【摘要】：氟化物具有降低保護渣的黏度、促進晶體析出等好處;同時也帶來損害人體健康及污染環(huán)境等一系列問題。因此,冶金工作者尋求氟的替代物。在無氟連鑄保護渣的代替物中一般有Li_2O,Na_2O,MgO,TiO_2,B_2O_3及BaO。但是前三種氟代替物無論在含氟還是無氟保護渣中,為公認的保護渣熔劑,這些成分的理化性能被研究較多,基于此,主要對B_2O_3,Ba O及TiO_2三種氟替代物進行研究。以現(xiàn)場用含氟保護渣為基樣,利用保護渣黏度設備及結(jié)晶測試裝置進行含氟渣冶金性能測試,結(jié)合Scigress動力學軟件深入分析含氟保護渣微結(jié)構(gòu)與冶金性能之間的關系。通過Factsage熱力學軟件繪制無氟渣相圖,宏觀上確立氟替代物對保護渣的影響,據(jù)此配制無氟保護渣。系統(tǒng)測試不同部分組分保護渣冶金性能的影響規(guī)律,通過Factsage熱力學軟件和Scigress分子動力學軟件分析無氟保護渣微結(jié)構(gòu),探究其機理變化規(guī)律。得到主要結(jié)論如下:1)隨著CaF_2含量的提高,保護渣黏度降低,保護渣結(jié)晶越來越容易。CaF_2使熔渣網(wǎng)絡體的聚合度降低,從而導致保護渣黏度的降低,質(zhì)點容易在熔渣中流動易形成晶體。2)TiO_2含量在3%~9%之間黏度降低,9%~11%黏度升高。結(jié)晶性能隨著TiO_2含量的增加而增強。TiO_2含量在3%~7%,TiO_2顯堿性,TiO_2含量大于7%時TiO_2顯酸性。根據(jù)動力學計算,隨著TiO_2含量增大,溶渣的聚合度增加,但由于Ti化物屬于高熔點析出物,不會影響其結(jié)晶性能,會惡化流動性能。3)B_2O_3可以降低保護渣的黏度,當B_2O_3含量大于5%是黏度降低速率變緩;B_2O_3抑制晶體的析出,當含量大于9%是保護渣不出現(xiàn)晶體。根據(jù)動力學計算,熔渣的聚合度隨著B_2O_3含量的增加而增加,聚合度的增加導致質(zhì)點移動困難,因此,結(jié)晶性能越來越差。4)隨著BaO含量的增加保護渣黏度降低,根據(jù)動力學模擬,BaO極易失去O原子,導致溶渣聚合度降低,溶渣黏度降低。Ba離子的半徑較大,核外電子云排斥力也較強,在熔體中移動遇到的阻力大。離子在熔渣中移動困難,導致含BaO的保護渣結(jié)晶能力變差。
【學位授予單位】：華北理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TF777
【圖文】：

華北理工大學碩士學位論文第 1 章 文獻綜述.1 連鑄保護渣的作用及冶金性能自從連鑄工藝出現(xiàn)之后，冶金工作者們就開始對連鑄坯的潤滑行為進行著不探索，從剛開始的菜籽油一直到現(xiàn)代的連鑄保護渣。保護渣在連鑄工藝中扮演可替代的作用，保護渣主要以下圖的結(jié)構(gòu)存在于結(jié)晶器中。在鋼液上方主要分層結(jié)構(gòu)：液渣層、燒結(jié)層、粉渣層。在結(jié)晶器和鑄坯之間同樣也分為三層結(jié)構(gòu)渣層，結(jié)晶層，玻璃層[1]。

試儀在 1300℃使測定，單位為 Pa·s，即：dxdfAν=η擦力，N；面積，m2；于流動方向上的速度梯度，1/s；度，N·s/m2或者 Pa·s。候，保護渣的黏度主要就取決于保護渣熔硅氧四面體是保護渣構(gòu)造中的基本單位。渣組成分為三類：結(jié)網(wǎng)物（SiO2，Al2O3）a2O，K2O，Li2O，BaO 等）。傳統(tǒng)保護渣作為無氟連鑄保護渣只能從其他的破網(wǎng)物

【參考文獻】

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1 張翼飛;韓秀麗;劉麗娜;張韓;;堿度對保護渣結(jié)晶溫度及結(jié)晶礦相的影響[J];鋼鐵釩鈦;2015年05期

2 曹磊;;包晶鋼連鑄坯表面縱裂與保護渣性能選擇[J];鋼鐵;2015年02期

3 艾西;孫彥輝;曾亞南;馬志飛;劉瑞寧;劉泳;;亞包晶鋼Q345B連鑄大方坯表面裂紋原因分析[J];鋼鐵釩鈦;2013年04期

4 王衛(wèi)領;蔡兆鎮(zhèn);朱苗勇;;包晶鋼寬厚板坯連鑄結(jié)晶器的熱流密度與熱行為[J];北京科技大學學報;2013年04期

5 朱立光;張彩軍;韓毅華;朱新華;王杏娟;;包晶鋼連鑄用保護渣性能優(yōu)化[J];河南冶金;2012年05期

6 谷志敏;張慶軍;朱立光;高菊;;非調(diào)質(zhì)鋼的研究進展及其實踐[J];河北聯(lián)合大學學報(自然科學版);2012年03期

7 宋華;;連鑄保護渣吸附夾雜能力淺析[J];黑龍江冶金;2010年03期

8 王歡;唐萍;文光華;林小琴;任廣平;;碳質(zhì)材料對結(jié)晶器保護渣熔融特性的影響[J];鋼鐵研究學報;2010年08期

9 魏穎娟;袁守謙;米靜;曾明明;張西鋒;;對連鑄保護渣設計的探討[J];重型機械;2010年S1期

10 冀成慶;謝兵;雷云;刁江;齊飛;;TiO_2對連鑄保護渣非等溫結(jié)晶過程的影響[J];北京科技大學學報;2010年03期

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1 閆威;特殊高合金鋼連鑄保護渣應用基礎研究[D];北京科技大學;2016年

2 漆鑫;含鈦無氟連鑄結(jié)晶器保護渣的基礎研究[D];重慶大學;2009年

3 謝兵;連鑄結(jié)晶器保護渣相關基礎理論的研究及其應用實踐[D];重慶大學;2004年

4 吳永全;硅酸鹽熔體微觀結(jié)構(gòu)及其與宏觀性質(zhì)關系的理論研究[D];上海大學;2004年

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1 楊中平;低碳低硅鋼夾雜物行為及控制研究[D];重慶大學;2013年

2 安敏榮;孿晶和堆垛層錯對納米晶金屬材料力學性能影響的模擬[D];西安郵電大學;2013年

3 郭之號;添加劑對無氟或低氟助熔劑熔點及粘度影響的研究[D];東北大學;2012年

4 曾曉蘭;釩渣物化性質(zhì)與相圖研究[D];重慶大學;2012年

5 吳優(yōu);中碳鋼連鑄保護渣的性能與開發(fā)[D];遼寧科技大學;2012年

6 青雪梅;過渡族金屬氧化物對連鑄保護渣導熱性能影響的研究[D];重慶大學;2011年

7 張洪彪;高磷鐵水脫磷的研究[D];重慶大學;2009年

8 史冠勇;制備銅鉻合金Al_2O_3基渣系性能的研究[D];東北大學　;2009年

9 杜方;連鑄保護渣渣膜潤滑模擬研究[D];重慶大學;2009年

10 劉永慶;連鑄無氟結(jié)晶器保護渣的熔融及流變特性研究[D];重慶大學;2006年

本文編號：2734638