连铸保护渣的熔化温度、凝固温度和结晶温度研究

采用CaO-SiO2-Na2O-CaF2-Al2O3-MgO渣系,通过测定熔渣的熔化温度、凝固温度和结晶温度,研究连铸保护渣的熔化温度凝固温度和结晶温度与化学成分之间的关系。熔化温度高于凝固温度和结晶温度。凝固温度和结晶温度之间的关系与连铸保护的玻璃性能有关。     

高拉速连铸保护渣的理化性能研究

高拉速连铸工艺要求连铸保护渣的溶化温度应适当降低，熔化速度应适当增大、粘度适当减小、凝固温度应适当降低、Al2O3吸收速率应适当增大。连铸保护渣的理化性能可以通过调整基料渣系的化学成分和骨架粒子的类型和含量而改变。利用溶化温度、凝固温度、粘度、Al2O3吸收速率与化学成分之间的关系，可以预测连铸保护渣的溶化性能、粘性特征和夹杂物吸收能力。     

亚包晶钢板坯连铸保护渣凝固结晶行为的研究

对≤1.3 m/min常规拉速(TCaO/SiO₂=1.19)和≥1.5 m/min高拉速(TCaO/SiO₂=1.40)0.07～0.10C亚包晶钢板坯用两种保护渣(%:2.54～3.0Al₂O₃、7.34～8.35Na₂O、8.83～8.87F、0.79～3.00Li₂O)降温凝固过程中结晶特性以及结晶对熔渣粘度的影响进行了研究,得出高拉速保护渣在凝固之前有明显的结晶行为,结晶矿相主要为枪晶石(3CaO·2SiO2·CaF₂);常规拉速保护渣在凝固温度以上时,没有明显的结晶现象。与常规拉速保护渣相比,高拉速保护渣完全凝固后晶粒粗大,组织中有大量空隙,有利于增加渣膜热阻,减缓结晶器传热。TCaO/SiO₂=1.40保护渣在结晶温度以上时,具有较低的粘度,有利于结晶器润滑;结晶温度以下时,粘度迅速增加,有利于增加固渣膜厚度,减缓结晶器传热。     

粒化钢渣相变传热过程数值模拟

通过建立球形熔渣凝固过程的物理和数学模型,利用现代CFD设计软件FLUENT对不同粒径渣粒的凝固过程进行了数值模拟,得到了凝固过程中渣粒和周围气体的温度场,从而确定了渣粒完全凝固的时间,为熔渣粒化和余热回收设备的设计提供了理论基础。结果表明:渣粒初始温度1 823 K,渣粒直径为1~3 mm,冷却气体温度为373 K,冷却气体流速为1~20 m/s时,液态钢渣相变过程在2 s内释放出80%以上的热量。说明在氮气冷却条件下,只要保证一定的冷却时间,即可保证钢渣余热回收。     

钛渣连续熔炼渣铁界层凝固机理及控制探讨

探讨了高功率全密闭直流电炉连续熔炼钛渣过程中渣铁界层的凝固机理及控制措施。分析表明,渣铁界层钛渣中夹杂有少量金属铁,且越接近界面铁量越大,渣铁温差、界层钛渣TiO2还原程度较高等是造成界层易于凝固的重要原因;通过调整渣层厚度、熔炼温度、还原程度等可对凝固范围进行有效控制。     

结晶器保护渣工艺性能的控制

1　前　言目前已有文献注重正在凝固的液态渣的性能。结晶器保护渣熔化行为的传统数据 (即软化温度、熔化温度和流动温度 )似乎应该用凝固温度的实测值和液态渣的结晶趋势来代替。这些特性是控制铸坯坯壳和结晶器壁之间润滑及传热的重要参数。因此 ,在钢种和操作参数方面 ,最佳的保护渣凝固温度和渣膜中结晶相的数据是开发或选择合适的结晶器保护渣的基本步骤。　　2　结晶器保护渣的物化特性和工艺性能　　结晶器保护渣的物化特性对如下两个基本过程产生很大影响 ,从而对工艺特点产生很大作用。这两个基本过程是 :( 1 )对初生坯壳的润滑 ;(…     

不锈钢1Cr17板坯连铸过程中保护渣液渣层及渣膜的研究

在板坯连铸过程中取不锈钢1Cr17保护渣的液渣和渣膜试样,研究液渣成分和性能的变化,以及渣膜的性质。保护渣的主要成分（％）为：35．46Ca0、32．84SiO2、7．87Al2O3、3．04MnO、8,48Na2O、7．13F、2．6C。结果表明,开浇后液渣中Al2O3、Cr2O3含量有一定增加,碱度稍有降低,但10min后趋于稳定;液渣熔化温度和粘度相对于原始渣均有不同程度增加,凝固温度变化较小;保护渣变化后的熔化温度仍处于合理范围内,粘度值最多增加了0．08Pa·s;保护渣渣膜由结晶层和玻璃层组成,渣膜结晶率约为71％,结晶矿相主要是枪晶石和少量霞石。     

