连铸结晶器保护渣结晶温度

D0I:10.13374/i.issn1001-053x.2000.06.006 第22卷第6期 北京科技大学学报 Vol.22 No.6 2000年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec,2000 连铸结晶器保护渣结晶温度 舒俊”金山同”张丽”曹卫文2)宋任波2)王向光2) 1)北京科技大学治金学院，北京1000832)苏州工业园区中元环境工程有限公司，苏州215143 摘要实验采用VCT-2型微机差热天平，用来研究了保护渣的化学组成和冷却速率对其 结晶温度的影响.结果表明：(1)在实验条件下，碱度升高，保护渣的结晶温度先升高后降低： (2)F含量增加，保护渣的结品温度提高；(3)随着Na,O,Al,O,Mg0含量的增加，保护渣的结晶 温度下降：(4)保护渣的结晶温度随冷却速率的增加略有下降， 关键词连铸；结晶器保护渣；结晶温度；冷却速率 分类号T℉777 文献标识码：A Gs等人的研究表明，提高保护渣的结晶 保护渣的结晶发生在一个温度范围内，结 温度会使结晶器与铸坯之间的摩擦力增大， 晶放热峰相应地有外推起始温度Tz,峰顶温度 Kyoden回等人也发现粘结漏钢率随保护渣结晶 TM,以及终止温度T。·一般所指的结晶温度在 温度的增大而上升，降低通过结晶器的热流可 此对应于T:,即外推起始温度.TM,Tm则分别对 减少纵向裂纹B则.因此，Emi提出保护渣结晶温 应结晶速率最大的温度和结晶的终止温度，为 度提高，纵裂指数下降向， 研究起见，本实验将此3个温度值进行了测定. 结晶温度是指熔渣由高温冷却时开始析 为了便于研究各组成对保护渣结晶温度的 出晶体的温度，研究保护渣结晶温度的传统方 影响，本实验采用实验室自制渣.在基渣的基础 法有：粘度法阿，高温显微镜法”，差热分析法（即 上，添加或改变某一种化学成分.基渣的化学组 DTA)等1，最常用的方法是DTA.目前用粘 成（质量分数）为：Ca043.9%,Si0237.8%,Al20 度测量获得的结果是否就是结晶温度尚有争 0.34%,Mg00.68%,Na08.0%,F6.0%,Fe0 议，至今DTA实验中所用冷却速率没有标准， 0.13%,R=w(CaO)/w(SiO2).本实验主要研究了 只有少数实验考虑过冷却速率对结晶温度的影 保护渣的碱度，NaO,F,A1,O,MgO含量对其 响3.因此，本实验研究了保护渣化学组成和 结晶温度的影响，各渣样的配料情况如表1所 冷却速率对其结晶温度的影响. 示.取配好的渣样约25mg,放入WCT-2型差热 微机天平专用的刚玉坩埚中，以30℃min的升 1 实验内容与方法 温速率由室温加热到1300℃，保温30min,然 结晶温度的测试采用WCT-2型微机差热 后以10℃min的冷却速率降温至700℃.由计 算机自动采集数据，然后进行数据处理，分别找 天平， 出TE,TM,T。对应的温度 表1实验室自制渣的配料表 Table 1 Chemical compositions of laboratory prepared slags 变化量（质量分数）% 组号 变化因素 P Ⅲ N 碱度R=m(CaO)/m(SiO) 0.8 1.0 1.16 1.25 1.40 ⊙ Na2O 6.0 8.0 10.0 12.0 C F 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 0 Al2O, 0 1.0 2.0 3.0 E Mgo 0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 2000-06-06收稿舒俊女，28岁，博士生 *冶金部"九五"科技攻关项目No.95-525-03-01-02)

第 2 2 卷 第 6 期 20( 沁 年 12 月 北 京 科 技 大 学 学 报 OJ u nr a l o f U n vi e “ iyt o f s c i e n ec a n d 及c h n ol o yg B e ij ni g 从】1.2 2 N O . ` D Ce 。 200 连铸结 晶器保护渣结 晶温度 舒 俊 ” 金山 同 ” 张 丽 ` ’ 曹卫文 2 , 宋任波 ” 王向光 2 , 1) 北京科技大学冶金学院 , 北京 10 0 0 83 2) 苏州工业 园区中元环 境工程 有限公司 , 苏州 2 15 1 43 摘 要 实验 采用 WC T一2 型微 机差 热天 平 , 用 来研 究 了保 护渣的 化学 组成和 冷却速 率对 其 结 晶温度 的影 响 . 结 果表 明 : ( 1) 在 实验 条件 下 , 碱度 升 高 , 保护 渣 的结 晶温度先 升高 后 降低 ; (2 )F 一 含 量增 加 , 保 护 渣 的结 晶温度提高 ; (3) 随着 N 氏 0 , lA 八 , M g O 含量 的增 加 , 保 护渣的 结晶 温度 下 降 ; (4 ) 保护 渣的结 晶温度 随冷却 速率 的增 加略 有下 降 . 关键 词 连铸 ; 结 晶器保护渣 ; 结 晶温度 ; 冷 却速率 分 类号 FT 7 7 文献 标识 码 : A G il s 等 人l1] 的研究表 明 , 提高保护渣 的结 晶 温 度 会 使 结 晶器 与 铸 坯 之 间的 摩 擦 力 增 大 . yK od en l2] 等人也发现 粘结漏钢 率随保护渣 结 晶 温度 的增 大而上升 , 降低通 过结 晶器 的热流可 减 少纵 向裂 纹 3[,4] . 因此 , E m l 提 出保护渣 结 晶温 度提 高 , 纵裂 指数下 降15] . 结 晶 温 度 是 指熔 渣 由 高温 冷 却 时 开始 析 出晶 体 的温 度 . 