發(fā)布時(shí)間：2020-06-26 16:22

【摘要】：連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣是以硅酸鹽為基并含有多種熔劑和骨架材料的功能性材料;在連續(xù)鑄鋼中,保護(hù)渣在結(jié)晶器內(nèi)發(fā)揮著絕熱保溫、防止鋼液氧化、吸收非金屬夾雜,控制鑄坯與結(jié)晶器之間潤(rùn)滑與傳熱的作用,是促進(jìn)連鑄坯質(zhì)量提高和連鑄順行的重要材料。其中,保護(hù)渣渣膜傳熱性能是影響鑄坯表面質(zhì)量的主要因素,傳熱能力主要是由渣膜結(jié)構(gòu)結(jié)晶特性決定的。目前,研究者對(duì)保護(hù)渣組成、冷卻速度等對(duì)渣膜結(jié)晶行為方面的研究已做了大量的工作,建立了相應(yīng)的理論體系。隨著電磁技術(shù)應(yīng)用于連鑄工藝中,電磁場(chǎng)通過(guò)對(duì)高溫金屬熔體的力效應(yīng)、熱效應(yīng)促進(jìn)鑄坯質(zhì)量的提高。然而,結(jié)晶器保護(hù)渣在高溫下呈現(xiàn)離子結(jié)構(gòu),磁場(chǎng)會(huì)對(duì)保護(hù)渣渣膜中晶體產(chǎn)生何種影響,國(guó)內(nèi)外很少有這方面的報(bào)道。因此,本文在構(gòu)建磁場(chǎng)條件下渣膜模擬實(shí)驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)上,研究不同磁場(chǎng)強(qiáng)度、保護(hù)渣堿度、F含量對(duì)保護(hù)渣渣膜的結(jié)晶率、晶粒尺寸、結(jié)晶礦相等的影響規(guī)律,探究磁場(chǎng)對(duì)結(jié)晶器保護(hù)渣結(jié)晶的影響機(jī)理。通過(guò)本文的研究,得到主要結(jié)論如下:①隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增大,保護(hù)渣渣膜的晶粒尺寸變大,結(jié)晶率增加。對(duì)于堿度在1.02-1.08的實(shí)驗(yàn)保護(hù)渣,磁場(chǎng)強(qiáng)度從0m T增加到60m T時(shí),保護(hù)渣膜的結(jié)晶率的增加量約18%-26%;晶粒尺寸增加約12-17μm。②在磁場(chǎng)作用下,隨著堿度及氟離子含量的增加,保護(hù)渣結(jié)晶率、晶粒尺寸增加,這與無(wú)磁場(chǎng)條件下的變化規(guī)律一致。但是與無(wú)磁場(chǎng)的條件相比,磁場(chǎng)作用下保護(hù)渣結(jié)晶率、晶粒尺寸增加量更多。在60m T的磁場(chǎng)條件下,對(duì)于堿度1.02-1.08的實(shí)驗(yàn)保護(hù)渣,保護(hù)渣膜結(jié)晶率增加量比無(wú)磁場(chǎng)條件的增加量多出20%,晶粒尺寸增加量多出17μm;對(duì)于F含量在2%-8%的保護(hù)渣,結(jié)晶率的增加量多出6.4%,晶粒尺寸多出24μm。③經(jīng)XRD測(cè)試表明,在磁場(chǎng)強(qiáng)度0-60m T條件下,磁場(chǎng)的作用使得X-射線衍射強(qiáng)度發(fā)生變化,保護(hù)渣晶體析出量發(fā)生了變化;但對(duì)保護(hù)渣的析晶物相的種類(lèi)沒(méi)有改變,保護(hù)渣膜析晶物相主要是鎂黃長(zhǎng)石(Ca2Mg Si2O7)、鈣鋁黃長(zhǎng)石(Ca2Al(Si O7))、槍晶石(Ca4Si2O7F2),輝石(Ca2Mg(Al O7)。④磁場(chǎng)對(duì)保護(hù)渣晶核的形成和長(zhǎng)大的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)都有不同程度的影響。結(jié)合磁場(chǎng)對(duì)熔體作用模型,磁場(chǎng)促進(jìn)保護(hù)渣晶核能量的提高,增大晶核局部過(guò)冷,使得晶核形成的驅(qū)動(dòng)力增大;磁場(chǎng)力的作用促進(jìn)帶電溶質(zhì)粒子定向遷移,降低晶核傳質(zhì)阻力,促進(jìn)晶核的生長(zhǎng)。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TF777

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本文編號(hào)：2730571