收藏本站
《重庆大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高铝钢连铸结晶器保护渣的基础研究

于雄  
【摘要】:保护渣是连铸过程中使用的一种合成渣,其性质对连铸工艺顺行和铸坯表面质量至关重要。保护渣加在钢液面,绝热保温;其与钢液接触部分熔化形成熔渣层,防止弯月面钢液被氧化,吸收钢液中上浮的夹杂;熔渣流入结晶器与铸坯之间,液渣膜润滑铸坯,防止粘结漏钢;固渣膜控制传热,以形成均匀的坯壳。高Al含量钢种连铸过程中,由于钢液中的Al易与常规保护渣中的重要组份SiO_2发生反应导致保护渣w(Al_2O_3)/w(SiO_2)及Al_2O_3含量增加,从而引起保护渣性质的改变,影响连铸工艺顺行。因此,设计性能优良的结晶器保护渣是高铝钢连铸工艺顺行的关键。 根据高铝钢与保护渣反应的特点,即高Al钢液中的[Al]与常规保护渣中(SiO_2)反应是不可避免的,但该反应在较短时间内可以达到动态平衡,由此,提出了两种高铝钢保护渣的设计思路:(i)低碱度CaO-SiO_2渣系保护渣:该保护渣与高铝钢液中的Al反应达到平衡后,保护渣的性质满足连铸要求;(ii)低SiO_2含量CaO-Al_2O_3渣系保护渣,该渣系能有效的避免保护渣与钢液中的Al发生反应。 本文采用半球点法测量了保护渣的熔融特性。试验结果表明对于CaO-SiO_2渣系保护渣,随着w(Al_2O_3)/w(SiO_2)增加,保护渣熔点均呈上升趋势;保护渣中增加Li_2O与B_2O_3含量均能有效的降低其熔点,B_2O_3对熔点的影响尤为明显;对于CaO-Al_2O_3渣系保护渣,增加B_2O_3、Li_2O、Na2O、F-、BaO、SrO等含量均能降低保护渣熔化温度,其中Li_2O对熔点的影响最明显。 采用旋转粘度法测量了保护渣的流变特性。低碱度CaO-SiO_2渣系保护渣在高铝钢浇铸过程中变性为CaO-Al_2O_3-SiO_2渣系;随着w(Al_2O_3)/w(SiO_2)增加,熔渣粘度随之改变;Al_2O_3呈现出两性特征;含有Li_2O+B_2O_3组合的保护渣变性过程中粘度变化平稳且处于合理范围内。对于CaO-Al_2O_3渣系保护渣,B_2O_3、Li_2O、Na2O及F-等能降低保护渣的粘度;随着MgO含量增加,CaO-Al_2O_3渣系熔渣粘度先降低后升高;BaO及SrO含量增加,CaO-Al_2O_3渣系熔渣粘度升高。在Riboud模型基础上,建立了适合高Al钢保护渣的粘度计算模型。 采用渣膜热流模拟仪研究了保护渣渣膜的传热特性。对于CaO-SiO_2渣系保护渣,随着w(Al_2O_3)/w(SiO_2)增加,渣系的热流密度呈降低趋势,渣膜传热能力减弱;在该渣系中加入一定量的Li_2O及(或)B_2O_3有利于增加渣膜热流密度。对于CaO-Al_2O_3渣系保护渣,B_2O_3降低结晶率,降低渣膜厚度,增加热流密度;Li_2O增加结晶率,降低渣膜厚度,降低热流密度,Na_2O降低结晶率,降低渣膜厚度,增加热流密度;F-增加结晶率,降低渣膜厚度,增加热流密度;MgO及SrO均降低结晶率,降低渣膜厚度,热流密度略有增加,BaO替代CaO后,结晶率降低,降低渣膜厚度,热流密度变化平稳。 利用热丝法(Single Hot Thermocouple Technique,简称SHTT)构建保护渣的等温转变(Temperature Time Transformation,简称TTT)曲线,研究不同组成对保护渣结晶孕育时间的影响规律;通过构建保护渣的连续冷却转变(Continuous Cooling Transformation,简称CCT)曲线,探讨保护渣组成对临界冷却速度的影响,而且利用SHTT研究了析晶活化能。对于CaO-SiO_2渣系保护渣,Li_2O对结晶孕育时间影响不大,B_2O_3能有效延长孕育时间。对于CaO-Al_2O_3渣系保护渣,随B_2O_3、Na_2O、MgO、BaO和SrO增加,保护渣的TTT曲线向孕育时间增加的方向移动;Li_2O能有效缩短保护渣的晶体孕育时间,同时,提高保护渣的结晶速度,F-对结晶孕育时间影响不大,但能有效提高结晶速率。B_2O_3和Na_2O降低了结晶速率,结晶活化能增加;Li_2O和F-增加了结晶速率,结晶活化能降低;MgO增加了结晶速率,同时也提高了结晶活化能。 将研究所取得的成果应用于太钢无磁钢实际生产,取得了良好的效果。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TF777