研 究保护渣 结 晶温度 的传统方 法有 : 粘度法 6[] , 高温 显微镜法7[] , 差热分析法 (即 D TA ) 等 【卜 l2] , 最 常用 的方法 是 D TA . 目前用粘 度 测量 获 得 的结果 是 否 就 是 结 晶温度 尚有 争 议 . 至今 D TA 实验 中所用冷 却速 率没有标准 , 只 有少数实验考 虑过冷却速 率对 结晶温 度的影 响 〔13 :l4] 因 此 , 本实验研 究 了保护渣 化学组成 和 冷却速 率对其 结 晶温度 的影 响 , 1 实验 内容与方法 结晶 温度 的测试 采用 WC T - 2 型微机 差热 天平 . 保护渣 的结 晶发生在一个温 度范 围 内 , 结 晶放热 峰相应地有 外推起始温度 几 , 峰顶温度 几 , 以及终止温 度 几 一般所指 的结 晶温度在 此对应于 几 , 即 外推起始温度 . 几 , 几 则分别对 应结 晶速 率最 大的温度和 结 晶的终止温度 . 为 研 究起见 , 本 实验将此 3 个温度 值进 行 了测定 . 为 了便 于研究各组成对保护渣 结晶 温度的 影响 , 本实验采用实验室 自制渣 . 在基渣 的基础 上 , 添加或改变某一种化 学成分 . 基渣 的化学组 成 ( 质量分数 ) 为 : C a o 4 3 . 9 % , 5 10 2 3 7 . 5% , ^ 1 2 0 3 0 . 3 4% , M g o 0 . 6 8% , N 氏0 8 . 0% , F 一 6 . 0% , Fe 3 0 3 0 . 13 % , R = w (C aO ) / w ( is q ) . 本 实验 主 要研究 了 保 护渣 的 碱 度 , N 灸O , P , A 取0 3 , M g o 含量 对其 结 晶温 度 的影响 , 各渣样 的配料情 况如表 1 所 示 . 取配好 的渣 样约 25 m g , 放入 W C T- 2 型差 热 微机 天平专用 的刚玉增祸 中 , 以 30 ℃ m/ in 的升 温速 率 由 室温 加热 到 1 3 0 ℃ , 保温 30 m in , 然 后 以 10 ℃ m/ in 的冷 却速率 降温 至 7 0 ℃ . 由计 算机 自动采集数据 , 然后进行数据处理 , 分别找 出 兀 , 几 , 九 对应 的温 度 . 表 1 实验室 自制渣的配料表 aT b l e 1 C h e m i c a l e o m op s id o n s o f la bo r a t o yr P er P a 代d s la g s 组号 变化因素 变化量 (质量 分数 )彤 1 11 1 1 VI V VI 一 .l40 .l0 一2 .80 .、 ù o n ) 州ù八魂`r 20 , .- .) 八ù才` - “ 20 , 、ō L .) ō匕l( 内j 6 A 1 2 0 3 M g o 1 . 16 1 0 . 0 8 . 0 2 . 0 4 . 0 ǎ no ù n … `工.R 了 0 0 O ù … ù ”`U 碱度R 4 = m ( C aO ) / m ( 5 10 2 ) N 斑 0 -F 1 . 0 2 . 0 ADBCE 2 0 0 一 06 一 06 收稿 舒俊 女 , 28 岁 , 博 士生 * 冶 金部 ” 九五 ” 科 技攻 关项 目侧 。 .9 5 · 52 5 一 0 3 · 0 1 一 0 2) DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2000. 06. 006

Vol.22 No.6 舒俊等：连铸结晶器保护渣结晶温度 509· 同时探讨了冷却速率对保护渣结晶温度的 加，保护渣的熔点降低，在同样的条件下，相当 影响.取基渣及DIⅢ号渣样进行DTA实验，改 于减小了体系的过冷度.所以随NaO含量增 变冷却速率分别为10,30,50℃/min. 加，保护渣的结晶温度降低 2 实验结果与分析 1050 1020 21保护渣化学成分对其结晶温度的影响 990 (1)碱度，保护渣碱度(R=m(CaO)/m(SiO)) 960 T 与其结晶温度的关系如图1所示.在本实验条 930 --Tx 件下，碱度为0.8的渣样在实验温度范围内无明 女T。 显的结晶放热峰，可能渣样为玻璃体或者结 600 晶率太小，以至于无法用DTA测得.可见，碱度 870 6 8 10 12 在1.0~1.4范围内，随碱度增大保护渣的结晶温 w(Na2O)/ 度先提高后降低，在碱度R=12附近出现结晶 图2Na,0含量对保护渣结晶温度的影响 温度极大值.T,TM,T。随碱度的变化规律大致 Fig.2 Effect of Na:O mass fraction on crystallization tem- 相同. perature of mold fluxes 1040 1020 (3)F含量.F含量与保护渣结晶温度的关 ◆T 1000 --Tx 系如图3所示.F含量在4.0%~8.0%范围内，曲 980 ★T 线上升趋势缓慢，甚至在8.0%~10.0%区间曲线 960 近似水平；而F含量大于10.0%时，结晶温度急 940 剧提高：其中F含量为12.0%的渣样，其外推起 920 始结晶温度高达1246℃， 900 分析认为这与加入F后熔渣的结构有关. 0.8 1.0 1.2 CaF,进入保护渣后，一部分与SiO2反应生成SF4 R (大部分挥发，余下的形成乳浊的小气泡)，一部 图1保护渣碱度与其结晶温度的关系曲线 分与渣中的阳离子结合生成氟化物，而其余的 Fig.1 Relationship between basicity and crystallization F进入熔渣后，F可取代Si-0键中的O2~,以 temperature of mold fluxes Si-F键的形式进入网络结构，由于S-O键被 从以往的文献得出的结论是：增大碱度可 打断使得晶体容易析出. 