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.     

含铝钢连铸保护渣的研究

本文着重讨论了在连铸高铝钢和含钛钢时,钢液对结晶器保护渣成份和性能的影响,包括对保护渣碱度、熔点和粘度的影响及渣中Al_2O_3含量的变化。为了使保护渣性能在使用过程中保持稳定,研究了MnO在保护渣中的作用。还取了连铸现场的渣样进行分析比较,证实了试验结果的可靠性,为研制这类保护渣提供了依据。     

Al2 O3对连铸保护渣中氟浸出的影响

为了消除保护渣在使用过程中氟溶解到水中造成的危害,提出了开发高Al2 O3含量的保护渣.研究了不同含量的Al2 O3对保护渣熔渣水浸液中F-质量浓度和pH值的影响,并利用X射线光电子能谱分析了Al2 O3含量对保护渣熔渣结构的影响.当Al2 O3的质量分数为4%时,保护渣迁移到水中的F-质量浓度为22.8~35.4 mg·L-1,pH值的变化范围为4.0~9.5;当Al2 O3的质量分数由4%增加到34%,F-质量浓度和pH值的变化范围均是先急剧减小后略有增加的趋势. X射线光电子能谱分析显示：增加保护渣中Al2 O3的含量时,保护渣中Al2 O3通过形成Al—F共价键,抑制了氟的浸出.控制保护渣中Al2 O3的质量分数在16%~34%的范围,则实验水样中F-质量浓度在4.0~10.0 mg·L-1的范围,pH值在6.5~7.5的近中性范围,可减弱氟浸出造成的危害.     

水钢H08钢连铸保护渣的研制

针对水钢H08钢铸坯表面存在严重凹陷缺陷、浇注过程中漏钢率高的问题,对钢种凝固特性进行了分析和对原用保护渣进行了优化.结果表明:水钢焊H08钢在结晶器凝固过程中,产生凹陷有2种情况:[C]=0.067%～0.080%,温度为1 499℃,发生包晶δ+L→γ转变;[C]=0.040%～0.067%,温度约为1 450～1 499℃时,开始δ→γ转变,易产生凹陷.保护渣优化后的性能范围:二元碱度0.85～0.95、熔化温度1 150～1 180℃、1 300℃粘度0.50～0.65 Pa·S、转折温度1 150～1 190℃.优化后的B渣浇注的铸坯凹陷数量显著减少,据统计数据长度大于50 mm的凹陷条数百分比由优化前20%减少到1%;漏钢率由优化前2%减少到0.13%.     

高铝钢精炼渣的热力学计算与分析

为了在高铝钢中得到最低的溶解氧含量,必须找到CaO-Al2O3-MgO体系中Al2O3活度最低点的位置。因此,利用炉渣结构的共存理论,结合CaO-Al2O3-MgO相图,利用Matlab软件计算了CaO-Al2O3-MgO体系中Al2O3活度。通过对不同模型计算出的CaO-Al2O3渣系中Al2O3活度值比较,表明其变化趋势基本相同。由共存理论对CaO-Al2O3-MgO体系中Al2O3活度进行计算得到,在一定的MgO含量下,随着CaO含量增加,炉渣中Al2O3活度降低;在一定的CaO含量下,随着MgO含量增加,炉渣中Al2O3活度降低,且Al2O3活度最低值在CaO和MgO均达饱和的区域。     

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.     

冷却速率对连铸保护渣结晶性能的影响

采用WCT－2型差热分析天平和LEITZ光学显微镜（配有1350℃高温热台），研究了冷却速率对连铸保护渣结晶性能的影响。研究结果表明：随冷却速率提高，保护渣的结晶温度显著降低，结晶率降低，晶体尺寸减小，晶形也有很大改变。     

综合碱度对连铸保护渣黏性特征的影响

利用旋转黏度计,全面研究连铸保护渣的黏度、凝固温度和黏性活化能与碱度、综合碱度之间的关系.在本实验渣系条件下,随着综合碱度的增大,连铸保护渣的黏度、凝固温度和黏性活化能均逐渐减小,并且随着综合碱度的增大,其对黏性特征的影响作用逐渐减弱.利用连铸保护渣的黏度、凝固温度和黏性活化能与综合碱度的回归方程,可以全面考察渣中各组元对连铸保护渣黏性特征的影响作用,精确预测连铸保护渣的黏性特征.当综合碱度为2.0时,连铸保护渣的黏度为0.17 Pa.s,凝固温度为1 030℃,黏性活化能为120 kJ.mol-1.综合国内外连铸保护渣应用实践,连铸保护渣的综合碱度应大于2.0,此时连铸保护渣的黏性特征保持相...     

