无氟连铸保护渣熔渣微结构及机理研究
氟化物具有降低保护渣的黏度、促进晶体析出等好处；同时也带来损害人体健康及污染环境等一系列问题。因此，冶金工作者寻求氟的替代物。在无氟连铸保护渣的代替物中一般有Li2O，Na2O，MgO，TiO2，B2O3及BaO。但是前三种氟代替物无论在含氟还是无氟保护渣中，为公认的保护渣熔剂，这些成分的理化性能被研究较多，基于此，主要对B2O3，BaO及TiO2三种氟替代物进行研究。 以现场用含氟保护渣为基样，利用保护渣黏度设备及结晶测试装置进行含氟渣冶金性能测试，结合Scigress动力学软件深入分析含氟保护渣微结构与冶金性能之间的关系。通过Factsage热力学软件绘制无氟渣相图，宏观上确立氟替代物对保护渣的影响，据此配制无氟保护渣。系统测试不同部分组分保护渣冶金性能的影响规律，通过Factsage热力学软件和Scigress分子动力学软件分析无氟保护渣微结构，探究其机理变化规律。得到主要结论如下： 1）随着CaF2含量的提高，保护渣黏度降低，保护渣结晶越来越容易。CaF2使熔渣网络体的聚合度降低，从而导致保护渣黏度的降低，质点容易在熔渣中流动易形成晶体。 2）TiO2含量在3%~9%之间黏度降低，9%~11%黏度升高。结晶性能随着TiO2含量的增加而增强。TiO2含量在3%~7%，TiO2显碱性，TiO2含量大于7%时TiO2显酸性。根据动力学计算，随着TiO2含量增大，溶渣的聚合度增加，但由于Ti化物属于高熔点析出物，不会影响其结晶性能，会恶化流动性能。 3）B2O3可以降低保护渣的黏度，当B2O3含量大于5%是黏度降低速率变缓；B2O3抑制晶体的析出，当含量大于9%是保护渣不出现晶体。根据动力学计算，熔渣的聚合度随着B2O3含量的增加而增加，聚合度的增加导致质点移动困难，因此，结晶性能越来越差。 4）随着BaO含量的增加保护渣黏度降低，根据动力学模拟，BaO极易失去O原子，导致溶渣聚合度降低，溶渣黏度降低。Ba离子的半径较大，核外电子云排斥力也较强，在熔体中移动遇到的阻力大。离子在熔渣中移动困难，导致含BaO的保护渣结晶能力变差。
连续铸钢;无氟保护渣;熔渣微结构;冶金性能
华北理工大学
硕士
冶金工程
王杏娟
2018
中文
TF777
86
2018-12-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）