提高保护渣的结晶温度.可能是因为文献中的 碱度范围在0.812之间.然而由本实验结果可 1300 1250 以看出此结论仅在一定碱度范围内正确，当 ◆TE 1200 -Tw 碱度增大时，CaO含量增大，Ca2与Si-O键中的 O 1150 士T。 02反应，打断Si-0键，渣的结晶倾向增强，结 晶温度上升：而当碱度增大到一定程度，渣中会 1100 1050 有CaO颗粒析出，CaO的活度降低，从而导致保 1000 护渣结晶温度降低 950 (2)Na,O含量.NazO含量对保护渣结晶温度 2 6 8 10 12 的影响见图2.由图可知，Na0含量在6.0%~ w(F-)/% 12.0%范围内，保护渣的结晶温度随Na0含量 图3F含量对保护渣结晶温度的影响 的增加而下降.实验结果认为NaO含量对保护 Fig.3 Effect of F mass fraction on crystallization tem- 渣结晶温度的影响机理与所用基渣的组成有很 perature of mold fluxes 大关系.本实验所用基渣基本不含Al2O,Na0 (4)Al,0,含量.在基渣中加入3.0%的A1,0, 大部分进入基体形成玻璃相，而不形成霞石，部 未观察到明显的结晶放热峰，在实验条件范围 分NaO可能与F结合成NaF,而且Na,O含量增 内，随A1O3含量增加，保护渣的结晶温度降低

V b l . 2 2 N O 一 6 舒俊 等 : 连 铸 结 晶器 保 护渣结 晶温 度 同时探讨了冷却速率对 保护渣结 晶温度 的 影 响 . 取基渣及 D m 号渣样进行 D T A 实验 , 改 变冷却速率分别 为 10 , 30 , 50 ℃ m/ in . 加 , 保 护渣 的熔点 降低 , 在 同样 的条件下 , 相 当 于减 小 了体系 的过冷度 . 所 以 随 N 灸0 含量 增 加 , 保护 渣的 结晶温度 降低 . 2 实验结果与分析 .2 1 保护渣化学成分对其结晶温度的影响 ( 1) 碱度 . 保护渣碱度沃 = m ( C a o ) / m ( 5 10 2 ) ) 与其 结晶温度 的关系如 图 1 所示 . 在本 实验条 件下 , 碱度为 0 . 8 的渣样在实验温度范 围内无 明 显的 结晶 放 热峰 , 可能渣 样 为玻璃 体 或者 结 晶率太小 , 以至 于 无法用 D飞’A 测得 . 可 见 , 碱 度 在 1 . 0一 1 . 4 范围内 , 随碱度增 大保护渣 的结晶 温 度先提高后降低 , 在碱度 R =l . 2 附近 出现 结 晶 温 度极大值 . 兀 , 凡 , 兀 随碱 度的变化规律 大致 相同 . 一今~ 兀 闷卜 几 .门卜 几 0 ó、石à气 96 气, 0 n闷z ù 0 2 96 一X 、g」毛 4 6 8 10 12 w 伽a 2 0 )%/ 图 Z N 跳0 含量对保护渣结晶温度的影响 F ig . 2 E fe e t o f N a z o m a s s fr a e it o n o n e yr s t a l】扭a ti o n t e m - P e r a t u er o f m o ld if u x e s 1 04 0 1 02 0 1 0() 0 p 9 80 房 96 0 . 奋~ 几 . . ~ 凡 - 奋 . 几 (3 ) R 含 量 . F 一含量 与保护 渣 结 晶温度 的关 系如 图 3 所 示 . F 一含量在 .4 0 % 一 .8 0 % 范 围内 , 曲 线上升趋 势缓慢 , 甚至在 .8 0 % 一 1.0 0% 区 间 曲线 近似水平 ; 而 R 含量大于 1.0 0 % 时 , 结晶温度急 剧提高 ; 其 中 F 一含量为 1.2 0% 的渣样 , 其 外 推起 始结 晶温 度高达 1 2 46 ℃ . 分析认 为这与加入 F一 后熔渣 的 结构有关 . C aF Z进入保护渣后 , 一部分与 5 10 2 反应 生 成 S IF 4 ( 大部分挥发 , 余下 的形成 乳浊 的小气泡 ) , 一部 分 与渣 中的阳 离子结合 生成氟化物 , 而 其余 的 犷进入熔 渣后 , -F 可取代 is 一 O 键 中的 以 一 , 以 is 一 F 键 的形式进入 网 络结构 , 由于 is 一 O 键被 打 断使得 晶体容 易析 出 . ǐ n ù O ō n ù 9420 0 . 8 1 . 0 1 . 2 1 . 4 R 圈 1 保护沈碱度与其结晶温度的关系 曲线 F吮 . 1 R e肠 d加功勿 加幻即 e n b a s ic iyt a n d e叮sat l 吮a t fo n et m 衅邝加 er of m ol d un l es . 4 ~ 兀 刁卜 几 习卜 兀 nU 0 n àō、J ù” 凡 à J Z 自, 1 1 5 0 1 10 0 尸、才龙 n ù 0 ù、 ù 0 工àō 09 从 以往的文献得出的结论是 : 增 大碱度可 提高保护渣 的结 晶温度 . 可 能是 因 为文 献 中的 碱度范围在 .0 8一 1 . 2 之 间 . 然 而 由本实验结果可 以看 出 此 结论仅在 一 定碱 度 范 围 内正 确 . 当 碱度增大时 , C a O 含量增大 , C +az 与 is 一 O 键中的 口 一 反应 , 打 断 is 一 O 键 , 渣 的结晶 倾 向增强 , 结 晶温度上升 ; 而 当碱度增大 到一定程度 , 渣 中会 有 C aO 颗粒析 出 , C aO 的活度 降低 , 从而 导致保 护渣结 晶温度降低 . (2 N) 跳 O 含量 . N 氏O 含量对 保护渣 结 晶温度 的影 响见 图 2 . 