連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing

連鑄保護渣基礎(chǔ)理論

及其應(yīng)用研究的前沿與熱點謝兵連鑄技術(shù)研究所，重慶大學(xué)材料學(xué)院重慶市，中國400044.cquccti.;bingxie@12/10/20221連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!二十年前，保護渣被人們認為是“blackmagic”，在那時，人們只知道保護渣的簡單作用，但沒有從科學(xué)上理解保護渣是如何發(fā)揮作用的。今天，在全世界冶金工作者的共同努力下，我們對保護渣的基本功能及其基本原理有了更為深刻的認識。連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!1.潤滑鑄坯2.控制傳熱3.吸收夾雜4.絕熱、防氧化連鑄保護渣的作用連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!

1.

潤滑與傳熱；2.吸收夾雜與侵蝕耐火材料；3.環(huán)境友好與控制保護渣物理性能。

目前，連鑄保護渣研究于發(fā)展的三大前沿問題連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!結(jié)晶器鑄坯間傳熱連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!晶體控制傳熱的機理晶體對紅外電磁波的反射；晶體界面的不完整性對傳導(dǎo)傳熱的阻力；密度：結(jié)晶相>玻璃體連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!渣膜的構(gòu)造連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!有時紅外輻射傳熱的比例會達到50%;研究得出輻射傳熱系數(shù)kR可用下式表述(當αd＞3，α為吸收系數(shù)，d為渣膜厚度)：

式中，σ為波爾茲曼常數(shù)，n為折射指數(shù)(一般為1.6)，T為溫度(K),E為消光系數(shù)或液體渣膜及玻璃態(tài)渣膜的吸收系數(shù)。關(guān)于紅外熱輻射連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!如前所述，由于渣膜的收縮，在結(jié)晶器/渣膜界面將會出現(xiàn)氣隙，由氣隙產(chǎn)生的熱阻將會顯著影響水平傳熱，同時也就等同于增加渣膜的結(jié)晶率及渣膜厚度。因此影響通過渣膜水平傳熱的主要因素有：渣膜厚度(決定于渣膜的結(jié)晶率、導(dǎo)熱率、凝固溫度、轉(zhuǎn)折溫度)和結(jié)晶器/渣膜界面熱阻(取決于結(jié)晶率和渣膜厚度)。連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!各種組分對結(jié)晶溫度Tcr的影響連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!凝固溫度(Ts或Tc)一般可由差熱分析方法求得。有文獻報道,由DTA得到的凝固溫度一般等同于轉(zhuǎn)折溫度，但有時比轉(zhuǎn)折溫度要高80℃。渣膜的厚度隨轉(zhuǎn)折溫度的增加而增加，這一發(fā)現(xiàn)可以用于控制水平傳熱。連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!

渣膜中結(jié)晶物質(zhì)的量取決于渣中的化學(xué)組分，可用時間－溫度－轉(zhuǎn)變曲線(TTT)。TTT曲線可由金相法以及熱電偶法(HTT)確定。結(jié)晶組分的分數(shù)及數(shù)量可以通過光學(xué)顯微鏡法確定。該項技術(shù)的優(yōu)點在于實驗中的試樣量很少，可以達到很大的冷卻和加熱速度，這樣的冷卻速度類似結(jié)晶器中渣膜所經(jīng)歷的狀況。因而可以用于確定保護渣的TTT曲線。

連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!

在高溫下形成等軸晶(A型)；從每一個熱電偶上生長出的柱狀晶(B型)；多面體晶(C型)；在較高過冷度下可觀察到非常細小的晶體(D型)。連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!EstimationModelsforCrystallizationTendency連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!

由該式知，摩擦力與液態(tài)渣膜的厚度成反比，而與其粘性成正比。由于摩擦力和渣膜厚度在實際生產(chǎn)中難以準確檢測和分離，因此常用與渣膜厚度有直接關(guān)系的保護渣消耗量來作為其潤滑性能的重要參數(shù)。

連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!保護渣熔點Tm和保護渣Ts對摩擦力的影響連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!保護渣消耗量與表面積/體積比的關(guān)系

薄板坯的R值較大，因而保護渣的消耗量相對較小。對大方坯和小方坯而言，因為要求保護渣的消耗量相對低一些，保護渣制造商開發(fā)出了用于小方坯連鑄的高粘度保護渣以抵消結(jié)晶器內(nèi)的擾動(會導(dǎo)致卷渣)以及浸入式水口的腐蝕。連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!

