【摘要】：結(jié)晶器內(nèi)的渣鋼界面張力對于卷渣行為、彎月面形狀及振痕的產(chǎn)生行為和結(jié)晶器保護(hù)渣的流入行為均具有重要影響,進(jìn)而影響連鑄坯的潔凈度和表面質(zhì)量。結(jié)晶器內(nèi)渣鋼界面存在連續(xù)的溫度變化,研究溫度變化過程中渣鋼界面的演變規(guī)律,對于進(jìn)一步解析結(jié)晶器內(nèi)渣鋼界面的復(fù)雜冶金行為進(jìn)而指導(dǎo)連鑄工藝參數(shù)的優(yōu)化和提高鑄坯質(zhì)量具有重要意義。本研究首先依據(jù)靜滴法表面張力測定原理,結(jié)合了圖像處理技術(shù),采用液滴輪廓擬合技術(shù)開發(fā)了靜滴法表面張力計(jì)算程序,并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果表明,所開發(fā)的程序計(jì)算精度較高,運(yùn)行穩(wěn)定可靠。應(yīng)用所開發(fā)的表面張力計(jì)算程序,測定了典型商品鋼種及其對應(yīng)的結(jié)晶器保護(hù)渣的表面張力。結(jié)果表明,在液相線溫度以上,Q235B鋼和SPHC鋼表面張力隨著溫度的升高而增大,X70鋼、Q195L鋼及DQ2J鋼表面張力隨著溫度升高而減小;其中Q235B鋼、SPHC鋼、X70鋼和Q195L鋼的表面張力變化幅度較小,分別為100mN·m-1、133mN·m-1、81mN·m-1和39mN·m-1,而DQ2J鋼表面張力變化幅度較大,為1350mN·m-1;在液固相線溫度之間,鋼的表面張力隨溫度的降低呈現(xiàn)不同程度的減小趨勢。隨著溫度的升高,各結(jié)晶器保護(hù)渣的表面張力均呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢,在1100～1400℃內(nèi),表面張力變化幅度在100～200mN·m-1之間。在渣鋼表面張力測定結(jié)果的基礎(chǔ)上,根據(jù)結(jié)晶器保護(hù)渣化學(xué)成分估算了渣鋼界面張力系數(shù),計(jì)算了渣鋼界面張力。結(jié)果表明,由于鋼的表面張力顯著高于其對應(yīng)結(jié)晶器保護(hù)渣,渣鋼界面張力主要決定于鋼的表面張力,且其隨溫度的變化趨勢與鋼表面張力的變化趨勢一致,但其變化幅度有所減小。
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TF703
【圖文】：

約了成材率和經(jīng)濟(jì)效益的提高。結(jié)晶器是連鑄坯的初始凝固區(qū)域，非金屬相一旦進(jìn)入鋼逡逑水再次去除的機(jī)率很低，將以夾雜的形式永久存在于鋼中，特別是澆鑄過程中卷入的結(jié)逡逑晶器保護(hù)渣成為鋼中大顆粒非金屬夾雜物的重要來源之一。圖１．１為澆鑄過程中板坯連鑄逡逑結(jié)晶器內(nèi)的冶金現(xiàn)象示意圖。在澆鑄過程中，結(jié)晶器保護(hù)渣在鋼水熱量的作用下熔化并逡逑在鋼水液面上形成液渣層，一方面，液渣層可起到防止鋼水氧化和增氮的作用，另一方逡逑面，熔融保護(hù)渣流入凝固坯殼與結(jié)晶器壁間的空隙，可以起到潤滑和控制傳熱的作用，逡逑有利于連鑄還表面質(zhì)量的均勻穩(wěn)定。逡逑雖然結(jié)晶器保護(hù)渣在連鑄中起到重要作用，但也可能成為了鋼中大顆粒夾雜物的來逡逑源。結(jié)晶器卷渣主要發(fā)生于結(jié)晶器上部渣金界面處，與結(jié)晶器保護(hù)渣的黏度、表面張力逡逑及渣金界面性質(zhì)密切相關(guān)。結(jié)晶器卷渣可分為剪切卷渣、漩渦卷渣和氣泡卷＇渣三種形式，逡逑對于剪切卷渣和漩渦卷渣，保護(hù)渣黏度越大，其抗剪切能力越強(qiáng)，卷渣越不易發(fā)生；保逡逑護(hù)渣表面張力越小

鐵的表面張力會(huì)隨著鐵中氧含量的增加而減少，這主要是由于鐵液中氧的表面活性作用逡逑所致的，當(dāng)氧含量為０．１５％時(shí)，表面張力大約為ＱＳＯｍＮＭｉｒ１；對于鐵基合金來說，Ｓ和逡逑０在鐵液中活性很大，對表面張力有著顯著的影響，如圖２．１和２．２所示。逡逑１邋Ｈａｌｄｅｎ邋ａｎｄＫｉｎｇｅｒｙ，２＞１５７０°Ｃ逡逑２000邋－邐２．邋Ｅｓｈｅ邋ａｎｄ邋Ｐｅｔｅｒ１％邋５邋５０。Ｃ邐－逡逑，邐３．邋Ｒｏｐｅｒ邋ａｎｄ邋Ｋｏｎｏｖａｌｏｖ２，逡逑Ｋｏｚａｋｅｖｉｔｃｈ邋ａｎｄ邋Ｕｒｂａｉｒｌ＾１５５0°Ｃ逡逑？ｙ邋１８００邐ＳＭｕｋａｉ．Ｋｏｔｏ邋ａｎｄ邋Ｓａｋａｃ＾，１５５０°Ｃ逡逑ｖｖ．＼邐６邋Ｆｉｌｉｐｐｏｖ邋ａｎｄＧｏｎｃｈｏｒｅｎｋｏ／，２）逡逑？Ｓ邐７Ｍｕｒａｒｋａ．Ｌｕ邐ａｎｄＨａｍｉｅｌｅｄ９＞ｔＳ６ＣＭ６Ａ５＊Ｃ＿逡逑＾邐８．Ｋａｓａｍ件ＭｃＬｅｍＭｉｌｂｒ．Ｍｏｒｉｔａ邐ａｎｄ逡逑ｃ邐ｗａｒ＜ｆ＜％00ｆｃ逡逑９邐１４００－邐？Ｏｇｉｎ0，Ｎ0ｇｊ邋ａｎｄ邋Ｋｏｓｈｉｄｄｎ６００°Ｃ邐－逡逑Ｓ邐－0－Ｐｒｅｓｅｎｔ邋ｗｏｒｋ邋１５８Ｄ°Ｃ逡逑■§１０００．邐？逡逑⑴邐邐－－－邐３＇＂％＝５＾－逡逑８０0ｌ邐１邐１邐１邐ｌ＿邐１邐１邐１邐１—逡逑０邐００２邐００厶邋０．０６邐００８邐０１０邐Ｑ１２邋ＱＵ邋０．１６逡逑Ｏｘｙｇｅｎ邋ｃｏｎｔｅｎｔ邋ｏｆ邋ｌｉｑｕｉｄ邋ｉｒｏｎ邋（ｗｔ．％）逡逑圖２．１氧對表面張力的影響逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ邋ｏｆ邋ｏｘｙｇｅｎ邋ｏｎ邋ｔｈｅ邋ｓｕｒｆａｃｅ邋ｔｅｎｓｉｏｎ

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 吳鋮川;成國光;;CaO-Al_2O_3-TiO_2熔渣表面張力計(jì)算模型[J];上海金屬;2014年02期

本文編號：2742525