CaO-Al_2O_3-CaF_2-SiO_2渣系的黏度

采用内旋转圆柱法测量了不同组成的CaO-Al2O3-CaF2-SiO2渣系的黏度,采用XRD分析技术对高温熔炼渣的物相进行分析,并计算了各渣样的黏流活化能.结果表明:当w(CaO)/w(Al2O3)一定,配渣中SiO2质量分数低于8%时,对渣样的高温黏度并没有明显的影响,在1 490℃以上时,熔渣黏度都低于0.5Pa.s;当SiO2质量分数增加到10%,渣样的高温黏度开始显著降低,温度高于1 440℃时,黏度值低于0.2Pa.s.随着SiO2含量的增加,熔渣的碱度逐渐降低,破坏了原来熔渣的大网状结构,熔渣的黏度明显降低.渣系的黏流活化能变化趋势与渣样的黏度值变化趋势一致.     

OaO—Al2O3-OaF2-SiO2渣系的黏度

采用内旋转圆柱法测量了不同组成的CaO-Al2O3-CaF2-SiO2渣系的黏度,采用XRD分析技术对高温熔炼渣的物相进行分析,并计算了各渣样的黏流活化能．结果表明：当叫（CaO）／w（Al2O3）一定,配渣中SiO2质量分数低于8％时,对渣样的高温黏度并没有明显的影响,在1490℃以上时,熔渣黏度都低于0．5Pa·s当SiO2质量分数增加到10％,渣样的高温黏度开始显著降低,温度高于1440℃时,黏度值低于0．2Pa·s．随着SiO2含量的增加,熔渣的碱度逐渐降低,破坏了原来熔渣的大网状结构,熔渣的黏度明显降低．渣系的黏流活化能变化趋势与渣样的黏度值变化趋势一致．     

结晶器保护渣结晶温度的影响因素

利用热丝法熔化温度测定仪研究了保护渣结晶温度的影响因素,得到各种成分对保护渣结晶温度的影响规律及影响程度·研究表明,随着碱度及渣中NaF和CaF2含量的增大,保护渣结晶温度逐渐升高;随着渣中Al2O3,MgO,Na2O,K2O,BaO,MnO,B2O3含量的增大,保护渣结晶温度逐渐降低;随着渣中Li2O含量的增大,保护渣结晶温度先降低,2%时结晶温度最低,而后逐渐升高·     

碱度和温度对结晶器保护渣表面张力的影响

根据结晶器保护渣组成与成分范围,在实验渣成分设计的基础上,采用静滴法,利用渣金界面性质测定仪测定了不同碱度实验渣在不同温度下的表面张力。结果表明,在实验渣成分范围内,随着温度的升高,熔渣表面张力呈线性逐渐降低,温度升高100℃,熔渣表面张力约可降低215 m N/m,且熔渣表面张力的降低主要取决于温度升高所导致的离子间作用力减弱。随着碱度的增加,熔渣表面张力逐渐升高,其变化趋势与熔体聚合程度降低的趋势相一致。     

连铸结晶器保护渣熔点影响因素的研究

以生产现场实际使用的连铸结晶器保护渣为研究对象,研究碱度、碱金属氧化物含量、Al2O3含量和F含量对保护渣熔点的影响.结果表明,保护渣熔点随Al2O3含量和碱度增大呈先略微降低后逐渐升高势态,随碱金属氧化物和F含量的增加呈先显著降低后趋于平缓趋势.     

低碳钢板坯连铸用无氟保护渣生成区域的研究

为了研究性能稳定的低碳钢板坯连铸用无氟保护渣,在测试传统的板坯连铸用高氟保护渣(F-≥3%)性能的基础上,采用单纯形法,设计了CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3-MgO-Li2O-TiO2-Na2O-MnO-B2O3渣系中满足保护渣组成条件的基本实验点.通过逐步固定各组分含量,将多维空间的渣系组成转化为二维平面网格.测试无氟渣样的熔点、黏度、转折温度、玻璃体比例及转折温度时的黏度,并作性能与组成关系的等值线图.通过比较高氟保护渣和无氟渣样性能,确定了碱度、熔点、黏度、转折温度较低,且凝固后呈玻璃体的低碳钢板坯连铸用无氟保护渣的三个生成区域,其中之一的典型成分的质量分数范围是:CaO31.2%,SiO236.8%,Al2O33%,Fe2O31%,MgO2%,Li2O2%,TiO26%,Na2O7%～12%,MnO3%～8%,B2O30～3%.     

