非反應(yīng)性連鑄保護(hù)渣是一種用Al2O3代替?zhèn)鹘y(tǒng)連鑄保護(hù)渣中SiO2的CaO-Al2O3基連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣,將該保護(hù)渣應(yīng)用于高鋁高錳鋼連鑄生產(chǎn)過(guò)程中,可避免鋼液中[Al]與傳統(tǒng)連鑄保護(hù)渣中SiO2的鋼渣界面反應(yīng),使得連鑄保護(hù)渣性能穩(wěn)定,連鑄生產(chǎn)順行。揭示非反應(yīng)性保護(hù)渣微結(jié)構(gòu)特征及組成對(duì)結(jié)構(gòu)的影響機(jī)制,尋找能穩(wěn)定Al-O網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的組分,是開(kāi)發(fā)非反應(yīng)性連鑄保護(hù)渣的關(guān)鍵問(wèn)題之一。因此,通過(guò)系統(tǒng)研究非反應(yīng)性連鑄保護(hù)渣的熔渣微結(jié)構(gòu),并解析微觀結(jié)構(gòu)與流變行為之間的關(guān)系,為開(kāi)發(fā)非反應(yīng)性連鑄保護(hù)渣提供理論依據(jù),促進(jìn)高鋁高錳鋼連鑄技術(shù)發(fā)展。通過(guò)分子動(dòng)力學(xué)模擬,研究了不同CaO-Al203渣系熔渣微結(jié)構(gòu)特征,揭示了典型組元對(duì)熔渣中Al-O網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的作用機(jī)理,并結(jié)合熱力學(xué)計(jì)算設(shè)計(jì)了非反應(yīng)性連鑄保護(hù)渣化學(xué)成分。結(jié)果表明:B作為網(wǎng)絡(luò)形成體與O的結(jié)合能力最強(qiáng),熔渣中出現(xiàn)了高配位的Al和三配位氧以及Q5微元結(jié)構(gòu)單元來(lái)補(bǔ)償[AlO4]5-四面體負(fù)電荷過(guò)剩,低價(jià)態(tài)的Na+和Li+對(duì)于補(bǔ)償[AlO4]5-不平衡電荷的作用強(qiáng)于高價(jià)態(tài)的Mg2+和Ba2+,各組分對(duì)熔渣網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的解聚程度遵循:Na2O＞Li2O＞MgO＞Ba0＞C... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

保護(hù)渣在結(jié)晶器內(nèi)分布及功能作用區(qū)域示意圖

華北理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-6-圖2硅酸鹽的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2Silicatenetworkstructurediagram1.2.2熔渣結(jié)構(gòu)的研究方法目前研究鋁硅酸鹽熔體結(jié)構(gòu)的方法很多，可分為兩大類:1）模擬法[27]：主要包括四大類模型，分別為黑箱模型、結(jié)構(gòu)特征參數(shù)模型、熱力學(xué)模型和分子動(dòng)力學(xué)模型等。黑箱模型和結(jié)構(gòu)特征參數(shù)模型類似，都是通過(guò)對(duì)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合處理，從而建立熔渣結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。對(duì)于熱力學(xué)模型方面，對(duì)熔渣的結(jié)構(gòu)有很多看法，但還沒(méi)有統(tǒng)一的解釋。分子動(dòng)力學(xué)模擬可以直接計(jì)算熔渣的結(jié)構(gòu)，在材料科學(xué)，地質(zhì)學(xué)，生物學(xué)等許多領(lǐng)域都取得了理想的成果，成為理論與實(shí)踐之間的主要橋梁。2）實(shí)驗(yàn)法[28]：包括拉曼光譜，固體核磁共振譜，紅外光譜，中子散射和X射線衍射�；诠庾V理論的實(shí)驗(yàn)方法已成為研究鋁硅酸鹽熔體結(jié)構(gòu)與性能的主要方法。利用拉曼光譜可以研究熔體的結(jié)構(gòu)信息，X射線衍射技術(shù)類似于中子散射技術(shù)，能夠得到熔體的各離子對(duì)的平均鍵長(zhǎng)和配位數(shù)。雖然能夠獲得一些結(jié)構(gòu)信息，但是無(wú)法獲得在許多宏觀熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)性質(zhì)中起決定性作用的微觀結(jié)構(gòu)單元分布。通過(guò)測(cè)定硅酸鹽的同位素價(jià)和配位數(shù)，推導(dǎo)出硅酸鹽中不同四面體的相對(duì)含量，該方法雖然能獲得定量的結(jié)構(gòu)信息，但不夠靈敏。目前，用實(shí)驗(yàn)方法對(duì)硅酸鹽結(jié)構(gòu)的研究已經(jīng)比較成熟。但在非反應(yīng)性保護(hù)渣中，用Al2O3取代SiO2后，由于Al3+和Si4+的化合價(jià)不同，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致兩種渣系在高溫熔融狀態(tài)下熔體結(jié)構(gòu)的差異。然而，由于對(duì)高溫熔體的實(shí)驗(yàn)研究經(jīng)驗(yàn)匱乏，導(dǎo)致用實(shí)驗(yàn)得到的熔體結(jié)構(gòu)說(shuō)服力不足，因此研究受阻。近幾十年來(lái)，隨著科技的發(fā)展，尤其計(jì)算機(jī)和計(jì)算數(shù)學(xué)發(fā)展最為迅速，分子動(dòng)力學(xué)模擬的出現(xiàn)解彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)中的不足。分子動(dòng)力學(xué)模擬技術(shù)以成為研究熔體微觀結(jié)構(gòu)的重要?