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 朱辛白;结晶器拔热量与实验室模拟渣膜热流关系研究[D];重庆大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 尹玉服,娄青春,温铁光;结晶器中渣钢界面反应机理的研究[J];鞍钢技术;2002年01期
2 朱苗勇,王军,雷洪,邹俊苏,程乃良;连铸结晶器内钢水卷渣的机理与控制[J];鞍钢技术;2005年02期
3 舒俊,金山同,张丽,曹卫文,宋任波,王向光;连铸结晶器保护渣结晶温度[J];北京科技大学学报;2000年06期
4 舒俊,金山同,张丽,曹卫文,宋任波,王向光;冷却速率对连铸保护渣结晶性能的影响[J];北京科技大学学报;2001年05期
5 朱传运,刘承军,王德永,姜茂发;结晶器保护渣结晶温度的影响因素[J];东北大学学报;2004年10期
6 李壮,吴迪,王佳夫;无硅TRIP钢力学性能的研究[J];东北大学学报;2005年05期
7 王家荫,迟景灏;含铝钢连铸保护渣的研究[J];重庆大学学报(自然科学版);1988年04期
8 迟景灏,谢兵,甘永年;BaO在连铸保护渣中的作用[J];重庆大学学报(自然科学版);1990年02期
9 李成栋;;低碳铝镇静钢酸溶铝控制[J];钢铁;1983年06期
10 董金刚,迟景灏,王谦;高碱性高玻璃化连铸保护渣成分区域研究[J];钢铁;2000年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 谢兵;连铸结晶器保护渣相关基础理论的研究及其应用实践[D];重庆大学;2004年
2 漆鑫;含钛无氟连铸结晶器保护渣的基础研究[D];重庆大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 齐飞;过渡族金属氧化物对保护渣结晶行为的影响[D];重庆大学;2007年
2 赵艳红;结晶器保护渣渣膜结构对传热影响规律研究[D];重庆大学;2008年
3 刘慧;基于热丝法保护渣结晶性能的研究[D];重庆大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 洪景娥;65MnTi盘条拉拔过程中出现断裂的原因分析[J];鞍钢技术;1997年07期
2 许庆太,张楠,王英林;连铸板坯表面纵向裂纹缺陷的检验与分析[J];鞍钢技术;2002年06期
3 朱万彤,王阳;鞍钢1700mm中薄板坯连铸机二冷工艺的理论分析[J];鞍钢技术;2003年03期
4 王勇,张鹏远;调质钢最佳热处理制度的研究[J];鞍钢技术;2003年06期
5 许庆太,张楠,王宏明,宁东;20号钢连铸方坯粘结漏钢的检验和分析[J];鞍钢技术;2004年02期
6 佟新,李蓉;板坯中间裂纹产生的原因及预防措施[J];鞍钢技术;2005年03期
7 王向辉;温铁光;傅刚;廖相巍;;降低冷轧薄板钢中夹杂物的实践[J];鞍钢技术;2008年02期
8 梁祥远;齐志宇;辛国强;谭大勇;;低硅低温铁水终点磷含量高的原因分析及控制[J];鞍钢技术;2010年03期
9 王向辉;孙群;王金伟;王国庆;;吸附Al_2O_3型结晶器保护渣的研究与应用[J];鞍钢技术;2010年05期
10 曹东;万雪峰;李德刚;廖相巍;赵刚;贾吉祥;;100t顶吹转炉单渣脱磷工艺的研究[J];鞍钢技术;2010年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李冠军;;LF(VD)精炼工艺降低轴承钢氧含量的途径和目的[A];河北省2011年炼钢连铸生产技术与学术交流会论文集[C];2011年
2 王玉胜;闫卫兵;王海龙;杨雄伟;;转炉炼钢快速成渣工艺分析[A];河北省2011年炼钢连铸生产技术与学术交流会论文集[C];2011年
3 杜建良;周学禹;徐立山;李兆远;赵颖;;V、Ti微合金钢连铸工艺优化[A];河北省2011年炼钢连铸生产技术与学术交流会论文集[C];2011年
4 包阔;张俊粉;尹志尧;胡心光;;承钢钒微合金化C610L连铸坯高温热塑性行为研究[A];河北省2011年炼钢连铸生产技术与学术交流会论文集[C];2011年