含铝TRIP钢结晶器保护渣黏度特性

含铝TRIP钢钢液中Al易与结晶器保护渣中的SiO2发生氧化-还原反应,使其保护渣中Al2O3的质量分数由3%快速增加到30%左右,w(Al2O3)/w(SiO2)由0.10增加到1.44,导致黏度发生大的波动. 研究了Al2O3含量和w(Al2O3)/w(SiO2)对含铝TRIP钢保护渣黏度的影响,建立了高Al2O3含量保护渣系黏度的计算模型. 结果表明:随着Al2O3质量分数由3%增加到17%,综合碱度R＜1的保护渣黏度先增大再减小,而R≥1的保护渣黏度变化较小;随着Al2O3质量分数由17%增加到30%,保护渣的黏度快速增大;随着w(Al2O3)/w(SiO2)的增大,Al-TRIP钢保护渣的黏度呈现先快速减小而后迅速增大的趋势.     

超低碳钢新型连铸保护渣的开发

采用BN替代碳质材料 ,作为连铸保护渣的骨架粒子 ,研究开发出一种新型的超低碳钢连铸保护渣·新型连铸保护渣在绝热保温性能、熔化特性、粘性特征、夹杂物吸收能力和结晶性能等方面与传统连铸保护渣十分接近·新型连铸保护渣 ,可以彻底解决超低碳钢结晶器内钢液增碳和铸坯表面渗碳问题 ,而且不会发生超低碳钢结晶器内钢液增硼和铸坯表面渗硼问题·新型骨架粒子BN可以使连铸保护渣JRBW增大、熔化速度降低、粘度减小、Al2 O3 吸收速率增大、熔化温度降低、凝固温度降低、结晶温度降低     

连铸保护渣吸附Al_2O_3夹杂能力的研究

研究了保护渣吸附不同质量分数Al2O3夹杂对其熔化温度、黏度、表面张力和结晶性能的影响.实验结果表明,保护渣吸附Al2O3夹杂后,熔化温度上升,黏度增加,表面张力有下降的趋势;当碱度在0.85～1.17时,保护渣吸附夹杂后熔化温度和黏度变化幅度不大,具有较好的吸附能力;碱度在0.92～1.07时,保护渣表面张力的变化较小,有利于夹杂物的吸附,是保护渣吸附夹杂物的适宜碱度范围;随Al2O3夹杂的增加,渣中枪晶石和硅灰石数量减少.     

B2O3对高铝钢连铸保护渣理化性能的影响

高铝钢连铸过程中,为了避免或减轻钢液中Al与保护渣中SiO2发生反应,设计了低SiO2、高Al2O3含量的高铝钢连铸保护渣,通过添加适量的酸性氧化物B2O3协调熔渣酸碱性,利用实验分析了B2O3含量对高铝钢保护渣熔融特性、黏度特性及渣膜传热特性的影响。结果表明,B2O3含量在4%～10%时,随着B2O3含量增加,保护渣熔化温度、黏度、黏流活化能均降低,渣膜热流密度增加;保护渣的等温转变曲线(TTT曲线)向孕育时间增加的方向移动,晶体生长速率降低;实验条件下,增加B2O3含量可抑制保护渣中CaF2的析出。     

CaO-SiO_2-Na_2O-CaF_2-Al_2O_3-MgO渣系的粘度和结晶温度

采用CaOSiO2Na2OCaF2Al2O3MgO渣系,用差热分析仪测定熔渣的结晶温度,用粘度测定仪测定熔渣的粘度,研究结晶温度和粘度与碱度、w(Na2CO3)、w(CaF2)、w(Al2O3)和w(MgO)之间的关系,并得到相应的回归方程·利用这两个回归方程,可以预测连铸保护渣的结晶性能和粘性特征·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,从而决定了熔渣的结晶性能·结晶温度随着粘度的减小而升高·渣系中只有MgO可以在减小粘度的同时降低结晶温度     

37Mn5连铸圆坯凝固过程数学模拟

为控制油井管用连铸圆坯质量,基于薄片移动法建立了连铸圆坯凝固传热数学模型,并应用ProCAST软件对37Mn5钢Φ150mm连铸圆坯凝固过程进行了数学模拟,铸坯表面温度模型预测结果与工业试验测温结果相一致.模拟结果表明,在过热度为(20±5)℃,拉速为2.5m.min-1条件下,可以控制结晶器出口坯壳厚度、铸坯液芯长度和铸坯表面温度在合适的范围内,有利于防止铸坯表面裂纹和内部裂纹等缺陷的产生和保证浇铸安全,并实现较高的生产率.     

