【摘要】：連鑄結(jié)晶器保護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)晶器之間潤滑與傳熱的作用,是促進連鑄坯質(zhì)量提高和連鑄順行的重要材料。其中,保護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,研究者對保護渣組成、冷卻速度等對渣膜結(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,電磁場通過對高溫金屬熔體的力效應(yīng)、熱效應(yīng)促進鑄坯質(zhì)量的提高。然而,結(jié)晶器保護渣在高溫下呈現(xiàn)離子結(jié)構(gòu),磁場會對保護渣渣膜中晶體產(chǎn)生何種影響,國內(nèi)外很少有這方面的報道。因此,本文在構(gòu)建磁場條件下渣膜模擬實驗裝置的基礎(chǔ)上,研究不同磁場強度、保護渣堿度、F含量對保護渣渣膜的結(jié)晶率、晶粒尺寸、結(jié)晶礦相等的影響規(guī)律,探究磁場對結(jié)晶器保護渣結(jié)晶的影響機理。通過本文的研究,得到主要結(jié)論如下:①隨著磁場強度的增大,保護渣渣膜的晶粒尺寸變大,結(jié)晶率增加。對于堿度在1.02-1.08的實驗保護渣,磁場強度從0m T增加到60m T時,保護渣膜的結(jié)晶率的增加量約18%-26%;晶粒尺寸增加約12-17μm。②在磁場作用下,隨著堿度及氟離子含量的增加,保護渣結(jié)晶率、晶粒尺寸增加,這與無磁場條件下的變化規(guī)律一致。但是與無磁場的條件相比,磁場作用下保護渣結(jié)晶率、晶粒尺寸增加量更多。在60m T的磁場條件下,對于堿度1.02-1.08的實驗保護渣,保護渣膜結(jié)晶率增加量比無磁場條件的增加量多出20%,晶粒尺寸增加量多出17μm;對于F含量在2%-8%的保護渣,結(jié)晶率的增加量多出6.4%,晶粒尺寸多出24μm。③經(jīng)XRD測試表明,在磁場強度0-60m T條件下,磁場的作用使得X-射線衍射強度發(fā)生變化,保護渣晶體析出量發(fā)生了變化;但對保護渣的析晶物相的種類沒有改變,保護渣膜析晶物相主要是鎂黃長石(Ca2Mg Si2O7)、鈣鋁黃長石(Ca2Al(Si O7))、槍晶石(Ca4Si2O7F2),輝石(Ca2Mg(Al O7)。④磁場對保護渣晶核的形成和長大的熱力學(xué)和動力學(xué)參數(shù)都有不同程度的影響。結(jié)合磁場對熔體作用模型,磁場促進保護渣晶核能量的提高,增大晶核局部過冷,使得晶核形成的驅(qū)動力增大;磁場力的作用促進帶電溶質(zhì)粒子定向遷移,降低晶核傳質(zhì)阻力,促進晶核的生長。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TF777

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本文編號：2730571