由 图可知 , N 灸O 含量在 .6 0 % 一 12 .0 % 范围 内 , 保护渣 的结 晶温度 随 N a 2 0 含量 的增加而下 降 . 实验 结果 认 为 N 氏O 含量 对保护 渣 结晶温度的影响机理与所用基渣 的组成有很 大关系 . 本实验所用基渣基本 不含 A 1 2 O 3 , N 灸O 大部分进入基体形成玻璃相 , 而不形成霞石 , 部 分 N a Z O 可 能与 F 结合成 N aF . 而且 N aZ O 含量 增 2 4 6 8 1 0 1 2 w ( F 一 )oO/ 图 3 r 含 垦对保护渣结 晶温度 的影响 F ig . 3 E 月免c t o f F 一 m a s s fr a e t i o n o n e yr s t a l ilZ a it o n t e m - P e r a t u er o f m o ld if u x e s ( 4 ) A 1 2 O 3含 量 . 在基渣 中加入 3 . 0 % 的 A 1 2 O 3 , 未 观察 到 明显 的结晶 放热峰 . 在实验条件范围 内 , 随 A 1 2 0 , 含量增加 , 保护渣的结晶温度 降低

510 北京科技大学学报 2000年第6期 实验结果见图4.A12O,在硅酸盐结构中起两大 面，由于其离子半径小，电价高，离子势2r较碱 作用：一是可以代替S而形成络阴离子的一部 金属大，能夺取硅氧负离子中的O~来包围自 分，为4个氧离子所包围：二是能使硅氧负离子 己，导致硅氧负离子团聚合，从而使网络结构复 团解聚，这主要取决于保护渣的CaO/Al,O,(质 杂.由此可见，MgO在硅酸盐结构中的作用介 量比)值.在本实验条件下，碱度较高，加入A12O 于网络外离子与网络形成离子之间.其次，加入 后，A会形成A1O?络阴离子，从而使硅酸盐的 MgO,可以降低保护渣的熔点，因而在同样的温 链状结构加长，增大保护渣的玻璃化倾向，降低 度条件下，相当于减小了熔渣的过冷度 其结晶温度， 2.2冷却速率对保护渣结晶温度的影响 1035 图6和图7分别是基渣与DⅢ号渣样冷却 ★TE 速率的实验结果.显然，冷却速率从10℃min提 1020 高到50℃min,保护渣的结晶温度稍稍降低.原 o 1005 因是随冷却速率增大，冷却过程的热惯性大，结 990 晶潜热的释放始终小于热量的逸散，熔渣的温 度迅速降低，导致粘度上升，分子活动能力减 975 弱，故需要更大的过冷度才能析出晶体，所以渣 960L 的结晶温度下降 0 0.5 1.01.5 2.0 2.5 由于实验仪器的限制，无法进行更高冷却 w(A1,O)/% 图4A山O,含量对保护渣结晶温度的影响 速率的实验，须选用其他方法，如模拟结晶器， Fig.4 Influence of AlO,mass fraction on crystallization 高温显微镜，或者单、双热电偶法，等等. temperature of mold fluxes 1060 (5)MgO含量.测得保护渣的结晶温度与 1040 MgO含量的关系，如图5所示.由图可见：含 1020 TE MgO10.0%的渣样未观察到结晶峰：MgO含量 在0~8.0%的范围内，随Mg0含量增加，保护渣 1000 的结晶温度呈下降趋势，其中在4.0%~6.0%区 980 T。 间下降不明显， 960 1040 10 品 30 4050 te/℃min-l 1000 图6基渣结晶温度与冷却速率的关系 960 Fig.6 Influence of cooling rate on crystallization tempera- ture of original slag 920 ◆T -Tk 1060 880 ★T。 1040 840 0 6 1020 w(MgO)/% 3 1000 图5保护渣的结晶温度与Mg0含量的关系 980 Fig.5 Relationship between crystallization temperature and MgO mass fraction of mold fluxes 960 940 MgO对保护渣结晶温度的影响机理目前尚 0 10 2030 40 50 无定论.由于Mg离子半径为0.078nm,在不同 wo/℃minl 的条件下，配位数为4或6，故Mg0对保护渣结 图7冷却速率对DⅢ渣样结晶温度的影响 晶温度的影响也比较复杂.一方面，Mg与碱金 Fig.7 Effect of cooling rate on crystallization temperature 属离子一样，能使硅氧负离子团解聚；另一方 of sample DⅢ

一 0 1 5 北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 . 6 0 0 0 2 实验结 果见 图 4 . A 刃 I , 在硅酸盐 结构 中起两 大 作用 : 一是可 以代替 51 +4 而形成络 阴离子的一部 分 , 为 4 个氧 离子所包 围 ; 二 是 能使硅氧 负离子 团解聚 , 这主 要 取决于 保护渣 的 C a o A/ 几O , (质 量 比 )值 . 在本实验 条件下 , 碱度较高 , 加入 1A 2 O 3 后 , A +ls 会 形成 A IO 聋 一 络 阴 离子 , 从而使硅酸盐 的 链状 结构加长 , 增大保护渣 的玻璃化倾 向 , 降低 其 结 晶温度 . - 今~ 几 叫. . 几 ~ 奋~ 几 03%0297 、g方龙 064298 、p李屯 0 0 . 5 1 . 0 1 . 5 2 . 0 2 . 