Mathematical Model of Fluid Flow and Solidification in Mold Region of Continuous Slab Casting

To simulate the phenomena in the mold region of continuous casting by coupling fluid flow and solidification, a three-dimensional mathematical model has been developed based on the K-ε turbulence equations and the SIMPLER algorithm. A pseudo source term was introduced into the energy equation to account for the latent heat and kinetic energy. The fluid flow in the mushy zone was calculated by defining the fluid viscosity as a function of the solid fraction in the mushy zone. Fine meshes in the solid region improve convergence and reduce iteration time. Comparison of the fluid flow and temperature distribution with and without solidification shows that although the solid shell in the mold is thin, it still greatly affects the flow pattern. The numerical results obtained provide details of the fluid flow and solidification phenomena which can be used to optimize the nozzle structure and other process parameters in continuous casting.     

Cu_(60)Zr_(29)Ti_(11)大块非晶合金的黏度特征和强液体行为

采用铜模铸造法制备了Cu60Zr29Ti11大块非晶合金,用X射线衍射仪、三点压弯式黏度仪对该非晶合金的动力学性质进行了研究.测定了大块非晶合金Cu60Zr29Ti11在过冷液相区的黏度,得到了它的动力学脆性系数m=31,以及流变激活能E=63.4kJ/mol.表明大块非晶合金Cu60Zr29Ti11是一种强液体,有较强的非晶形成能力,形成非晶比较稳定.分析了合金在过冷态的流变激活能变化规律,发现流变激活能的变化并不符合Kivelson的Super-Arrhenius公式.     

Effects of MgO and TiO<Subscript>2</Subscript> on the viscous behaviors and phase compositions of titanium-bearing slag

The effects of MgO and TiO₂ on the viscosity, activation energy for viscous flow, and break-point temperature of titanium-bearing slag were studied. The correlation between viscosity and slag structure was analyzed by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. Subsequently, main phases in the slag and their content changes were investigated by X-ray diffraction and Factsage 6.4 software package. The results show that the viscosity decreases when the MgO content increases from 10.00wt% to 14.00wt%. Moreover, the break-point temperature increases, and the activation energy for viscous flow initially increases and subsequently decreases. In addition, with increasing TiO₂ content from 5.00wt% to 9.00wt%, the viscosity decreases, and the break-point temperature and activation energy for viscous flow initially decrease and subsequently increase. FTIR analyses reveal that the polymerization degree of complex viscous units in titanium-bearing slag decreases with increasing MgO and TiO₂ contents. The mechanism of viscosity variation was elucidated. The basic phase in experimental slags is melilite. Besides, as the MgO content increases, the amount of magnesia–alumina spinel in the slag increases. Similarly, the sum of pyroxene and perovskite phases in the slag increases with increasing TiO₂ content.     

BaO在连铸保护渣中的作用

本文研究了BaO在连铸结晶器用保护渣中的作用。重点考虑了BaO对保护渣的熔化温度、粘度、吸收夹杂能力和玻璃态形成的影响。 实验结果表明,保护渣中含有一定数量的BaO,可以降低其熔化温度、粘度,阻碍渣中高熔化温度质点的形成及熔渣的结晶,因而将增加保护渣吸收夹杂的能力,改善熔渣膜在结晶器与铸坯间的润滑。     

Cu60Zr29Ti11大块非晶合金的黏度特征和强液体行为

*采用铜模铸造法制备了Cu₆₀Zr₂₉Ti₁₁大块非晶合金, 用X射线衍射仪、三点压弯式黏度仪对该非晶合金的动力学性质进行了研究. 测定了大块非晶合金Cu₆₀Zr₂₉Ti₁₁在过冷液相区的黏度, 得到了它的动力学脆性系数m=31, 以及流变激活能E=63.4 kJ/mol. 表明大块非晶合金Cu₆₀Zr₂₉Ti₁₁是一种强液体, 有较强的非晶形成能力, 形成非晶比较稳定. 分析了合金在过冷态的流变激活能变化规律, 发现流变激活能的变化并不符合Kivelson的Super-Arrhenius公式.     

保护渣性能对结晶器内传热的影响

在实验室模拟研究了结晶器内酸性保护渣的传热情况。结果表明：增加保护渣的粘度、提高保护渣的凝固温度，结晶器与坯壳之间渣膜的传热系数和热流密度都减小而热阻增加，通过调整保护渣的性能，可调节渣膜的传热系数，使其适应连铸坯生产的要求。