含钛不锈钢连铸保护渣的研究

连铸保护渣作为结晶器与铸坯之间相互作用的介质,对含钛不锈钢的的连铸工艺顺行和铸坯质量改善影响显著.针对含钛不锈钢连铸过程中出现的冷皮问题,通过分析连铸结晶器内渣-金界面反应,钛化物在连铸保护渣中的溶解吸收行为,及其对于连铸保护渣理化性能和冶金性能的影响作用,探讨了含钛不锈钢连铸保护渣的主要研究方向.     

不同温度条件下连铸保护渣结晶性能的研究

实验采用热丝法熔化结晶性能测定仪对连铸保护渣的结晶性能进行了研究。结果表明:不同的实验温度条件下,连铸保护渣的结晶化率和结晶时间相差很大。在实验条件下,实验温度为1 000,1 200℃时,连铸保护渣的结晶化率均达到100%,但结晶时间随着实验温度的上升而减少,分别为262,99 s。实验温度为1 300℃时,连铸保护渣没有发现晶体析出。     

不同温度条件下连铸保护渣矿相结构的研究

采用矿相显微镜及XRD研究了不同温度条件下连铸保护渣矿相结构的变化。结果表明,在本实验条件下的降温和升温过程中,连铸保护渣的结晶化率均随实验温度的升高而下降,结晶矿相主要为枪晶石、硅灰石、黄长石。枪晶石在1000 ℃和1200 ℃时结晶能力最强,1300 ℃时无枪晶石析出。硅灰石只在1000 ℃时析出,晶体发育程度很高。黄长石晶体在1300 ℃时发育良好且光学性质明显,1000 ℃和1200 ℃时生长缓慢,为细小的颗粒状雏晶。在相同的实验温度条件下,连铸保护渣在升温过程中结晶化率高、晶体细小、结构致密,降温过程中其晶体发育程度良好、晶体粗大     

TiO2对连铸保护渣结晶性能的影响

采用热丝法结晶性能测定仪及XRD,研究了不同冷却速率条件下TiO2对连铸保护渣结晶性能的影响。结果表明：在相同冷却速率条件下,随着TiO2加入量的增加,连铸保护渣的结晶温度和结晶化率随之增大。TiO2加入量（质量分数）为15％和20％条件下,连铸保护渣的结晶化率在不同冷却速率下都接近100％。添加少量的TiO2可以降低连铸保护渣的结晶温度和结晶化率。确定了TiO2加入量（质量分数）为20％时连铸保护渣析出晶体的种类。     

连铸结晶器保护渣结晶性能的研究

实验研究了结晶器保护渣(％:37CaO、2MgO、40SiO₂、5Al₂O₃、5Na₂O、11CaF₂)在1 300-1 000℃的结晶过程和性能。结果表明,冷却速率≤2℃／s时,该渣的结晶化率达100％。在冷却速率0．1℃／s时,保护渣首先析出树枝状晶体,然后以片状晶体形态析出,直到结晶终止。通过X-射线衍射分析,得出析出的晶体主要有枪晶石(Ca₄Si₂O₇F₂)镁黄长石(Ca₂MgSi₂O₇)、硅灰石(CaSiO₃)及镁铝尖晶石(Al₂MgO₄)。     

含二氧化钛连铸保护渣的黏性特征

采用旋转黏度计并借助岩相分析系统探讨了二氧化钛(TiO2)对不锈钢连铸保护渣(mold fluxes,MF)黏性特征影响的作用机制.研究表明:随着TiO2加入量的增加,MF的黏度和凝固温度(θs)先逐渐减小而后迅速增大.在实验条件下,当TiO2加入量(质量分数,下同)为10%时,MF的黏度(1 300℃)和θs达到最小值,分别为0.30Pa·s和1 198℃.当TiO2加入量较小时,TiO2作为网络抑制体可以降低MF的黏度.当TiO2加入量较大时,TiO2促进钙钛矿晶体的析出,使MF的表观黏度增加.TiO2可以抑制MF中枪晶石和硅灰石的生长,促进黄长石和钙钛矿的析出.在实验条件下、1 350℃时,MF的TiO2溶解度大于20%.     

连铸保护渣配碳模式的研究

采用熔点熔速测定仪研究了连铸保护渣的熔化特性,最终得到连铸保护渣的配碳模式.结果表明:连铸保护渣的熔化过程由碳质材料控制熔化阶段和渣系成分控制熔化阶段两部分组成.保证连铸保护渣符合熔化性能的要求,确定最终的配碳模式需同时考察连铸保护渣的熔化曲线斜率和熔化时间.     

20Mn23AlV钢用低反应性连铸保护渣的开发

20Mn23AlV高锰无磁钢的高铝含量导致连铸过程中钢水与连铸保护渣的剧烈反应,连铸坯产生大量裂纹缺陷,影响其连铸正常生产。为提高铸坯质量,保证20Mn23AlV高锰钢连铸生产顺行,本研究对现场生产20Mn23AlV的连铸工艺和采用的连铸保护渣进行了系统的研究和分析。通过实验室的感应加热炉进行渣-金反应试验,并结合化学分析和扫描电镜等方法研究开发出20Mn23AlV低反应性连铸保护渣,并采用工业试验证明采用低反应性连铸保护渣可以消除连铸坯表面裂纹缺陷,20Mn23AlV高锰钢铸坯修磨量可由8%降低至1%。     

09CuPTiRE钢凝固过程中稀土与钛的相互作用

以09CuPTiRE钢为研究对象,建立钢液凝固过程中溶质偏析和夹杂物析出的耦合热力学模型.利用该模型,研究分析了09CuPTiRE钢凝固过程中稀土与钛的相互作用,得到以下结论:稀土能抑制09CuPTiRE钢中Ti3O5夹杂的析出,当RE含量为0.0045％时,Ti3O5夹杂完全消失;微量稀土有利于09CuPTiRE钢中TiN的析出,随着稀土加入量的增加,对TiN的析出起到抑制作用;钛能抑制09CuPTiRE钢中REN的析出,从而影响凝固过程中RES的析出行为.     

添加轻烧氧化镁及氧化铝微粉对镁铝尖晶石轻质耐火材料烧结性能的影响

分别考察了添加轻烧氧化镁及氧化铝微粉对一步煅烧法制备的镁铝尖晶石轻质耐火材料烧结性能的影响。研究结果表明,添加轻烧氧化镁及氧化铝微粉对镁铝尖晶石的烧结具有明显的促进作用。与添加氧化铝微粉的试样相比,添加轻烧氧化镁的试样其理化性能指标更为优良。