5 w (A 1 2 0 3 ) o/ 图 4 lzA o , 含量对保护渣结晶温度的影响 F ig . 4 I n if u e n c e o f A L0 3 m a s s fr a 比 o n o n c yr s t a l】IaZ it o n et m p e ar t u er o f m o ld nu x se 面 , 由于其离子半径小 , 电价高 , 离子势 刀r 较碱 金 属大 , 能夺取硅 氧负离子 中 的 O , 一 来包 围 自 己 , 导致硅氧 负离子团聚合 , 从而使 网络结构复 杂 . 由 此可见 , M g O 在硅 酸盐 结构中的作用介 于网 络外离子与 网络形成离子之 间 . 其次 , 加入 M g o , 可 以 降低保护渣 的熔 点 , 因而在 同样的温 度条件 下 , 相 当 于减小 了熔渣 的过冷度 . .2 2 冷却速率对保护渣结晶 温度的影响 图 6 和 图 7 分别 是基渣 与 D l 号渣 样冷却 速率 的实验结果 . 显然 , 冷 却速 率从 10 ℃ m/ in 提 高 到 50 ℃ m/ in , 保护渣 的结晶温度稍稍 降低 . 原 因 是随冷却速率增大 , 冷却 过程 的热惯 性大 , 结 晶潜热 的释放始 终小于 热量 的逸散 , 熔渣 的温 度 迅速 降低 , 导致粘度上 升 , 分 子活动能力减 弱 , 故需要更大 的过冷度才能析 出晶 体 , 所 以渣 的结 晶温 度下 降 . 由 于实验仪器 的限制 , 无 法进行更 高冷却 速率 的实验 , 须选用 其他方法 , 如模拟 结晶器 , 高温 显微镜 , 或 者单 、 双 热 电偶法 , 等 等 . 一兀兀几 (5 ) M gO 含量 . 测 得保护渣 的结 晶温度 与 M g O 含量 的关系 , 如 图 5 所 示 . 由图可 见 : 含 M gO 10 .0 % 的渣样未观 察到结 晶 峰 ; M g O 含量 在 份 .8 0 % 的范 围内 , 随 M gO 含量增 加 , 保护渣 的结晶温度呈下 降趋势 , 其 中在 .4 0% 一 .6 0% 区 间下 降不 明显 . 州闷卜 几 . 月卜 几 , 合 . 兀 9 6 0 Lse se se se se 二一一 - - 一一习 - - - 占- - - - - - 日 - - 一 - J 0 10 2 0 3 0 4 0 5 0 琳 却 /℃ · m in 一 l 图 6 基渣结晶温度 与冷却速率的关系 Fi g . 6 I n if u e n e e o f e 0 0 iln g ar et o n c叮s at 业 a iot n t e m eP ar · ot er o f o ir ign a l s al g 1 06 0 1 0 4 0 ` 九 杏 几 , r 0409609284 户、方龙 0on ùùn 一 Z C ùù R 0 64 ē 10 户O 少Q 声 尸、逆 0 2 4 6 8 w阿 9 0 )%Z 图 5 保护渣 的结晶温度与 M g o 含量的关系 Fi g . S eR 肠 iot n s hiP b e wt e e n e叮 s t a ll七 a iot n t e m eP r a ot er a n d M gO m a s s fr a c ti o n o f m o dl ifu xe s M gO 对保护渣 结晶温度 的影响机理 目前 尚 无定论 . 由于 M犷离子半径 为 0.0 78 nI , 在不 同 的条件 下 , 配位数为 4 或 6 , 故 M g O 对保护渣 结 晶温度 的影响也 比较复杂 一方 面 , M 犷与碱 金 属离 子一样 , 能使硅氧负离 子团解聚 ; 另一 方 0 10 2 0 3 0 40 邪 *v 却 /℃ · m i n 一 , 图 7 冷却速率对 D m 渣样结晶温度的影响 F馆 . 7 E 月触c t of c o il n g ar et on c叮s at l】抽 a iot . et m pe ar ut er of sa m p le D m

VoL.22 No.6 舒俊等：连铸结晶器保护渣结晶温度 511· 3结论 623 6 McCauley WL,Koul M K.Mold Powder Technology: (1)碱度在1.0~1.40的范围内，碱度升高，保 Bottom Pouring vs.Continuous Casting.In:ISS Mold 护渣的结晶温度先提高后降低，在碱度1.2附近 Powders for Continuous Casting and Bottom Pouring Tee- ming1987.111 出现极大值. 7 Nakato H,Sakuraya T,Nozaki T,et al.Physical and Chemi- (2)在4.0%~12.0%范围内，F-含量增加，保护 cal Properties of Casting Powders Affecting the Mold 渣结晶温度提高， Lubrication During Continuous Casting.In:ISS 69th (3)在基渣中分别添加6.0%~12.0%的Na0, Steelmaking Conference Proceedings.1986.137 0-8.0%的Mg0,0-2.0%的A1,0,随其含量增加， 8 Bommaraju R.Optimum Selection and Application of 保护渣的结晶温度下降 Mold Fluxes for Carbon Steels.In:ISS 74th Steelmaking Conference Proceedings.1991.131 (4)冷却速率在10-50℃/min的范围内，保护 9朱立光，高速连铸保护渣性能优化及基于神经网络 渣的结晶温度随冷却速率的增加稍稍下降. 