结晶器保护渣的润滑与传热控制功能剖析

对保护渣渣膜在润滑与控制传热两个方面的功能发挥进行了剖析,如黏-温曲线、转折温度,渣膜结晶状态和析出相进行了研究,并指出渣膜的转折温度、结晶率对润滑功能发挥起主要作用;而渣膜的闭孔率、表面粗糙度、枪晶石比例对控制传热功能具有关键性的影响。同时,对3种典型保护渣的渣膜凝固特性进行了研究,讨论了与钢种特性和连铸工艺相适应的保护渣基本性能参数,如碱度、熔点、黏度、转折温度、烧结性能、渣膜中气体等对发挥润滑与控制传热两个功能的影响。提出了保护渣管理方面需要重点控制的内容,如保护渣全水含量高低,生产过程中更换不同性能保护渣对传热与润滑的持续影响,液渣池深度的合理值等。     

碱度对无氟渣渣膜传热、结晶性能及结晶矿相的影响

采用自制的结晶器模拟装置,研究了不同碱度无氟渣的传热情况,同时获得了实验条件下的凝固渣膜,并运用差热分析及X射线衍射等分析手段,研究了不同碱度无氟渣的结晶性能和结晶矿相.结果表明,在浸入渣液的前30 s内碱度变化对元氟渣渣膜传热的影响较为显著,随碱度增加,热流密度先升后降,在碱度为1.3时,达到峰值;析出的主要结晶矿物为硅硼酸钙或硼硅酸钙,碱度变化对析出矿物的种类没有太大影响;在等渣膜厚度的情况下,结晶质渣膜比玻璃质渣膜的传热要缓慢.     

高铝TRIP钢连铸过程中保护渣中Al2O3含量的变化对渣膜传热的影响

高Al含量TRIP钢在连铸过程中钢液中的[Al]易与保护渣中的SiO2发生反应,使保护渣中Al2O3含量从3%快速增加至30%左右,导致保护渣的传热性能发生改变,影响连铸坯的质量和连铸工艺操作.利用结晶器保护渣渣膜热流模拟仪研究Al2O3含量对Al-TRIP钢保护渣传热的影响,并利用扫描电镜、X射线衍射仪分析渣膜的结晶相.结果表明:当Al2O3含量从3%增加到20%时,保护渣的热流密度显著降低;当保护渣的Al2O3含量从20%增加到30%时,保护渣的热流密度先增加后减少;随w(Al2O3)/w(SiO2)比值的增大热流密度逐渐降低,并且在本实验条件下保护渣中会析出CaF2晶体.     

Q345B钢保护渣显微结构及矿相组成研究

保护渣科学应用是高效化连铸的关键技术,连铸保护渣的重要功能是液渣的润滑和结晶层的传热作用,这些关键作用主要取决于显微结构和矿相组成。然而,Q345B钢连铸保护渣的显微结构及矿相组成国内外相关报道较少,本次研究以实际生产过程中连铸结晶器内坯壳上残留的保护渣渣膜为研究对象,通过岩石学和分析软件相结合的方法开展了研究,取得以下认识：（1） 渣膜结构从铸坯表面至结晶器内壁包括结晶层、玻璃层、结晶层和玻璃层4层结构,渣膜厚度分布在0.15～5.00 mm之间,结晶层厚度分布在0.1～1.5 mm之间。（2） 渣膜结晶矿相由黄长石、枪晶石和硅灰石组成,同时具有分带性和流动构造,靠近结晶器内壁析出的枪晶石和硅灰石具有晶体成核速率高和成长慢的特点,而分离析晶形成的黄长石晶体发育较粗,黄长石晶体体积的变大可能导致晶内裂缝增多,是导热率下降的主要原因。本次研究有助于改善保护渣成分,提高保护渣的润滑和传热性能,控制铸坯质量,具有一定的理论意义和实际运用价值。     

结晶器保护渣渣膜结晶矿相及其影响因素

综述了结晶器保护渣渣膜结晶矿相的种类、形态及钢种对矿相的要求,分析了保护渣中各成分、碱度对渣膜结晶矿相的影响,并讨论了冷却速率对结晶度、晶体尺寸的影响.     

裂纹敏感性钢种连铸结晶器保护渣的研究现状

针对裂纹敏感性钢种的凝固特点,论述了裂纹敏感性钢种连铸用保护渣控制传热性能、熔化性与铺展性、润滑铸坯的能力以及吸收夹杂的能力等性能要求;总结了裂纹敏感性钢种连铸用保护渣的渣膜传热机理、结晶性能以及渣膜结构方面的研究现状;并探讨了裂纹敏感性钢种连铸用保护渣研究的发展方向.     

稳态导热下连铸保护渣固态渣膜有效导热系数的研究

现有关于连铸保护渣导热系数的测量方法主要有瞬时热线法和激光脉冲法两种,而实际连铸生产过程中既有传导传热也有辐射传热,导热系数无法评价坯壳向结晶器的综合传热,需要用有效导热系数来计算通过渣膜的综合传热。通过热流模拟仪及激光共聚焦显微镜对固态渣膜的有效导热系数进行了研究。结果表明:随着碱度从1.1增加到1.4,连铸保护渣的结晶性能增强,固态渣膜表面粗糙度逐渐增大,拟合得到的有效导热系数从1.20 W/(m·K)增大到2.46W/(m·K)。     

保护渣固态渣膜传导及辐射耦合传热特性研究

保护渣固态渣膜传热特性包括传导传热和辐射传热两种,固态渣膜传热特性会对铸坯表面质量产生重要影响。提出了一种能够描述多层介质中多次反射的数学模型并计算了通过渣膜的辐射传热量。基于能量守恒方程建立了一维稳态下的传导与辐射的耦合传热模型。根据计算所得的温度分布及辐射传热量讨论了影响保护渣综合传热的因素。计算结果表明：（1）通过固态渣膜的辐射传热量随着[T2/(1-R)]的增加而逐渐增加;（2）固态渣膜反射率一定时,固态渣膜的吸收率越大,渣膜温度随距离的变化偏离线性关系越明显,靠近结晶器侧渣膜的温度随着固态渣膜反射率的增加而降低;（3）通过渣膜的辐射传热量在综合传热中所占的比例在10%～50%之间。由于辐射传热量降低的同时传导传热量在综合传热中所占的比例可能会升高,因此改变固态渣膜的光学性质并不一定能降低通过渣膜的综合传热量。     

碱度对含钴包晶钢保护渣传热性能的影响

使用热流密度低的缓冷型保护渣可缓解包晶钢浇铸过程中因包晶相变导致的表面纵裂纹产生。添加新型助熔剂氧化钴到包晶钢保护渣中,发现保护渣的热流密度下降,且热流密度最低加入量为2%。碱度也是影响保护渣传热性能的重要因素,通过改变含钴保护渣的碱度,研究碱度对含钴保护渣传热性能的影响,发现碱度越高越有利于降低保护渣传热性能,并且碱度也是通过改变含钴包晶钢保护渣的结晶度来影响保护渣的传热性能的。     

连铸保护渣膜的晶体结构分析

通过对渣膜结构的分析,得出结晶器壁与凝固坯壳问的保护渣渣膜的厚度、层状结构与其离弯月面的距离有着密切的关系,对结构真实性并进行了理论分析。