連鑄保護(hù)渣性能的影響已有相關(guān)研究[79]，加入一定含量的MnO能降低熔渣的粘度和熔點；MnO含量在0~10%范圍內(nèi)，隨其含量的增加，導(dǎo)溫系數(shù)逐漸降低；此外，MnO可以增加渣膜的消光系數(shù)，降低通

7、過渣膜的輻射傳熱量，在結(jié)晶質(zhì)渣樣中尤為明顯。盡管對保護(hù)渣物化性能的研究已有大量相關(guān)文獻(xiàn)，但對于連鑄保護(hù)渣結(jié)晶動力學(xué)的研究相對較少，本文針對MnO對保護(hù)渣結(jié)晶過程動力學(xué)特性的影響進(jìn)行了探討，為進(jìn)一步開展研究過渡族金屬氧化物對保護(hù)渣析晶動力學(xué)的影響提供理論依據(jù)和科學(xué)方法。表1保護(hù)渣試樣的化學(xué)成分Table1Chemicalcompositionofmoldfluxessamples將試樣分別以10Kmin、15Kmin、20Kmin和25K

8、min降溫速率進(jìn)行DSC觀測，得到各試樣在各降溫條件下的結(jié)晶峰和結(jié)晶溫度。圖1表示了試樣M3以四種不同降溫速率降溫得到的DSC曲線，從圖1可以看出，試樣結(jié)晶峰溫度大致隨著降溫速率的增加而逐漸降低。由于DSC曲線結(jié)晶峰表示溫度與放熱量的關(guān)系，在進(jìn)行結(jié)晶動力學(xué)分析時，將結(jié)晶峰面積視為相對結(jié)晶度為100%，則某一溫度時的相對結(jié)晶度為該溫度時的積分面積與總積分面積之比，其值表示為x，因此，將DSC結(jié)晶峰進(jìn)行積分處理，即可得到相對結(jié)晶度隨溫度變化

9、曲線。1000105011001150120012500.00.20.40.60.81.0TempratureOC10Kmin15Kmin20Kmin25KminRelativecrystallinity100%012345670.00.20.40.60.81.0Relativecrystallinity100%Timemin10Kmin15Kmin20Kmin25Kmin(a)(b)圖2.J渣的相對結(jié)晶率與溫度、時間的關(guān)系(a)相對結(jié)

10、晶率與溫度的關(guān)系（b）相對結(jié)晶率與時間的關(guān)系Fig.2.Relativecrystallizationversustemperature(a)versustime(b)fnonisothermalcrystallizationofsampleJ2024681012141618200.00.20.40.60.81.0202468101214160.00.20.40.60.81.0202468100.00.20.40.60.81.02024

11、68100.00.20.40.60.81.0RelativeCrystallinity100%r=10KminJM1M2M3TimeminTimeminTimeminRelativeCrystallinity100%RelativeCrystallinity100%Timeminr=15KminJM1M2M3r=20KminJM1M2M3RelativeCrystallinity100%r=25KminJM1M2M3圖3.各試樣的非等溫