第1章文獻(xiàn)綜述-9-組元對(duì)熔渣中Al-O網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的作用機(jī)理，并結(jié)合熱力學(xué)計(jì)算設(shè)計(jì)非反應(yīng)性連鑄保護(hù)渣化學(xué)成分；通過(guò)拉曼光譜與核磁共振譜實(shí)驗(yàn)，研究不同組分對(duì)非反應(yīng)性保護(hù)渣熔渣微結(jié)構(gòu)的影響，并基于熔渣微結(jié)構(gòu)研究，解析熔渣結(jié)構(gòu)與流變行為的關(guān)系，為開(kāi)發(fā)非反應(yīng)性連鑄保護(hù)渣提供理論依據(jù)，促進(jìn)高鋁高錳鋼連鑄技術(shù)發(fā)展。2）研究?jī)?nèi)容（1）連鑄保護(hù)渣熔渣微結(jié)構(gòu)模擬及其成分設(shè)計(jì)研究采用分子動(dòng)力學(xué)模擬軟件Scigress，模擬研究不同CaO-Al2O3渣系熔渣微結(jié)構(gòu)特征，揭示典型組元對(duì)熔渣中Al-O網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的作用機(jī)理，并結(jié)合熱力學(xué)計(jì)算設(shè)計(jì)非反應(yīng)性連鑄保護(hù)渣化學(xué)成分。（2）非反應(yīng)性連鑄保護(hù)渣熔渣微結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)研究采用拉曼光譜和核磁共振譜實(shí)驗(yàn)對(duì)連鑄保護(hù)渣熔渣結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)分析，研究不同組分對(duì)非反應(yīng)性保護(hù)渣熔渣微結(jié)構(gòu)的影響。（3）連鑄保護(hù)渣熔渣微觀結(jié)構(gòu)與流變行為關(guān)系解析在熔渣微結(jié)構(gòu)的研究基礎(chǔ)上，結(jié)合保護(hù)渣黏度特性，研究其流變行為，探討流變行為的本質(zhì)，解析熔渣微結(jié)構(gòu)與流變行為的關(guān)系。1.4.2研究路線研究路線如下圖3所示。圖3研究路線圖Fig.3Researchroadmap

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[4]連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣相關(guān)基礎(chǔ)理論的研究及其應(yīng)用實(shí)踐[D]. 謝兵.重慶大學(xué) 2004

碩士論文
[1]CaO-Al2O3基高鋁高錳鋼保護(hù)渣冶金特性研究[D]. 許進(jìn)忠.華北理工大學(xué) 2018
[2]CaO-SiO2-TiO2渣系熔融結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的模擬研究[D]. 姚廷華.重慶大學(xué) 2017
[3]Al元素對(duì)輕質(zhì)高強(qiáng)Fe-Mn-Al鋼組織及力學(xué)性能的影響及其作用機(jī)理[D]. 王力.蘭州理工大學(xué) 2016
[4]基于再生資源條件下不銹鋼脫磷保鉻工藝研究[D]. 許云花.江蘇科技大學(xué) 2015
[5]不銹鋼中非金屬夾雜物成分的動(dòng)力學(xué)預(yù)報(bào)模型[D]. 李明.東北大學(xué) 2012
[6]FeO-SiO2-V2O3渣系熔融結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的多尺度分析[D]. 張燮.重慶大學(xué) 2012
[7]不銹鋼液中非金屬夾雜物成分的動(dòng)力學(xué)計(jì)算[D]. 游梅英.東北大學(xué) 2009
[8]薄板坯連鑄保護(hù)渣消耗量與材料組成性能的關(guān)系[D]. 李婷.遼寧科技大學(xué) 2007
[9]精煉渣硫容量及活度模型的應(yīng)用研究[D]. 王豐產(chǎn).西安建筑科技大學(xué) 2006
[10]紫外光纖包層玻璃的制備與性能研究[D]. 周安.南京工業(yè)大學(xué) 2006



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