的连铸保护渣设计专家系统的研究：[博士学位论 参考文献 文].北京：北京科技大学，1997 10 Chavez J F,Rodriguez A,Morales R,et al.Laboratory and 1 Sankaranarayanan S R,Apelian D.Evaluation of Mold Plant Studies on Thermal Properties of Mold Powders.In: Powder Performance via Crystallization Analysis.In:ISS ISS 78th Steelmaking Conference Proceedings.1995.679 75th Steelmaking Conference Proceedings.1992.607 11 Carli R,Ghilardi V.Managing Technological Properties of 2 Kyoden H,Doihara T,Nomura O.Development of Mold Mold Fluxes.Iron Steelmaker,1998,25(6):43 Powders for High Speed Continuous Casting of Steel.In: 12 Sardemann J,Schrewe H.The Influence of Casting Pow- ISS Mold Powders for Continuous Casting and Bottom der on the Formation of Cracks in Continuous Slab Cas- Pouring Teeming.1987.45 ting.In:ISS 74th Steelmaking Conference Proceedings 3 Moore J A,Phillips R J,Gibbs T R.An Overview for the 1991.719 Requirements of Continuous Casting Mold Fluxes.In: 13 Sakai H,Kawashima T,ShiomiT,et al.Crystallization Be- ISS74th Steelmaking Conference Proceedings.1991.615 havior of Molten Fluxes for High-speed Continuous Cas- 4 Mills KC.The Performance of Casting Powders and Their ting of Middle-carbon Steel.In:ISS Proceedings of Mol- Effect on Surface Quality.In:ISS 74th Steelmaking Con- ten Slags,Fluxes and Salts.1997.787 ference Proceedings.1991.121 14 Bhamra M S,Charlesworth M G,Wong S,et al.Crystalli- 5 Emi M.The Mechanisms for Sticking Type Break-outs and zation of Fluxes under Varying Cooling Rates.In:ISS new Developments in Continuous Casting Mold Fluxes. 54th Electric Furnace Conference Proceedings.1996.551 In:ISS 74th Steelmaking Conference Proceedings.1991. Crystallization Temperature of Continuous Casting Mold Fluxes SHU Jun,JIN Shantong,ZHANG Li,CAO Weiwen,SONG Renbo,WANG Xiangguang 1)Metallurgy School,UST Beijing,Beijing 100083,China 2)Zhong Yuan Environment Engineering Ltd,Suzhou 215143,China ABSTRACT The influences of chemical compositions and cooling rate on the crystallization temperature of mold fluxes were studied with WCT-2 DTA.Under the experiment conditions,the crystallization temperature increases with the increase of basicity and then decreases;the crystallization temperature increases with F con- tent,and decreases with the enrichment of Na2O,Al2O,,MgO.Increasing cooling rate,the crystallization tem- perature is reduced slightly. KEY WORDS continuous casting;mold fluxes;crystallization temperature;cooling rate