Li2O对高铝钢保护渣结晶行为及渣膜传热的影响

设计了非反应性保护渣,利用热丝法和渣膜热流模拟仪研究了Li₂O含量对其结晶行为和渣膜传热特性的影响.结果表明:在小于2%的范围内增加Li₂O的质量分数可减弱非反应性保护渣的结晶性能;而在2%～5%范围内增加Li₂O的质量分数,则渣系晶体析出孕育时间缩短,结晶温度升高,临界冷却速度增大,结晶速率常数增大,即促进了非反应性渣系的结晶.同时发现,在2%～5%范围内增加Li₂O的质量分数,非反应性保护渣的最大热流密度、平均热流密度及特征时间均减小.     

提高高铝钢可浇性工艺技术研究

为了提高高铝钢可浇性,在转炉出钢及LF精炼过程对钢包渣进行改质处理,连铸采用专用高铝钢保护渣,中间包采用塞棒吹氩+密封圈等水口防堵工艺。工艺试验结果表明,夹杂物组成可控制在12CaO·7Al2O3、3CaO·Al2O3低熔点组成区域,浇铸时长为4.5~6h时,液面状况正常,无结团,渣条较少且无硬渣条,铸坯表面质量优良,连续浇铸炉数不低于6炉。     

不锈钢板坯连铸结晶器内钢/渣界面行为模拟及卷渣分析

基于湍流模型与多相流模型的耦合,应用液面追踪技术(VOF),实现了对不锈钢板坯连铸结晶器内流体流动及钢/渣界面行为的模拟计算,并用水模拟结果进行了对比验证,在此基础上计算出实际的钢/渣界面特征及界面上钢/渣行为.通过分析水口的侧孔形状、出口倾角、水口浸入深度、结晶器宽度以及拉速对钢/渣界面特征及界面上钢/渣行为影响规律,指出了钢/渣界面行为与卷渣是密切相关的,进而探讨了钢/渣界面及卷渣形成的机理.     

BaO,B2O3对CaO基精炼渣熔化性能及脱硫能力的影响

在CaO基精炼渣中加入BaO和B2O3进行改质,对改质后的精炼渣进行熔化性能和脱硫性能的实验研究.结果表明,BaO可以降低精炼渣的熔点和粘度,有效地改善钢-渣反应的动力学条件,同时增强精炼渣的脱硫能力.当BaO含量为15%～25%时,脱硫率稳定在90%以上;而B2O3对精炼渣的脱硫率无明显影响,可取代CaF2作为助熔剂加入.     

Effect of TiO2 on the viscosity and structure of low-fluoride slag used for electroslag remelting of Ti-containing steels

The viscosity of CaF2–CaO–Al2O3–MgO–(TiO2) slag was measured using a rotating crucible viscometer. Raman spectroscopy analysis was performed to correlate the viscosity to slag structure. The viscosity of the slag was found to decrease with increasing TiO2 con-tent in the slag from 0 to 9.73wt%. The activation energy decreased from 95.16 kJ/mol to 79.40 kJ/mol with increasing TiO2 content in the slag. The introduction of TiO2 into the slag played a destructive role in Al–O–Al structural units and Q4 units by forming simpler structural units of Q2 and426TiO- chain. The amount of Al–O–Al significantly decreased with increasing TiO2 content. The relative fraction of4Q units in the [AlO4]5?-tetrahedral units shows a decreasing trend, whereas the relative fraction of2Q units and426TiO- chain increases with increasing TiO2 content accordingly. Consequently, the polymerization degree of the slag decreases with increasing TiO2 content. The varia-tion in slag structure is consistent with the change in measured viscosity.     

早强剂对钢渣胶凝材料早期强度的影响

研究了若干早强剂对新余钢铁公司热闷钢渣早期强度的影响。结果表明:硫酸钠和半水硫酸钙对钢渣有一定激发作用,但28天强度下降明显,甲酸钙、三乙醇胺、醋酸钠和尿素对钢渣几乎没有激发效果,将它们两两复掺后仍然没有激发效果。将半水石膏/亚硝酸钠(1%/0.67%,质量分数,以下同)和尿素(0.22%)复掺后,使钢渣3天强度有一定提高,并且钢渣的28天强度下降幅度比掺半水石膏/亚硝酸钠(1%/0.67%)的钢渣强度要小11%。     

Shear-thinning behavior of the CaO-SiO2-CaF2-Si3N4 system mold flux and its practical application