大量的工廠試驗數(shù)據(jù)表明，振動頻率及振幅同時增加會導(dǎo)致保護渣消耗量的增加。渣耗量減小是因為在較短的負滑脫時間內(nèi)“抽吸”作用的減小。兩個因素影響保護渣的消耗量，一是結(jié)晶器向下移動時保護渣的填充，二是結(jié)晶器向上運動時將部分保護渣渣膜向上提拉(取決于正滑脫時間，即鑄坯與結(jié)晶器的相對運動速度)。這就是在高拉速下，采用非正弦振動的重要原因之一。大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析表明，保護渣消耗量隨拉速的升高而降低。保護渣消耗量在常規(guī)拉速下＞0.3kg/m2，在高拉速條件下＞0.2kg/m2，可降低漏鋼率。連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!Dependenceofevennessofshellgrowthonsteelposition.因為這類鋼種在γ向δ相轉(zhuǎn)變時熱收縮系數(shù)差別很大，導(dǎo)致坯殼的不均勻性。熱收縮的差別將導(dǎo)致坯殼中的應(yīng)力，為釋放應(yīng)力而在坯殼的薄弱點出現(xiàn)了裂紋。連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!要避免縱裂紋的產(chǎn)生就要降低水平傳熱，從而使初生坯殼盡可能地均勻和薄，這要求渣膜要厚，保護渣的析晶比例要高，以最大限度地減小輻射傳熱和增加界面熱阻。(athickslagfilmwithasignificantcrystallinefraction).連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!在澆鑄中碳鋼時存在如下矛盾：1.較厚的渣膜如何保證?特別是在高拉下；2.結(jié)晶比例的增加顯然要增加鑄坯與結(jié)晶器間的摩擦力；3.如何平衡和協(xié)調(diào)潤滑與傳熱；連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!相反，在澆鑄高碳鋼時，由于凝固坯殼在高溫下往往強度不足以克服鋼水的靜壓力，從而會發(fā)生因潤滑不良而導(dǎo)致的黏結(jié)性漏鋼(stickerbreakouts).目前解決這一問題的主要辦法是加強水平傳熱能力使坯殼的厚度和強度增加，因而需采用較薄的玻璃性良好的保護渣(athin,glassyslagfilm.)連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!如何降低通過保護渣渣膜的紅外輻射能量？實驗室初步研究發(fā)現(xiàn)，過渡族金屬氧化物在渣中的存在，可以降低渣膜的紅外能量穿透系數(shù)，減少紅外輻射通過能量。MnO、FeO、Cr2O3和NiO等有這樣的作用；這就有可能在不提高渣膜結(jié)晶率及結(jié)晶溫度的條件，通過合理配置渣膜的化學(xué)成分及物理化學(xué)性能，達到部分降低通過渣膜的紅外能量，同時能保證潤滑的目的。連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!過渡族金屬氧化物對全玻璃體試樣紅外射線透過率的影響堿度CaOSiO2Al2O3Na2OCaF20.92842.66914.4基礎(chǔ)渣系的化學(xué)成分連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!重慶大學(xué)目前進行的“通過過渡族金屬氧化物改變渣膜的結(jié)構(gòu)，降低鑄坯紅外輻射能量通過渣膜的傳遞“這一課題目前正得到國家自然科學(xué)基金的資助。連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!保護渣難于對付的夾雜：Al2O3,ZrO,TiN(TiO2),ZrO,Re氧化物；保護渣吸收夾雜后應(yīng)該保持穩(wěn)定的物理化學(xué)性能；連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!由于Al2O3熔點高，在煉鋼溫度下仍呈固態(tài)。連鑄時從鋼中上浮至結(jié)晶器鋼液面的Al2O3夾雜與熔融保護渣的作用是屬固―液反應(yīng)。渣中各種組分對吸收Al2O3夾雜的影響連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!MnO、FeO含量對TiN吸收速度的影響連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!ZrO2的問題有時在保護渣中會發(fā)現(xiàn)ZrO2顆粒；渣中ZrO2的最大良好溶解度約為2-3%；在“stickerbreakout”漏鋼的渣膜中曾發(fā)現(xiàn)了17%ZrO2；在黏結(jié)漏鋼的如下幾個原因中ZrO2的影響也是不容忽略的：

1)卷渣(Agglomeratecutsoffliquidslag)2)C的偏聚，保護渣碳的聚積及滲碳；3)ZrO2導(dǎo)致渣膜結(jié)晶率增加，傳熱下降，坯殼變薄，強度下降。連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!熔渣粘度對稀土氧化物熔解速度的影響