、 b L 2 2 N 0 . 6 舒 俊等 : 连 铸结 晶器 保护 渣结 晶温度 . 5 11 . 3 结 论 ( 1) 碱 度在 1 . 小 1 . 40 的范 围内 , 碱度升 高 , 保 护渣 的结晶温度 先提高后降低 , 在碱 度 1 . 2 附近 出现极大值 . (2 )在 .4 0% 一 12 .0 % 范 围内 , F 一 含量增加 , 保护 渣 结晶温度提 高 . (3 )在基渣 中分别添加 .6 0% 一 12 .0 % 的N 跳 0 , 小8 .0 % 的M g o , 0~2 .0 % 的 A 1 2 0 3 , 随其含 量增加 , 保 护渣 的结晶温度下 降 . (4 )冷却速率在 1 0一 50 ℃ m/ in 的范围 内 , 保护 渣 的结 晶温度 随冷却速 率 的增加 稍稍下 降 . 参 考 文 献 1 Sar 正ar an ar a y a n a n S R, A P e li an D . vE a l u iat on o f M o 1d P o w d e r P e r fo mr an e e v i a C yr s at ll iaZ ti on A n a ly s i s . I n : 15 5 7 5 ht Set e l m由gn C o n fe er cn e Por e e e din g s . 199 2 . 6 0 7 2 K y o d e n H , D 0 ih ar a T, N om aur 0 . D e v e loP m e n t o f M 0 1d P o w d e rS for Hi hg S P e e d C o n tin u o u s C ast l n g o f Set e l . I n : 15 5 M o ld P ow d ser for C o n t UO u o u s C as int g an d B o t o m P o u ir n g eT e m i gn . 1 9 87 . 4 5 3 M o oer J A , P ih ll iP s R J , G ib b s T .R A n C 冲e vr l ew fo r het eR qu ier m e n st o f C o in i nu o u s C as t i n g M o ld F lux e s . nI : I S S7 4 ht Set e ln ak i n g C o n fe r e n c e P r o e e d ign s . 19 9 1 . 6 15 4 诵11 5 K C . hT e P e d 为n n acn e o f C as t in g P o w desr an d Tb e ir E fl 免e t on s 世伪e e Q 明11.yt nI : 15 5 74 ht S et e iln ak i n g C o n - 几r e n c e rP o c e e din g s . 19 9 1 . 12 1 5 E m i M . Th e M e c h an i sm s for ist c k i n g yT P e B r e ak . O u st an d n e 、 v D e ve 1 o Pm e n st in C o n t in u ous C ast in g M 0 1d lF uxe .s nI : 15 5 7 4 ht s姗 lm ak in g C on fe r e n e e P cor e d l n g s . 1 9 9 1 . 6 2 3 6 M c C aul 盯 W L , K o u 1 M K . M o l d P o w d e r eT c hn o l o gy : B o t o m P o u n n g v s . C o n t l n u o u s C as t l n g . I n : 1 5 5 M o ld P ow d e sr for C o n t l n u o u s C ast l n g an d B ot om P o u ir gn eT e - m in g . 1 98 7 . 111 7 N ak at o H , S ak u r a y a T, oN 左水 I,T et a l . Ph y s i e a l an d C h e m i - e al P r o pe rt i e s o f C as ti gn P o dw er s A价 e tin g ht e M o ld L ub ir e iat o n D ur l n g C o n t l n u o u s C as it n g . I n : 15 5 6h9t S et lm ak l n g C on fe er n e e Por e e e d i n g s . 19 86 . 1 37 8 B 0 r n r n ar aj u R . 0 Pt 1m um S e l e ct i o n an d A PPli 。 妓 lon o f M o ld Fl u x e s foy C ar b on Set e l s . ih : 1 5 5 7 4 ht Set e ln ak in g C on fe r e n e e P cor e e din g s . 199 1 . 13 1 9 朱 立光 , 高速连 铸保 护渣 性 能优化 及基 于神 经 网络 的连 铸保 护 渣设计 专 家系 统 的研 究 : 〔博 士学 位 论 文 ] . 