5 龙潇;何生平;王谦;;高碱度连铸结晶器保护渣液渣膜粘度特性研究[A];2011年第九届全国连铸学术会议论文集[C];2011年
6 曾智;赵洪强;王叶婷;国兴龙;孙立根;张家泉;;板坯连铸粘结过程中粘结点和热点行为研究[A];2011年第九届全国连铸学术会议论文集[C];2011年
7 徐正其;郭亮亮;刘尚潭;陆斌;;含钛不锈钢表面夹杂的研究[A];2011年第九届全国连铸学术会议论文集[C];2011年
8 周学禹;程玉君;王伟;李艳峰;黄春华;;微合金钢连铸坯表面横裂纹的研究[A];2011年第九届全国连铸学术会议论文集[C];2011年
9 周学禹;徐立山;高建国;薛启河;;板坯表面纵裂纹分析及控制措施[A];2011年第九届全国连铸学术会议论文集[C];2011年
10 彭小辉;李玉刚;李俊桥;何生平;王谦;;连铸中间包内流场与夹杂物运动的数值模拟[A];2011年第九届全国连铸学术会议论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 何环宇;LF废渣硫赋存相及亚临界水浸出去硫研究[D];武汉科技大学;2010年
2 亓海全;20CrMnTi钢成分优化对组织及接触疲劳寿命的影响研究[D];昆明理工大学;2010年
3 班丽丽;中碳Si-Mn系高强度TRIP钢高周疲劳破坏行为研究[D];昆明理工大学;2008年
4 车欣;Al-Si-Cu-Mg-(RE)系铸造铝合金的疲劳行为及其损伤机理[D];沈阳工业大学;2011年
5 魏敏先;严酷工况下钢铁材料的氧化磨损及轻微—严重磨损转变[D];江苏大学;2011年
6 金小礼;连铸初始凝固过程若干动力学问题研究[D];上海大学;2010年
7 李绍宏;高强韧冷作模具钢组织设计及组织控制研究[D];上海大学;2011年
8 祝凯;Mg处理冶炼工艺对船板钢母材和焊接热影响区影响的研究[D];复旦大学;2011年
9 姜勇;纳米TiO_2/磁性活性炭光催化剂制备与性能研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
10 唐萍;连铸结晶器内渣膜结晶动力学及渣膜结构研究[D];重庆大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋勇;Al-Ti-C-RE细化剂的制备及其细化行为研究[D];郑州大学;2010年
2 刘传宝;液态金属电阻率快速检测方法及装置的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
3 刘钢;萍钢45#钢生产工艺优化研究[D];江西理工大学;2010年
4 谢世义;碳含量软测量技术及副枪液位检测系统的研究[D];长春工业大学;2010年
5 吕熠栋;氩氧精炼铁合金的喷溅预报系统的研究[D];长春工业大学;2010年
6 徐浯;304H不锈钢蒸汽接管失效分析及改进措施[D];华东理工大学;2011年
7 宋建新;可控氧流还原技术相关基础研究[D];武汉科技大学;2010年
8 宋巍;喷吹还原渣中铜机理及流场数值模拟初步研究[D];昆明理工大学;2008年
9 张炜;帘线钢的塑性夹杂物热力学计算[D];昆明理工大学;2008年
10 俞飞;00Cr25Ni7Mo4N(RE)控氮工艺及热塑性研究[D];昆明理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 巴钧涛;文光华;唐萍;赵艳红;迟景灏;职建军;徐国栋;;宽厚板包晶钢的保护渣[J];北京科技大学学报;2009年06期
2 王欢;唐萍;文光华;于雄;;含铝TRIP钢结晶器保护渣黏度特性[J];北京科技大学学报;2010年06期
3 于雄;文光华;唐萍;王欢;;B_2O_3对高铝钢连铸保护渣理化性能的影响[J];重庆大学学报;2011年01期
4 朱果灵;张贺林;席常锁;单玲珍;;薄板坯连铸用特殊保护渣的研制[J];钢铁;1993年08期
5 赵和明;王新华;张炯明;;影响高速浇铸亚包晶钢表面质量的因素研究[J];钢铁;2006年06期
6 曾建华,陈天明,赵启成,张均祥,肖明富;连铸低合金钢用保护渣的研制与应用[J];钢铁钒钛;2000年04期
7 万恩同;;稀土处理钢连铸结晶器保护渣的研制[J];钢铁研究;1993年05期
8 王建新;;小方坯连铸机结晶器平均热流影响因素的分析[J];钢铁研究;2008年02期