Satisfying the mold-flux performance requirements for high-speed continuous casting necessitates the development of a new non-Newtonian-fluid mold flux with shear-thinning behavior, i.e., a mold flux whose viscosity is relatively high under lower shear rates and relatively low under higher shear rates. In this work, a mold flux that exhibits shear-thinning behavior was developed by adding different amounts of Si3N4 to the CaO-SiO2-CaF2 mold flux. The shear-thinning behavior was investigated using a rotational viscometer. In addition, the microstructure of the newly prepared slags was studied by high-temperature Raman spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. The results showed that the mechanism of shear-thinning was attributable to a temporary viscosity loss caused by the one-way shear stress, whereas the corresponding magnitude of shear-thinning was closely related to the degree of polymerization (DP). Finally, the non-Newtonian fluid mold flux was used for laboratory casting tests, which revealed that the mold flux could reduce slag entrapment and positively affect the continuous casting optimization.     

Effect of Al2O3 on the viscosity of CaO-SiO2-Al2O3-MgO-Cr2O3 slags

We investigated the effect of Al2O3 content on the viscosity of CaO-SiO2-Al2O3-8wt%MgO-1wt%Cr2O3(mass ratio of CaO/SiO2 is 1.0,and Al2O3 content is 17wt%-29wt%)slags.The results show that the viscosity of the slag increases gradually with increases in the Al2O3 content in the range of 17wt%to 29wt%due to the role of Al2O3 as a network former in the polymerization of the aluminosilicate structure of the slag.With increases in the Al2O3 content from 17wt%to 29wt%,the apparent activation energy of the slags also increases from 180.85 to 210.23 kJ/mol,which is consistent with the variation in the critical temperature.The Fourier-transform infrared spectra indicate that the degree of polymerization of this slag is increased by the addition of Al2O3.The application of Iida’s model for predicting the slag viscosity in the presence of Cr2O3 indicates that the calculated viscosity values fit well with the measured values when both the temperature and Al2O3 content are at relatively low levels,i.e.,the temperature range of 1673 to 1803 K and the Al2O3 content range of 17wt%-29wt%in CaO-SiO2-Al2O3-8wt%MgO-1wt%Cr2O3 slag.     

添加氧化锆对钢渣微晶玻璃显微结构的影响

采用熔融法制备微晶玻璃材料，探讨了钢渣微晶玻璃中引入ZrO2对其显微结构以及性能的影响。用X衍射仪和扫描电镜分析了微晶玻璃的主晶相和显微结构。实验结果表明：引入质量分数为1％的ZrO2时，微晶玻璃的晶粒最小，抗弯强度最大；当ZrO2的添加量进一步增多，晶粒无法发育完全且晶相含量下降，导致微晶玻璃的抗弯强度降低。在该钢渣微晶玻璃中，ZrO2最佳添加量的质量分数为1％。     

钢渣在沥青路面基层中的应用

随着钢铁工业和公路建设的蓬勃发展,钢渣的利用率不断提高。文章通过研究钢渣的化学成分、力学性能和稳定性能,分析钢渣膨胀的原因以及减少膨胀的方法。根据沥青路面基层对石料的基本要求,探讨安徽马鞍山钢铁厂所废弃的旧钢渣用于修建沥青路面基层的技术可行性。研究表明,具有一定级配、一定活性(游离氧化钙含量)的钢渣混合料压实后可自行板结成整体,这种钢渣混合料的CBR值可达到标准值的250%～400%,浸水膨胀率也较小,尤其是配合比为碎石(16～19mm)∶粗钢渣(>10mm)∶细钢渣(<10mm)=1∶7∶2的混合料可以用于修建沥青路面基层。     

精炼渣成分对高强度低合金钢中非金属夹杂物影响

采用渣钢平衡的实验方法研究了1600℃下不同碱度和不同Al2O3含量的强还原性精炼渣对高强度低合金钢中非金属夹杂物的影响.结果表明:渣钢反应平衡后,炉渣中CaO和SiO2的质量比为1.9～4.5、Al2O3质量分数为21%～33%,钢中夹杂物主要为球状的CaO-MgO-Al2O3-SiO2系,尺寸在5μm以下,炉渣成分对夹杂物的成分影响很大.夹杂物主要分布在SiO2含量一定的CaO-MgO-Al2O3-SiO2伪三元相图中1 400～1 500℃的低熔点区,随着炉渣碱度的提高和Al2O3含量的降低,部分夹杂物逐渐偏离低熔点区域,夹杂物的总数量逐渐减小.当渣中Al2O3质量分数为21.22%、碱度为3.27时,有大量夹杂物分布在高熔点区域,夹杂物的总数量最小.