熔渣中熔劑總量對稀土氧化物熔解速度的影響

熔渣堿度對稀土氧化物熔解速度的影響

稀土氧化物在保護渣中溶解的限制性環(huán)節(jié)是稀土氧化物經(jīng)界面向渣中的擴散。

微量組分對保護渣物理化學(xué)性能的影響堿度與熔劑均促進熔渣對稀土氧化物的熔解。在正常結(jié)晶器喂稀土絲工藝下，適當提高保護渣堿度和增加熔劑組份，有利于對鋼中稀土氧化物夾雜的吸收。連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!呈氣體態(tài)的HF、SiF4吸入人體以后能損害人體重要的器官而使人致命，長期接觸過量的氟化物會引起以骨骼改變?yōu)橹鞯娜硇约膊?，而富含F(xiàn)的二冷水，PH值≈3－5，呈酸性，一方面加劇了連鑄設(shè)備的腐蝕，另一方面使得二冷水循環(huán)使用的化學(xué)處理費用增高。高F含量的廢水進入自然水系，會對環(huán)境造成累積污染。為了減小保護渣中氟的危害，最根本的措施就是要降低保護渣中的氟含量，使用無氟或低氟保護渣，解決源頭問題。連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!根據(jù)保護渣粘度測試結(jié)果，在相同溫度下，保持堿性氧化物與酸性氧化物摩爾分數(shù)不變的條件下，增加渣中F的含量，熔渣粘度則降低，從這一現(xiàn)象可以推測F具有使熔渣復(fù)雜陰離子團解體的作用。氟在保護渣中主要起到降低保護渣粘度、穩(wěn)定保護渣粘度－溫度特性和控制槍晶石的析出以調(diào)節(jié)傳熱特性這三個方面的重要作用。連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!但至今為止，冶金工作者對于在不含氟的條件下如何有效地控制和穩(wěn)定保護渣在高溫下的物理化學(xué)性能，保證保護渣在熔融狀態(tài)下具有與含氟熔渣相類似的結(jié)構(gòu)方面，還沒有取得革命性的進步。由于方坯連鑄時允許保護渣性能有較大范圍的變化，低氟保護渣在方坯上正在逐步開始得到推廣應(yīng)用。板坯連鑄時由于對保護渣性能的要求非常嚴格，其保護渣仍然停留在探索階段。連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!高氟、低氟、無氟條件下保護渣結(jié)構(gòu)特征隨溫度的變化規(guī)律：通過硅酸鹽結(jié)構(gòu)化學(xué)的理論分析計算和結(jié)構(gòu)譜線特征分析的實驗研究，認識F和O對保護渣熔渣微元結(jié)構(gòu)（如島狀、鏈狀、層狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)）的作用差異，從理論上闡明尋求F替代物的方向;對無氟保護渣來講，需要進行的研究和應(yīng)用工作大致有：連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!值得指出的是：重慶大學(xué)目前正承擔兩項國家自然科學(xué)基金有關(guān)無氟保護渣理論研究的課題。連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!1.

通過保護渣的傳熱與潤滑

1.1保護渣的傳熱性能

結(jié)晶器中的傳熱是非常重要的，鑄坯與結(jié)晶器間的水平傳熱的良好控制可以避免縱裂紋的產(chǎn)生，縱向傳熱可以影響振痕深度、針孔的形成、金屬熔池的深度、液渣向結(jié)晶器與鑄坯間通道的填充以及潤滑。連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!

結(jié)晶器內(nèi)通過保護渣渣膜的水平傳熱一般涉及兩大機理：

晶格傳熱和輻射傳熱1.有的研究者認為保護渣晶體層的存在會顯著減少輻射傳熱。2.也有人認為，晶體層的存在對結(jié)晶器/渣膜界面熱阻的影響要大于對輻射傳熱的影響。這是因為密度變化導(dǎo)致空隙增加。連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!結(jié)晶時產(chǎn)生收縮，導(dǎo)致了：晶體內(nèi)存在縮孔結(jié)晶器側(cè)渣膜表面粗糙－等同于產(chǎn)生氣隙有時，氣隙的產(chǎn)生不是由于鋼的收縮而是保護渣渣膜的收縮。連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!澆鑄中碳鋼、低碳鋼用保護渣及其結(jié)晶率對熱阻的影響連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!消光系數(shù)對于通過渣膜的水平傳熱，是一個非常關(guān)鍵的參數(shù)，通常受到渣膜的結(jié)晶率的控制。結(jié)晶率非常高的渣膜的輻射傳熱系數(shù)將會降到傳導(dǎo)傳熱系數(shù)的10~20%左右。但如果晶體層不存在的話，輻射傳熱系數(shù)還會大于傳導(dǎo)傳熱系數(shù)。因而，在目前的研究條件和應(yīng)用條件下，渣膜中存在部分結(jié)晶層是控制輻射傳熱的有效手段。連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!