9 杨波;唐萍;文光华;朱辛白;于雄;;结晶器保护渣渣膜结构的模拟研究[J];过程工程学报;2011年02期
10 高泽平;合金钢的方坯连铸技术[J];湖南冶金;2001年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 谢兵;连铸结晶器保护渣相关基础理论的研究及其应用实践[D];重庆大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 杨波;结晶器保护渣渣膜传热表征方法及传热性能研究[D];重庆大学;2011年
2 巴钧涛;连铸结晶器内渣膜水平传热模拟研究[D];重庆大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王健,关勇,郭惠久;连铸保护渣技术的发展和应用[J];鞍钢技术;2004年02期
2 蔡开科;连铸坯表面裂纹的控制[J];鞍钢技术;2004年03期
3 孙文山,宋爱英,丁桂荣,罗铭蔚;残铝在35CrNi3MoV钢中的作用[J];兵工学报;1996年03期
4 周国治,陈晓怡,蔡文娟,花桂泰,白富荣;结晶器中连铸保护渣的润滑与选择[J];北京科技大学学报;1990年06期
5 朱立光,王硕明,金山同;连铸结晶器内保护渣渣膜状态的数学模拟[J];北京科技大学学报;1999年01期
6 荆德君,蔡开科;连铸结晶器内铸坯温度场和应力场耦合过程数值模拟[J];北京科技大学学报;2000年05期
7 舒俊,金山同,张丽,曹卫文,宋任波,王向光;连铸结晶器保护渣结晶温度[J];北京科技大学学报;2000年06期
8 舒俊,金山同,张丽,曹卫文,宋任波,王向光;冷却速率对连铸保护渣结晶性能的影响[J];北京科技大学学报;2001年05期
9 成泽伟,陈伟庆,李联生,于平,姚家华;保护渣性能对结晶器内传热的影响[J];北京科技大学学报;2003年06期
10 ;Viscosity estimation for slags containing calcium fluoride[J];Journal of University of Science and Technology Beijing(English Edition);2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 何生平;谢兵;王谦;王雨;吴国荣;;无氟连铸保护渣组成和熔点的关系研究[A];中国金属学会2003中国钢铁年会论文集(3)[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 谢兵;连铸结晶器保护渣相关基础理论的研究及其应用实践[D];重庆大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭宝利;韩蓓莲;许玉贞;;保护渣熔点测定仪的组装与测试[J];特殊钢;1983年05期
2 周克新;;使用微碳保护渣解决钢材表面增碳问题[J];河北冶金;1991年02期
3 李博知,潘远望,曾节胜;高速连铸用保护渣技术[J];中国冶金;2003年10期
4 王德永,刘承军,史培阳,姜茂发;稀土氧化物对连铸保护渣结晶温度的影响[J];钢铁研究学报;2004年05期
5 张正祥,王毅驹;连铸结晶器保护渣的应用试验[J];炼钢;1994年05期
6 焦志明;高拉速下铸坯的润滑[J];武汉工程职业技术学院学报;1998年01期
7 陈超,刘俊江,刘晓,蒋际欢;保护渣对Cs137结晶器钢水液面检测的影响[J];宝钢技术;1999年04期
8 高泽平,苏旺;结晶器保护渣对浸入式水口蚀损的影响[J];湖南冶金;2000年03期
9 伍成波,郑斌,王谦;连铸保护渣在结晶器中熔融行为的计算机仿真[J];重庆大学学报(自然科学版);2002年10期
10 李桂荣,王宏明,李敬生,袁国银;含B_2O_3无氟连铸保护渣物理性能的研究[J];特殊钢;2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨文改;干勇;陈栋梁;杜挺;;板坯连铸过程结晶器润滑行为的理论研究[A];1997中国钢铁年会论文集(下)[C];1997年
2 朱立光;王硕明;杨春政;刘杰;高永春;韩小华;;连铸系列保护渣性能优化与成分设计[A];第六届连续铸钢全国学术会议论文集[C];1999年