CaO-Al2O3基低反应性保护渣熔化及流动特性的成分控制区域研究

摘要：传统CaO-SiO2系保护渣在浇铸高锰高铝钢时,渣中SiO2易被钢中Al还原,造成保护渣成分改变和性能恶化,危害铸坯表面质量和连铸过程顺行。为了抑制钢 渣反应,旨在减少渣中氧化性组分的低反应性,CaO-Al2O3基渣系是重要选择方向。在评估高锰高铝钢凝固特性和传统反应性保护渣基础上,提出了低反应性保护渣基本性能要求,并采用单纯形法设计了CaO-Al2O3基保护渣系的试样组成。通过测试实验渣样的熔化特性和流动特性,获得了5组低反应性连铸保护渣熔化流动特性的成分控制区域。典型区域基本性能为：熔化温度（半球点温度）900～1100℃,1300℃的黏度0.1～0.2Pa·s,转折温度900～1150℃。     

气淬高炉熔渣冷却凝固相变特性仿真

为了探究实际喷吹参数对渣珠内部凝固换热过程产生的影响,研究了不同喷吹速率和渣珠粒径参数下、高炉渣珠落到冷渣器时、渣珠内部温度场及固液相变规律,获得了不同气淬参数对高炉渣气淬渣珠冷却过程中换热情况的影响。结果表明,气淬高炉熔渣能够加快渣珠表层凝固形成固态渣壳,但是整个凝固过程并不均匀。随着喷吹速率的增大,渣珠凝固速度增快,渣壳形成时间缩短;粒径越小,渣珠换热速度越快,发生完全凝固时间越短。1 723 K出渣温度、350 m/s喷吹速率、粒径3 mm渣珠落入冷渣器时能够获得最快凝固速率,形成完整渣壳,同时节约能耗。     

不同渣型缓冷制度下铜渣的热场仿真与分析

为了明晰不同渣型缓冷制度下铜渣温度分布,以ANSYS有限元软件为基础,建立3D模型,对其进行热场仿真研究,得出闪速炉和转炉铜渣缓冷制度下温度分布。结果表明,闪速炉和转炉铜渣前期温度下降比较缓慢,此后温度下降速度增加,在水冷前2 h内温度下降速度达到最大,随后下降速度减缓。在初期0 h时,渣包温差达到851.51 ℃,此时渣包承受热应力最大,影响渣包使用寿命,需对渣包进行预热处理。在冷却水缓冷初期2 h内,铜渣温度下降速度快,为了使含铜颗粒充分聚集,需减缓降温速度。在冷却水缓冷2~50 h阶段,铜渣已经凝固,应增加降温速度,减小渣缓冷时间,节约生产成本。     

CaO-SiO2-Na2O-CaF2-Al2O3-MgO渣系的结晶温度

通过差热分析仪测定了CaO-SiO2—Na2O-CaF2—Al2O3—MgO系连铸结晶器保护渣的结晶温度。在本实验渣系条件下，连铸保护渣的结晶温度随着渣中CaO／SiO2值、Na2CO3含量、CaF2含量和MgO含量的增加而升高，随着渣中Al2O3含量的增加而降低。化学成分通过改变粘度，来影响晶核形成速度和晶体成长速度，从而决定了连铸保护渣的结晶性能。结晶温度随着保护渣粘度的降低而升高。     

CaF2基渣的结晶温度及其预测模型

利用(STA)449cJup5ter同步热分析仪,根据ANF-6渣应用过程演化而成的CaF2-CaO-Al2O3-SiO2-MgO 渣系的成分变化设定的成分范围,建立二次回归正交设计模型,研究CaF2基渣系结晶温度与CaO、SiO2、MgO、Al2O3和CaF2含量之间的关系,进而通过建立非线性规划模型,对电渣的结晶性...     

CaF2渣系与成分变化的试验研究

 采用CaF2—CaO—Al2O3—SiO2—MgO渣系,通过测定渣池的失重量,建立二次回归正交设计模型,借此研究了含氟化钙熔渣的失重率与CaF2含量的关系以及渣系中其它氧化物对渣池失重的影响。研究发现：渣系中氧化物与氟化物反应造成了熔渣的失重,而且在相同的实验条件下,干燥的SiO2、Al2O3和MgO均可提高氟化钙渣系的失重率,但随着CaO含量的增加,熔渣的失重率降低。另外,渣池温度、氧化物组元在熔渣中的活度对渣系的失重都有影响。     

连铸保护渣组分对粘度的影响

根据合金钢连铸保护渣多组分组成特点,设计了CaO-SiO2-Na2O-CaF2-Al2O3-MgO-MnO-BaO渣系,研究了该渣系组成与粘度的关系。研究结果表明,该渣系保护渣的粘度在CaO/SiO2=0.6~1.1、CaF2=5%~15%、Na2O=2%~10%、MgO=0~5%、MnO=0~5%、BaO=0~7%范围内随着含量增加而降低;在MgO=5%~8%、MnO=5%~8%、BaO=7%~12%范围内,连铸保护渣的粘度基本不变。通过研究还得出了粘度与组分之间的回归方程,对连铸保护渣的设计具有积极的指导意义。     