1.2保護渣的結(jié)晶性能

保護渣結(jié)晶性能是保護渣渣膜控制傳熱的非常重要的參數(shù)。一般來講，保護渣的

凝固溫度Ts、析晶溫度Tc、轉(zhuǎn)折溫度Tb是影響結(jié)晶器潤滑與傳熱的重要物性。關(guān)于保護渣組份與Ts、Tc和析晶率關(guān)系的研究中，堿度(CaO/SiO2)、Li2O、BaO、SiO2、CaO、Al2O3對Ts、Tc和析晶率的影響，各研究者得到的結(jié)論基本一致，即：提高堿度，Ts、Tc升高，保護渣的結(jié)晶傾向增大，故降低保護渣堿度能抑制晶體的析出。連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!堿度對結(jié)晶溫度的影響連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁!轉(zhuǎn)折溫度與粘度的關(guān)系

裂紋敏感性鋼種應(yīng)該使用轉(zhuǎn)折溫度較高的保護渣，而黏結(jié)性鋼種以及易鼓肚鋼種應(yīng)該使用具有低轉(zhuǎn)折溫度的保護渣。其他鋼種則需使用轉(zhuǎn)折溫度在這兩者之間的保護渣。連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁!TTTcurvesobtainedthroughdoublehotthermocoupletechnique:(a)45%CaO,41%SiO2,7%Al2O3,7%Na2O;(b)44.5%CaO,44.5%SiO2,4%Al2O3,7%Na2O;(c)39.6%CaO,40.9%SiO2,6.9%Al2O3,9.6%Na2O,1%CaF2;(d)44%CaO,44%SiO2,7%Al2O3,5%Na2Oand43%CaO,43%SiO2,7%Al2O3,7%Na2O連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁!連續(xù)冷卻曲線同TTT曲線的比較在結(jié)晶器中，固態(tài)渣膜在很高的冷卻速度下形成。圖中的黑色小方塊處可以確定有晶體析出，在冷卻速度大于15℃/s的條件下，即使從TTT曲線預(yù)測有晶體析出，但仍能得到全玻璃態(tài)相。連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁!1.3保護渣渣膜的潤滑與摩擦在連鑄過程中，鑄坯和結(jié)晶器必須得到良好的潤滑，潤滑不良將會造成黏結(jié)性漏鋼和星狀裂紋。具有良好潤滑作用的保護渣，應(yīng)能使坯殼與結(jié)晶器壁間的摩擦力降至最小。連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁!

由上式可以清楚看到，保護渣的消耗量與液態(tài)渣膜的厚度成正比，而與粘度成反比。消耗量減少將會導(dǎo)致形成的渣膜厚度減薄，使摩擦力增加。dl：液態(tài)渣膜厚度，mm；vc：拉速，m/min；Tm：保護渣熔化溫度，℃;S：結(jié)晶器振幅，mm；tf:結(jié)晶器振動周期，s；tp：結(jié)晶器正滑脫時間，s連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁!Wolf先生指出，保護渣的消耗量最初表征保護渣的使用成本。但后來人們認識到保護渣消耗量實際上為人們判斷潤滑提供了非常有價值的參數(shù)。每單位面積的保護渣消耗量(Qs,kgm-2)可以通過下式來計算：式中，R為表面積與體積比，f*為保護渣產(chǎn)生液渣的比例。在這種計算中，假定固態(tài)渣膜不隨鑄坯移動。但也有研究者認為固態(tài)渣膜的移動速度為液態(tài)渣膜的10%，在這樣的假定下，實際液態(tài)渣膜厚度將會比計算值小。因為液渣膜隨鑄坯移動，平均渣膜厚度可以用下式計算：

