·548· 北京科技大学学报 第33卷 4.0 渣导热能力与熔渣的NBO/T相关，NBO/T越小，其 导热能力越强，可见L,0的增加增大了熔渣的 3.8 NB0/T,使得液渣的导热能力减弱.平均热流密度 是最大热流密度到特征时间段热流的平均值，主要 36A 反映固态渣膜控制传热的能力，Tang等)认为固态 渣膜平均热流密度与保护渣渣膜结晶率和厚度密切 3.4 。一宽面厚度 相关，平均热流密度随结晶率增加而减小.图10说 ·一窄面厚度 明随L,0含量的增加，渣膜宽面和窄面厚度略微减 3.2 2 3 4 5 小；但图11表明，L20质量分数为2%渣样冷却强 Li,0质量分数/% 度大的结晶器侧存在一定厚度的玻璃层，L,0质量 图10山20对渣膜厚度的影响 分数为5%的渣样渣膜断面完全为结晶层，渣膜结 Fig.10 Effect of Li,O on the thickness of the slag film 晶率增大，因此表现为在渣膜厚度略微减小的情况 结品器之间形成稳定气隙时间随L,0含量的增加 下平均热流密度减小.在此需要指出，由于不含 而缩短，渣膜热流特征时间减小.最大渣膜热流密 Li,0的基础渣样熔点高于1300℃且结晶能力较 度是指铜结晶器浸入液渣后固态渣膜尚未形成，液 强，热流设备的铜探头进入液渣后使液渣全部快速 渣直接向结晶器传热时的热流密度，此时达到最大 凝固，因此无法得到热流数据和渣膜厚度等相关 值，主要反映液渣传热能力，Yamauchi等回指出液 数据. 铜探头制 铜探头侧 10m 25m 25m 25 250m 25m 250um 25m 图11渣膜断面结构. (a)0L20=29%:(b)wu20=5% Fig.11 Cross-sectional microstructures of the slag film:(a)o%(b)o=5% Mold Fluxes.Beijing:Metallurgical Industry Press,2008:137 3结论 (李殿明，绍明天，杨宪礼，等.连铸结品器保护渣应用技术 (1)在质量分数小于2%范围内增加L,0含量 北京：治金工业出版社，2008：137) 2] Omoto T,Suzuki T,Ogata H.Development of "SIPS series"mold 可减弱非反应性保护渣的结晶性能；而在2%~5% powder for high Al electromagnetic steel//Shinagawa Technical 范围内增加L,0含量有促进渣系结晶的作用.当 Report No.50,2007:57 Li,0质量分数由2%增加到5%时，晶体析出的孕 Bl Street S,James K,Minor N,et al.Production of high-aluminum 育时间缩短，结晶温度升高，临界冷却速度增大，结 steel slabs.Iron Steel Technol,2008,5(7):38 [4] Kawasaki Iron Making Kabushiki Kaisha.Mold fluxes of high Al 晶速率常数增大.为避免渣圈快速长大，建议将高 steel:Japan,Showa era57-184563.1982-11-13 铝钢非反应性保护渣中L,0的质量分数控制 (川崎制铁株式会社.高铝钢连铸保护渣：日本，昭57- 在2%. 184563.1982-11-13) (2)Li,0质量分数由2%增加到5%时，非反应 [5] Liu H,Wen G H,Tang P.Crystallization behaviors of mold fluxes 性保护渣渣膜传热能力减弱，表现为特征时间、最大 containing Li2O using single hot thermocouple technique.IS//Int, 2009,49:843 热流密度及平均热流密度均随L,0含量的增加而 [6]Qi X,Wen G H,Tang P.Investigation on heat transfer perform- 减小 ance of fluoride-free and titanium-bearing mold fluxes.Non Cryst Solid,2008,354(52-54):5444 参考文献 7]Park J H,Min D J,Song H S.Structural investigation of Cao- [1]Li D M.Shao M T,Yang X L,et al.Application Technology of Al,O,and CaO-Al,O,CaF,slags via Fourier transform infrared北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 图 10 Li2O 对渣膜厚度的影响 Fig． 