CaF2-SiO2-Al2O3-CaO-MgO五元渣系黏度的试验研究

为了研究含氟渣系成分变化对黏度的影响,根据五因素二次正交旋转回归法设计渣系配方,使用RTW-10熔渣物性测定仪,采用旋转柱体法,在1 600～1 300℃降温过程中对CaF2-SiO2-Al2O3-CaO-MgO渣系的黏度进行连续测定;建立了1 600℃下五元含氟渣系黏度的回归模型,研究了各组元对熔渣黏度的影响.结果表明:当CaF2的含量(质量分数,下同)在10％～70％时,随CaF2含量增加,黏度减小,随SiO2、Al2O3和MgO含量增加,黏度增大,CaO易受其他组元的作用而对黏度产生不同影响;在w(SiO2)=10％、w(MgO) =10％和w(CaF2)=50％时,随w(CaO)增加,黏度先增大后减小,w(CaO)=10％时黏度最大.在w(Al2 O3) =20％、w(MgO)=10％和w(CaF2)=50％时,随着w(CaO)增加,当w(SiO2)＜20％时,黏度先增大后减小;当w(SiO2)＞20％时,黏度持续减小.     

CaF2-SiO2-Al2O3-CaO-MgO五元渣系的电导率

 为了系统研究五元含氟渣系各组元对熔渣电导率的影响,根据5因素2次正交旋转回归法设计渣系,使用RTW-10熔渣物性测定仪,采用交流4探针法,测定了1600℃下各渣系的电导率;研究了各组元对含氟渣系电导率的影响。结果表明：当CaF2的含量(质量分数,下同)在10%~75%时,随着Al2O3和SiO2含量的增加电导率逐渐减小,而随着CaF2、MgO和CaO含量的增加电导率逐渐增大;在w(Al2O3)=20%、w(MgO)=10%和w(CaF2)=50%时,当w(CaO)小于7%,随着w(SiO2)的递增电导率逐渐减小,而当w(CaO)大于7%时,随着w(SiO2)的递增电导率逐渐增大;在w(SiO2)=10%、w(MgO)=10%和w(CaF2)=50%时,当w(Al2O3)小于11%时,随着w(CaO)的递增电导率逐渐减小,当w(Al2O3)大于11%,随着w(CaO)的递增电导率逐渐增大。     

LF埋弧泡沫渣实验研究

测定了碱度从２．６到３．４的精炼渣系的炉渣发泡性能,得到了具有较好发泡性能的精炼渣系,并通过离差分析方法,得出了炉渣组成对炉渣泡沫化程度的影响顺序为：ＣａＦ２→ＭｇＯ→Ａｌ２Ｏ３→Ｂ（ＣａＯ／ＳｉＯ２）。     

Mechanism of Slag Composition Change During Electroslag Remelting Process

 The mass loss rate of CaF2-CaO-Al2O3-SiO2-MgO slag system originated from ANF-6 was studied with CaF2, CaO, Al2O3, SiO2 or MgO content as variables. The method of quadratic regression orthogonal design was used for the design and analysis of the experiment. The experimental results indicated that mass loss rate of slag can be increased by 6% with CaF2 changing from 50% to 65%. Mass loss increases with SiO2, Al2O3 and MgO adding and decreases with CaO content increasing. Because of the reaction between oxide and fluoride in the slag pool, apparent mass loss of CaF2-Al2O3-CaO-SiO2-MgO slag system appears at melting point. This will cause obvious composition change of electroslag. In addition, the segregation occurs in the slag skin forming process. This is another reason causing the composition change of electroslag.     

钢液深脱硫精炼工艺的研究

通过以高温钼丝炉上测定硫在钢液与BaO-CaO-MgO-Al2O3-SiO2渣系之间的平衡分配,结果表明：在常用脱硫精炼渣系CaO-MgO-Al2O3-SiO2中加入BaO能显著提高渣的硫容量。并进一步在感应炉上进行了钢液深脱硫精炼工艺的实验,得出：含BaO脱硫粉剂比传统的CaO-CaF2脱硫剂具有更强的脱硫能力。     

电渣重熔用五元高氟渣高温挥发机制

 为探究高温过程电渣组元挥发机理,以电渣重熔用高氟渣CaF2 CaO SiO2 Al2O3 MgO五元渣系为基础研究炉渣高温挥发机制,通过FactSage理论计算、热重及高温质谱检测,结合1 000～1 500 ℃高温焙烧试验以及XRF检测与SEM物相观察,对炉渣加热过程成分及物相变化进行了研究。结果表明,温度为550～800 ℃时,CaF2与SiO2反应生成SiF4气体;温度为800～1 200 ℃时,CaF2与MgO反应生成MgF2气体,同时与少量Al2O3反应生成AlF3气体;温度为1 200～1 500 ℃时,挥发分主要为CaF2及少量AlF3。在高温区(1 000～1 400 ℃),晶体主要为二铝酸钙和和少量枪晶石;当温度达到1 500 ℃,晶体主要为枪晶石结构,为探究高温过程电渣组元挥发机理以及电渣制备工艺的优化提供参考。