3 蔡得祥;张晨;朱祖民;;保护渣组分对冷却水酸度及氟离子浓度的影响[A];中国金属学会第一届青年学术年会论文集[C];2002年
4 武守防;徐德红;汤秀红;;结晶器保护渣流动性的研究[A];第七届(2009)中国钢铁年会论文集(上)[C];2009年
5 唐萍;颜广庭;刘宗权;;薄板坯连铸保护渣的研究[A];1997中国钢铁年会论文集(下)[C];1997年
6 何生平;谢兵;王谦;王雨;吴国荣;;无氟连铸保护渣组成和熔点的关系研究[A];中国金属学会2003中国钢铁年会论文集(3)[C];2003年
7 徐大鹏;白城;关世文;;HL1900型高速混合机的应用[A];2011全国不定形耐火材料学术会议论文集[C];2011年
8 杜恒科;董光军;;宽厚连铸板坯结晶器保护渣的应用[A];连铸保护渣与质量控制技术论文集[C];2009年
9 朱传运;姜茂发;崔宝金;罗时政;孙保庆;;结晶器保护渣黏度稳定性的实验研究及应用[A];中国金属学会2003中国钢铁年会论文集(3)[C];2003年
10 钟忆生;张家泉;潘辉;;保护渣对板坯连铸结晶器平均热流密度的影响[A];冶金研究中心2005年“冶金工程科学论坛”论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 梁毅 张丽君;鞍钢RAGL—6保护渣通过鉴定[N];中国冶金报;2003年
2 百木牛;保护渣自动加料前景广阔[N];中国冶金报;2003年
3 洛阳市科丰冶金新材料有限公司;保护渣为连铸生产保驾护航[N];中国冶金报;2006年
4 李博知;保护渣对减少连铸板坯裂纹的作用[N];中国冶金报;2009年
5 许宇清;鞍钢保护渣可替代进口[N];中国矿业报;2003年
6 夏杰生;高端保护渣为连铸护航[N];中国冶金报;2003年
7 百木牛;邯钢进口薄板坯连铸机保护渣实现国产化[N];中国冶金报;2006年
8 洛阳市科丰冶金新材料有限公司;保护渣为连铸生产保驾护航[N];中国冶金报;2006年
9 洛阳市科丰冶金新材料有限公司;保护渣为连铸生产保驾护航[N];中国冶金报;2007年
10 洛阳市科丰冶金新材料有限公司;保护渣为连铸生产保驾护航[N];中国冶金报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 谢兵;连铸结晶器保护渣相关基础理论的研究及其应用实践[D];重庆大学;2004年
2 张永杰;电磁软接触结晶器工业化关键问题研究[D];东北大学;2005年
3 马勇;连铸结晶器摩擦行为的检测方法及其特性研究[D];大连理工大学;2009年
4 韩爱军;机械化学法在超细复合粒子制备中的应用研究[D];南京理工大学;2002年
5 孙洁;连铸板坯裂纹预测预报系统的研究[D];中国矿业大学(北京);2008年
6 王旭东;连铸结晶器热、力在线检测技术及其应用基础研究[D];大连理工大学;2008年
7 王军;中薄板坯连铸钢液纯净度控制理论工艺与应用研究[D];东北大学;2008年
8 陈志平;非稳态浇铸条件下连铸板坯质量控制研究[D];东北大学;2008年
9 曹娜;高拉速板坯连铸结晶器内钢/渣界面行为的数值仿真[D];东北大学;2008年
10 雷作胜;连铸坯表面振痕形成机理及其电磁控制技术[D];上海大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曾建华;高碳钢大方坯连铸用保护渣的研究[D];重庆大学;2003年
2 向嵩;基于神经网络的多组分保护渣高温物理性能预测模型研究[D];重庆大学;2003年
3 杨利敏;连铸圆坯保护渣传热计算及可视化研究[D];大连理工大学;2005年
4 蔡娥;保护渣物化性能对铸坯与结晶器间摩擦力影响的研究[D];重庆大学;2004年
5 杨浩;35K冷镦钢表层组织异常行为控制研究[D];重庆大学;2010年
6 漆鑫;南钢方坯表面质量研究[D];重庆大学;2004年
7 段大福;攀钢板坯高速连铸保护渣的研究[D];重庆大学;2005年
8 肖洪波;圆坯连铸结晶器保护渣传热及其相关问题研究[D];大连理工大学;2006年
9 雷云;过渡族金属氧化物对连铸保护渣结晶动力学的影响研究[D];重庆大学;2009年
10 田雨;电渣熔铸高电阻钛保护渣设计及钢中钛的烧损[D];机械科学研究总院;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026