10 Effect of Li2O on the thickness of the slag film 结晶器之间形成稳定气隙时间随 Li2O 含量的增加 而缩短，渣膜热流特征时间减小． 最大渣膜热流密 度是指铜结晶器浸入液渣后固态渣膜尚未形成，液 渣直接向结晶器传热时的热流密度，此时达到最大 值，主要反映液渣传热能力，Yamauchi 等［12］指出液 渣导热能力与熔渣的 NBO/T 相关，NBO/T 越小，其 导热 能 力 越 强，可 见 Li2O 的增加增大了熔渣的 NBO/T，使得液渣的导热能力减弱． 平均热流密度 是最大热流密度到特征时间段热流的平均值，主要 反映固态渣膜控制传热的能力，Tang 等［13］认为固态 渣膜平均热流密度与保护渣渣膜结晶率和厚度密切 相关，平均热流密度随结晶率增加而减小． 图 10 说 明随 Li2O 含量的增加，渣膜宽面和窄面厚度略微减 小; 但图 11 表明，Li2O 质量分数为 2% 渣样冷却强 度大的结晶器侧存在一定厚度的玻璃层，Li2O 质量 分数为 5% 的渣样渣膜断面完全为结晶层，渣膜结 晶率增大，因此表现为在渣膜厚度略微减小的情况 下平均热流密度减小． 在此需要指出，由于不含 Li2O 的基础渣样熔点高于 1 300 ℃ 且结晶能力较 强，热流设备的铜探头进入液渣后使液渣全部快速 凝固，因此无法得到热流数据和渣膜厚度等相关 数据． 图 11 渣膜断面结构 . ( a) wLi 2O = 2% ; ( b) wLi 2O = 5% Fig． 11 Cross-sectional microstructures of the slag film: ( a) wLi2O = 2% ; ( b) wLi 2O = 5% 3 结论 ( 1) 在质量分数小于 2% 范围内增加 Li2O 含量 可减弱非反应性保护渣的结晶性能; 而在 2% ～ 5% 范围内增加 Li2O 含量有促进渣系结晶的作用． 当 Li2O 质量分数由 2% 增加到 5% 时，晶体析出的孕 育时间缩短，结晶温度升高，临界冷却速度增大，结 晶速率常数增大． 为避免渣圈快速长大，建议将高 铝钢非 反 应 性 保 护 渣 中 Li2O 的质量分数控制 在 2% ． ( 2) Li2O 质量分数由 2% 增加到 5% 时，非反应 性保护渣渣膜传热能力减弱，表现为特征时间、最大 热流密度及平均热流密度均随 Li2O 含量的增加而 减小． 参 考 文 献 ［1］ Li D M，Shao M T，Yang X L，et al． Application Technology of Mold Fluxes． Beijing: Metallurgical Industry Press，2008: 137 ( 李殿明，绍明天，杨宪礼，等． 连铸结晶器保护渣应用技术． 北京: 冶金工业出版社，2008: 137) ［2］ Omoto T，Suzuki T，Ogata H． Development of“SIPS series”mold powder for high Al electromagnetic steel / /Shinagawa Technical Report No． 50，2007: 57 ［3］ Street S，James K，Minor N，et al． Production of high-aluminum steel slabs． Iron Steel Technol，2008，5( 7) : 38 ［4］ Kawasaki Iron Making Kabushiki Kaisha． Mold fluxes of high Al steel: Japan，Showa era57--184563． 1982--11--13 ( 川崎制铁株式会社． 高 铝 钢 连 铸 保 护 渣: 日 本，昭 57-- 184563． 1982--11--13) ［5］ Liu H，Wen G H，Tang P． Crystallization behaviors of mold fluxes containing Li2O using single hot thermocouple technique． ISIJ Int， 2009，49: 843 ［6］ Qi X，Wen G H，Tang P． Investigation on heat transfer perform￾ance of fluoride-free and titanium-bearing mold fluxes． J Non Cryst Solids，2008，354( 52--54) : 5444 ［7］ Park J H，Min D J，Song H S． Structural investigation of CaO￾Al2O3 and CaO-Al2O3 -CaF2 slags via Fourier transform infrared ·548·