北京 : 北京 科技 大学 , 19 97 1 0 C h a v e z J F, oR idr gu e z A , M aor le s 风 et al . L ab o r at o yr an d P l a n t S ot di e s o n hT e mr a 1 P r o P ert i e s o f M 0 1d P o dw esr . nI : 1 5 5 7 8ht S et lm ak l n g C o n fe r e n e e P r co e e d l n g s . 1 9 9 5 . 67 9 11 C alr i R, hG i l别月 1.V M an ag in g eT e ho o 1 o ig e al R or P e rt ie s o f Mo ld Fl xu e s . l r o n & Set e ln ak e几 1 9 9 8 , 2 5 ( 6) : 43 12 SaJ 月e m an J , S c hr e w e H . T五e I n fl u e n e e o f C as t i n g P o 、 v . d e r on ht e F o n n iat on o f C r a c ks in C o n t l n u o u s S lab C as - t in g . nI : 15 5 7 4t h Set e如欧加 9 C o n fe er cn e P r o c e e id n g s . 199 1 . 7 1 9 13 Sak a i凡 K a w as ih m a T, Sh i o m i T, et ia . C yr s at 11i az t 1on B e - h a v i or o f M o l t e n F】xu e s of r Hihg . s P e e d C o nt l n u o u s C as - tl n g o f M id id e 一 e a迁幻 n Set e l . I n : 1 5 5 P ocr e e d l n g s o f M o l - et n 5 1吧 s , F lux e s an d S a l t s . 1 99 7 . 7 8 7 1 4 B h aj m r a M S , C h ar l e s w o rt h M G , Wb gn S , et ia . C yr s t a ll i - 邓t i o n o f F l uxe s u n d e r Va yr ign C o l ign R a t e s . nI : 15 5 5 4 ht E l e e itr e F unr ac e C on fe r e n c e P r o e e e d ign s . 1 9 96 . 5 5 1 C yr s at lli z at i o n eT m P e r a 饥ir e o f C o n t inu o u s C a s t i n g M o l d F lux e s 凡仔U uJ n , ), 刀万 hS an ot gn l), Z月% N G ilL ), CA O 肠iw en )z, , O N G eR nb o)z , 恻刃G j “ a n器u a心 , l ) M e回 l u 理守 S c h o 几U S T B e ij ign , B e ij ing 10 0 0 83 , Ch ina Z ) hZ o n g 、 仙an E n v ~ ent E n g in e e r l n g L t d, S u hz o u 2 1 5 14 3 , hC in a A B S T R A C T Th e I n if u e n e e s o f hc em i e a l e o m P o s it i o n s an d e o o l ing r a t e on t h e c yr sat lliaz t 1on t e m P e r at ur e o f m o ld if ux e s w er s ot d i e d w iht W C T 一 2 D T A . U n d e r ht e e xP e 丘m e nt e o n d it l o n s , 小e e yr s t a lll z at i o n t e m Pe r at ur e 访c r e a s e s w iht ht e in er a s e o f b a s i e iyt an d ht en de er a s e s: 山e c yr sat lll困吐i o n t e m P e r a t 珍e icn r e as e s w iht F e -on et 城 幼 d de e er a s e s w iht ht e e而 e h zl l e in o f N 氏 0 , A 1 2 0 3 , M gO . l n c r e a s ign e o o l ign r a t e , t h e c yr sat lli azt ion et m - P e r a t 理e 1 5 er d u c e d s lihg t l y . K E Y WO R D S e o nt l n u o u s e a s it gn : m o ld fl ux e s ; e yr s alt li z iat on et m P e r a n 理 e ; e o o l ign r at e