連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第48頁!Ogibayashi等人隨提出，當時，保護渣渣膜的變化最小，此時，熱流變化和摩擦力變化也最小。連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第49頁!1.4平衡傳熱與潤滑的思路眾所周知，中碳鋼連鑄時，由于包晶反應(yīng)容易出現(xiàn)縱裂紋。包晶反應(yīng)（peritecticreaction）如右圖所示：在兩相區(qū)內(nèi)δ+liquid，溫度降低，δ-iron和殘余鐵液中的碳度將增加。在包晶反應(yīng)溫度，1499℃，含碳0.10%的δ-iron同含碳0.52%的鐵液反應(yīng)形成含碳0.16%的γ–Fe。X-ray衍射數(shù)據(jù)表明：含碳量為0.1%的:δ–Fe的密度為7.89g.cm-3；含碳量為0.16%的：γ–Fe的密度為8.26g.cm-3.因此，δ相轉(zhuǎn)變?yōu)棣孟喟殡S著4.7%的體積收縮。連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第50頁!Smalllongitudinalfacialcrack(Type-2LFC)onacarbonsteelslabLargelongitudinalfacialcracks(Type-1LFC)onacarbonsteelslab連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第51頁!提高保護渣渣膜的結(jié)晶率是減弱渣膜傳熱能力的有效手段，但需承擔鑄坯粘結(jié)、拉漏的風險。如何在目前對保護渣物理化學(xué)性能及其作用機理認識的基礎(chǔ)上，通過改變保護渣的組成和結(jié)構(gòu)，以盡量降低渣膜的結(jié)晶率為前提，來有效控制通過渣膜的傳熱通量，是我們關(guān)注的主要問題之一。連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第52頁!研究還表明，保護渣的潤滑性能也是影響鑄坯表面裂紋的另一個因素，具有良好潤滑性能的保護渣，可以減小鑄坯與結(jié)晶器壁之間的摩擦力，從而減少裂紋的產(chǎn)生。連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第53頁!目前解決這一問題的思路1.降低通過保護渣渣膜的紅外輻射能量；2.在保持保護渣結(jié)晶率的條件下，通過改變渣膜中結(jié)晶物質(zhì)的結(jié)構(gòu)（晶體構(gòu)造、致密度、空隙、粗糙度）等來降低傳導(dǎo)傳熱及紅外傳熱；3.保持保護渣具有良好的良好的流入特性及消耗量；連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第54頁!MnO含量對保護渣熱擴散系數(shù)的影響連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第55頁!計算得到的通過各個渣樣的輻射傳熱熱流密度

熱流密度（w/c㎡）相對基礎(chǔ)渣輻射熱流變化基礎(chǔ)渣378.5—結(jié)晶態(tài)基礎(chǔ)渣306.8-18.93%加入8％MnO后341.7-9.73%加入3％FeO后256.5-32.23%連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第56頁!2.連鑄保護渣吸收夾雜與

保持良好物理化學(xué)性能的問題連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第57頁!吸收Al2O3夾雜Al2O3夾雜的來源

：1.脫氧反應(yīng)：2Al+3O→Al2O32.界面反應(yīng)：1.5SiO2(Fluxpool)+2Al=Al2O3+1.5Si渣中氧化鋁的增量：在一般的澆鑄過程中，保護渣中氧化鋁的增加量一般在4-10%；澆鑄高鋁鋼(1%Al)時，渣中Al2O3增量可達30%；理論上講，保護渣可以熔解高達40%的Al2O3；

連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第58頁!吸收TiN(TiO2)夾雜TiN(TiO2)：(TistabilizedsteelandULCsteel)鋼中氮含量過高或二次氧化；TiN在渣中的溶解度很低：0.5%；TiO2在渣中的溶解度一般不會超過10%，否則將形成鈣鈦礦(Perovskite)。TiO2增加可能導(dǎo)致熔池深度增加。連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第59頁!Fe2O3影響TiN的能力顯然高于MnO，兩種氧化物與TiN的反應(yīng)可以表述為：鐵的各種氧化物的氧勢皆高于錳的氧化物，從熱力學(xué)上，鐵氧化物與TiN的反應(yīng)趨勢要強得多。TiN在含有鐵氧化物及錳氧化物的保護渣中的溶解動力學(xué)明確予以了證明。對熔渣凝固后的渣樣的X衍射分析表明，實驗后渣中的TiO2含量增加。連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第60頁!保護渣吸收稀土氧化物夾雜的研究稀土元素因能改善鋼材的塑性、韌性、耐蝕、耐磨、抗疲勞性能，而被廣泛采用。但稀土元素非?；顫姡瘜W(xué)穩(wěn)定性差，通常是在結(jié)晶器內(nèi)喂入稀土絲。由于稀土絲在進入鋼液前要同高溫氣體及保護渣接觸，有相當一部分稀土在界面被氧化或在鋼中同鋼中溶解氧、氧化物夾雜反應(yīng)，形成稀土氧化物。微量組分對保護渣物理化學(xué)性能的影響連鑄保護渣基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究的前沿與熱點chongqing共67頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第61頁!